|
За день на
поверхность земли падает столько солнечной энергии, что
хватило бы для обеспечения всех нужд человечества в
течение года.
Эпоха углеводородов, сжигаемых видов
топлива, заканчивается. Руководители развитых стран
понимают важность альтернативных источников энергии и
вкладывают в исследования миллиарды долларов ежегодно.
Существуют государственные программы поддержки
фотовольтаики (прямое преобразование солнечного
излучения в электрическую энергию с помощью специальных
полупроводниковых элементов – солнечных батарей) в
Германии, США, Японии, Китае, Испании, Италии, Греции и
многих других странах.
Пока что на
солнечную энергетику приходятся доли процента в мировом
энергобалансе. Но именно солнечная энергетика придет на
смену углеводородов и через 20-30 лет станет важнейшим
источником энергии для человечества. Ведь этот ресурс
огромен. За день на поверхность земли падает столько
энергии, что хватило бы для обеспечения всех нужд
человечества в течение года. Естественно, собрать всю
эту энергию невозможно. Но даже если использовать только
1% - а это потребует выделить под солнечные
электростанции не более 5% необитаемых пустынных земель
– это в три с половиной раза превысит потребности
человечества в энергии.
Сегодня мировое производство солнечных элементов
составляет 4 ГВт в год, что эквивалентно приблизительно
4-м блокам атомной станции. Уже к 2012 году совокупная
мощность будет составлять около 50 ГВт. К 2050 году, по
прогнозам, - около 15000 ГВт. Этого достаточно, чтобы
полностью обеспечить человечество электроэнергией.
Этот бизнес станет выгоден сам по себе через несколько
лет.
На сегодня вся фотовольтаика в мире дотируется. Ни у
кого нет чистого бизнес-продукта. Дело в том, что
сегодня стоимость электроэнергии, полученной от солнца,
только в исключительных случаях меньше той, что мы
получаем от розетки. Использовать солнечную
электроэнергию выгодно там, где нет стационарной
электросети.
Существует термин – grid parity (сетевой паритет). Это
момент времени, когда выравниваются стоимости энергии из
солнечного модуля и из сети (электроэнергии от атомных,
гидро- и теплоэлектростанций). Еще пять лет назад
эксперты говорили, что grid parity наступит в 20-е годы.
Благодаря стремительному развитию солнечных технологий,
сегодня называются 2011-2014 года. В некоторых случаях
сетевой паритет уже достигнут. К примеру, швейцарская
компания «Оерликон» подсчитала, что энергия из ее
солнечных модулей, установленных на юге Италии, уже
дешевле энергии из розетки, т.к. в этой местности
стоимость электроэнергии из розетки самая высокая в
Европе (0,16 €с). Можно возразить, что Италия более
солнечная страна, чем Украина. Но Германия, которая
получает на 30% меньше солнечной энергии, чем мы,
является потребителем солнечных панелей №1 в мире. На
них приходится более половины мирового рынка. Второй
пример. На сегодня (январь 2009) стоимость одного кВт*ч
солнечной энергии в США составляет 21,19 цента.
Последние исследования говорят, что кВт*ч атомной
энергии в США на самом деле стоит 25-30 центов, а не 6,
как любят хвастаться атомщики. Считаю, именно цифра
25-30 центов соответствует истине, так как учитывает
сопутствующие затраты (затраты на экологию, болезни,
вызванные загрязнение окружающей среды, утилизацию
ядерных отходов).
После достижения grid parity, а это произойдет в
ближайшие годы, солнечная энергетика станет обычным
прибыльным бизнесом. По прогнозам Антона Мильнера
президента компании
Q–Cells (на
сегодня эта компания возглавляет Top-10 мировых
производителей) в Германии grid parity будет достигнуто
в 2014 году.
Есть расчет. На широте Парижа, а это примерно широта
Киева, солнечный элемент возвращает всю затраченную на
его изготовление энергию за два с небольшим года. При
этом гарантийный срок службы у него – 25-30 лет. Сегодня
разрабатываются технологии, благодаря которым срок
возврата энергии уменьшится до года, а срок гарантийный
службы увеличится до 40 лет.
Greenpaes
Две трети населения Земли сможет к 2030 году полностью
обеспечивать свои нужды в электроэнергии благодаря
энергии Солнца, говорится в докладе, опубликованном
экологической организацией «Гринпис» и Европейской
ассоциации фотоэлектрической промышленности(EPIA).
«Солнечная фотоэлектрическая энергия сможет к 2030 году
обеспечить электричеством 4 миллиарда человек, если
соответствующие меры будут приняты сегодня», — заявил
президент EPIA Эрнесто Масиас, представляя доклад на
конференции фотоэлектрической энергии в Испании. В
докладе отмечается впечатляющее развитие сектора
солнечной энергетики и рассматриваются возможности
использования солнечной энергии в качестве глобального
источника энергии.
По прогнозам авторов доклада, к 2030 году 1,8 тысячи
гигаватт будут вырабатываться фотоэлектрическими
системами, которые будут установлены по всему миру.
Выработка этих систем составит 2,6 тысячи TWh (миллиард
киловатт-часов) в год, что составит 14% от глобальной
потребности в электроэнергии. Этого, по оценкам
специалистов, будет достаточно, чтобы обеспечить
электроэнергией 1,3 миллиарда человек в технологически
развитых районах и более 3 миллиардов человек
в отдаленных сельских районах. «Использование энергии
солнца может к 2030 помочь предотвратить выброс
1,6 миллиарда тонн углекислого газа, что эквивалентно
выбросам с 450 электростанций, работающих на угле», —
заявил эксперт по энергии организации «Гринпис» Свен
Теске, который является одним из авторов исследования.
«Борьба с изменением климата требует революции в области
промышленности, а использование энергии солнца —
основная часть этой революции», — считает эксперт.
Китай
Китайская
академия наук запустила масштабную государственную
программу по поддержке развития технологий получения
электроэнергии из солнечного света. В Академии говорят,
что Солнце к 2050 году должно стать основным источником
энергии.
В заявлении
Академии также отмечается, что уже были созданы
экспертные группы, состоящие из академиков и независимых
специалистов. Согласно плану академии, масштабный
переход на солнечную энергию будет состоять из трех
этапов: "развертывание мощностей" с 2015 года,
"альтернативное использование" с 2025 года и
"широкомасштабное применение" с 2035 года.
По мнению
местных специалистов, у Китая очень большой потенциал
для реализации программ солнечной энергетики, так как
над 75% страны в год Солнце светит не менее 2200 часов,
значительно больше этот показатель в южных регионах.
США, Япония и
Европа начали разрабатывать системы получения
электроэнергии на основе солнечного света с 1970-х
годов, почти во всех странах "солнечные разработки"
начались с поддержки государства, особенно это
справедливо для таких стран, как Япония, Германия или
Австралия. Германия запустила масштабную программу по
переводу домашних хозяйств на солнечную электроэнергию,
в Японии ведутся разработки, которые обещают в два раза
снизить стоимость солнечной электроэнергии через 3-5
лет.
В Китае также отмечают, что первичной задачей в
реализации их программы должно стать удешевление
выработки солнечной энергии и создание электростанций,
готовых генерировать ее в промышленных масштабах.
Япония
Япония планирует контролировать треть мирового рынка
солнечных батарей к 2020 году и увеличит объемы
потребления дешевой и экологически чистой солнечной
энергии. Власти Японии видят в солнечной энергетике
возможность снизить зависимость от импорта нефти и газа,
а также создать новые рабочие места и заказы в
промпроизводстве в условиях экономического кризиса.
Японское
правительство хочет увеличить емкость внутреннего рынка
оборудования для солнечной энергетики в 10 раз к 2020
году - с 1 трлн. иен ($10,2 млрд.) до 10 трлн. иен ($102
млрд.). За этот период в отрасли будет создано 110 тыс.
рабочих мест, заявило в министерство торговли Японии. На
данный момент в этом секторе заняты 12 тыс. японцев.
В 2005 году
Японии принадлежало 47% мирового рынка соответствующего
оборудования, а японская корпорация Sharp была
крупнейшим производителем солнечных батарей. В 2007 году
Sharp уступила первенство немецкой Q-Cells SE, а доля
Японии сократилась до 25%.
Обнадёживающий прогноз высказал Катсухико Мачида
(Katsuhiko Machida), президент компании
SHARP, на
международной выставке бытовой электроники (IFA),
прошедшей в 2006 г. Берлине. Через 24 года стоимость
энергии, выработанной при помощи солнечных батарей,
сравняется со стоимостью энергии, полученной на атомных
станциях.
Оценке Sharp
вполне можно доверять, ведь эта компания — крупнейший в
мире производитель солнечных фотоэлектрических батарей.
Sharp утверждает, что уже к 2010 году стоимость
солнечного электричества упадёт вдвое, к 2020 —
вчетверо, а к 2030, как мы уже сказали, в восемь раз от
сегодняшнего уровня.
Сейчас
стоимость киловатт-часа, выработанного солнечной
панелью, составляет примерно $0,5, что как раз в восемь
с лишним раз выше стоимости "ископаемого" электричества.
Так что к 2030-му "солнечное" электричество сможет
конкурировать с энергией, полученной от сжигания
ископаемого топлива. Правда, сам Мацида полагает, что
ископаемого топлива к тому моменту фактически не
останется. Он, конечно, несколько драматизирует. И всё
же.
Также Мацида спрогнозировал рост производства и продаж
тонкоплёночных солнечных батарей, которые используют
меньше кремния.
В Дрездене прошла в 2006г. европейская конференция по
фотоэлектрическим преобразователям (European
Photovoltaic Solar Energy Conference), а
вместе с ней — крупнейшая в мире выставка технологий
солнечных панелей.
На
конференции специалисты высказывают мнения, сходные с
оценкой Sharp: через 5-10 лет промышленная выработка
электричества солнечными батареями будет рентабельной.
Причём имеется в виду европейский регион, а не, скажем,
экваториальная Африка.
США
В ноябре 2008 г. корпорация
IBM огласила
список «5 инноваций в ближайшие 5 лет», которым суждено
изменить наш привычный образ жизни. На этот раз
лаборатория IBM, основываясь на результатах своих
исследований, заявила, что одна из таких инноваций это
технологии получения солнечной энергии, которые станут
революционными для общества:
Дешевые
солнечные элементы, встроенные в обычные поверхности:
асфальт, стены, окна. Это стало возможным благодаря
появлению тонкопленочных элементов солнечного питания,
которые в 100 раз тоньше солнечных панелей на кремниевых
пластинах и при этом гораздо дешевле последних.
Солнечные элементы нового типа можно печатать и
монтировать на гибкую основу, которую впоследствии можно
будет использовать для установки на поверхность крыш, в
качестве тонировочного материала для окон, машин. Кроме
того, возможно, даже появится одежда с вплетенными
солнечными элементами.
В декабре 2007 г. генеральный директор
Nanosolar Мартин
Рёшайзен (Martin Roscheisen) сказал, что компания сможет
продавать солнечные панели по цене $0,99 за ватт с
получением прибыли. При такой цене сооружение солнечной
электростанции становится дешевле постройки ТЭЦ
аналогичной мощности, работающей на угле.
“Имея солнечные панели по
цене $1 за ватт, можно будет сооружать генерирующие
системы при издержках $2 за ватт итоговой мощности”
– сказал он. По данным министерства энергетики США,
строительство новой ТЭЦ, сжигающей уголь, обойдется в
$2,1 за ватт итоговой мощности, не считая затрат на
покупку топлива и квот на выбросы углекислого газа,
заявил Рёшайзен.
Nanosolar в течение многих лет занималась разработкой
более эффективных, но сложных в изготовлении
многослойных пленок с покрытием из диселенида
галлия-индия-меди. Инновационные панели Nanosolar, по
утверждению главы компании Мартина Рёшайзена,
целенаправленно разрабатывались для применения в
промышленных генерирующих установках. Толщина покрытия
сравнима с толщиной слоя краски, они способны передавать
солнечный свет на энергоноситель с поразительным КПД.
Рёшайзен близко знаком с основателями
Google
Ларри Пейджем и Сергеем Брином, которые стали
инвесторами Nanosolar.
Недавно
компания Google в рамках своей инициативы в
области возобновляемых источников энергии заявила о
намерении в скором времени отправить уголь на свалку
истории, заменив его солнечной энергией.
Google собирается инвестировать сотни миллионов долларов
(часть из которых уже освоена) в компании, которые
разрабатывают альтернативные и безвредные для природы
способы получения энергии. Меньшую сумму – несколько
десятков миллионов долларов - компания готовится
потратить на внутреннюю исследовательскую программу,
которая займется разработкой способов промышленной
генерации электроэнергии на солнечных электростанциях.
Компания
Solyndra,
основанная не так давно в г. Фремонт, шт. Калифорния,
разработaла новый тип солнечный батарей, которые
производят больше энергии и при этом требуют меньших
затрат для своей установки, по сравнению с обычными
солнечными панелями.
Обычные солнечные батареи состоят из плоских элементов.
В новых панелях солнечные элементы имеют цилиндрическую
форму. Сами элементы сделаны из тонкопленочного
полупроводникового материала.
В Solyndra намерены разрабатывать солнечные панели,
которые будут производить электричество по цене,
сопоставимой со средними расценками на электроэнергию в
США (около 10 центов за киловатт-час). Это станет
возможно благодаря оптимизации производственного
процесса и увеличению объема выпускаемой продукции.
Solyndra вложила $600 млн. в новое предприятие и уже
получила заказы на сумму $1,2 млрд. Клиентами Solyndra
являются только бизнес-структуры. Мощность годового
объема выпускаемой продукции составляет уже 110
мегаватт. В ближайших планах у Solyndra — строительство
завода мощностью 420 мегаватт.
Калифорнийские коммунальные компании Southern California
Edison, San Diego Gas & Electric и PG&E намеревается к
2010 году производить 20% электричества с помощью
возобновляемых источников, а к 2020 году собираются
увеличить долю до 33%.
В 2005 году законодательными органами Калифорнии была
принята программа, рассчитанная на 10 лет, под названием
Million Solar Roofs («Миллион солнечных крыш»),
предусматривающая расширение использования
возобновляемой энергии (напомним, к возобновляемой
относится энергия солнца, ветра и воды). На ее
осуществление законодательное собрание штата выделило
стартовую сумму в 200 млн. долларов. Согласно
утвержденному плану в течение последующих 10 лет эта
сумма будет увеличена до 3,2 млрд. долларов. А к 2017
году в Калифорнии планируется оснастить ими более
миллиона домовладений, не считая торговых, промышленных
и офисных помещений. Принимая новый законопроект,
комитет оговорил условия развития данной отрасли
энергоресурсов: солнечные панели должны быть доступны
для среднего американца и бесплатны для потребителей с
низким доходом.
Германия
Франк Азбек который является председателем правления
SolarWorld AG и
Solarparc AG (Германия), в начале 2008 г. сказал
о том что, в южных странах килловат-час «солнечной»
электроэнергии можно производить
по 25 центов, в северных регионах - дороже. Сейчас цена
обычной электроэнергии для домашних хозяйств в Германии
вместе с налогами составляет около 20 центов. Принимая
во внимание, что цены на обычную электроэнергию будут
расти и дальше, мы исходим из того, что в ближайшие
шесть лет мы будем полностью конкурентоспособны.
Оборудование фотовольтаики для двухкомнатной квартиры
частого дома стоит около пяти тыс. евро за
киловатт. Крыша обычного дома на оду семью обеспечивает
мощность в два киловатта.
К настоящему моменту общий портфель заказов Solarworld
составляет около 5 млрд. евро с реализацией до 2020
года. 43% заказов от азиатских потребителей, 40% от
европейских, без учета Германии, 10% приходится на саму
Германию, а 7% от американских заказчиков. Чтобы
удовлетворить столь высокий спрос, который может вырасти
в ближайшее время, Solarworld планирует инвестировать
около 600 млн. евро в строительство нового завода. Новое
производство будет построено в городе Фрайберг, на
котором будут работать около 1000 человек уже в начале
следующего года.
В Германии уже несколько лет действует государственная
программа "Сто тысяч солнечных крыш". По условиям
программы, владелец дома первоначально единовременно
платит достаточно большую сумму за установку солнечных
батарей, после чего излишки вырабатываемой ими энергии
переправляются в единую энергосистему по
гарантированному повышенному тарифу. В результате,
установка солнечных батарей окупается буквально за
несколько лет.
Сегодня
(по состоянию на 1 кв. 2009 г.)
В 2009 г. рынок солнечных батарей не сможет достигнуть
прежнего показателя роста в связи с перепроизводством и
сокращением инвестиций. Однако уже к 2011 г. ситуация
стабилизируется. Аналитики говорят, что когда пройдет «затмение»
рынка, он станет крепче, чем прежде.
По данным iSuppli, в 2009 г. выручка от производства
установок по выработке электричества из солнечной
энергии сократится на 40% до $18,2 млрд по сравнению с
$30,5 млрд в прошлом году (еще в конце прошлого года
аналитики прогнозировали падение выручки на уровне 20%).
Суммарная мощность установок, выраженная в ваттах,
сократится на 32% до 5,2 ГВт. Стоимость инсталляции для
получения 1 Вт солнечной энергии сократится на 12%. Для
сравнения, выручка отрасли в период с 2007 по 2008 гг.
выросла на 110%.
К причинам сокращения рынка аналитики относят
перепроизводство (в 2008 г. предложение превысило спрос
на 102%, а в 2009 г. превысит на 168%) и мировой
экономический кризис, который заставил правительства
разных стран отказаться от инвестирования в новые
проекты.
Крупнейшим рынком сбыта солнечных элементов является
Испания. В 2008 г. благодаря активной правительственной
программе суммарная мощность солнечных электростанций в
этой стране возрастала на 2 МВт ежедневно. В результате
получилось так, что она оказалась в 10 раз выше
планируемого значения. По состоянию на февраль 2009 г.
треть электроэнергии, получаемой в здесь, производилась
на солнечных батареях. Второй по величине рынок сбыта –
Германия. По
итогам
2008 г. Европа стала крупнейшим рынком с долей 82%. США
– на третьем месте, сообщается в отчете Solarbuzz.
Помимо Испании, госпрограммы поддержки возобновляемых
источников энергии, позволяющие компенсировать часть
расходов по строительству электростанций, действуют в
США и Японии. Однако вследствие экономической рецессии
эти страны не смогут заполнить отсутствие спроса со
стороны Испании. До конца 2010 г. рынок не вернется к
прежним показателям роста. По итогам будущего года
прогнозируемый рост выручки составит 29%.
Однако уже после 2010 г. ситуация на рынке солнечных
батарей изменится, успокаивают аналитики. Ожидается, что
в 2011 г. рост выручки здесь составит 58% по сравнению с
2010 г. Аналогичный показатель будет достигнут в 2012 и
2013 гг. Это произойдет вследствие последующего
укрепления рынка. Кроме того, выпуск фотогальванических
установок, несмотря ни на что, по-прежнему будет
оставаться направлением с высоким процентом возврата
инвестиций. Аналитики полагают, что после 2012 г.
государственная поддержка будет уже не так важна в связи
со существенным снижением производственных издержек.
Термины
Виды солнечных батарей:
1.
Фотоэлектрические преобразователи — Полупроводниковые
устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в
электричество (Солнечные элементы). Несколько
объединённых СЭ называются солнечной батареей.
2.
Гелиоэлектростанции (ГЕЭС). Солнечные установки,
использующие высококонцентрированное солнечное излучение
в качестве энергии для приведения в действие тепловых и
др. машин (паровой, газотурбинной, термоэлектрической и
др.).
3.
Солнечные коллекторы (СК). Солнечные нагревательные
низкотемпературные установки.
4.
Органические
батареи. Устройства преобразующее солнечные лучи в
электричество с помощью генетически модифицированных
клеток, напечатанных на тонком пластике с проводником.
Типы
солнечных батарей:
1.
Кремниевые;
2.
Кристаллические;
3.
Тонкие пленки хелькогенидов;
4.
Аморфный/Нанокристаллический кремний;
5.
Фотохимические;
6.
Органические;
7.
Многослойные;
8.
Цилиндрические;
В отдельных лабораториях получены солнечные элементы с
КПД 54 %.
Аналитическая
обзорная статья.
В статье
использовано интервью Владимира Сухоставеца
(инженер-аналитик ЗАО «Пиллар»)
Подготовил
Иванов Александр
(управляющий
«Profit
Consulting).
25.03.2009 г.
|
