Сoветcкий Сoюз дoлгие гoды вел активные иccледoвания и разрабoтки в oблаcти coлнечнoй энергетики в рамках в гocударcтвеннoй прoграммы «Экoлoгичеcки чиcтая энергетика». Двадцать лет назад наша cтрана была oдним из лидерoв в НИОКРах пo фoтoвoльтаике, в Крыму удалоcь поcтроить cолнечную электроcтанцию мощноcтью 5 МВт.
Раcпад СССР привел к тому, что это крайне перcпективное направление альтернативной энергетики было полноcтью заброшено, СЭС в Крыму пришла в упадок, а проект возведения cолнечной электроcтанции под Кисловодском отложили в долгий ящик. Последующие годы интерес к развитию возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России постепенно возрастал, но далеко не так сильно, как, например, в Европе. Развитие ВИЭ в нашей стране до сих пор тормозится отсутствием законодательной базы. Эта проблема является главной для потенциальных инвесторов в российские проекты ВИЭ. Совсем недавно глава знаменитого итальянского энергоконцерна Enel Фульвио Конти заявил, что не готов развивать в России альтернативную энергетику, поскольку для этого нет экономических условий. Но при всех минусах стоит заметить, что потенциал России в солнечной энергетике значителен.
По данным Института высоких температур РАН, поступление энергии солнечного излучения во многих регионах страны достигает 4,5–5 кВт•ч/м2 год, что ненамного отличается от показателей Севильи (Испания) – самого солнечного региона Европы. Еще одним плюсом является опыт продолжительного использования солнечной энергии в Бурятии и Краснодарском кр. для горячего водоснабжения объектов санаторно-курортного комплекса, жилых домов и промышленных предприятий.
В современное время активно развивать солнечную энергетику начала и госкорпорация «Роснанотех», справедливо отнеся ее к сфере своих интересов. В декабре 2009 г. Роснано заявила о готовности вложить 2,5 млрд руб. в создание предприятия по выпуску солнечных модулей на основе монокремния с двусторонней светочувствительностью в Краснодаре.
Основное производство планируется запустить в 2012 г., а выход на проектную мощность к 2015 г. При этом объем производства составит более 120 МВт в год, а выручка проекта превысит 11 млрд руб. Особо стоит отметить, что проект позволит вывести на мировой рынок двусторонние солнечные модули с КПД выше односторонних на 10–70%.
Как утверждают эксперты, запускаемое первое в России промышленное производстве двусторонних солнечных модулей по стоимости вполне конкурентоспособно по сравнению с производством односторонних модулей.
Преобразование солнечного света в таких модулях возникает не только при попадании солнечных лучей на лицевую поверхность, но и при попадании их на тыльную сторону, когда возникает отражение солнечных лучей от естественных поверхностей или от специальных отражательных конструкций. В основе разработок лежит авторская технология, созданная фирмами «Солнечный Ветер» и НПФ «Кварк».
На данный момент в России не существует и не планируется масштабных производств солнечных модулей на основе кремниевых технологий, хотя на мировом рынке спрос на такие модули составляет 78% общего объема спроса на солнечные батареи.
Технологический процесс производства предусматривает формирование слоев толщиной 20–80 нм – именно они делают тыльную сторону светочувствительной. При этом себестоимость производства таких модулей конкурентоспособна. Проект предусматривает дальнейшую разработку технологии для полной реализации специфических преимуществ двухсторонних солнечных элементов и дальнейшего снижения себестоимости. На сегодня солнечные модули на основе кремниевых технологий наиболее востребованы. Благодаря оптимальному соотношению цены и эффективности их доля на мировом рынке фотоэнергетики составляет около 80%. Проект позволит диверсифицировать портфель проектов корпорации в области фотоэнергетики и обеспечит выход на рынок конкурентоспособного продукта по оригинальной российской технологии.
Объем мирового рынка для продукции предприятия в 2009 г. оценочно составит 19,9 млрд долл., а к 2013 г. прогнозируется рост до 30,4 млрд долл. (среднегодовой темп роста составит 9%). Ежегодный рост установленной мощности солнечных модулей достигнет 29% и увеличится с 5,9 ГВт до 18,5 ГВт с 2009 по 2013 гг. соответственно. Наибольшая доля потребления приходится на рынок Европы, поэтому основным рынком сбыта продукции проекта станет европейский рынок солнечных парков: Италия, Испания, Греция, Чехия, Болгария, Германия и другие страны Европы. НПФ «Кварк» в настоящее время уже имеет контракты на поставки, покрывающие большую часть планируемых производственных мощностей.
В Роснано не остановились на этом проекте и в апреле 2010 г. с рядом соинвесторов подписали инвестиционное соглашение и основные условия финансирования проекта по созданию Ставропольском кр. и в Петербурге производства наногетероструктурных фотопреобразователей с КПД 37–45%, солнечных модулей и энергоустановок нового поколения с линзами Френеля и системой слежения за солнцем. В ходе реализации проекта будет создано производство полного цикла, включающее в себя выращивание наногетероструктур, производство чипов, сборку модулей, производство систем слежения за солнцем и сборку солнечных фотоэлектрических установок. Технологические основы нового производства были разработаны учеными петербургского Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе.
Пилотная линия будет организована в Санкт-Петербурге, а завод для опытного и серийного производств будет построен в Ставропольском кр.
Необходимо отметить, что концентраторные технологии более эффективны и будут наиболее экономичными в долгосрочной перспективе. В ситуации дефицита кремния развитие концентраторных технологий становится предпочтительным. Предполагается, что к 2015 г. объем выпуска новых установок составит около 85 МВт в год, а выручка проектной компании – более 130 млн евро. Ее учредителями станут Роснано, ValeyPearls Holdings LTD, учрежденная частными соинвесторами, и компания «Солнечный поток», учрежденная разработчиками технологии.
Денежный вклад Роснано в проект составит 1,29 млрд руб., другие участники проекта также внесут денежные средства и интеллектуальную собственность на общую сумму 1,29 млрд руб.
Кроме того, в ходе реализации проекта предполагается привлечь 3,15 млрд руб. у сторонних инвесторов. Общий бюджет проекта оценивается в 5,73 млрд руб. В солнечных энергоустановках, которые будут производить в Ставропольском кр., используются каскадные солнечные элементы нового поколения на основе наногетероструктур для фотоэлектрического преобразования концентрированного излучения, линзы Френеля, концентрирующие солнечную энергию до 900 крат, а также высокоточные системы слежения за Солнцем.
В предлагаемых концентраторных фотоэлектрических модулях прямое солнечное излучение, падающее на поверхность линзы Френеля площадью, например, 50×50 мм, концентрируется на каскадном солнечном элементе площадью менее 4 мм2. Солнечные элементы при этом не перегреваются за счет использования специально разработанных теплоотводов. Для производства каскадных солнечных фотоэлементов, использующихся в тандеме с концентраторами, будут реализованы новые методы химического осаждения из газовой фазы различных полупроводниковых материалов на подложки из германия.
Эксперт по энергетике из компании «Инвест-Альянс» Сергей Комишванов считает, что Роснанотех будет и в дальнейшем инвестировать в проекты по созданию оборудования для солнечной генерации. «Сейчас готовится к принятию пакет законов по развитию ВИЭ в России, и как только его примут, начнется бум альтернативной генерации. Кто будет на этом рынке первым – тот и займет самую большую его часть. Думаю, что Роснано руководствуется бизнес-перспективой в отборе проектов по солнечной энергетике», – сказал он. По словам эксперта, конфигурация солнечной
генерации в России станет понятна уже в ближайшие годы.
Роснано не ограничивается одним проектом в своей экспансии на рынок фотовольтаики. Наблюдательный совет госкорпорации утвердил участие «Роснано» в проекте по созданию первого в России масштабного комплекса по производству поликристаллического кремния и моносилана.
Высокотехнологичный производственный комплекс создается на базе предприятий компании НИТОЛ – ООО «Усолье-Сибирский силикон» и ООО «Усольехимпром», расположенных в г. Усолье-Сибирское (Иркутская обл.).
Справка
Поликристаллический кремний (поликремний) – главный полупроводниковый материал, применяемый в современной микроэлектронике и силовой электротехнике, солнечной энергетике, микромеханике. На основе этого материала производится более 90% всех солнечных элементов в мире. Главные производственный мощности по производству поликристаллического кремния расположены в Японии, Германии, США и Италии.
Для изготовления тонкопленочных солнечных модулей используется Моносилан, который очень широко применяется в микроэлектронике и получает все большее применение в фотовольтаике.
Фотовольтаика (солнечная энергетика) – одна из наиболее быстрорастущих отраслей мировой индустрии. Среднегодовые темпы роста составляют более 30%.
Сегодня в России именно НИТОЛ является самым крупным производителем поликремния. В 2010 г. мощность производства поликремния планируется довести до 3,8 тыс. т ежегодно, с увеличением до 5 тыс. т в год в 2011 г. Эксперты называют российский полупроводниковый рынок одним из немногих в мире, который продолжает развиваться, несмотря на кризис.
Дмитрий Резнич
