Где искать «зеленую» энергию на Южном Урале и зачем это делать?

Первый в мире ветрогенератор был изобретен в нашей стране. Солнечный модуль, которому как источнику энергии на космических спутниках до сих пор нет альтернативы, — тоже отечественная разработка. Силу речного течения в гидроэлектростанциях мы используем еще с демидовских времен. Однако если в Европе около четверти всего объема энергии производится за счет тех самых альтернативных источников, то в России доля «зеленых» мощностей в энергетике не превышает и одного процента.

О будущем альтернативной энергетики мы поговорили с Ириной Кирпичниковой, заведующей кафедрой «Электротехника и возобновляемые источники энергии» Южно-Уральского государственного университета.

 Финский пример

— Неужели наша богатая газом, нефтью и углем страна когда то развивала альтернативную энергетику?

— Да, наша страна когда то была на передовых позициях по развитию возобновляемой энергетики. Но после войны, когда требовалось восстанавливать народное хозяйство, и для этого нужно было много энергии, по СССР бросили клич о строительстве крупных электростанций. Так малая энергетика была отодвинута на второй план. В какой то мере даже обоснованно. Если у государства так много ископаемого сырья, зачем развивать альтернативные технологии? Но не тут- то было. Все это ископаемое невозобновляемое сырье, которое рано или поздно закончится. Мы не можем до бесконечности использовать наши карьеры и нефтяные месторождения. Кроме того, работа тепловых электростанций связана с загрязнением воздуха. Выбрасывается углекислый газ, что влияет на состояние планеты. Условия Киотского протокола заставляют снижать производство энергии на тепловых электростанциях. Так что Россия все равно рано или поздно придет к «зеленым» технологиям в в энергетике. Европейские страны могут быть для нас источником опыта в этом направлении.

 — Но на Урале солнечных дней, понятно, меньше, чем в той же Испании. Подходит ли нам европейский опыт?

— Челябинск расположен на отметке в 55 градусов северной широты, а те же Стокгольм, Хельсинки — это примерно 62 градуса, то есть там значительно холоднее и меньше солнца. Тем не менее в Финляндии и Швеции бурно развивается солнечная энергетика. В Финляндии есть целая государственная программа. Называется «Солнечная экономика». Но альтернативные источники — это ведь не только солнце. В той же Финляндии находят пути получения тепловой и электрической энергии из биомассы, поскольку у них много отходов деревопереработки. В Стокгольме мне довелось побывать на мусороперерабатывающем заводе. Это просто невероятно, но у них ни одной бумажки нет на улицах города. Поскольку тот мусор, который скапливается в мегаполисе в течение суток, ночью перерабатывается в энергию и в виде тепла поступает в тепловые сети Стокгольма.

 — В нашей стране представители большой энергетики относится к «альтернативщикам» с определенной долей скепсиса. А как за границей выстраиваются отношения на энергетическом рынке, где, судя по цифрам, малая энергетика уже конкурирует с большой? Насколько выгодно там развивать альтернативные технологии?

 — В этих странах вопрос вообще так не стоит — выгодно или нет. В Финляндии, как и у нас, есть крупные тепловые электростанции. Они, кстати, работают на угле, который везут из Кемеровской области, и на российском газе. Но им невыгодно работать на газе из-за больших налогов. Этими налогами им буквально перекрывают доступ к ресурсу. Кроме того, программы Евросоюза обязывают участников рынка использовать именно возобновляемые, экологически чистые источники энергии. Поэтому хотят энергетики этого или нет — они просто вынуждены переходить на «зеленые» технологии. Простой пример: в Стокгольме на 5 семей власти выделяют одно парковочное место в черте города. Люди вынуждены пересаживаться на велосипеды, но постепенно привыкают к таким ограничениям. Так и в энергетике. Но наш менталитет, как известно, немножко другой.

 Ветер могуч, но винтовка сильнее

— Какие разработки в этом направлении уже есть на вашей кафедре?

— У меня 13 аспирантов, и все они занимаются каждый своим направлением. Например, использованием энергии солнца для освещения помещений — солнечные световоды, для очистки воды, ее обессоливания. В Курганской области, оказывается, такая проблема — много соленых озер, а пресной воды нет. Они обратились к нам с такой просьбой — помочь обессоливать воду с помощью альтернативной энергии. Но основным нашим направлением является ветроэнергетика. В этом направлении у нас есть разработки, которые могут составить конкуренцию имеющимся в мире. К примеру, у ветрогенераторов традиционной конструкции с вращающимися лопастями есть неприятное свойство издавать ультразвук и вибрации, губительные для всего живого. Не так давно в Ханты-Мансийске закупили по лизингу такие ветроустановки в Германии, но оленеводы, которые считают, что установки пугают их стада свистом и размахом крыльев, стали их расстреливать из винтовок. Сейчас большинство ветрогенераторов там просто стоят. Наши, южноуральские, сконструированы иначе и не распугивают живность. Предназначены они для автономного электроснабжения, к примеру, одного поселка. Кроме ветроустановок, в вузовской лаборатории монтируются солнечные модули для получения электрической энергии и солнечные коллекторы для производства тепловой энергии для горячего водоснабжения.

 — Ветра на Урале все же не такие, как в тундре. Какие разработки перспективны для нашего региона?

— В Челябинской области около 10 тысяч рек и 98 процентов из них относится к очень малым, протяженностью менее 10 километров. Крупных гидроэлектростанций здесь нет и негде их строить. Так что наш формат — это малая гидроэнергетика. Это и микроэлектростанции, и мини- и даже наноГЭС мощностью до 10 киловатт.

Основные направления исследований в малой гидроэнергетике — это либо разработка новых конструкций электростанций, либо восстановление существующих. Таких, к примеру, как Зюраткульская ГЭС. Была также Шершневская гидроэлектростанция.

Вы знаете, Порожская ГЭС — это уникальное сооружение, которому уже 102 года, но целая деревня до сих пор получает энергию от этой электростанции. Проектировал ее Александр Бахметьев, уникальный специалист, который за свою жизнь построил всего три электростанции — у нас в Порогах, в Нью-Йорке и Финляндии.

Небольших ГЭС было очень много по территории Южного Урала, и если их восстанавливать, то можно обеспечить энергией отдельные населенные пункты.

Кроме этого, были защиты диссертаций по использованию низкопотенциального тепла, то есть тепла воды и грунта, которые имеют определенную температуру, и ее с помощью тепловых насосов можно отбирать. Разницу температур в 5-6 градусов между нижним и верхним слоем можно превращать в энергию до температуры 65-70 градусов и подавать с помощью теплообменников в систему отопления. Мы, к примеру, просчитывали, что если использовать тепло от промышленных сбросов в реку Миасс, можно получать энергию для отопления и освещения домов, которые стоят на набережной.

 — В России есть примеры альтернативной энергетики?

— Да, в Башкортостане есть правительственная программа поддержки возобновляемой энергетики. Их ветропарк Тюпкильды то стоит, то работает, но тем не менее входит в топ ветроэлектростанций России. Но сейчас в республике больше развивают индивидуальные ветряные и солнечные установки. Курганская область с помощью немецких компаний строит ветропарк на 50 мегаватт. В Екатеринбурге планируется построить некие «зеленые острова», где электроснабжение будет за счет возобновляемых источников энергии. В Челябинской области пока таких планов нет.

 Пятым будешь?

— Что, на ваш взгляд, необходимо сделать, чтобы дать толчок развитию альтернативной энергетики в нашей стране?

— В России нет закона, который бы разрешал продавать в сеть энергию, получаемую от альтернативных систем. Для себя — пожалуйста. Но сейчас, насколько мне известно, идет работа над изменениями в законодательстве. А вот в Испании наоборот — закон обязывает владельцев малых установок отдавать энергию государству, а потом из центральных сетей они получают ее по льготной цене.

В нашей стране должно быть решение на государственном уровне. Если строить крупные электростанции на возобновляемых источниках энергии, например, ветропарки, то нужно разрешить продавать энергию государству, для централизованных сетей. Небольшие ветроустановки можно использовать по-другому. Договориться с соседом и купить одну установку на двоих. В Германии, например, так и делают — покупают ветроустановку на 3-4 дома, а если есть лишнее — то берут в долю пятого соседа.

 — Что же победит — традиционные источники или альтернативные?

— Здесь не может быть особой конкуренции или борьбы. Безусловно, большая энергетика для нашей страны остается главной. Однако около 10 миллионов россиян еще проживает в зоне децентрализованного электроснабжения, то есть там, где вообще нет электричества. Вот там место альтернативным источникам.

Хотя рано или поздно все известные источники энергии уйдут в историю. Человечеству нужны и будут даны совершенно новые экологичные источники энергии, более мощные, чем все вместе взятые тепловые, атомные и гидроэлектростанции.

 — Вы имеете в виду источники из Космоса?

— Да, сознание человека еще к ним не готово, но они будут нам даны.

фото Вячеслава Шишкоедова

Мнение

Сергей Комарь, председатель комитета ЮУТПП по энергоэффективности и развитию топливно-энергетического комплекса:

— Перспективными сегодня являются все разработки, которые связаны с так называемыми «зелеными» технологиями. К таковым относятся и технологии получения энергии из альтернативных источников: солнца, ветра, приливов-отливов и так далее. Однако внедрение такого рода разработок в России возможно лишь при условии соответствующей государственной поддержки. При этом нет никаких оснований предполагать, что представители большой энергетики видят в «альтернативщиках» конкурентов. По большому счету, спрос на подобные технологии в той или иной территории зависит от того, испытывает ли эта территория дефицит энергомощностей. К примеру, Челябинская область относится к энергодефицитным регионам, и на местном энергетическом рынке еще много пространства для новых игроков. Думаю, альтернативные системы будут жизнеспособны там, куда в силу разных причин не зашла большая энергетика.