Наш старый сайт

Солнечная генерация как большой бизнес

Солнечная генерация как большой бизнес

№22 (1215) от 01.06.202104.06.2021

Украина еще отстает в мире по общим объемам солнечной генерации электроэнергии, но уже точно не отстает по темпам ее прироста

Конечно, не все в этой области радужно, но солнечная энергетика точно сейчас находится в более выгодных условиях, чем многие другие отрасли. Хотя и тут есть свои подводные камни.

По сообщению пресс-службы "Укрэнерго", за 2020 г. в структуре производства электроэнергии в Украине доля солнечных и ветровых электростанций выросла в два раза: с 3.3% в 2019 г. до нынешних 6.8%. Установленная мощность ВЭС и СЭС увеличилась на 41% или в "энергетических" единицах измерения на 1.9 ГВт — до 6.4 ГВт. В общей сложности солнечные и ветровые электростанции выработали за прошлый год 148.9 млрд кВтч электроэнергии. Основной прирост производства и установленных мощностей за 2020 г. наблюдался в солнечной генерации — 1.8 ГВт.

В "Укрэнерго" объяснили: "Пик производства СЭС в весенне-летний период приходится на часы дневного снижения потребления (с 12:00 до 17:00), что требует гибких инструментов для их балансировки. Именно балансировка возобновляемых источников, преимущественно СЭС, в дневные часы была в прошлом году и остается сегодня основной проблемой интеграции возобновляемых источников в энергосистему Украины".

По прогнозам оператора объединенной энергосистемы Украины, рост мощностей "зеленой" энергетики в 2021 г. продолжится. И не только в абсолютных цифрах: также будет расти ее доля в общей структуре производства электроэнергии в нашей стране. Это важно, потому что мы пока отстаем от мира. Аналитическое агентство Ember в исследовании Global Electricity Review 2020 указывает, что объем генерации электроэнергии ветровыми и солнечными электростанциями по всему миру за I полугодие 2020 г. вырос до 10% от общего объема произведенной в мире электроэнергии.

Принуждение к солнцу

Недавно в Украине пропустили по-настоящему историческое событие. 26 мая суд в Гааге обязал британско-нидерландскую компанию RoyalDutchShell к концу 2030 г. сократить глобальные выбросы углерода на 45% по сравнению с уровнем 2019 г. Иск против одной из крупнейших нефтегазовых компаний мира подали экологическая организация "Друзья Земли", а еще более 17 тыс соистцов.

В итоге суд решил, что Shell нарушает статью 6:162 Гражданского кодекса Нидерландов, а также статьи 2 и 8 Европейской конвенции о правах человека — право на жизнь и право на семейную жизнь, создавая опасность для людей, когда можно было применить альтернативные виды хозяйствования. Суд особо отметил, что компания "давно знала о вреде, наносимом выбросами углерода".

Получается, что нефтегазовую компанию засудили просто за то, что она нефтегазовая, то есть за основную ее деятельность, законом никак не запрещенную, пусть в наши дни и не самую этичную.

Представитель Shell на суде оправдывался: "Да, необходимы срочные меры по борьбе с изменением климата. Мы инвестируем миллиарды долларов в низкоуглеродную энергетику, включая зарядку электромобилей, водород, возобновляемые источники энергии и биотопливо. Мы хотим увеличить спрос на эту продукцию и быстрее расширить наш новый энергетический бизнес".

Теперь экологические организации Европы собираются аналогично засудить другие европейские нефтегазовые компании. Роджер Кокс, юрист организации "Друзья Земли", призвал "зеленых" во всем мире: "Примите вызов и используйте судебные меры, чтобы заставить транснациональные корпорации сыграть свою роль в решении чрезвычайной климатической ситуации. Это поворотный момент в истории. Это дело уникально тем, что это первый случай, когда судья приказал крупной корпорации, загрязняющей окружающую среду, соблюдать Парижское соглашение по климату. Это решение также может иметь серьезные последствия и для других крупных загрязнителей".

Именно так выглядит в Европе в наши дни ускорение энергетического перехода: не только дотациями для ВИЭ, но уже и судебными мерами против крупных нефтегазовых ТНК. И чисто экономические основания для отказа от углеводородной энергетики уже имеются.

Цена мегаватт-часа для разных видов энергии 

Цена мегаватт-часа для разных видов энергии

Как видим на графике, стоимость генерации не изменилась для угля и выросла для атома. А вот для солнечной энергии она с 1976 г. упала на 99.6%! Это связано как с новыми технологиями производства солнечных панелей, так с тем, что в солнечной энергетике введение новых мощностей сейчас способствует повышению эффективности, чего не скажешь об атоме или угле.

Только за последнее десятилетие стоимость производства 1 кВтч электроэнергии с помощью солнечных панелей снизилась в 10 раз, тогда как за счет ветроэнергетических установок — "лишь" втрое. Стоимость газовой генерации при этом снизилась только примерно на треть, стоимость угольной генерации осталась прежней, а производство электроэнергии на АЭС на треть подорожало.

Себестоимость производства солнечной энергии снижается при одновременном росте государственной поддержки. Если раньше активнее всего этот вид генерации субсидировали правительства Германии и Китая, то теперь на первое место выходят США, которые денег не жалеют. Недавно администрация американского президента Джо Байдена поставила цель снизить стоимость солнечной энергии в стране на 60% в течение следующего десятилетия.

В частности, Министерство энергетики хочет снизить текущую себестоимость солнечной энергии с 4.6 цента за кВтч до 3 центов к 2025 г., а затем и до 2 центов к 2030 г. Министерство энергетики также стремится к тому, чтобы энергосистема США заработала полностью на экологически чистых технологиях производства энергии в течение следующих 15 лет. На практике это означает, что мощности солнечной генерации должны будут прирастать в пять раз быстрее, чем сейчас.

Честно говоря, тут очень хочется вставить опрос читателей: получится у американцев или нет? Потому что задача по масштабу вполне сопоставима с программой "Аполлон". Но Джо Байден, при всем уважении, — не Джон Кеннеди, хотя тоже католик.

Этот амбициозный план американской администрации уже называют Clean tech 2.0. Но проблема заключается в том, что 8 из 10 крупнейших производителей солнечного оборудования — это китайцы, и только компании First Solar и SunPower — единственные американские представители в Топ-10.

Причина китайского лидерства проста и очевидна: основным инвестором в R&D и производство в Китае выступило государство, которое дальновидно сделало это еще на этапе 2005-2015 гг., когда эти проекты считались убыточными.

США же в то время сделали ставку на частный капитал, но немного преждевременно. По данным PwC, из $25 млрд, вложенных венчурными капиталистами в сектор чистых технологий в период с 2006 г. по 2011 г., половина денег "сгорела" в результате банкротства компаний. Разочарованные потерями, американские венчурные фонды "поставили крест" на солнечной энергетике и переключили свое внимание на разработчиков приложений, программного обеспечения и искусственного интеллекта, которые обещали высокую прибыль, не требуя огромных вливаний капитала.

И вот теперь администрация Байдена решила идти по китайскому пути, увеличивая господдержку солнечной энергетике. Для начала Министерство энергетики США обязалось потратить $128 млн на технологии фотопреобразования, включая перовскитные солнечные элементы, а также на теллурид кадмия для солнечных панелей нового типа (с повышением их КПД с нынешних 21-25% до 29-32%).

Накануне проблем

Любая бурно развивающаяся технологическая отрасль вскоре сталкивается с проблемами. Одна из главных проблем для солнечных станций — хранение энергии, ведь ночью солнце не светит. Эта проблема вообще очень сильно ограничивает развитие ВИЭ в целом: получается, что функции солнечной и ветровой энергетики сводятся разве что к дополнению традиционных станций, не зависящих от времени суток и погоды.

На низовом уровне, например, частного дома, проблему можно решить, установив аккумуляторный блок. А вот с железной дорогой или огромным автомобильным заводом, так не поступишь. И это, кстати, один из поводов скептически относиться к обещаниям "буквально за два десятка лет" сделать всю энергетику в индустриальных странах "зеленой".

Но на локальном уровне продолжают идти эксперименты по хранению энергии ВИЭ. Один из них — накачивать воду в огромный бассейн на пике получения энергии от солнца или ветра, а затем ночью или в штиль спускать ее вниз через генераторы. Такая себе искусственная ГЭС. Но эта технология известна очень давно. А вот есть другая, более современная - несколько новых зданий в Нью-Йорке, в том числе здание штаб-квартиры американского инвестиционного банка Goldman Sachs, охлаждаются гигантскими ледогенераторами, расположенными в подвальных помещениях. В случае с Goldman Sachs — это 770 т льда. Вместо энергоемкой системы кондиционирования используются вентиляторы, которые прогоняют воздух над льдом и таким образом охлаждают здание, что в летний период экономит для Goldman Sachs $50 тыс в месяц.

На долю кондиционирования воздуха в коммерческом секторе приходится свыше 5% от потребляемой в США электроэнергии. Этот вид потребления представляет собой важный компонент пиковой нагрузки, особенно в жаркие летние дни, когда электрическая сеть работает в условиях наибольшей загрузки. Здания с подобными технологиями помогают Нью-Йорку избежать строительства дополнительных пиковых электростанций, техногенная нагрузка которых не ограничивается одними выбросами углерода.

С другой стороны, по сектору солнечной энергетики очень сильно сейчас ударит сырьевая инфляция. Согласно недавнему исследованию Международного энергетического агентства (МЭА) "Роль критических минералов в переходе к чистой энергии", спрос на литий в 2040 г. может быть в 50 раз больше, чем сегодня, а на кобальт и графит — в 30 раз больше, если мир быстро перейдет к электромобилям, ветровым и солнечным фермам. Такой растущий спрос, конечно, будет стимулировать промышленность к разработке новых запасов этих полезных ископаемых, но их потенциальные источники ограничены, а процесс их логистики будет дорогостоящим и сложным. Другими словами, мир может столкнуться с серьезной нехваткой критически важных материалов, в том числе для солнечной генерации.

А вот еще одно осложнение: производство ряда наиболее важных материалов, включая литий, кобальт и редкоземельные элементы, сконцентрировано всего в нескольких странах, что может привести к геополитической борьбе, которая сопровождала зависимость мира от нескольких основных источников нефти. По данным МЭА, только одна страна, Демократическая Республика Конго (ДРК), в настоящее время поставляет более 80% мирового кобальта, а другая — Китай — 70% редкоземельных элементов. Точно так же литий в основном добывается в трех странах — Австралии, Аргентине и Чили, на которые приходится почти 80% мировых поставок. А четыре страны — Аргентина, Чили, ДРК и Перу обеспечивают большую часть добычи меди.

Если Австралия, Чили и Аргентина находятся в хороших отношениях с США и Европой, то этого не скажешь о Китае. Развитые страны, в первую очередь США, не могут обойтись без фактически монополиста в области редкоземельных металлов — Китая. Им придется сотрудничать с Пекином, если они хотят и дальше осуществлять переход к "Зеленой генерации".

Очевидно, что не исследована полностью и Африка. Кобальт и редкоземельные металлы могут находиться в недрах не только ДРК. Это предполагает схватку мировых держав за ряд стран Африки. И вот тут стоило бы "почесаться" Украине. У нас есть огромное месторождение лития — нетронутое. Весь мир, конечно, не обеспечим, а вот Европу — вполне.

С начала года цены на солнечные модули уже выросли на 18%, и "виноват" в этом рост цен на поликремний. Поликристаллический кремний представляет собой кремний высокой чистоты, который является основным ингредиентом в производстве солнечных фотоэлектрических панелей.

Поликремний переживает серьезный дефицит предложения. Это хорошо для поставщиков панелей, но не для производителей солнечной энергии. Менее чем за 12 месяцев цены на поликремний подскочили с $6.19 до $25.88 за кг. И в ближайшие полтора года он может подорожать еще больше. Это значит, что рост себестоимости солнечной энергетики гарантирован.

Во всей этой большой и интересной истории с солнечной энергетикой есть один важный момент. Растет доля не только крупных и средних солнечных станций, пополняющих собой статистику, есть генерация, которая реально покрывает энергетические потребности людей, но в статистику не попадает.

Это модные сейчас во многих странах панели солнечной энергии на парковых скамейках: прямо на скамейке можно зарядить гаджеты — телефон, ноутбук, планшет и другие. Нередко такие скамейки оборудованы точками доступа к Wi-Fi, USB-портам, LED-светильникам. Добавим сюда распространенные уже и в Украине уличные фонари на солнечных батареях.

Солнечные панели на даче или у коттеджа уже не редкость — чаще небольшие для зарядки гаджетов, фонарей, аккумуляторов или покрупнее — какие уже способны питать водяной насос, бытовую технику. Посчитать их трудно, но нагрузку на электросети они снижают с каждым годом все ощутимее. Даже у автора этих строк в квартире в комнате на солнечной стороне окно от солнечных лучей днем закрывает солнечная батарея. Для зарядки смартфона и планшета — вполне хватает.

Следующий этап, простой и очевидный, — оборудование солнечными панелями плоских крыш строений (от гаражей до жилых домов). В перспективе — это многие квадратные километры солнечных ферм в городе. Полученная от них энергия вряд ли вольется в общую энергосеть, но сможет обеспечивать значительную часть потребностей жителей этих домов.

Будущее уже наступило, просто оно еще не везде заметно.