В мае этого года заместитель председателя правительства Российской Федерации Александр Новак и губернатор Мурманской области Андрей Чибис дали официальный старт промышленной эксплуатации Кольской ветроэлектростанции. Реализацией стратегического промышленного проекта занимается дочерняя компании «ЛУКОЙЛ» – «ЭЛ5-Энерго».
А 10 июля Минпромторг РФ после критики отрасли может ужесточить требования к инвесторам, желающим открыть в РФ производство «суверенной ветроэнергетической установки (ВЭУ)». В министерстве «поддерживают инициативы по производству высоколокализованной суверенной ВЭУ», а выпуск генераторов и АСУ в РФ будет способствовать повышению уровня локализации.
Инвесторов могут заставить локализовать в стране все компоненты, включая генераторы и системы управления. Запустить производство ВЭУ хотят «Росатом», «Фортум» и «Силмаш», о чём ведут переговоры с китайскими вендорами. Новые условия, по мнению собеседников kommersant.ru, создадут сложности для «Фортума». Впрочем, требования всё равно предполагают лишь «импорт иностранной технологии», а не создание российской машины с нуля, предупреждают эксперты.
Надо отметить, что концепция развития ВИЭ в России пока понятие относительное. Есть ощущение, что этот сегмент (ветер, солнце) работает в тестовом режиме. Корпорации и регионы присматриваются к возможностям и затратной части энергомощностей ветровой и солнечной стихий. На примере реализации проекта Кольской ветроэлектростанции попытаемся разобраться в особенностях строительства, конструкционных и финансовых деталях «новой» энергетики.
Электроэнергия из ветра – берём калькулятор
Именно ветрогенераторам как источникам электроэнергии в последние годы уделяется особенно пристальное внимание. Использование энергии ветра растёт по всему миру примерно на 30% в год. Особенно активно ветрогенерация развивается в США, Китае, странах Западной Европы, даже притом, что издержки на сооружение мощностей обходятся в два раза дороже угольной и газовой генерации, что сказывается на цене 1 кВт.ч.
Так, в статье «Чистый уголь мира», опубликованной 2 ноября 2017 года в газете «Коммерсантъ», приводятся такие оценки: «По данным «General Electric», стоимость выработки 1кВт на угле колеблется в районе 3-9 центов за 1 кВт.ч, газ обходится в 2-12 центов, гидрогенерация – 1-14 центов, электроэнергия от ветра – 6-24 цента». Не дешёвая электроэнергия и от других возобновляемых источников энергии: биомасса – 13-19 центов, солнце – 14-26 центов, энергия приливов – 23-32 цента за 1 кВт.ч.
Вместе с тем, исследования Орегонского университета показали, что ветрогенераторы, в зависимости от условий размещения, модели и т.д., покрывают расходы на своё создание за период от пяти до семи месяцев эксплуатации. Правда, российские специалисты срок окупаемости оценивают в пять-семь лет.
Не случайно бывший генсек ООН Кофи Аннан выразил общее мнение африканских лидеров: «Переход к возобновляемой энергетике в краткосрочной перспективе может быть неподъёмно дорогостоящим».
Тем не менее, у ветроэнергетики есть перспективы развития в определенных регионах или корпоративных генерациях, где при определенном наборе условий ветропарк выгоден. Ну и потенциал стихии ветра в целом привлекателен, что заставляет многие страны инвестировать в сегмент.
По оценке ученых, запасы энергии ветра в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты, поэтому ветроэнергетику ожидает в ближайшие десятилетия взрывной рост. «Общие запасы энергии ветра в мире оцениваются в 170 триллионов кВт часов, или 170 тысяч тераватт-часов в год, что в восемь раз превышает нынешнее мировое потребление электроэнергии. То есть теоретически все электроснабжение в мире можно было бы обеспечить исключительно за счёт энергии ветра», – писали Александр Соловьев и Кирилл Дегтярев, сотрудники МГУ им. М.В. Ломоносова, в журнале «Наука и жизнь» №7 ещё в 2013 году.
В Дании с помощью ветрогенераторов вырабатывается почти 50% потребляемой электроэнергии, в Ирландии более 30%, в Португалии и Германии около 30%, в Великобритании и Испании более 20%. Сегодня обратили внимание на ветроэнергетику и в России. А ведь именно Россия, вернее СССР, стоял у истоков выработки электроэнергии при помощи ветра. Первая в мире ветроэлектрическая станция вступила в строй в Курске в 1931 году.
Примерно в то же время в Балаклаве заработал самый мощный на тот момент ветрогенератор на 100 кВт. Затем наступила пора забвения. Но в последние годы интерес к ветроэнергетике вырос. С 2018 года суммарная мощность ВЭУ в стране выросла в 10 раз. Если в 2018 году суммарная установленная мощность ВЭУ составляла всего 134 МВт, а 2020 году – 945 МВт, то в июне 2021 года уже 1378 МВт. Во время проведения «RAWI FORUM 202» эксперты-аналитики проинформировали, что в России суммарная мощность ВЭС преодолела планку в 2 ГВт и составила 2043 МВт. Так что нельзя не отметить какой-то поступательный рост.
Крупные ветроэлектростанции находятся в Крыму. Зеленоградская ВЭУ состоит из 21 установки. Анадырская ВЭС насчитывает 10 ветрогенераторов. Построены ВЭС в Ростовской области, в Башкирии, в Калмыкии, в Республике Коми. В разных стадиях разработки находятся ещё несколько ВЭС.
Кольская ВЭС — стратегический инвестиционный проекта
Энергию ветра, которого на Кольском полуострове, а тем более в районе посёлков Туманный и Териберка, где и построена Кольская ВЭС, более чем достаточно, планировали «приручить» ещё в 2001 году, когда впервые прозвучала идея строительства ветропарка, но лишь в 2008 году Межведомственная комиссия по размещению производительных сил Мурманской области одобрила декларацию о намерениях строительства нового для региона объекта.
Сначала ветропарк хотела строить голландская компания «Windlife Energy» и её российская дочка «Windlife», но в итоге право на строительство ВЭС в 2017 году по результатам конкурсного отбора получила ПАО «ЭЛ5-Энерго». В 2018 году было подписано соглашение с правительством Мурманской области в сфере развития возобновляемой энергетики.
Строительство было начато 19 сентября 1019 года. На церемонии закладки первого камня губернатор Мурманской области Андрей Чибис сказал: «Мурманская область – стратегический регион, и энергетическая безопасность Заполярья жизненно важна не только для нас, но и для всей страны в целом, тем более в контексте больших инфраструктурных строек, которые у нас сейчас ведутся. Создаваемый ветропарк – ещё один эшелон обеспечения такой безопасности».
Группа «Enel» («Энел Россия»), изначально курировавшая проект, ушла с российского рынка в 2022 году. Проект по строительству ВЭС реализовал ООО «Кольская ВЭС»- дочерняя компания ПАО «ЭЛ5-Энерго». В настоящее время 56,44% акций компании ПАО «ЭЛ5-Энерго» (до 6 декабря 2022 года – «Энел Россия») принадлежат ПАО «ЛУКОЙЛ». Сроки строительства ВЭС были сдвинуты из-за ухода из России иностранных подрядчиков, но в конечном итоге проект был реализован.
В 2021 году ветропарку был присвоен статус стратегического инвестиционного проекта региона. Оборудование было спроектировано с учётом работы при низких температурах. На площадке в 257 гектаров разместилось 57 турбин-ветроустановок.
Кольская ВЭС – самая крупная ветроэлектростанция в мире за Полярным кругом и вторая на территории России. Её проектная мощность 201 МВт. Кольская ВЭС сможет вырабатывать 750 ГВтч в год. При производстве такого количества электроэнергии теплоэлектростанциями в атмосферу выбрасывается около 600 тысяч тонн СО2 в год, а благодаря ВЭС этих выбросов можно избежать. С 1 декабря 2022 года ПАО «ЭЛ5-Энерго» начала поставку электроэнергии – 170 МВт – в единую энергосистему России с первой очереди Кольской ВЭС. Для передачи электроэнергии с Кольской ВЭС в единую энергосистему построена линия электропередач протяженностью 70 километров и напряжением 150кВ.
12 мая этого года заместитель председателя правительства Российской Федерации Александр Новак, губернатор Мурманской области Андрей Чибис и главный исполнительный директор ПАО «ЛУКОЙЛ» Вадим Воробьев дали официальный старт промышленной эксплуатации Кольской ветроэлектростанции.
«В нашей стране по поручению президента Владимира Путина правительством РФ реализуется масштабная программа по развитию возобновляемых источников энергии и строительству промышленных предприятий, которые могут производить оборудование для наших электростанций. Доля производства энергии на основе ВИЭ сейчас составляет 2,2% энергобаланса. В планах – к 2035 году повысить этот показатель до 6%, к 2050 году – до 16%. Эта задача выполняется, чтобы в России производили и потребляли больше чистой энергии», – подчеркнул Александр Новак.
«Проект Кольская ВЭС является для Мурманской области одним из приоритетных, в том числе с точки зрения предоставления необходимых налоговых преференций. Реализация этого проекта была для правительства Мурманской области проверкой на прочность – здесь, на Крайнем Севере, несмотря на беспрецедентные санкционные ограничения, смогли создать уникальное производство. Уверен, что проект будет успешен», – сказал губернатор Мурманской области Андрей Чибис.
У некоторых жителей Мурманской области возник вопрос, а зачем при избытке вырабатываемой электроэнергии строить ещё и ветропарк? Ведь на территории Мурманской области действует 21 электростанция, вырабатывающая ежегодно 3532 МВт электроэнергии. В их числе одна АЭС, 16 ГЭС, три тепловые электростанции, одна приливная электростанция.
Но все дело в том, что в регионе бурными темпами развивается энергоёмкое производство. Уже сейчас около 80% вырабатываемой электроэнергии потребляется промышленными предприятиями.
С учётом темпов освоения арктических регионов, интерес к строительству ВЭУ будет нарастать. Ведь построить традиционные угольные, на газе или мазуте ТЭС на Арктическом побережье и дорого, и сложно, но главная проблема заключается в том, что существуют трудности с доставкой топлива на судах с ледокольной проводкой. Чтобы доставить стройматериалы и оборудование для строительства электростанций на традиционных видах топлива на арктическое побережье, нужно использовать суда ледового класса под проводкой атомных ледоколов, что уже недешево. Для выгрузки придется строить причальные линии, практически порт, что на мелководье арктических морей предполагает дноуглубление, потом ещё и доставлять топливо. Это все значительные статьи расходов. Конечно, там, где добывают газ и уголь, проблем нет, но для небольших населённых пунктов строить такие теплоэлектростанции невыгодно.
Встает и вопрос экологии. Ведь если даже суда, используемые на трассах Севморпути, переводят с дизельного топлива и мазута на газ, чтобы сократить выбросы СО2 в атмосферу, то тепловые электростанции строить будет проблематично. Не везде как в Певеке можно установить ПАТЭС «Академик Ломоносов». Да и стоит она немало. В этих условиях ветрогенераторы просто незаменимы.
Хотя ветроэнергетика и отстаёт от АЭС и ГЭС по коэффициенту использования установленной мощности. Для АЭС он составляет 84%, для ГЭС – 42%, а для ВЭС – 20%.
По оценкам властей, ветропарк принесёт в казну Мурманской области около 20 миллиардов рублей налоговых поступлений. По словам Андрея Чибиса, возведенный ветропарк может быть не последним в Мурманской области, т.к. интерес к строительству ветропарков есть и у других инвесторов. У каких, правда, не уточнил.
Филигранное строительство крупнотоннажных установок
Процесс строительства ветропарков дорогостоящий и сложный. Тем более в арктических условиях. С серьёзными трудностями столкнулись и строители, и транспортные компании при возведении Кольской ВЭС.
Нельзя не отметить сложности и в логистике доставки оборудования для ветрогенераторов и их сборки. Основное оборудование поступало через причалы Мурманского морского торгового порта и морского торгового порта «Лавна».
Чтобы сократить время доставки грузов с 28-30 суток до 18-20 суток, был использован транспортно-логистический маршрут по внутренним водным путям Российской Федерации. В июле 2021 года сразу три судна прошли по маршруту: река Дон – Волго-Донской канал – река Волга – река Шексна – Волго-Балтийский канал – река Свирь, а далее через реку Неву и Санкт-Петербург морским путем в Мурманск. Освоение данного маршрута стало возможным благодаря использованию судов класса река-море проекта РСД, принадлежащих ООО «Полп Райз», построенных в Нижнем Новгороде на заводе «Красное Сормово».
Эта логистика на 10 суток сократила время доставки грузов по сравнению с маршрутом через Чёрное или Средиземное море, через Гибралтар вдоль Европы до Мурманска.
Через Мурманский морской торговый порт осуществлена доставка ветрогенераторов, которые состояли из трёх секций: башен, гондол с генераторами, ступиц и трансмиссий.
Вес одной секции – 79,94 тонны, общий вес всех компонентов ветрогенератора без лопастей – 374,36 тонны, длина одной секции башни –29,950 метра. Пришлось выполнить филигранную работу не только по выгрузке, но и по транспортировке такого груза.
Всего в Мурманский морской торговый порт было осуществлено 17 судозаходов с грузами весом 21256 тонн для 57 ветроустановок Кольской ВЭС.
Один из них – заход судна «POLA AGATA», отечественного судна река-море плавания, которое доставило к причалам Мурманского морского торгового порта 15 секций башен для ВЭС общим весом 979 тонн.
К выполнению подобных операций Мурманский морской торговый порт готовился два года. В доставке башен для ветропарка участвовали ещё два судна: «POLA ANATOLIA» и «POLA FIFA».
Непростой была и погрузочно-разгрузочная операция по перегрузке первой партии из 16 комплектов гондол, состоящих из 48 тяжеловесных и крупногабаритных грузовых мест весом до 72 тонн (длина одной гондолы 12 метров, ширина и высота более четырёх метров). С уполномоченными ведомствами была разработана и согласована схема движения при транспортировке для снижения воздействия на городской трафик.
Не менее сложными были работы и по монтажу ветроустановок. Для этой цели пришлось задействовать кран, грузоподъёмностью 750 тонн. Ведь каждая башня ВЭУ весит около 200 тонн, имея высоту 84 метра, на которую устанавливается гондола весом в 68 тонн. Установка трёх лопастей также представляла непростую операцию: каждая лопасть имеет длину 65 метров.
Чтобы доставить трансформаторную подстанцию весом в 122 тонны, пришлось построить перекидной разборный мост через реку Канентъявр.
Перешли на собственное производство оборудования
После выхода из проекта немецкой «Siemens Gamesa» у многих были опасения в реальности запуска Кольской ВЭС. Но с небольшой задержкой по времени проект был реализован.
Дело в том, что «Siemens Energy» производила оборудование для Кольской ВЭС совместно с российской компанией «Силовые машины», создав ещё в 2011 году в Санкт-Петербурге совместное предприятие «Сименс Технологии Газовых Турбин» (СТГТ). Произошла локализация производства основного оборудования на российском предприятии. Именно на СТГТ происходила сборка и испытание гондол, ступиц и трансмиссий ВЭУ. На СТГТ было локализовано производство ключевых элементов ВЭУ. Кроме оборудования для Кольской ВЭС, СТГТ выполнило аналогичный заказ по сборке и испытанию оборудования для 26 ВЭУ Азовской ВЭС.
СТГТ стал единственным в мире заводом, совмещающим производство газовых турбин большой мощности и ветрогенераторов.
Нельзя не отметить, что 70% оборудования, использованного при строительстве ветропарка, российского производства.
Составные части башен ветроэнергоустановок произведены на российском заводе ООО «Башни ВРС» в Таганроге. Мощность производства – 144 башни в год. Башни для ветрогенераторов может производить и завод «ВетроСтройДеталь» в Волгодонске. В месяц он может выдать заказчикам 10 башен высотой 95 и 100 метров. Оказывается, ветроустановки может производить и «Атоммаш» на специально созданном заводе «НоваВинд». Здесь могут производить генераторы и статоры – самые сложные части ветроэнергетической установки.
Все эти примеры можно назвать прорывом, который произошёл за последние годы в России в строительстве ВЭС, при этом освоено производство всех компонентов ВЭУ.
И по лопастям достигнуто импортозамещение. Для Кольского ветропарка они доставлялись из Марокко, где производились в городе Танжере на заводе, построенном компанией «Siemens Gamesa». Персонал для этого завода проходил обучение в датском городе Ольборг. Лопасти для ВЭУ, длиной 65,5 метра и весом 20 тонн каждая, изготовленные в Марокко, доставляли морским транспортом. Всего была доставлена 171 лопасть. Но Марокко также подержало антироссийские санкции. Инициативу по освоению производства собственного оборудования подхватил «Росатом». Генеральный директор госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев 28 марта 2023 года заявил на форуме «Композиты без границ», что госкорпорация намерена начать производство композитных лопастей для ветроэлектростанций в Ульяновской области. Топ-менеджер заверил, что производство полностью удовлетворит спрос на российском рынке ветрогенерации. Завод будет локализован на площадке закрывшегося в 2022 году в Ульяновске завода «Вестас Маньюфэкчурин Рус», выпускавшего композитные лопасти для ВЭУ. Датский производитель ветрогенераторов «Vestas» досрочно разорвал специальный инвестиционный контракт, заключенный в 2018 году на восемь лет. Но осталось оборудование, наработанные компетенции и, самое главное, кадры. По планам с 2025 года будет выпускаться до 350 лопастей в год. Часть лопастей пойдёт на экспорт. Материал для лопастей также производит «Росатом» на стекольном заводе в Гусь-Хрустальном.
Вместо ушедших западных компаний производством ветроустановок в России намерена заняться и китайская компания «Harbin Electric Corporation Wind Power».
А что у наших северных соседей?
Наша ближайшая соседка Норвегия, несмотря на наличие запасов нефти и газа, которые поставляет европейским странам, а себя в основном обеспечивая электроэнергией за счёт гидроэнергетики, также уделяет серьёзное внимание развитию ветроэнергетики, благо недостатка в сильных ветрах она не испытывает. Причём свои взоры Норвегия обратила на развитие ветровой энергетики в Арктике. По заданию правительства группа экспертов, собранная под эгидой Директората водных ресурсов и энергетики Норвегии, определила 20 морских районов, подходящих для развития ветроэнергетики. Подходящие участки есть вдоль всего побережья страны. Четыре из них находятся в Баренцевом море, в том числе один у морской границы с Россией, в районе бывшей «серой зоны», которая была разграничена по соглашению между Норвегией и Россией в 2010 году. Она носит название Нордавинд.
Одной из особенностей поиска районов для установки ветрогенераторов является то, что Норвежский нефтяной директорат выступает против установки ветроэлектростанций в районах, богатых на нефть и газ. Но это не мешает нефтегазовым компаниям сотрудничать с производителями ветроэлектростанций. Так, компания «Var Energi» сообщила, что подписала соглашение с ветроэнергетическими компаниями «Odfjell Oceanwind» и «SourceGalileo» о реализации пилотного проекта по созданию плавучей ВЭС на разрабатываемом ею нефтяном месторождении Голиаф. Сейчас эта компания использует электричество, поставляемое с материка. Проект под названием «Goliat Vind» предусматривает размещение от трёх до пяти плавучих ветроустановок и использование уже проложенного силового кабеля для отправления электроэнергии на берег в губернию Финнмарк.
Норвежцы намерены построить 30 ГВт новых мощностей, что в два раза превышает нынешнюю выработку электроэнергии ветроэлектростанциями.
Норвежская компания «Eguinor» ввела в эксплуатацию «Hywind Tampen» – крупнейшую в мире и первую в Норвегии плавучую морскую ветроэлектростанцию, расположенную в 140 километрах от норвежского побережья. Она будет включать 11 турбин мощностью 8,6 мегаватт каждая. На данный момент установлены семь ВЭС, ещё четыре установят в 2024 году. От этой ВЭС запитаны и пять нефтяных платформ на месторождениях Снорре и Гульфакс в Северном море.
В море, вблизи муниципалитета Боки, будет установлен ветрогенератор модели S2, разработанный компанией «Sea Twirl», мощностью один мегаватт. В планах компании создание ветрогенератора мощностью 30 МВт.
S2 – это плавучая система с якорным крепежом, что даёт возможность её установки на любых глубинах моря, эти системы очень устойчивы при любой погоде. Высота S2 достигает 55 метров, а подводный балансир опускается на глубину 80 метров.
С 2012 года «Sea Twirl» разрабатывает вертикальные ветрогенераторы. Их преимущество в том, что нет необходимости создавать огромной высоты башни, что значительно удешевляет и упрощает их монтаж.
Вообще же в Норвегии за Полярным кругом действует шесть ветропарков: в губернии Тромс и Финнмарке и два в Нордланде.
Вместо эпилога
Международное энергетическое агентство прогнозирует рост спроса на электроэнергию в мире к 2040 году на 60%.
Что касается России, то по мнению Совета производителей энергии, часть генерирующих ток объектов придётся закрывать, т.к. их эксплуатация без соответствующего обслуживания вызывает риск аварий. Изношенность электросетей и оборудования в России составляет в среднем 65-70%.
В статье «Высокая изношенность инфраструктуры делает энергоснабжение непредсказуемым» Павла Морякова, опубликованной в «Независимой газете» ещё 16 января 2018 года, говорилось, что к 2025 году половина действующих генерирующих мощностей морально устареют. Средний возраст теплоэлектростанций приблизился к 50-ти годам. Из 230 тысяч МВт тепловой генерации обеспечивается надёжной генерацией лишь 30 тысяч МВт. Остальные 200 тысяч МВт требуют пристального внимания. Если не принять меры, то к 2026 году может произойти вывод 50МВт действующих мощностей, а через 10 лет эта цифра увеличится вдвое. Возникнет дефицит мощностей. Возникнет дефицит электроэнергии.
В этом контексте развитие сектора производства энергомощностей, тестирование идей, совершенствование технологий является наращиванием компетенций во всем инфраструктурном энергокаркасе ТЭК. И ветроэнергетика играет в этом инженерном наборе выработки энергии от разных источников определенную роль, которую в России пока толком не осознали.
Юрий БАНЬКО
Национальный отраслевой журнал «НГВ» №6
