Куди рухається сонячна енергетика в Україні та в світі

Сонячна енергетика в Україні та світі фото
Куди рухається сонячна енергетика в Україні та в світі

Всього за 10 років – з 2010 по 2019 рік – сонячна енергетика в Україні перетворилася з екзотичного захоплення декількох багатих бізнесменів в економічну галузь, що стрімко розвивається з сукупною генерацією 1,8 ГВт електроенергії в рік. За світовими мірками це поки небагато. Але від 30% до 40% зростання щорічної генерації обіцяє вивести Україну до 2030-2035 року в число країн, що покривають до чверті необхідної потреби в енергії за рахунок альтернативних джерел.

Сонячна енергетика в Європі в цілому на той час може вийти на рівень 60%, до 2050 року в найбільш розвинених країнах (Німеччина, Франція, Великобританія) – до 85%, а автотранспорт на двигунах внутрішнього згоряння на території ЄС буде повністю заборонений. У цій статті ми спробуємо всебічно оцінити найрізноманітніші аспекти даної галузі світового ринку – найбільш перспективні регіони розміщення СЕС, тенденції збільшення ККД панелей і застосування для цього нових матеріалів, а також переваги та недоліки технологій виробництва, функціонування і утилізації геліообладнання.

Перспективи розвитку сонячної енергетики в Україні

У нашій країні імпульсом до масової установки як промислових, так і приватних СЕС став протекціоністський закон 2015 року про придбання державою надлишків виробленої фотоелектричними станціями сонячної енергії. Зафіксовані в євро ставки аж до 2030 року склали (в перерахунку на гривню за поточним курсом):

  • до 01.01.2020 – 5,3268 грн./КВт*год;
  • до 01.01.2025 – 4,7878 грн./КВт*год;
  • до 01.01.2030 – 4,2646 грн./КВт*год.

Очевидно, що при нинішніх (і при цьому щорічно зростаючих в середньому на 20%) тарифах НКРЕ в 1,69 грн. / КВт*год, різниця в ціні зробила установку гібридних і особливо мережевих станцій надзвичайно вигідною інвестицією.

В результаті ринок сонячної енергетики в Україні навіть на рівні приватних домогосподарств збільшився з 2015 року у 200 раз, або на 20 000% (з 40 до 8100 СЕС) і став самим зростаючим сонячним ринком у світі, оскільки «зелені тарифи» в Європі та інших країнах Заходу значно нижче.

Швидко виросла генерація і промислових станцій, тільки за 5 місяців 2019 року склавши сумарно 630 мВт (одна тільки СЕС в Дніпропетровській області на 290МВт стала найбільшою в Україні та третьою за величиною в Європі). В даному випадку інвестували в сонячну енергетику в Україні китайські бізнесмени, а також компанія ДТЕК Ріната Ахметова.

Завдяки появі нових технологій, які зробили можливим виробництво ефективних тонкоплівкових панелей на базі рідкоземельних елементів, в країні з’явилися офіційні представники фірм, що спеціалізуються на випуску тонкоплівкової продукції. Найбільшим з них можна назвати світового лідера FIRST SOLAR, чиї гібридні панелі на базі телуриду кадмію (CdTe) реалізує вітчизняна компанія Green Tech Trade. Такі панелі останнього, шостого покоління, мають ККД в 18%, і за обсягом річного виробітку на 20% перевершують будь-які кремнієві аналоги за рахунок можливості отримувати енергію не тільки з ультрафіолетового, але і інфрачервоного частини спектра.

Проекти в сонячній енергетиці України

Поки найбільшими проектами в нашій енергетичній галузі стали щойно введена в роботу СЕС від China Machinery EC і ДТЕК на 290 МВт і станція у Вінниці на 220МВт. Однак у 2019 і у 2020 роках планується введення в експлуатацію ще не менше 15 великих промислових геліостанцій. Сумарна потужність їх повинна досягти 730-750 МВт, а EPC-контракторами виступають такі відомі оператори, як:

  1. KNESS.
  2. Rener.
  3. Техноуд.
  4. Рентехно.
  5. ТР-інжиніринг.
  6. Helios Strategia і деякі інші.

Якщо всі їхні плани будуть здійснені, то новини сонячної енергетики України в першій половині 2020-х років цілком можуть поповнитися повідомленнями про зведення в країні перших ТОП станцій потужністю від 500 МВт і вище. На даний момент таких у світі налічується всього 7, і жодна з них не розташована в Європі або Росії.

Паралельно з цим буде рости і обсяг генерації приватних СЕС. Основні причини цього – постійне здешевлення собівартості одиниці виробленої енергії на одиницю встановленої потужності фотоелектричних панелей (без урахування витрат на допоміжне обладнання, монтаж і послуги з оформлення дозвільних документів). Зараз історія падіння цін на генерацію панелями 1 кВт електроенергії виглядає наступним чином (по роках, з попереднім прогнозом на найближче майбутнє):

  • 1956р. – $ 3500.;
  • в 1980-му – $ 900;
  • в 2004-му – $ 8,0;
  • в 2019-му – $ 0,3.
  • 2023р. ≈ $ 0,1

Наведені цифри означають, що не пізніше 2023 року собівартість «сонячного кіловата» як мінімум зрівняється, а, швидше за все, виявиться навіть нижче тарифів НКРЕ на електроенергію з традиційних джерел. І використання приватної СЕС стане економніше оплати енергії з мережі навіть за умови скасування «зеленого тарифу». Так що перспективи сонячної енергетики в Україні можна вважати цілком райдужними.

Сонячна енергетика у світі

Ситуація з використанням енергії Сонця у світі також рухається вперед швидкими темпами. Особливо це помітно в найбільш передових в технічному відношенні країнах. Крім класичного застосування геліопанелей для забезпечення потреб в електриці приватних домогосподарств, в США, Японії, Китаї, Німеччині та Франції не тільки монтують гнучкі та тонкі модулі в покрівельні покриття будинків, а й знаходять їм і інше застосування.

  1. Дороги. Надміцні, що виробляють енергію покриття, укладають замість бетону та асфальту. В силу технологічних особливостей, таке покриття з вбудованими діодами забезпечує освітлення траси в темряві, не дозволяє накопичуватися на ньому снігу, заряджає прямо на ходу електромобілі та не вимагає навіть дрібного поточного ремонту на протязі 25 років. На жаль, з огляду на високу вартість (близько $ 130 на квадратний метр) протяжність подібних трас поки лічені десятки кілометрів.
  2. Космос. До завдань сонячної енергетики давно входить забезпечення енергією космічних станцій і супутників на стаціонарних орбітах. Перевага використання батарей в космосі полягає в тому, що вони здатні виробляти енергію цілодобово. Крім того, в далекі космічні подорожі невеликі апарати можна відправляти за допомогою «сонячних вітрил», чия незначна тяга повністю компенсується практично вічною працездатністю.
  3. Транспорт. Майбутнє сонячної енергетики в транспортній сфері почалося вже зараз. Енергію, отриману від сонячних батарей і накопичену в літієвих акумуляторах, завдяки Ілону Маску стали масово впроваджувати у своїх нових моделях електромобілів всі найбільші автогіганти світу – від Тойоти та Фольксвагена до Мерседеса і БМВ. Чи виживе в конкуренції з ними Тесла – сказати важко. Однак всі автомобілі на ДВС в щонайближчому майбутньому чекають дуже важкі часи. Нарешті, саме сонячну енергію від гнучких довговічних фотоелектричних батарей збираються використовувати на дронах і всюдиходах, які будуть борознити простори Місяця і Марса в самому найближчому майбутньому. А з 2022 року в небо повинні піднятися перші серійні електричні літаки з сонячними панелями на крилах.
  4. Житлове будівництво. Тут випуск готових рішень «сонячних дахів» для стандартних заміських будинків налагоджений вже зараз. Однак з останніх новин ринку сонячної енергетики відомий ще один цікавий факт. У найближчій перспективі – перш за все Китай і Індія – мають намір почати будувати величезні будинки-ферми з дуже тонкими, прозорими, площею в сотні та навіть тисячі квадратних метрів сонячними панелями. Являючи собою дуже міцні та повністю прозорі органічні плівки товщиною всього в 1-2 мм, вони компенсують малий ККД великою площею робочої поверхні.

Чому сонячна енергетика так актуальна

Попри явні успіхи в розвитку альтернативної енергетики, у неї залишається чимало супротивників. Пов’язано це, як з відсутністю знань про позитивний вплив використання СЕС на стан навколишнього середовища, так і з ефективною роботою представників ЗМІ нафтового і газового лобі.

На практиці ж перехід на отримання енергії з поновлюваних джерел не має альтернативи, оскільки забруднення навколишнього середовища і глобальне потепління клімату є набагато більш серйозною проблемою, ніж може здатися на перший погляд.

Сонячна енергетика – плюси та мінуси

Актуальність переходу з вугілля, нафти та газу на невичерпне сонячне випромінювання очевидна, оскільки може задовольнити не тільки екологічні, але й енергетичні потреби людства.

На сьогодні ми споживаємо менш як 0,01% потоку електромагнітного випромінювання, що падає на земну поверхню. І інтенсивність цього потоку збережеться протягом ще декількох мільярдів років. При цьому, у міру вдосконалення сучасних технологій і відкритті нових поєднань напівпровідникових матеріалів, зростання сонячної енергетики не тільки не збільшує, але навіть зменшує обсяги викидів в атмосферу канцерогенних речовин, що утворюються в процесі заводського виробництва. А в разі знаходження способів заміни неорганічних матеріалів для виготовлення батарей на органічні, проблема утилізації відпрацювавших свій термін служби модулів (головний мінус сонячної енергетики) просто зникне.

Водночас викопні ресурси, при нинішніх темпах їх використання, закінчаться вже до кінця цього століття. А постійно зростаючі темпи їх спалювання загрожують не тільки зростанням кількості вуглекислого газу і канцерогенів в атмосфері, а й посиленням парникового ефекту. Повна відсутність викидів шкідливих речовин – головний плюс фотоелектричних батарей. Крім того, якщо обмежені ресурси нафти та газу не дозволяють кардинально збільшити їх споживання, то щодо сонячної енергії картина зворотна.

Де поширена сонячна енергетика?

За рівних умов і технічних характеристик, максимальна генерація панелями фіксується в регіонах, де вище середньорічна сонячна інсоляція і висота сонця на небосхилі. Тому, вирішуючи завдання сонячної енергетики, найбільші СЕС будують:

  • в місцях з максимальною кількістю сонячних днів в році;
  • якомога ближче до екватора;
  • в малонаселених місцевостях, де можна нарощувати загальну потужность шляхом включення в систему нових панелей (пустелі Мексики, Аравії, Африки, центрального Китаю і т.д.);
  • в ідеалі – на великих водних просторах, що не використовуються (наприклад, старих затоплених гірських виробках або шахтах), оскільки вода відіграє роль постійного охолоджувача і тим самим підвищує рівень генерації.

Уже сьогодні на планеті функціонують три найбільших СЕС потужністю понад 1 ТВт кожна. До 2025 року їх число повинно досягти восьми.

Також провідну роль в майбутньому сонячної енергетики гратимуть сонячні панелі на базі не традиційного кремнію, а більш ефективних матеріалів. Одним з найбільш перспективних вважається телурид кадмію – в Україні тонкоплівкові панелі на його основі від американського гранда «First Solar» реалізує компанія Green Tech Trade.