Новая энергетика

Деньги на ветер

Новая энергия - Использование энергии ветра

По мере роста цен на энергоносители оживляется интерес аграриев к альтернативным источникам энергии. Некоторые уже пробуют преобразовывать в электричество энергию солнца, ветра или биомассы. Однако рентабельным получение альтернативной энергии становится далеко не всегда.

Как отмечает гендиректор компании «Ваш солнечный дом» Владимир Каргиев, за последние два года интерес к автономной энергии заметно вырос: цены на нее, в отличие от стоимости традиционных энергоносителей, падают. Самый простой способ сэкономить – использовать солнечное излучение для нагрева воды и отопления помещений. Приспособленные для этого солнечные коллекторы все чаще пользуются спросом, отмечает Каргиев.

Для получения электричества, как правило, применяют фотоэлектрические кремниевые модули мощностью до нескольких киловатт. Модуль выполнен в виде панели, заключенной в алюминиевый каркас, объясняет Каргиев. Панель представляет собой фотоэлектрический генератор, состоящий из стеклянной плиты, с тыльной стороны которой между двумя слоями герметизирующей пленки размещены солнечные элементы, соединенные друг с другом. Модули бывают односторонними и двусторонними. Двусторонние отличаются тем, что могут использовать энергию не только солнца, но и отраженного света. Как рассказывает Каргиев, в России серийно выпускаются только монокремниевые установки на 2–5 кВт, а другие модули если и производят, то только на заказ.

Кубанский фермер Игорь Коровиков приобрел систему энергоснабжения, состоящую из ветряка, солнечных батарей и бензогенератора, потому что до ближайшего источника энергии от хозяйства 3,5 км. По его наблюдениям, главный недостаток солнечных батарей в том, что они полноценно работают только в ясную погоду. А при рассеянном свете эти устройства вырабатывают 10–15% от номинальной мощности. «Зимой у нас вообще облачно, так что в это время рассчитывать на солнечную энергию не приходится», –расстраивается фермер.

Каргиев согласен, что для фермера солнечная энергетика может быть подспорьем только в летнее время. Поэтому он советует использовать системы с несколькими источниками энергии. Ветро-солнечная система подойдет для регионов с достаточной силой ветра: если нет солнца, то дует ветер, и наоборот. Установка для преобразования силы ветра в электричество состоит из ветроколеса с лопастями, повышающего редуктора и генератора, установленных на мачте, говорит исполнительный директор калининградского холдинга «Юниос» Юрий Яковлев. В качестве резервного источника энергоснабжения к системе можно подключить дополнительный бензо - или дизельный генератор.

«Дизель в два раза долговечнее, да и солярка дешевле бензина, хоть и ненамного, – рассуждает Коровиков. – Но ведь бензогенератор и стоит в два раза дешевле дизельного!». Выгоднее приобрести хороший западный бензогенератор со сроком работы не менее 4,5 тыс. часов, делает вывод фермер. Прежде чем сделать покупку, он долго изучал предложения и беседовал с разработчиками ветровых электростанций. Они признались, что заявленная мощность, как правило, не соответствует реальной: например, ветрогенератор с максимальной мощностью 5 кВт будет выдавать 1 кВт. Поэтому один из ключевых моментов выбора ветряка – размер и количество лопастей. Коровиков рекомендует брать ветряки с большими лопастями, поскольку для создания 2–3 кВт реальной мощности диаметр ветряка должен быть не менее 5 м. Он добавляет, что ветряки эффективны только в местностях, где среднегодовая скорость ветра составляет более 4 м/сек.

В средней полосе России, где скорость ветра обычно не превышает 2,5–3 м/сек., использование ветряков не всегда эффективно, соглашается Каргиев из «Вашего солнечного дома». Поэтому они оптимальны для степных районов (например, Калмыкии) и побережий крупных водоемов. Чтобы достоверно определить среднюю скорость ветра в регионе, Коровиков советует изучить метеостатистику за последние 50 лет.

Ветряки, солнечные батареи и бензогенераторы работают только на подзарядку аккумуляторов. Поэтому обязательными элементами автономной энергосистемы эксперты называют контроллеры заряда и качественный инвертор, стабилизирующий напряжение и преобразующий постоянный ток в переменный. Чем мощнее зарядное устройство, тем дешевле энергия при дозарядке аккумуляторов от бензогенератора в зимнее время, подтверждает Коровиков. Но «зарядники» и аккумуляторы достаточно дорогие, поэтому Каргиев советует рассчитывать систему исходя из запаса энергии максимум на 2–3 дня. Если большие помещения, например коровники, используют солнечную энергию, то Каргиев рекомендует покупать энергосберегающие люминисцентные или галогеновые лампы.

Солнечные фотоэлектрические батареи стоят $4–5, а в системе с аккумуляторами и преобразователями напряжения – $7–9 за пиковый ватт. Пико - вый ватт – это условная величина, означающая максимальную мощность модуля в идеальных условиях (освещение 1000 Вт/кв. м при +25 °С). На практике такое бывает редко, поэтому при расчете количества солнечных модулей следует помнить, что их реальная мощность будет меньше на 10–15%, обращает внимание Каргиев.

Солнечные водонагревательные установки проще и дешевле: они представляют собой панели с проточным теплоносителем (например, водой), который греется на солнце, а затем аккумулируется в теплоизолированных баках. Система нагрева 150 л/день (на одну семью) стоит около $1 тыс. В отличие от электрических нагревательные батареи способны преобразовывать рассеянный свет.

Самые простые и дешевые ветряки мощностью 500 кВт стоят $600, но сейчас почти не производятся. Двухкиловаттный ветряк обойдется уже в $5 тыс. Коровикову удалось купить ветрогенератор без мачты за $1 тыс. Мачту он сделал самостоятельно, а покупная обошлась бы в $300–700. Общие затраты на электрификацию фермы Коровикова составили более $6200.

Каргиев уверяет, что даже большие вложения в альтернативную энергетику быстро окупаются: нетрадиционные источники долговечны и не требуют техобслуживания. Например, ветроустановки работают 10–20 лет и нуждаются лишь в периодической смазке. А фотоэлектрические батареи на основе монокремния «практически вечные», утверждает он. Гарантийный срок их службы до падения мощности на 20% от заявленной составляет, по словам Коровикова, 20 лет. Другие установки служат 5–10 лет, водогрейные солнечные батареи – 5–15 лет. По словам Каргиева, они также требуют минимального ухода: их нужно мыть, вытирать с них пыль, в системах с водой менять прокладки, а в системах с теплообменником – незамерзающий теплоноситель. Делать это достаточно один раз в несколько лет.

Коровиков считает, что при простом сравнении с сетевой энергией автономная система не может окупиться в принципе. Альтернативная энергетика всегда дороже сетевой, полагает фермер. В доказательство он приводит расчеты себестоимости электроэнергии на своей ферме. Энергия солнечных батарей обходится в 6 руб./кВт час, ветряка – почти в 8 руб./кВт час, а бензогенератора, который используется только в зимние месяцы, – в 13 руб./кВт час. Средняя себестоимость получается на уровне 10 руб./кВт час. Ежедневно Коровиков расходует на энергоснабжение 66 руб., из которых 47 руб. уходят на амортизацию оборудования.

Яковлев из холдинга «Юниос» оперирует другими цифрами. По его подсчетам, ветрогенератор мощностью 10 кВт при нормальном ветре ежегодно производит энергии более чем на $2 тыс. (из расчета стоимости кВт/час 1,84 руб.) и при стоимости $10 тыс. окупается за 5 лет. После этого энергия фактически становится бесплатной и каждый последующий год собственник ветрогенератора экономит по $2 тыс.

Подходить к использованию ветровой энергии нужно осторожно и избирательно, считает гендиректор Института конъюнктуры аграрного рынка (ИКАР) Дмитрий Рылько. Он обращает внимание на шум, отпугивающий птиц, без которых активно размножаются насекомые. Рылько не уверен, что у нас в стране есть места, где экономически выгодно пользоваться солнечными установками: на наших широтах слишком мало солнца. Коровиков придерживается другого мнения. По его словам, достаточно слабая батарея солнечных модулей (700 Вт) троекратно перекрывает его потребности в энергии восемь месяцев в году, а за четыре летних месяца вообще образуется излишек.

Теоретически излишки энергии можно продавать. За счет этого фермер Коровиков мог бы компенсировать до 10–12% затрат на энергообеспечение. Но на практике рынка альтернативной энергии нет, кроме того, нужен выход в сеть, при наличии которого строить системы альтернативного энергоснабжения бессмысленно, поясняет фермер.

В ростовской компании «Волшебный край» (входит в группу «Астон») электроэнергию и пар производят, сжигая лузгу, а излишки пара и электроэнергии используют в парниках. Самостоятельно генерируют энергию и в тульской агрокомпании РС «Венев». «Нам Чубайс не нужен, – шутит Виктор Гулов, замгендиректора по сельхозпроизводству РС «Венев». – Мы можем за счет возобновляемых биосредств организовать производство электроэнергии, например из биогаза». В этом году в рамках национального проекта «Развитие АПК» компания собирается строить свинокомплекс. Навоз будут перерабатывать в биогаз, а затем на газовой электростанции получать свою энергию. «Если навоза не хватит, в ход пойдет зеленая масса», – обещает Гулов.

Рылько считает, что биоэнергетика заслуживает серьезного внимания крестьян. Подсолнечниковая лузга, спрессованная в пеллеты, может служить топливом для печей и котлов, приводит пример руководитель московского представительства Российского углеродного фонда Григорий Райхер. Такие пеллеты обладают теплотворной способностью на уровне неплохих марок угля – более 3900 ккал. А получение и использование биогаза наряду с биодизелем и биоэтанолом может стать источником дохода агрокомпаний и при этом позволит экономить невозобновляемые природные ресурсы, убежден Рылько.

Тонна навоза или другой биомассы, подвергаемой сбраживанию в специальных установках (метантенках), дает 500 куб. м биогаза, что эквивалентно 350 л бензина. Газ, получаемый в результате анаэробной ферментации органических отходов, уже давно используется в Европе и странах Балтии, говорит Райхер. А в России опыт использования биогаза насчитывает почти 20 лет. Первая станция производительностью 1000 куб. м биогаза и 30 т органического удобрения в сутки была смонтирована в 1987 г. на Октябрьской птицефабрике в Московской области, вспоминает замгендиректора центра «ЭкоРос» Евгений Панцхава. «Затем запустили еще одну станцию на 2500 куб. м. Сегодня на такие мощные установки спроса нет, поэтому производятся небольшие, например ИБГУ-1 (для повторного использования отходов крестьянского подворья) и БИОЭН-1 (для животноводческих ферм на 25 го- лов)». Но, по словам Панцхавы, их пока распродано не более сотни штук.

«У нас только говорится, что много производителей биогаза, на самом деле это не так», – уверяет консультант Мосводоканала, специалист по переработке отходов Валентин Татаринов. По его на - блюдениям, биогазовые установки используются редко и только на небольших фермах (до 50 голов КРС). А подсчеты Райхера свидетельствуют, что производство биогаза рентабельно, начиная с поголовья в 50 тыс. свиней.

Окупаемость проекта утилизации отходов с выпуском биогаза зависит от размера экологических штрафов, которые платит хозяйство, полагает Райхер. «Если СЭС и экологи бескомпромиссны, то штрафы можно сократить уже с первого дня начала строительства метантенков, – считает он. – А если эконадзор формален, то дешевле вообще ничего не строить», – говорит он. Райхер отмечает возрастание интереса аграриев к биогазовым технологиям: «К нам обратилось несколько крупных свинокомплексов, и сейчас мы разрабатываем для них проекты утилизации отходов с производством биогаза

В зависимости от условий производства в состав биогаза может входить 60–70% метана и 30–40% углекислого газа, а также незначительные примеси сероводорода (0–3%), водорода, аммиака и оксидов азота. «При сжигании 1 куб. м биогаза можно получить 1,7 кВт/час электроэнергии, или 2,5 кВт/час тепла», – подсчитывает директор НТЦ «Биомасса» Георгий Гелетуха.

Райхер считает, что, если биогаза получается много, целесообразно пустить его на производство электроэнергии. Окупаемость электростанции на природном газе – 9–10 лет, а на биогазе – 5–6 лет, рассказывает он.

Первоначальные вложения в оборудование метантенков на свинокомплексе с 50 тыс. голов Райхер оценивает в $7 млн. Еще в $2,5–3 млн обойдется сооружение электростанции. Но в итоге полу - чится замкнутая система энергоснабжения. «По нашим расчетам, количество биогаза, которое получается в хозяйстве с 50 тыс. свиней, покроет все его потребности в тепле, подогреве воды и электричестве, – говорит Райхер. – К тому же на выходе из метантенков [помимо биогаза] получается компост, который можно продать». Выход компоста с каждой тонны навоза составляет около 300 кг. Если оборудовать биогазовую установку фасовочным блоком, то продукцию можно продавать в розницу. Так поступают в компании «Пикса». Как говорит директор по продажам Дмитрий Карханин, компост охотно раскупают дачники.

При всей привлекательности переработки отходов в биогаз крупные компании внедрять их не торопятся. «Нам предлагали выпускать биогаз, но мы посчитали соотношение затрат и выхода газа, после чего отказались», – рассказывает гендиректор холдинга «ПсковАгроИнвест» Александр Братчиков. На свинокомплексе компании содержится около 21 тыс. свиней, ежедневный выход навоза – около 50 т. Для рентабельного производства биогаза это недостаточный объем, считает Братчиков. «Себестоимость биогаза в три-четыре раза выше, чем природного, – добавляет он. – Поэтому мы решили, что навоз выгоднее компостировать или перерабатывать в биогумус».

Не предусмотрена технология утилизации отходов с получением биогаза и на недавно введенном свинокомплексе АПК «Михайловский» в Липецкой области. Как сообщили в пресс-службе компании, пока навоз просто вывозят на поля. Так же поступают и в агрокорпорации «Стойленская Нива». «По нашим расчетам, производить биогаз невыгодно, оборудование очень дорогое, – считает главный зоотехник холдинга Лидия Сотникова. – К тому же фермы у нас мелкие, расположенные на большом расстоянии друг от друга».

Реальные экономические перспективы использования биогаза появятся, когда в стране будет действовать Киотский протокол, к которому Россия присоединилась в прошлом году, предполагает Братчиков. Теоретически квоты, полученные от сокращения выбросов парниковых газов, можно будет продавать, поясняет Райхер: «Так появится возможность снизить инвестиционную нагрузку на биогазовый проект».