«Солнечные» итоги и перспективы

Солнечная энергетика — одна из наиболее динамично развивающихся отраслей мировой индустрии. Среднегодовые темпы ее роста превышают 30%.
 

При этом в странах СНГ о развитии солнечной энергетики заговорили всерьез буквально в прошлом году. Наконец своим вниманием альтернативную энергетику, закрепив высказанную устно решимость развивать «альтернативу» в Основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года. В связи с этим интересно взглянуть, чем «дышал рынок» солнечной энергетики в минувшем году.

Мировые тенденции: проблемы не помеха развитию

Энергию солнца можно использовать двумя способами: для получения электричества или для отопления. В настоящее время в солнечной энергетике применяются энергосистемы двух видов:

– солнечные термальные установки (solar thermal installations), которые преимущественно служат для нагрева воды и обогрева зданий путем преобразования солнечной энергии в тепловую;

– солнечные фотоэлектрические системы (photovoltaics systems), используемые для производства электроэнергии путем преобразования солнечной энергии в электрическую.

В свою очередь, фотоэлектрические системы можно разделить на автономные и соединенные с электрической сетью. Станции второго типа отдают излишки энергии в сеть, которая служит резервом в случае возникновения внутреннего дефицита энергии.

Справка:

Солнечная энергия – излучение (радиация) идущая от Солнца, имеющая корпускулярную (поток протонов) и электромагнитную природу, является основным источником энергии для процессов, происходящих на Земле. Установлено, что в диапазоне спектральной чувствительности кремниевых солнечных элементов 0,3–1,1 мкм суммарная мощность электромагнитной составляющей солнечного излучения на поверхности земли составляет около 1000 Вт/м.

К числу достоинств солнечной энергетики традиционно относят общедоступность источника и экологическую чистоту. В то же время пока многочисленны и проблемы, с которыми сталкиваются разработчики в области солнечной энергетики и которые можно объединить в три группы. Прежде всего это фундаментальные проблемы. Суть первой из них в том, что относительно небольшая величина солнечной постоянной для солнечной энергетики требует использования больших площадей земли под электростанции (несколько десятков км2 – для электростанции мощностью 1 ГВт). Впрочем, гидроэнергетика выводит из пользования куда большие участки земли. Вторая фундаментальная проблема – неравномерность потока солнечной энергии на поверхности Земли, в разных местах среднее количество солнечных дней в году достаточно сильно различается. Существуют и технические проблемы: зависимость мощности солнечной электростанции от времени суток и погодных условий (хотя эта проблема уже сегодня решается на солнечных аэростатных электростанциях); дороговизна солнечных фотоэлементов и их недостаточный КПД; необходимость установки систем охлаждения, обычно водяных, обусловленная падением эффективности фотоэлектрических элементов при их нагреве. Наконец, несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, солнечной энергетике свойственны и экологические проблемы. Во-первых, сами фотоэлементы содержат ядовитые вещества (свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д.), а их производство потребляет и другие опасные вещества. Во-вторых, современные фотоэлементы имеют ограниченный срок службы (30–50 лет), и массовое применение поставит в ближайшее время вопрос их утилизации.

И все-таки, несмотря на то, что распространение солнечной энергетики сопряжено с рядом проблем, она, как, впрочем, и другие направления альтернативной энергетики, развивается в последние годы весьма активно.

Сегодня солнечная энергия занимает третье место в мире среди альтернативных источников энергии. Опережают ее только ветровая энергия и биотопливо.

Общая емкость установленных в мире фотоэлектрических систем достигла 14 200 МВт, причем ежегодный прирост в последние годы составлял 20-30% (рисунок 1).

  
Рисунок 1. Динамика ввода мощностей солнечных фотоэлектрических установок
 

Наибольшее число солнечных батарей установлено в регионах с благоприятными условиями: 52% установленных мощностей фотобатарей приходится на Европу, 23% – на Тихоокеанский регион, 10% – на Северную Америку.

Что касается производства солнечных батарей, то до недавнего времени оно было сосредоточено в трех регионах – Европе, Японии и Америке. Однако в последнее время существенно наращивает свои производственные мощности Китай.

Это уже стало традицией – подключившись к гонке за мировое лидерство в какой-либо из областей с некоторым запозданием, Китай очень быстро оповещает мир о своем намерении оставить всех прочих «участников соревнования» позади. Солнечная энергетика не исключение.

Китайская академия наук запустила масштабную государственную программу, направленную на поддержку развития технологий получения электроэнергии из солнечного света. Результатом ее реализации должно стать превращение Солнца в основной источник энергии к 2050 году, сообщает Cybersecurity.ru.

Предполагается, что переход на солнечную энергию пройдет в три этапа: развертывание мощностей – с 2015 года, альтернативное использование – с 2025 года и широкомасштабное применение – с 2035 года. Первейшая задача, которую предстоит решить, – найти способы удешевления выработки солнечной энергии и создать электростанции, готовые генерировать ее в промышленных масштабах.

Шансы на успех, даже отбрасывая целеустремленность и упорство китайцев, тем более высоки, что, по оценке местных специалистов, над 75% территории страны Солнце светит не менее 2200 часов в год, а в южных регионах этот показатель значительно больше.

При этом мировой опыт развития рынка показывает, что спрос на возобновляемую энергию и, в частности, на энергию Солнца быстрее всего растет в странах, сделавших ее использование одним из приоритетов национальной энергетической политики. Наиболее распространенным инструментом стимулирования развития возобновляемых источников энергии в мировой практике являются компенсации (премии) к тарифам на энергию от ВИЭ. В числе других основных инструментов – освобождение от налога части прибыли, инвестируемой в развитие нетрадиционной энергетики, освобождение потребителей «чистой» энергии от экологических налогов, а также тендеры и квоты («зеленые сертификаты») на поддержку различных видов ВИЭ из общего специального фонда.

Анализ динамики рынка солнечной энергетики позволяет предполагать, что, несмотря на мировой кризис, рынок солнечных батарей продолжит развиваться и в 2009 году. Обусловлено это повышенным вниманием государств к экономической безопасности, а также структурой инвестиций в отрасль и государственной поддержкой.