Использование энергии солнца на Крайнем Севере: от фантазии к реальности

Вчера на вебинаре, организованном объединением Bellona и Ассоциацией развития
возобновляемой энергетики (АРВЭ), создавалось впечатление, что будущее уже
наступило: человечеству удалось приручить солнце в суровых условиях Крайнего
Севера. Да, именно там, где полгода зима, три-четыре месяца отсутствует солнечный
свет, крайне суровый климат и хрупкая экосистема, появляется все больше и больше
проектов по использованию энергии солнца.

Старший советник по электромобильности и возобновляемой энергетике объединения
Bellona Юрий Сергеев рассказал, ссылаясь на доклад Международного
Энергетического Агентства, что солнце уже к 2025 году может стать самым главным
источником электроэнергии в Европе. Согласно самому консервативному сценарию
Агентства, фотоэлектрическая солнечная энергетика будет расти на 13% в год в
среднем до 2030 года. Возобновляемая же энергетика (ВИЭ) будет обеспечивать
порядка 80% роста мирового потребления электроэнергии в течении следующего
десятилетия.

Юрий также отметил, что солнечная энергетика уже стала дешевле энергии угольных
станций в большинстве стран. Рынок солнечных панелей демонстрирует рекордное
снижение себестоимости: солнечные модули могут себе позволить как предприятия,
так и частные потребители. Они легко монтируются, не загрязняют окружающую
среду, неприхотливы в обслуживании.

А что же Крайний Север?
Очень иллюстративными проектом в этом направлении является переоборудование
аэропорта на архипелаге Шпицберген. По словам бывшего управляющего аэропорта в
Лонгербюене Карла Эйнара, главной задачей проекта было сократить выбросы СО2 с
помощью возобновляемых источников энергии.
«Мы начали работать в этом направлении в 2015 году и столкнулись с очень мощной
критикой и скептическим отношением. Было сказано много: что это невозможно в
условиях темноты, что это будет дорого, оборудование не выдержит суровых
климатических условий. Да, четыре месяца в году у нас темнота, еще четыре –
полярный день, когда солнце не садится вообще, и еще четыре месяца у нас есть и
день, и ночь. Но было два показателя, которые вселяли в нас энтузиазм. Во-первых,
вся энергия, которую получал наш аэропорт [ранее], была получена с помощью дизеля
и угля, что дорого и экологически неприемлемо для Арктики. Во-вторых, у нас
показатель дневного света – 3 500 часов в год. Для сравнения в Осло 4 200 часов», –
рассказал он.
Начали с малого, построив в 2015 году небольшую солнечную электростанцию
мощностью 7,5 кВт, и уже только благодаря ей удалось сократить использование
дизеля на 50% в год.
Это был экспериментальный проект, на котором его участники учились применять
технологии на Крайнем Севере. Они видели, что многие панели повреждались из-за
льда, и стали устанавливать их с определенной стороны и под определенным углом.
Оборудуя панелями само здание аэропорта, они устанавливали часть из них
вертикально на стенах, часть – на крыше под углом 15 градусов, отметив, что
вертикальные панели оказались в два раза эффективнее панелей на крыше. Позже
облицевали панелями ангары.
У этих панелей нет ограничений по температуре, но на Шпицбергене и нет большого
перепада температур. Да, столбик термометра может опускаться до минут 30 и ниже,
но это редкость. Средняя температура по году здесь колеблется в районе -5 градусов.
«Мы сделали однозначный вывод: солнечные панели на Крайнем Севере работают
очень хорошо, а низкие температуры повышают их эффективность. Солнечные
установки оказались более чем в два раза рентабельней на Шпицбергене, чем на
материке. Технических сложностей вообще никаких не было: ни проблем со снегом – он просто скатывался с панелей, ни с ветром. Но главное для нас – это полученная
экологическая выгода за счет замены угля солнечной энергией», – рассказал Эйнар.
По его словам, с мая по июль до 17% энергопотребностей аэропорта покрывается за
счет солнечных панелей. Сейчас компания экспериментирует с ветроустановками и
использованием биогаза в дополнение к энергии солнца.
Еще один неочевидный, но крайне успешный проект – использовать солнечные панели
на крышах домов не только для получения энергии, но и для освобождения от снега.
Его разработчик – Томми Стронберг из норвежской компании Innos даже получил
награду за свою идею. Крыша освобождается от снега за несколько часов работы
системы.
Томми также рассказал, что с 1970-х годов поменялся не только климат, но и качество
снега. Раньше снег выпадал и таял, а сейчас леденеет, примерзает к крыше и
накапливается, он стал более влажным и плотным. Поэтому крыши домов,
построенных полвека назад, не выдерживают нынешней снеговой нагрузки более 150
кг на 1 кв. м.
«Мы стали разрабатывать технологии, как убрать снег с крыши, и что делать со снегом
по весне. Наша технология растапливает снег на крыше быстрее, чем он накапливается
при самом мощном снегопаде, а талая вода уходит по сточным трубам. При
растапливании снега начинается производство энергии – панели разогреваются и
очищают крышу. Наши установки работают в Норвегии, Швеции и Германии. Панели
устанавливаются «домиком», растапливая снег они вырабатывают энергию. Обычно
мы стаиваем 50 кг в день с квадратного метра в центре страны, а на севере показатель
доходит до 100 кг», – самым рутинным голосом рассказал Стронберг.
И тут российские участники вспомнили, каким образом происходит очистка крыши от
снега на их домах, что в Москве, что в городах на Крайнем Севере. Непроизвольно
встал вопрос, а что же в России? Насколько можно приручить энергию солнца в нашей
стране, большая часть которой находится за Полярным кругом.
По словам первого заместителя председателя Комитета по энергетике Госдумы РФ
Валерия Селезнева среднегодовое поступление энергии прямого солнечного
излучения в Арктике варьируется от 2 до 4 кВт/час на квадратный метр ежедневно, а
это очень хороший показатель. Для сравнения, в южных регионах Германии он
достигает 3,4 Квт/час. В Якутии в ясные летние дни поступление солнечной энергии
могут достигать показателей в 6-8 Квт/час.
Он подчеркнул, что вопрос стоит не в эффективности использования энергии солнца
на Крайнем Севере, а в стратегической целесообразности использования ВИЭ в
стране. Признание или непризнание Россией современных технологий будет во
многом определять уровень развитости страны.
«Крайний Север – это не только Северный Морской Путь, экология Арктики, но и ее
общемировая ценность. Может это не будет только солнечная энергетика, это будут
разные ВИЭ, но солнце может по всем показателям занимать достойную часть
энергообеспечения Крайнего Севера», – рассказал он.
Селезнев отметил, что количество сложностей в электро- и тепло обеспечении
«северов» зашкаливает: проблема завоза топлива, сложная навигация в короткие
сроки, сложная перевалка с одного транспорта на другой, большая доля дорогого
дизельного топлива, износ ЛЭП, потери в электросетях.

«Все это дает возможность экономически обоснованно применять современные
дорогостоящие технологии, тем более что у нас есть все основания стратегического,
экономического и нормативно-правового характера. Другая проблема в отрицании.
Россия богата традиционными энергоресурсами, мы привыкли не считать деньги. По
большому счету, у нас нет острой экономической необходимости перехода на ВИЭ, но
нас к этому подталкивает международное сообщество. Важно понимать, что если мы
не будем принимать эти тенденции, и ВИЭ технологии как технологии будущего, у
нас в ближайшем будущем будут и неконкурентные технологии и товары, и
технологическая отсталость», – уверенно заявил первый заместитель председатель
Комитета по энергетике Госдумы РФ.
Он уверен, что России в обозримом будущем нужно будет адекватно перестроить свой
энергобаланс, чтобы ВИЭ в нем занимали не менее 20% (как подчеркнул
спикер, атомная энергетика не должна при этом учитываться как ВИЭ, хотя иногда в
России ее причисляют к ВИЭ-технологиям).
Директор АРВЭ Алексей Жихарев тоже согласен, что вся российская нормативно-
правовая база декларирует использование ВИЭ в труднодоступных и удаленных
регионах. Приняты важные стратегические документы и программы поддержки ВИЭ,
но в части удаленных территорий существуют только стратегические документы по
Арктике, которые носят уровень декларации без конкретных мероприятий и
источников финансирования и т.д.
«Это одна из причин, по которой мы не наблюдаем большого развития ВИЭ. Нужна
конкретная программа, которая должна включать развитие инвестиций и
стимулирование развития технологий. Сейчас много мифов, что ВИЭ в Арктике плохо
работают и неэффективны. Перед нами стоит важная задача – показать, как эти мифы
опровергнуть и какие технологии лучше применять в Арктических районах», – уверен
он.