В прошлом году компания “British Petroleum” в ежегодном отчете “BP Statistical Review of World Energy, June 2011” впервые опубликовала показатели о производстве и потреблении возобновляемых источников энергии в мире, что стало признанием растущего влияния ВИЭ на мировую энергетику и экономику в целом.
Согласно “BP Statistical Review of World Energy, June 2011”, в 2010 г. глобальное потребление энергии, выработанной с использованием энергии ветра, солнца, биомассы, ТБО и геотермальной энергии (без учета крупных ГЭС), составило 158,6 млн. т н. э. – 1,3% суммарного мирового потребления первичной энергии (12 млрд. т н. э.). С учетом крупных ГЭС данный показатель находился на уровне 7,7%.
В возобновляемой энергетике лидером роста является сектор солнечной энергии и в первую очередь – производство электроэнергии с использованием солнечных батарей. В последние 20 лет данный сегмент продемонстрировал существенное снижение стоимости оборудования (в результате действия многих факторов и в том числе – ввиду значительной поддержки со стороны государства), что привело к резкому расширению мировой мощности фотогальванических устройств (ФГУ).
Некоторые характеристики солнечной энергетики (ФГУ) в 2010-2011 гг.
| 2010 г. | 2011 г. | |||
| ЕС | мир | ЕС | мир | |
| Мощность новых ФГУ, ГВт | 13,3 | 16,4 | 20,9 | 27,7 |
| Темпы прироста к предыдущему году, % | … | … | 57 | 67 |
| Доля СМ новых ФГУ ЕС в новой СМ мира, % | 80 | 75 | … | … |
| Суммарная мощность ФГУ, ГВт | 29,4 | 39,7 | 50,3 | 67,4 |
| Темпы прироста к предыдущему году, % | … | … | 71,2 | 70 |
| Доля СМ европейских ФГУ в мировой мощности, % | 74 | 75 | … | … |
| Доля ФГУ в суммарном производстве электроэнергии, % | 1,2 | 0,25 | 2,0 | 0,5 |
Источники: “EPIA”, “Market Report 2011”.
В 2011 г. активное развитие солнечной энергетики продолжилось, и в указанном году мировая мощность новых ФГУ расширилась на 27,7 ГВт (в 2010 г. – более чем на 16 ГВт). В географическом разрезе безусловным лидером рынка является ЕС, в страновом – Италия, Германия и Китай.
Географическая структура мировой мощности ФГУ в 2011 г., ГВт
| Мощность новых ФГУ, установленных в 2011 г. | Суммарная мощность ФГУ | |
| Всего | 27,7 | 67,4 |
| Италия | 9,0 | 12,5 |
| Германия | 7,5 | 24,7 |
| Китай | 2,0 | 2,9 |
| США | 1,6 | 4,2 |
| Франция | 1,5 | 2,5 |
| Япония | 1,1 | 4,7 |
| Австралия | 0,7 | 1,2 |
| Великобритания | 0,7 | 0,75 |
| Бельгия | 0,55 | 1,5 |
| Испания | 0,4 | 4,2 |
| Греция | 0,35 | 0,55 |
| Словакия | 0,35 | 0,5 |
| Канада | 0,3 | 0,5 |
| Индия | 0,3 | 0,45 |
| Украина | 0,3 | 0,45 |
Источники: “EPIA”, “Market Report 2011”, p. 4.
Географическая структура новых мощностей ФГУ, установленных в мире и ЕС в 2010-2011 гг., МВт
| 2010 г. | 2011 г. | |||||
| в общей силовой сети | вне общей силовой сети | всего | в общей силовой сети | вне общей силовой сети | всего | |
| Всего | 13734 | 11,9 | 13745,8 | 21518,5 | 10,3 | 21528,9 |
| Италия | 2326,0 | 0,1 | 2326,1 | 9280,0 | 0 | 9280,0 |
| Германия | 7406 | 5,0 | 7411,0 | 7500,0 | 5,0 | 7505,0 |
| Франция | 862,0 | 0,1 | 862,1 | 1634,0 | 0,1 | 1634,1 |
| Великобритания | 50,1 | 0,3 | 50,4 | 936,8 | 0,3 | 937,1 |
| Бельгия | 730,8 | 0 | 730,8 | 775,5 | 0 | 775,5 |
| Греция | 150,3 | 0,1 | 150,4 | 425,8 | 0,1 | 425,9 |
| Испания | 369,0 | 2,2 | 371,2 | 354,0 | 1,0 | 354,9 |
| Словакия | 173,9 | 0 | 174,0 | 314,0 | 0,1 | 314,1 |
| Болгария | 26,3 | 0,3 | 26,6 | 100,0 | 0,4 | 100,4 |
| Австрия | 42,7 | 0,2 | 42,9 | 78,3 | 0 | 78,3 |
| Словения | 36,5 | 0 | 36,5 | 44,9 | 0 | 44,9 |
| Нидерланды | 21,0 | 0 | 21,0 | 30,0 | 0 | 30,0 |
| Португалия | 28,5 | 0,1 | 28,6 | 12,6 | 0,1 | 12,7 |
| Дания | 2,3 | 0,2 | 2,5 | 8,6 | 1,0 | 9,6 |
| Мальта | 2,2 | 0 | 2,2 | 7,7 | 0 | 7,7 |
| Швеция | 2,1 | 0,6 | 2,7 | 6,7 | 0,6 | 7,3 |
| Кипр | 2,9 | 0 | 2,9 | 3,8 | 0,1 | 3,8 |
| Венгрия | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 2,2 | 0,2 | 2,4 |
| Финляндия | 0 | 2,0 | 2,0 | 0 | 1,5 | 1,5 |
| Латвия | 0 | 0 | 0 | 1,5 | 0 | 1,5 |
| Люксембург | 0 | 0 | 0 | 1,2 | 0 | 1,2 |
| Румыния | 1,1 | 0,2 | 1,3 | 1 | 0 | 1 |
| Эстония | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0,1 |
| Литва | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Чехия | 1495,8 | 0 | 1495,8 | 0 | 0 | 0 |
| Польша | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 0 | 0 | 0 |
| Ирландия | 0 | 0,1 | 0,1 | 0 | 0 | 0 |
Источник: “Photovoltaic barometer”, № 7, 2012, p. 6.
В целом в данном секторе ВИЭ ведущие позиции занимают промышленно развитые страны, обладающие высоким техническим потенциалом, развитой научной базой и мощными финансовыми ресурсами. Страны Северной Америки (США и Канада) входят в 10 крупнейших экономик, обладающих развитий солнечной энергетикой; в ЕС выделяются Италия, Германия, Франция и Великобритания.
Объединенная Европа является флагманом отрасли. Сектор солнечной энергетики ЕС подразделяется на следующие сегменты:
генерация электроэнергии на базе фотогальванических установок;
генерация электроэнергии на базе солнечных концентраторов;
отопление, горячее водоснабжение и кондиционирование с использованием солнечных коллекторов.
Солнечная энергетика ЕС развивается в соответствии с программой “SETIS – the Information System of the European Strategic Energy Technology Plan 2010” и имеет соответствующие целевые показатели. Наибольшую активность в развитии данного сектора энергетики проявляют правительства Германии, Испании, Италии, Чехии, Австрии, Бельгии, Греции и Франции.
Следует отметить, что в структуре энергобаланса стран ЕС солнечная энергия занимает весьма незначительную нишу с долей в сотые или десятые доли процента суммарного потребления первичной энергии.
Производство электроэнергии на базе ФГУ в ЕС, ГВт-ч
| 2009 г. | 2010 г. | |
| Всего | 6578,0 | 12000,0 |
| Германия | 6578,0 | 12000,0 |
| Испания | 5962,0 | 6302,0 |
| Италия | 677,0 | 1600,0 |
| Бельгия | 487,9 | 669,3 |
| Чехия | 88,8 | 615,6 |
| Франция | 215,0 | 600,0 |
| Португалия | 160,0 | 213,3 |
| Греция | 62,4 | 138,4 |
| Словакия | 0,2 | 80,0 |
| Нидерланды | 46,0 | 70,0 |
| Великобритания | 26,5 | 41,8 |
| Австрия | 21,0 | 26,0 |
| Бельгия | 3,3 | 24,0 |
| Люксембург | 20,3 | 21,0 |
| Словения | 4,2 | 15,0 |
| Швеция | 7,1 | 9,4 |
| Финляндия | 6,0 | 6,9 |
| Дания | 3,7 | 5,7 |
| Кипр | 2,9 | 5,6 |
| Мальта | 1,1 | 2,6 |
| Польша | 1,2 | 1,8 |
| Румыния | 0,8 | 1,7 |
| Венгрия | 0,8 | 1,0 |
| Ирландия | 0,4 | 0,4 |
| Литва | 0,0 | 0,1 |
| Эстония | 0,0 | 0,1 |
| Латвия | 0,0 | 0,0 |
Источник: “Solar thermal and concentrated solar barometer”, № 5, 2011.
Удельное производство электроэнергии на базе ФГУ в ЕС, кВт-ч на человека
| Всего | 58,5 |
| Германия | 212,3 |
| Чехия | 185,9 |
| Испания | 82,8 |
| Бельгия | 72,6 |
| Италия | 57,6 |
| Люксембург | 54,3 |
| Словакия | 26,5 |
| Греция | 18,2 |
| Словения | 17,8 |
| Франция | 16,3 |
| Португалия | 12,3 |
| Австрия | 12,2 |
| Кипр | 7,8 |
| Нидерланды | 5,8 |
| Мальта | 4,0 |
| Болгария | 2,3 |
| Финляндия | 1,8 |
| Дания | 1,3 |
| Великобритания | 1,2 |
| Швеция | 1,1 |
| Венгрия | 0,2 |
| Ирландия | 0,1 |
| Румыния | 0,1 |
| Эстония | 0,1 |
| Польша | 0,0 |
| Литва | 0,0 |
| Латвия | 0,0 |
Источник: “Solar thermal and concentrated solar barometer”, № 5, 2011.
В ЕС стремительное развитие технологий и удешевление оборудования предполагает достижение “сетевого паритета” ФГУ с традиционным газовым генерирующим оборудованием уже в обозримом будущем. По данным “EPIA”, в 2000-е годы на европейском рынке стоимость ФГУ была снижена на 36-51%. В результате затраты на производство электроэнергии, вырабатываемой с использованием солнечных батарей, имеют устойчивую тенденцию к снижению – в 2010 г. данный показатель находился на уровне 0,239 евро/кВт-ч, в 2011 г. – 0,203 евро/кВт-ч, а к 2020 г. возможно его уменьшение до 0,15 евро/кВт-ч.
Сроки достижения “сетевого паритета” в ведущих странах ЕС
| Сектор экономики | Мощность ФГУ | Франция | Германия | Италия | Испания | Великобритания |
| Частный | до 3 кВт | 2016 г. | 2017 г. | 2015 г. | 2017 г. | 2019 г. |
| Коммерческий | до 100 кВт | 2016 г. | 2017 г. | 2013 г. | 2014 г. | 2017 г. |
| Промышленный | до 500 кВт | 2019 г. | 2019 г. | 2014 г. | 2017 г. | 2019 г. |
Источники: “EPIA”, “Solar photovoltaic competing”, September 2011, p. 7.
В последние несколько лет в Евросоюзе начался процесс создания генерирующих объектов мощностью от 50 до 300 МВт, использующих тепловую энергию солнца. В подобных электростанциях рассеянная тепловая энергия концентрируется с помощью систем линз и зеркал, нагревает теплоноситель (воздух, гелий, водород и т. д.), который поступает в турбину, вращающую генератор. В 2010 г. в Испании в промышленной эксплуатации находились две такие станции типа “PS” (“PS-10” и “PS-20” мощностью 10 МВт и 20 МВт соответственно). В 2011 г. ожидался ввод в эксплуатацию аналогичной третьей станции “Gemasolar” (17 MВт).
В новом веке продолжилось активное развитие технологий утилизации солнечного теплового излучения. В ЕС данный сектор разделяется на два основных сегмента – горячее водоснабжение и отопление, где основную долю рынка занимают плоские коллекторы, имеющие стеклянную поверхность, а также вакуумные трубчатые коллекторы и неостекленные коллекторы. Солнечные коллекторы, использующие в качестве теплоносителя воздух, получили незначительное распространение. Современные установки солнечных коллекторов являются достаточно сложными устройствами с автоматической системой управления и контроля. В их производстве используются современные материалы и технологии.
Суммарная установленная мощность солнечных коллекторов в странах ЕС
| 2009 г. | 2010 г. | |||
| тыс. кв. м | МВт (терм.) | тыс. кв. м | МВт (терм.) | |
| Всего | 32572,2 | 22800,5 | 35908,0 | 25135,6 |
| Германия | 12909,0 | 9036,3 | 14044,0 | 9830,8 |
| Австрия | 4330,0 | 3031,0 | 4610,0 | 3227,0 |
| Греция | 4076,2 | 2853,3 | 4079,2 | 2855,4 |
| Италия | 2014,9 | 1410,4 | 2504,0 | 1752,8 |
| Испания | 1865,0 | 1305,5 | 2203,6 | 1542,5 |
| Франция | 1839,0 | 1287,3 | 2100,0 | 1470,0 |
| Нидерланды | 761,0 | 532,7 | 796,0 | 557,2 |
| Португалия | 564,1 | 394,8 | 751,7 | 526,2 |
| Кипр | 700,7 | 490,5 | 700,9 | 490,7 |
| Чехия | 517,3 | 362,1 | 673,2 | 471,3 |
| Польша | 509,8 | 356,9 | 655,7 | 459,0 |
| Дания | 484,1 | 338,9 | 541,5 | 379,1 |
| Великобритания | 476,3 | 333,4 | 533,9 | 373,7 |
| Швеция | 422,0 | 295,4 | 445,0 | 311,5 |
| Бельгия | 330,7 | 231,5 | 372,2 | 260,5 |
| Словения | 157,9 | 110,5 | 165,3 | 115,7 |
| Ирландия | 121,7 | 85,2 | 151,2 | 105,8 |
| Румыния | 114,3 | 80,0 | 144,3 | 101,0 |
| Словакия | 104,5 | 73,2 | 119,6 | 83,7 |
| Венгрия | 84,2 | 59,0 | 101,3 | 70,9 |
| Болгария | 80,0 | 56,0 | 88,0 | 61,6 |
| Мальта | 44,9 | 31,4 | 53,3 | 37,3 |
| Финляндия | 29,0 | 20,3 | 33,0 | 23,1 |
| Люксембург | 20,2 | 14,1 | 23,2 | 16,2 |
| Латвия | 8,4 | 5,8 | 9,9 | 6,9 |
| Литва | 4,9 | 3,4 | 5,6 | 3,9 |
| Эстония | 2,2 | 1,5 | 2,5 | 1,8 |
Источник: “Eurobserv’er”, April, 2011.
Удельная мощность солнечных коллекторов на душу населения в ЕС в 2010 г.
| Кв. м | КВт-ч (терм.) | |
| Кипр | 0,873 | 0,611 |
| Австрия | 0,550 | 0,385 |
| Греция | 0,361 | 0,253 |
| Германия | 0,172 | 0,120 |
| Мальта | 0,129 | 0,090 |
| Дания | 0,098 | 0,068 |
| Словения | 0,081 | 0,057 |
| Португалия | 0,071 | 0,049 |
| Чехия | 0,064 | 0,045 |
| Нидерланды | 0,048 | 0,034 |
| Испания | 0,048 | 0,034 |
| Швеция | 0,048 | 0,033 |
| Люксембург | 0,046 | 0,032 |
| Италия | 0,041 | 0,029 |
| Бельгия | 0,034 | 0,024 |
| Ирландия | 0,034 | 0,024 |
| Франция | 0,032 | 0,023 |
| Словакия | 0,022 | 0,015 |
| Польша | 0,017 | 0,012 |
| Болгария | 0,012 | 0,008 |
| Венгрия | 0,010 | 0,007 |
| Великобритания | 0,009 | 0,006 |
| Румыния | 0,007 | 0,005 |
| Финляндия | 0,006 | 0,004 |
| Латвия | 0,004 | 0,003 |
| Эстония | 0,002 | 0,001 |
| Литва | 0,002 | 0,001 |
Источник: “Solar thermal and concentrated solar barometer”, № 5, 2011.
В Германии, Дании, Швеции и Австрии в секторе недвижимости эксплуатируется значительное число крупных систем солнечных коллекторов, которые не только вырабатывают тепловую энергию, но и обеспечивают ее хранение в течение нескольких месяцев. Такие установки изготовлены из новейших материалов и имеют автоматизированные системы управления и контроля. Подобные устройства позволяют производить примерно 500-650 кВт-ч (тепл.) энергии в год на 1 кВт их установленной мощности, что в центральном и южном регионах Европы составляет около 50-70% потребностей зданий в тепловой энергии. Кроме того, в зависимости от комплектации они могут использоваться и для кондиционирования помещений.
Так называемые термо-сифонные системы (типичные для Южной Европы), применяемые для нагрева воды (ГВС), использующие аналогичный принцип работы, могут вырабатывать 700-1000 кВт-ч (тепл.) энергии в год на 1 кВт установленной мощности и обеспечивать потребности здания в горячей воде на 70-90%.
К сдерживающим факторам, препятствующим развитию сектора солнечных коллекторов, относятся:
сравнительно высокие начальные капитальные затраты;
технические ограничения, накладываемые на сооружение систем аккумулирования тепловой энергии и их встраивание в здания;
недостатки современных материалов, применяемых для изготовления солнечных коллекторов и сопряженных с ними систем (например, низкая теплостойкость);
недостаточная надежность современных систем производства и хранения тепловой энергии.
В целом одним из важных направлений развития солнечной энергетики является создание интегральных систем, использующих несколько видов ВИЭ, с целью повышения их эффективности и надежности за счет синергетического эффекта.
В ЕС лидером производства и потребления неуглеводородных ресурсов является Германия, где стабильное расширение установленной мощности установок, использующих ВИЭ, обусловлено государственной поддержкой данного сектора энергетики.
Национальным производителям “чистой” электроэнергии предоставляются компенсации и льготы согласно положениям “Das Gesetz fur Vorrang Erneuerbahrer Energien – EEG”.
Чтобы оценить степень поддержки данного сектора, проанализируем некоторые ценовые показатели. В середине 2010 г. на оптовом рынке стоимость электроэнергии находилась на уровне 40-50 евро/МВт-ч. Это означает, что, например, для владельцев солнечных модулей, установленных вблизи здания или на его крыше, мощностью до 30 кВт и поставляющих электроэнергию в общую силовую сеть, компенсация превысила 60% стоимости 1 кВт-ч.
В Германии конечные потребители электроэнергии уплачивают специальный сбор (в тариф закладывается соответствующая составляющая). В 2010 г. соответствующий сбор вырос более чем на 20% по сравнению с аналогичным показателем 2009 г., благодаря чему в государственный бюджет поступило 12,7 млрд. евро (в 2009 г. – 10,3 млрд. евро). С января 2011 г. ставка указанного сбора также повысилась на 72% и для конечных потребителей составила 3,53 евроц./кВт-ч (в 2010 г. – 2,047 евроц.).
Мировое производство оборудования ВИЭ уверенно смещается из Европы в страны АТР, и в первую очередь Китай, Индию и Республику Корея. Уже в 2009 г. на долю КНР приходилось более 70% мировых продаж солнечных коллекторов, 40% – солнечных батарей и 30% ветротурбин.
В 2011 г. Китай укрепил позиции в мировой солнечной энергетике; суммарная мощность национальных ФГУ почти достигла 3 ГВт. (БИКИ/Энергетика Украины, СНГ, мира)