Техно

Как солнечная энергия вытесняет уголь и помогает добывать нефть

Новые технологии снижают стоимость гелиоэнергии и переводят мир на максимальное использование возобновляемых природных ресурсов

Фото: anspress.com

В мае в Объединенных Арабских Эмиратах установили очередной рекорд снижения стоимости солнечной энергии: теперь она соотносима с угольной. Консорциум, включающий компании Abdul Latif Jameel (Саудовская Аравия), Fotowatio Renewable Ventures (Испания) и Masdar (ОАЭ) в ходе проведенного в Дубае тендера предложил цену в 2,99 центов за кВт/час, что на 15% ниже, чем предыдущий рекорд, установленный в апреле в Мексике. Для сравнения, в США солнечные электростанции промышленного масштаба поставляют электричество, в среднем, по цене 5 центов за кВт/час. То есть, цены на мировом рынке солнечной энергетики снизилась почти на 50%. Власти Дубая планируют, что солнечная электростанция, вырабатывающая энергию по цене 2,99 центов за кВт/час, будет построена к 2030 году, объем инвестиций в установку мощностью 3 гигаватта составит порядка $3 млрд.

Мировая солнечная энергетика развивается высокими темпами, солнечные электростанции становятся привычной частью энергетической инфраструктуры многих стран мира. В частности, к 2020 году в Европе из возобновляемых источников, включая солнечные электростанции, будут получать не менее 20% энергии.

На сегодня существует две главные гелиотехнологии, которые будут развиваться в течение предстоящих десятилетий. PV станции преобразуют свет в электрический ток, тогда как CSP-установки трансформируют солнечное излучение в тепловую энергию, применяемую для получения электроэнергии.  Гелиотермальные CSP-станции строятся преимущественно в экваториальной зоне, а фотовольтаические - в северных районах.

Пока самой крупной действующей гелиоэлектростанцией в мире является CSP-Ivanpah solar, построенная в Калифорнии, в пустыне Мохава на территории 13 кв.км. Объект стоимостью $ 2.2 млрд, состоящий из трех электростанций и почти 350 тысяч зеркал-гелиостатов, вырабатывает 390 МВт энергии.  В 2011 году в испанской Андалусии появилась первая в мире круглосуточная солнечная электростанция - CSP-установка Gemosolar мощностью 20МВт. По сути это гигантский тепловой аккумулятор, который управляет турбинами ночью и в пасмурные дни. Gemosolar оснащена 2650 зеркалами-гелиостатами, размещенными на территории в 185 га и фокусирующими солнечное излучение на бетонную башню с расплавленной солью. Эта станция позволяет сберечь Испании более 30 тыс. тонн углекислого газа. В Андалусии есть также PV-установка SolarParkOlmedilla в Омелдилле (60МВт), которая на момент запуска в 2008 году была самым крупным в мире солнечным объектом на фотоэлементах.

Впечатляющие солнечные установки есть и у нас. В Крыму и Одесской области австрийская компания Activ Solar построила несколько солнечных фотоэлектрических станций с более чем 300 МВт установленной мощности. Самая крупная из них - "Перово", вырабатывающая 100Mвт электроэнергии.  Ее производительность эквивалента пиковым нагрузкам в энергосистеме Симферополя, то есть в светлое время суток электростанция может производить столько же электроэнергии, сколько потребляет город в период максимальных нагрузок. Установка включает 440 тысячи наземных фотоэлектрических модулей, расположенных на площади в более чем 200 га.

В ближайшее время в мире построят несколько новых мощнейших гелиостанций. К августу этого года в Индии сдадут крупнейшую в мире солнечную электростанцию мощностью 750 МВт. Она расположена на площади в 1,5 тыс. га в центре страны, в штате Мадхья-Прадеш. Стоимость проекта оценивается в $700 млн.

А в феврале король Марокко Мохаммед VI открыл солнечную электростанцию, которая после сдачи в эксплуатацию в 2020 году станет крупнейшей в мире. Она построена в пустыне Сахара, к юго-востоку от Касабланки, неподалеку от города Уарзазат. Объект будет производить 500 МВт электроэнергии, что сравнимо с мощностями АЭС. К 2030 году Марокко планирует покрывать 52% своих потребностей в электричестве за счет возобновляемой энергии, уменьшив тем самым импорт нефти и других энергоносителей.  

Фото: rbc.ua

Из-за небольшой площади и ограниченных земельных ресурсов Япония не может позволить себе большую солнечную электростанцию на суше. Поэтому компания Kyocera решила построить плавающую ферму на поверхности водоема плотины Yamakura, которая буде генерировать 13.7 МВт и станет крупнейшей плавучей солнечной электростанцией в мире. Установка на площади 18 гектаров будет производить электроэнергию для более 5000 домов, что эквивалентно 16000 МВт-часов в год.

Помимо выработки электричества, плавающие солнечные фермы создают тень в водоеме, ограничивая таким образом чрезмерный рост водорослей и испарение воды. Кроме этого, вода помогает охлаждать солнечные панели, увеличивая их эффективность в среднем на 11%. Проект планируется завершить к 2018 году, а уже к 2040-му Японии должна полностью перейти на возобновляемые источники энергии. Очевидно, что совокупная мощность солнечных электростанций в мире будет активно наращиваться, в первую очередь за счет стран, которые имеют достаточное количество солнечного излучения. С развитием "солнечных" технологий и повышением эффективности преобразования солнечного света коммерческая эффективность солнечной энергии будет увеличиваться.

Интересно, что гелиостанции начинают использоваться не только для выработки электроэнергии. На днях калифорнийская компания Glasspoint представила революционную разработку, созданную для нефтяной корпорации Petroleum Development Oman. Glasspoint строит в Омане электростанцию Miraah, которая будет применяться для добычи нефти. Вырабатывая эквивалент одного гигаватта мощности, установка сможет заменить менее энергоэффективный метод добычи нефти с использованием природного газа, который практикуется в настоящее время. В планах сокращение потребления газа на нефтяных месторождениях до 80%. 

Фото: glasspoint.com

Комплекс Miraah состоит из концентрического массива изогнутых зеркал, свет которых направлен на котельную трубу с водой. Обычно такие солнечные электростанции используют тепло для производства пара, который приводит в действие вырабатывающие электроэнергию турбины. Но созданный при помощи Miraah пар будет использоваться в месторождениях для "облегчения" нефти, чтобы ее быстро выкачать на поверхность. Большая часть легко добываемой нефти уже извлечена из недр земли, поэтому компании ищут новые методы добычи тяжелой, составляющей сейчас большинство мировых запасов. Ожидается, что строительство станции Miraah площадью три квадратных километра завершится в 2017 году. Стоимость проекта оценивается в $600 млн.