Энергосбережение в Германии

 

3. Альтернативная энергетика

На фоне ядерной катастрофы в Стране восходящего солнца под давлением немецких демонстрантов правительство ФРГ утвердило план постепенного отказа страны от "мирного атома". В Германии был принят ряд законов, призванных ускорить выход страны из ядерной энергетики и обеспечить переход на альтернативные источники энергии, прежде всего энергию ветра и солнца. Эти документы предусматривают строительство в стране электростанций нового типа, а также меры по экономии электроэнергии, в том числе реконструкцию зданий по энергосберегающим технологиям.

Последняя немецкая АЭС будет выведена из эксплуатации самое позднее в конце 2022 года. После выхода Германии из ядерной энергетики в стране будет создана "абсолютно новая архитектура энергообеспечения". В условиях ускоренного отказа от ядерной энергии и быстрого перехода на возобновляемые источники правительство ФРГ стремится обеспечить надежное бесперебойное снабжение страны экологически чистой энергией по приемлемым ценам.

Однако альтернативная энергетика еще полностью не освоена. В ближайшие годы возобновляемые источники не смогут полностью заменить "мирный атом", доля которого в энергетическом пакете Германии составляет 22,6 проц. По сравнению с 1991 годом его доля снизилась на 4,7 проц. С 29,3 до 24,5 уменьшилась доля бурого угля, с 27,7 до 18,3 проц. – каменного угля. Одновременно доля возобновляемых источников энергии возросла за тот же период 3,2 до 15,6 проц. Ожидается, что к 2030 году доля ветроэлектростанций / ВЭС/ в общем объеме вырабатываемой в Германии электроэнергии возрастет до 30 проц.

В настоящее время с помощью ветра в Германии производится 7 проц. электричества. По Германии, где производство "ветряков" поставлено на конвейер, разбросано более 17 тыс. ветрогенераторов. В прошлом году в ФРГ было сдано в эксплуатацию 754 ветряных энергоустановки мощностью 1551 мегаватт. Тем самым общее количество "ветряков" в Германии на начало нынешнего года составило 21607 единиц, а их совокупная мощность – около 27215 мегаватт. В конце мая в открытом море на Балтике в 16 км от германской береговой линии недалеко от полуострова Фишланд-Дарсс-Цингст введен в эксплуатацию первый в стране коммерческий оффшорный ветропарк Балтик-1 /Baltic One/. В Северном море у острова Боркум действуют 12 экспериментальных ветроустановок парка "Альфа вентус" концернов "Репауэр" и "Арева винд", а также парк из 15 ветряных электростанций фирмы "Бард". В совокупности они имеют мощность более 100 мегаватт, что соответствует 12,5 проц. возможностей стандартной ТЭЦ, работающей на угле. При наличии правительственной поддержки к 2020 году мощность оффшорных ветропарков может увеличиться в 100 раз – до 10 тыс. мегаватт. Правительство ФРГ планирует строительство 40 парков ветряных электростанций морского базирования – 30 в Северном и 10 в Балтийском морях. Разрешения на строительство 22 парков уже выданы, а для их размещения отведена акватория площадью 100 кв км. Широкомасштабный проект предполагает монтаж в море около 2,5 тыс. ветряных энергетических установок.

Ориентированная на "зеленые" технологии электроэнергетика ФРГ отдает предпочтение солнечным и ветряным электростанциям. Немецкие энергетики делают ставку на ветер и солнце как альтернативные источники электроэнергии.

Ветряная и солнечная энергетика обретают надежность лишь в сочетании с природным газом. В случаях, когда использование ветрогенераторов затруднено, альтернативой могут стать газовые электростанции.

В Германии в ближайшие годы запланировано строительство до 30 тепловых электростанций, работающих на природном газе. При выработке одного киловатт-час электроэнергии газовые электростанции выбрасывают в атмосферу до 400 граммов углекислого газа. Это вдвое меньше, чем на угольных ТЭЦ. В этой связи в ряде земель ФРГ предполагают отказаться от ТЭЦ, работающих на угле. В частности, власти земли Мекленбург-Передняя Померания не разрешили строительство ТЭЦ, работающей на угле, в восточногерманском городе Лубмин /под Грайфсвальдом/ на побережье Балтики. Они отдали предпочтение совместному проекту германского энергетического концерна Э.ОН и "Газпрома", которые предложили построить там тепловую электростанцию мощностью 1200 мегаватт. Она будет работать на российском природном газе, поступающем по газопроводу "Северный поток" протяженностью 1223 км, который пройдет из российского Выборга в восточногерманский Грайфсвальд по дну Балтийского моря. Он напрямую соединит Единую систему газоснабжения России с газотранспортной системой Европейского союза и обеспечит прямую поставку природного газа с российских газоконденсатных месторождений в Западную Европу. По данным экспертов газовой отрасли, у природного газа самые низкие показатели эмиссии углекислого газа среди всех ископаемых энергоносителей. В итоге его использование вносит вклад в борьбу против глобального изменения климата, полагают они. Экологические преимущества "голубого топлива" неоспоримы. В этой связи электростанции, работающие на газе, рассматривают в Германии в качестве резервных на случай невозможности использовать возобновляемые источники энергии.

В связи с коренными изменениями в энергетической политике Берлина возрастает зависимость Германии от российских поставок газа, так как ФРГ впредь вместо АЭС намерена строить газовые электростанции. В настоящее время Германия покрывает 32 проц. своих потребностей в "голубом топливе" за счет поставок из России. 11 проц необходимого Германии газа добывается в самой ФРГ. Еще 29 проц. импортируется из Норвегии, 22 проц. – из Нидерландов.

Преимущество газовых электростанций в том, что их можно быстро включать и отключать. От пуска в эксплуатацию до вывода на полную мощность им нужно 25 минут. Противники современных угольных электростанций утверждают, что при выработке одного киловатт- часа электроэнергии за счет сжигания угля в атмосферу выбрасывается 800 граммов углекислого газа. Это вдвое больше, чем на газовых ТЭЦ. В этой связи в ФРГ обсуждаются планы закрытия теплоэлектростанций, работающих на добываемых в ФРГ буром и каменном угле, и ускорения перехода к ветряным, солнечным и биологическим источникам энергии.

 

 

 глава 2.

2. Использование возобновляемых источников энергии

2.1. Ветроэнергетика

Использование энергии ветра для выработки электричества пока является в Германии наиболее эффективной и производительной технологией из всех представленных в области возобновляемой энергии. В 2009 году этот сектор вырос на 15%, достигнув мощности в 26 тыс. МВт. Общее количество турбин достигло 21163 единиц.

По планам германских энергетиков, к 2020 году производство электроэнергии, вырабатываемой ветряными турбинами, достигнет 149 млрд. кВт∙ч, при мощности 45 ГВт, что обеспечит четверть всего объема энергопотребления страны. Предполагается, что само количество ветрогенераторов не изменится, оставшись на уровне около 20 тыс. единиц, но старые турбины будут со временем заменены на новые и более эффективные, позволяя существующей ветряной электростанции производить больше электроэнергии с меньшим шумом, не увеличивая объемы используемых под них сейчас площадей.

Ветряные фермы располагаются в основном в прибрежных районах Германии, но в ближайших планах развитие континентального и морского парка ветрогенераторов. Считается, что только ветроэнергетика внутренних, удаленных от морских побережий районов способна к 2020 году достичь установленной проектной мощности в 10 ГВт. В конце апреля была открыта Alpha Ventus – первая ветряная ферма в Северном море, на расстоянии 45 км от берега, сооружение которой обошлось в 250 млн. евро.

Преимущества и недостатки ветровых генераторов электроэнергии

По сути, энергия ветра – это преобразованная в кинетическую энергию молекул воздуха энергия солнца. Так что можно утверждать, что энергия ветра, как и энергия волн – это разновидность солнечной энергии, энергии, которая будет нам доступна столько времени, сколько будет существовать Солнце и наша планета. В этой статье мы дадим краткий обзор преимуществ и недостатков ветровых генераторов электроэнергии.

Преимущества.

1.  Использование энергии ветра имеет тысячелетнюю историю. Энергия ветра использовалась еще в Древнем Риме для доставки воды и помола зерна.

2.       Энергия  ветра – возобновляемая энергия, что означает, что Земля производит  ветер постоянно, бесплатно и  без ущерба для окружающей среды.

3.   Энергия ветра может быть достаточно дешевой, если будет использоваться в широких масштабах и на начальном этапе при поддержке государства. По некоторым оценкам цена КВт-часа может быть ниже 4-6 центов.

4.   Энергией ветра замещает энергию, вырабатываемую тепловыми электростанциями, тем самым уменьшая выбросы парниковых газов.

5.     Энергия ветра доступна практически в любом месте на планете. Где-то ветер слабее, где-то сильнее, но он есть практически везде.

6.    Ветрогенераторы не производят вредных выбросов в процессе эксплуатации.

7.     Ветряные турбины расположены на мачтах, и занимают очень мало места, что позволяет размещать их совместно с другими строениями и объектами.

8.      Энергия ветра будет особенно востребована в удаленных местах, куда доставка электричества другими привычными способами затруднена.

9.   Производство и эксплуатация ветряных турбин – это новые рабочие места.

10.   Как и другие  альтернативные источники энергии, ветряные электростанции снижают  зависимость компаний и частных  лиц от монополии нефтегазовых  кампаний, т.е. создают конкуренцию, от которой должны выиграть конечные потребители.

Недостатки.

1. Сила ветра весьма переменчива и зачастую непредсказуема, что требует использования дополнительного буфера для накапливания избыточной электроэнергии или дублирования источника для подстраховки. Эта проблема должна решиться с внедрением технологии Smart Grid – интеллектуальной системы распределения электроэнергии производимой гетерогенными источниками между потребителями в зависимости это потребностей.

2.  Многие люди считают, что ветряки, торчащие здесь и там, портят природный вид местности.

3. В разных частях Земли в разное время ветер дует по-разному. При строительстве ветряных электростанций необходимо предварительное исследование и разработка карты ветров.

4.   Высокая начальная стоимость.  Стоимость установки производящей 1 МВт составляет сегодня 1 миллион долларов.

5.  Ветряные электростанции, как правило, простираются на обширные территории и находятся в отдалении от потребителя, что создает дополнительные расходы на транспортировку энергии.

6. Сохранение избыточной энергии, выработанной ветряными турбинами, требуют дополнительных решений: аккумуляторов или преобразователей в другие виды энергии.

7. Некоторые исследователи утверждают, что ветряки принуждают некоторые виды птиц менять пути миграции.

8.   Ветряные турбины создают шум сравнимый с шумом автомобиля движущегося со скоростью 70 км/ч, что создает дискомфорт для людей и отпугивает животных.

9. Вращающиеся лопасти турбины представляют потенциальную опасность для некоторых видов живых организмов. Согласно статистике, лопасти каждой установленной турбины являются причиной гибели не менее 4 особей птиц в год.

 

2. Солнечная энергетика

Солнечная энергетика – один из наиболее быстро развивающихся секторов германской промышленности, постоянно подпитываемый крупными государственными дотациями, годовой объем которых составляет почти 9 млрд. евро. Только в прошлом году в Германии были установлены солнечные батареи суммарной мощностью более 5 тыс. МВт. При этом общая мощность используемых на сегодняшний день батарей составляет около 14 тыс. МВт. Производство электрической энергии при помощи солнечных лучей, по-другому называемое фотогальваникой или фотовольтаикой, к 2020 году в Германии должно увеличиться почти в десять раз. Если сегодняшний объем выработки электрической энергии путем использования фоточувствительных элементов для преобразования солнечной энергии в электричество в Германии оценивается в 4,3 млрд. кВт∙ч, то через десятилетие этот показатель должен составить почти 40 млрд. кВт∙ч при мощности 39,5 ГВт.

Таким образом, солнечная энергетика наряду с геотермальной и ветряной является одним из наиболее быстрорастущих секторов в сфере «зеленой» энергетики. Считается, что к 2020 году она будет обеспечивать около 7% всей генерируемой электростанциями мощности. Причины такого роста объясняются постепенным развитием технологии и повышением КПД солнечных батарей с одновременным понижением их стоимости, что уже в середине следующего десятилетия должно вывести этот сектор на самоокупаемость. Говоря простым языком, для конечного потребителя установка солнечной батареи окажется более дешевым вариантом, чем покупка электроэнергии, поступающей через электросеть.

Тем временем не все здесь так уж однозначно позитивно: сегодня от крупных германских энергетических компаний правительство требует покупать солнечную энергию по ценам, в несколько раз превышающим ее рыночную стоимость. Поэтому дотируемый сектор быстро стал выгодным бизнесом: в 2009 году в Германии было установлено более половины мирового количества солнечных панелей, и их владельцы теперь получают миллиардные субсидии. Немецкие компании вышли на первое место на мировом рынке солнечной энергетики, но, несмотря на масштабные инвестиции, на солнечную энергетику в общей структуре энергетики Германии до сих пор приходится менее 1%.

 

3. Опыт энергосбережения

 

Уже на протяжении многих лет в Европе, используют энергосберегающие технологии при строительстве и реконструкции зданий. В этих странах создали необходимые законодательные нормы с учетом экономических интересов собственников жилья и инвесторов. Повышения уровня энергоэффективности добиваются с помощью применения эффективной теплоизоляции, установки теплонасосов, современных оконных рам и дверей, недопускающих утечки теплого воздуха, использования котельных установок с высоким КПД и приборов поквартирного регулирования температуры.