Сколько ветра на Земле, или Как это - любить ветер

АСТАНА, 15 июн — Sputni, Ксения Воронина. Всемирный день ветра (Global Wind Day) отмечается сегодня во всем мире. Впервые праздник появился в 2007 году по инициативе Европейской ассоциация ветроэнергетики, с 2009 года стал глобальным благодаря Всемирному совету по энергии ветра. Профессор Алматинского института энергетики и связи, руководитель блока №1 Всемирного конгресса инженеров и ученых WSEC-2017 "Перспективы и сценарии развития мировой энергетики до 2050" и автор уникальной ветровой роторной турбины Альберт Болотов влюблен в ветер и знает, как использовать его на благо человечества. "Я поздравляю всех со Всемирным днем ветра, это интересное событие, и я помню, как впервые поздравили меня. Я несколько раз был в Китае про вопросам энергетики, знакомился с их работой (Китай — лидер в области ветроэнергетики — прим.). Изначально их концепция звучала как "продвижение и образование", а затем случился мощный толчок в развитии, когда "образование" вышло на первое место. То, чем мы сейчас занимаемся и чем занимается День ветра, — это образование и просвещение как населения, так и власть имущих, в том, что ветроэнергетика — действительно энергия будущего, доступная для каждого человека в том месте, где он живет", — говорит Болотов. Модули ветровой турбины, из которых собираются ветровые электростанции мощностью от 1 до 5 кВт Ветроэнергетика Китая развивается бурно. По данным на октябрь 2016 года, в Китае выработано 158 ГВт мощностей ветряных электростанций, это 35% от ветряных мощностей всего мира. По плану 13-й пятилетки на 2016-2020 Китай планирует ввести еще 100 ГВт ветряных мощностей. Ветер — вне политики Великим благом, дарованным человечеству, называет ветер Болотов. "Если солнце — это свет и тепло, то ветер — это свежий воздух, доброе влияние на среду проживания. Ветер приносит влагу туда, где сухо, ветер собирает дождь, где его много. В балансе природы ветер является хорошим явлением, поскольку одновременно контролирует прочность сооружений и привносит баланс", — отмечает инженер и ученый. Использование ветра — главенствующая идея в энергетике, поскольку он обеспечивает равенство доступа к энергетическим ресурсам для всех, как доступ к кислороду, необходимому компоненту для биологической жизни. "Чтобы понять, что это значит, надо почувствовать, что ветер приходит сам, не просит никакого ресурса на доставку к месту его использования, является безобидной энергией среды и определяет возможность существования цивилизации за пределами, которые сейчас обозначают политики. Ветер — это единственный энергоресурс, который свободен от политических интриг; никто не может присвоить ветер, поднять на него цену, запретить в какой-то стране продавать по каким-то другим ценам: он ничего не стоит. Нужна всеобщая воля человечества, чтобы добиться энергоэкологического равновесия на земле", — поясняет Болотов. Ветер остается наиболее перспективным энергетическим ресурсом. В отличие от ископаемых ресурсов, энергия ветра обеспечивает экологические, социальные и политические преимущества и в ближайшем будущем будет содержать четкие экономические выгоды. И вместе с тем, энергия ветра — крупнейший конкурент в тарифной политике с традиционными источниками. Энергия ветра испытывает на себе давление всех традиционных энергетических ресурсов, боящихся за свое использование, интерес к которым постепенно ослабевает — рост тарифов, политизация, войны в мире исключительно за энергетические ресурсы. И это беспокоит человечество. Сколько ветра на земле? "О чем можно и нужно говорить на ЭКСПО и на конгрессе. Самое главное, энергия ветра значительно больше, чем потребляемая человечеством суммарная на планете. Энергия ветра на земле оценивается в 17 тысяч терраватт/час, что в тысячу раз больше, чем энергетические потребности человечества", — поясняет Болотов. Энергия ветра распределяется по планете равномерно, лишь в некоторых зонах может быть затишье, а остальная часть планеты покрыта мощнейшими ветровыми потоками, которые движутся и переносят огромные массы энергии. В последние десятилетия энергию ветра стали рассматривать как достояние страны, вроде ископаемого топлива — нефти, газа, урана, угля, и вкладывать в его развитие большие ресурсы. Ветроэнергетические технологии стали самыми развивающимися в мире. Человечество понимает, что это — чистая энергия, энергия будущего. В последние десятилетия в ветроэнергетику вкладывается 60% от общего объема инвестиций в энергетику. "Это значительный показатель. Страны, которые почувствовали, что такое энергия ветра, в больших масштабах реализуют ее для снижения дефицита электроэнергии, бесперебойности энергоснабжения. Энергия ветра, как мобильный телефон в телефонии, очень удобна для использования. Распределенную генерацию может обеспечить ветер, у каждого дома может быть свой источник энергии, и это — вектор энергии будущего", — заметил Болотов. Ветер степей и ЭКСПО-2017 В Казахстане давление традиционных источников энергии, как и во всем мире, сказывается на развитии альтернативной энергетики, и особенно энергии ветра. Строятся ветропарки, в наиболее насыщенных ветром "месторождениях". Но масштабы этой работа пока в основном озвучиваются в предстоящих планах — ветропарки должны появится на юге, севере и востоке страны. "Это пока планы, основанные на использовании традиционных энергетических агрегатов, которые вообще себя в большей степени не оправдали, а получили такую оценку, что у них низкий коэффициент использования, высокая реальная стоимость, низкий коэффициент использовании энергии ветра. Поэтому появляется много новых разработок, которые бы сделали ветровую энергетику более экономически привлекательной", — говорит ученый. В конце XX века энергетические проблемы в отельных странах достигли такого уровня, что стали реальной угрозой политической конфронтации. И эта необходимость коллективного обеспечения глобальной энергетической политики и выработки соответствующих механизмов обеспечения — предмет обсуждения на инженерном конгрессе, который пройдет 19-20 июня в рамках ЭКСПО-2017 в Астане. "Необходимо найти общую волю человечества, чтобы снизить дефицит энергии, снизить убытки в социальном развитии общества, от того, что не везде есть свет, снизить политическую напряженность в мире", — считает ученый. В Казахстане приняты соответствующие законодательные акты, есть инициированная президентом Нурсултаном Назарбаевым линия развития ВИЭ: "Одним из приоритетных направлений развития электроэнергетики и решения энергетических проблем Казахстана является использование возобновляемых энергетических ресурсов. Ресурсы ветровой и солнечной энергии являются стабильными и приемлемыми для экологически оправданной энергетики. Основная задача — увеличение их доли в энергобалансе страны". Вот это и есть ключевое направление ЭКСПО — дополнить развитие новыми разработками, отмечает эксперт. Казахстанский опыт и знаменитая турбина В Казахстане уже работает более 50 установок Болотова. Они расположены в разных климатических зонах республики и демонстрируют всевозможные варианты преобразования в энергию любую ветровую нагрузку, любую интенсивность солнечного излучения. ВТРБ служат на станции Жаланашколь, в "горловине" Джунгарских ворот, в Астане — на "Лесном кордоне". Много турбин Болотова работает в России. Сейчас казахстанскому ученому и его партнерам поступают заявки на их установку в Африке, Азии, странах Европы. "То, что мы делаем, — это плод многолетних исследований, проводимых в Алматинском университете энергетики и связи. Аспиранты, магистранты, бакалавры многих выпусков вносили свой вклад в развитие этого направления. В результате построена совершенно новая ветровая турбина, которая во многом превосходит существующие энергетические объекты", — рассказывает Болотов. Ветер — это сложное явление, которое имеет множество характеристик, поэтому зарекомендовавшие себя на побережье ветровые установки не работают в глубине материка. Ветровая роторная турбина Болотова принимает ветер с любой стороны, любого направления и любой скорости и реализует все изменения параметров ветра — порывы, пульсации, превращая их приемлемую потребителем электроэнергию. Экономическая целесообразность определяется потенциалом ветра, в котором она установлена. Если на территории Казахстана среднегодовая скорость ветра повсеместно не ниже 5 м/с, турбины эти высоко экономичны, быстро окупаются. В некоторых регионах срок окупаемости — 6-7 месяцев. Мало того, турбины обеспечивают выработанной энергией само производство. То есть энергии, выработанной такой турбиной за короткий срок, достаточно, чтобы произвести ее такую же на предприятии. "Энергозатратность объекта — самое главное. К примеру, солнечные панели никогда не выработают энергию, достаточную для ее производства, при этом она зависима от остальных источников энергии. Ветер же может обеспечить производство энергооборудования за счет собственной энергии", — подчеркивает автор разработки. Важный принцип — турбины по своему аэродинамическому качеству не мешают близкому расположению друг к другу и могут устанавливаться на малой площади, в то время как для пропеллерных турбин требуется расстояние между соседними агрегатами — 10-20 диаметров роторов. "Мы производим турбины разного класса. Например, турбины мегаваттного класса — 1-10 мегаватт для выработки энергии в энергетические системы. Это локальные зоны ветровой активности, это Джунгарские ворота, Шелекский коридор или Ерейментау, или узлы энергосистем, в которых испытывается дефицит энергетики", — говорит Болотов. Турбины меньшей мощности позволяют развивать новый вектор электроэнергетики — выработка энергии в местах ее потребления. Она ведется через использование комплексных энергетических систем малой и средней мощности. Турбины питают выделенную нагрузку малых заводских предприятий или покрывают полную потребность в энергии обособленных сельских хозяйств. "В Астане есть примеры такого использования — частичное покрытие промышленного предприятия происходит на Astana Solar (производство фотоэлектрических модулей — прим.), там стоят четыре наши турбины, оборудованные солнечными панелями, мощностью 16 кВт каждая, успешно работают с 2012 года. Особенное значение имеет питание обособленных объектов в степях — участки отгонного животноводства, которые не имели никогда никакой энергии, либо пользовались дизельными станциями, к которым приходится возить топливо за 150-200 километров. Города будущего Настоящие "зеленые" города будущего могут вырасти из новых населенных пунктов, которые появляются при освоении новых территорий вдоль трасс Нового шелкового пути. Комплексные энергосистемы позволяют по-новому подойти к конструированию и разработке генеральных планов этих поселков. "Бесшумные безопасные агрегаты могут устанавливаться в центре поселков — никаких линий электропередач, без зависимости от подачи энергии со стороны — ветер приходит в поселок и обеспечивает работу всех предприятий, которые находятся в поле действия турбин", — заключает Болотов. Эксперты Всемирного совета по энергии ветра утверждают, что будущее — за ветроэнергетическими установками. Ветроэнергетические установки (ВЭУ) уже сегодня используются в 80 странах мира, в частности в Германии, Китае и США. А в августе 2016 года Шотландия поставила рекорд: впервые в истории ветряные энергоустановки сгенерировали за день больше электроэнергии, чем потребляет вся страна. Отношение энергогенерации к энергопотреблению составило 106%.