26 сентября, вторник 01:30
ДОЛЛАР 57.57 ЕВРО 68.56
ВЕРНУТЬСЯ ОБРАТНО
Новости

Возможен ли прорыв в альтернативную энергетику XXI века и в России?

19 Июня 2017

Ещё несколько лет назад Владимир Путин предлагал перед началом массового строительства ветроэлектростанций (ВЭС) в России подумать о неблагоприятных последствиях от «ветряков» для экологии и популяции диких животных. Но прогресс технологий и экономический кризис внесли свои корректировки в подходы государства к возобновляемым источникам энергии. В мае 2016 года Германия смогла на 95% обеспечить себя энергией из возобновляемых источников. В конце того же года государственный «Росатом» одобрил создание партнёрства дочернего общества «ОТЭК» с голландским производителем ветроэлектроустановок (ВЭУ) Lagerwey. Ранее в 2013-2015 гг. госкорпорация «Русгидро» ввела в действие 5 ветроэлектростaнций на Ямале, Камчатке и Сахалине общей мощностью 2,175 МВт.


В 2017 году началось строительство первой очереди пилотного проекта по строительству ветропарка в Адыгее мощностью 150 МВт. О планах построить аналогичные парки заявили правительства Татарстана, Кубани, Ростовской области и других регионов России. А финская энергетическая компания Fortum совместно с «Роснано» начали строительство ВЭС в Ульяновской области, пообещав в ближайшие годы построить 28 ветропарков общей мощностью до 1,4 ГВт. Очевидно, что эра «зелёных технологий» в энергетике приходит и в Россию. Из абстрактных разговоров об экологии, мы переходим к конкретным вопросам того, как именно строить электростанции нового поколения – их экономичности, инвестиционной привлекательности. Мешает ли что-либо России догнать своих европейских партнёров и в этой, передовой отрасли энергетики? Попробуем разобраться с экспертами ГК ПромСтройКонтракт, имеющими опыт работы на десятках объектов энергетической отрасли и более 5 лет развивающими совместно с НП СРО «СоюзАтомСтрой» центры обучения строителей особо сложных энергетических объектов.

Возобновляемые источники энергии

Почему возобновляемые источники энергии это важно?

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ), энергетическая эффективность и сохранение энергии – три главных фактора для достижения надёжного энергоснабжения в XXI веке. Энергетический потенциал, которым обладают вода, ветер и биомасса во много раз превосходит мировую потребность. За последнюю декаду технологии «зеленой» энергии совершили настоящий прорыв. «Многочисленные исследования разрушили миф, о том, что данный вид энергии обходится потребителям дорого. Сегодня требования по экологической безопасности ужесточаются, что приводит к удорожанию традиционных источников энергии (угольная, атомная). А поскольку технологии не стоят на месте, в скором времени ВИЭ имеют шанс стать значительно эффективнее и дешевле», – отмечает в разговоре с нами ведущий специалист отдела специальных технологий ГК ПСК Екатерина Кувшинова.
Особую популярность в мире в последние несколько лет получила энергия ветра. Некоторые европейские страны, например, Испания, вовсе решили отказаться от атомной энергии, и вкладываться в развитие ветроэнергетики. Активное строительство ветроэнергетических станций (ВЭС) ведется в Бразилии, Дании, Франции, Испании, Канаде, США и Индии. Европейским лидером генерации является Германия, а мировым Китай. Наша страна обладает огромными ресурсами всех видов «зеленой» энергии. Ветроэнергетика стала самым инвестиционно-привлекательным рынком в России и поддерживается на государственном уровне. Благодаря строительству ветропарков, энергией будут обеспечены северные и труднодоступные удаленные регионы, чьи жители в итоге получат существенную экономию в области ЖКХ. Рассмотрим последний вопрос подробнее.

За последние несколько лет стоимость технологий ветроэнергетики снизилась на 20 – 30%


Экономичность ветроэлектростанций

Мощность средней ветротурбины – 2,4 – 4 МВт, высота – от 60 до 140 метров, их производят десятки компаний по всему миру, больше всего в Китае – в том числе известный в России своими бетононасосами и гусеничными кранами холдинг Sany Heavy Industry. Себестоимость одного киловатта ветра – 5 – 6 евроцентов, или 2,3 рубля. Это самая эффективная цена, которой смогли добиться владельцы крупных ветропарков, к примеру, в США. Срок эксплуатации одной турбины – не менее 25 лет. Для сравнения, стоимость энергии гидроэлектростанции в России – менее 1 рубля за киловатт, рассказал гендиректор ООО «Ульяновский центр трансфера технологий» Андрей Редькин (его компания курирует строительство двух ветропарков в Ульяновской области). Однако следует все же помнить об износе российских ГЭС – в перспективе они так или иначе потребуют вложений, что скажется и на стоимости киловатта. «Надо помнить о том, что стоимость топлива в мире растет, а стоимость энергии солнца и ветра снижается», – отмечает Редькин. Например, за последние несколько лет стоимость технологий ветроэнергетики снизилась на 20 – 30%, а в США в 2015 году ветер стал выгоднее угля. Как снизить затраты? Прежде всего строить массово – 10% от всех затрат занимают проектные работы, и на них можно сэкономить, рассказал председатель «Российской ассоциации ветроиндустрии» (РАВИ) Игорь Брызгунов.
Кроме того, выгодно строить более крупные и сложные ветроэнергетические установки (ВЭУ). Современные ветропарки могут насчитывать десятки таких установок. Традиционно ветроэнергетические установки выполнялись в металле, в том числе и башня, на которой устанавливается ветротурбина – «сердце» ветряка. Башня в стальном сварном корпусе на сегодняшний день является лидером на рынке ВЭУ. ­
Не менее популярны металлические ветряные башни с болтовым фрикционным соединением и решетчатые, которые еще называют ажурными. Но у каждого вида башни есть существенные недостатки. Главным недостатком башен в стальном сварном корпусе является ограничение диаметра основания. При транспортировке существуют определённые ограничения из-за высоты пролетов мостов и других препятствий. Небольшой диаметр основания представляет трудности с передачей нагрузки на фундамент, соединительные сварочные швы и оказывает негативное влияние на прочность конструкции.
Части башни из стального корпуса с болтовым фрикционным соединением транспортируется отдельными обрезанными, гнутыми, просверленными, окрашенными стальными листами, которые монтируются на стройплощадке. Но, несмотря на отсутствие трудностей с логистикой, данный вид башни может быть экономически невыгодным, ввиду сложного монтажа и необходимости регулярного контроля над болтовыми соединениями.
Несмотря на свою экономичность и небольшой вес конструкции, решетчатые башни имеют ряд весомых недостатков. Для монтажа требуется очень большое количество болтов, которые нуждаются в периодических проверках. Динамические характеристики сложно контролировать. В холодное время года сильное скопление льда в крайних случаях могут угрожать целостности ветряка. Также трудно поддерживать необходимый уровень безопасности для обслуживающего персонала. Да и внешний вид башни в итоге получается сомнительный, поскольку ВЭУ становится похожа на башню ЛЭП.
Выгодной альтернативой металлу становится преднапряженный железобетон. В мире наряду с металлическими башнями возводят монолитные башни методом скользящей опалубки. Так, ещё в 2015 году, ГК ПСК с помощью этой технологии реализовала проект строительства сразу 3 железобетонных дымовых труб на Киришском НПЗ. Время возведения одной трубы высотой 90 метров составило менее 90 дней. В то время ГК ПСК лишь осуществляла аренду оборудования, его монтаж-демонтаж, а также постоянное круглосуточное техническое сопровождения силами своих инженеров-супервайзеров. К 2017 года ПромСтройКонтракт наладил полностью отечественное производство специальных опалубочных систем в Липецке. Кроме того, компания является старейшим в России холдингом, внедряющим современные арматурные технологии, ускоряющие начальный этап работ с помощью бестарных медов соединения арматуры стальными муфтами.

Строительство ветроэлектростанций Типовая 70-метровая наземная ветряная башня из преднапряженного железобетона содержит на 64% меньше CO2, чем аналогичная башня из металла


Новые технологии – для покорения новых высот

Большинство существующих проектов нацелено на строительство ВЭС большой мощности – только так можно существенно удешевить «стоимость киловатта» получаемой с помощью ветра энергии. Для получения таких мощностей необходимо возводить ветряки высотой значительно выше нынешней средней. Используя метод скользящей опалубки технически возможно построить башню высотой более 300 м. Согласно исследованиям английской компании «The Concrete Centre», использование этого метода для строительства башни из преднапряженного бетона от 100 м высотой на 30% выгоднее металла. Кроме экономической эффективности, высокие башни целесообразно возводить в лесной местности, где ветряные ресурсы огромны, а возможность столкновения интересов с проживающим населением крайне мала. Деревья создают сильный ветряной сдвиг, что обычно является плюсом для ветродвигателей, расположенных на большой высоте. Кроме этого из-за наличия деревьев повышается уровень турбулентности, который снижается с повышением высоты башни, что также является аргументом для возведения высокой ветряной башни. Любопытно, что эти аргументы поддержала корпорация SIEMENS, которая при возведении ветроэлектростанций в лесистой Северной Европе стала чаще использовать именно монолитные железобетонные башни.
«Высокая усталостная прочность преднапряженного железобетона снижает риск возникновения динамической неустойчивости», – подчеркнул в разговоре с «ГОРПРОЕКТ» ведущий инженер компании «ПСК-Строитель» Максим Бадаев. В его портфолио – работа на мостах, небоскрёбах Сити, АЭС и ГЭС, внедрение преднапряжения в Сколково и других сложнейших объектах. «Железобетон обладает хорошими демпфирующими свойствами. Благодаря демпфированию вибраций и шума, железобетон, как материал для возведения башни ВЭУ, может рассматриваться, как самый удачный вариант строительства в экологически чувствительных районах».
Преднапряженный железобетон не только 100% перерабатываемый материал, но также содержит значительно меньше углекислого газа, чем другие строительные материалы. Например, типовая 70-метровая наземная ветряная башня из преднапряженного железобетона содержит на 64% меньше CO2, чем аналогичная башня из металла. Кроме того, железобетон имеет свойство поглощать CO2 из атмосферы – как во время, так и после срока службы. Не удивительно, что данную технологию начали массово внедрять не только в любящей эксперименты Европе, но и других странах, просто в силу экономического эффекта. Так уже в 2015 году в Мексике заработал первый ветропарк мощностью 252 МВт, построенный полностью в железобетоне.
В последнее время в Европе и Америке получили популярность также гибридные (комбинированные) башни. Такая башня состоит из железобетонной широкой нижней секции и верхней части в стальном корпусе. Такое технологическое решение позволяет совместить достоинства железобетона и металла, в результате чего повышается экономическая эффективность.


Новые возможности и новые вызовы

Как известно, Россия уже в силу своих масштабов совсем не Европа и должна решать дополнительные вопросы. Доставка элементов для ВЭУ, которая хорошо налажена в США, Азии и Европе в России становится сложнейшей операцией. В этих условиях особенно важны налаженные логистические цепочки от производителя ветроустановок, до конечной цепочки. «К счастью за последние годы мы научились решать такие задачи». Например, за последний год в Тамань для сложнейших морских объектов усилиями российских специалистов были доставлены огромные гусеничные краны SANY – это корпорация, которая кроме всего прочего, производит и турбины ВЭУ», – отмечает эксперт ГК ПСК Екатерина Кувшинова. «И кто знает, возможно, уже скоро столь же стремительно начнутся поставки оборудования для строительства ветроэлектростанций уже по всей стране».


Поделиться:
?>