Соединенные Штаты нашли возможность выделить 2 млрд долл. на исследования в области солнечной энергетики. Такое распоряжение отдал лично президент этой страны Барак Обама. Средства достанутся двум компаниям, которые удостоены права стать флагманами этой относительно новой индустрии на непотопляемом авианосце под звездно-полосатым флагом. Особо подчеркнем, что поток «зеленых» потечет не откуда-нибудь, а из специальных фондов, выделенных в США для борьбы с кризисом. Обама верен своему слову: антикризисную помощь как таковую он сворачивать не собирается. В то же время американские власти решительно настроены воплотить в реальность ими же разрекламированный тезис: из кризиса экономика страны должна выйти обновленной, а это значит, что употребить на новации весьма приличную часть денег налогоплательщиков – никакой не грех.
Первой компании – Abenoga Solar – поручено построить самую большую в мире станцию по производству солнечной энергии, местом дислокации которой избрана Аризона. Станция будет способна обеспечить электричеством одновременно 70 тыс. домов. Из заявления руководства компании можно сделать вывод, что сооружение в целом займет площадь около 8 км2 и будет использовать новейшие технологии и оборудование.
Другой компании – Abound Solar Manufacturing – отведено дело несколько иного толка. Она займется выпуском солнечных батарей нового поколения. Причем предприятия Abound расположатся не где-нибудь в Японии или Китае, а в штатах Колорадо и Индиана. Сделано это вопреки обычной американской модели, но, надо отдать должное, с очень глубоким смыслом: эти производства создадут пять тысяч новых рабочих мест, что в Соединенных Штатах сейчас особо ценится.
Россия тоже не дремлет
Проектный институт «Гипросинтез» получил Положительное заключение ФГУ «Главгосэкспертиза» на проектную документацию для строительства завода по выпуску трихлорсилана в составе нового производства поликристаллического кремния в Сибири. В положительном заключении отмечено, что проектная документация полностью соответствует требования промышленной, пожарной безопасности и экологическим требованиям, установленным законодательными актами и нормативно-техническими документами Российской Федерации.
Проект предусматривает запуск производства трихлорсилана мощностью более 20 тыс. т. Новое производство трихлорсилана будет обеспечивать сырьем комплекс получения поликремния мощностью более 3 тыс. т в год. Это третий проект по производству трихлорсилана, который разработал Гипросинтез за последние 5 лет.
Каждый проект, выполняемый институтом «Гипросинтез», постоянно пополняют усовершенствования, направленные на улучшение технико-экономических показателей и повышение безопасности процесса. Все стадии производства заранее просчитываются с помощью самых современных моделирующих программ. И вот только тогда полученные результаты закладываются в проект. Благодаря этому достигнуты наилучшие показатели по расходным нормам сырья и энергии, значительно снижены удельные капитальные затраты, срок службы реакторов увеличен в три раза. Все проекты выполняются в трехмерной модели, что позволяет уменьшить сроки строительства завода и ввода его в эксплуатацию.
Волгоградский институт «Гипросинтез» является ведущим и пока единственным проектным институтом России, предоставляющим полный комплекс инжиниринговых услуг для строительства производств поликристаллического кремния. По его разработкам за последние шесть лет построено и запущено несколько заводов по производству трихлорсилана в Китае. В настоящее время в работе находится еще один проект производства поликремния опять же мощностью 3 тыс. т в год, по нему сейчас ведется строительство для российского заказчика.
Переломить ситуацию
Масштабного выпуска фотоэлементов в России пока нет. Изготовлением аппаратов для переработки солнечной энергии в РФ занимается около 15 фирм, но из-за низкого спроса партии продукции небольшие и в основном ориентированы на экспорт. Основными игроками являются ООО «Солнечный ветер» (Краснодар), ЗАО «Телеком-СТВ» (Москва, Зеленоград), ОАО «Всероссийский НИИ электрификации сельского хозяйства» (Москва), ОАО «Сатурн» (Краснодар), ООО «СОЛЭКС» (Рязань). Однако их доля на рынке мирового производства этого оборудования составляет около 1%.
Переломить ситуацию взялась РОСНАНО совместно с группой компаний «Ренова». В ближайшее время начнет осуществляться крупномасштабный проект по производству солнечных модулей. Помимо этого, компания ООО «Солнечная энергетика», входящая в ГК «Промышленные инвесторы», вложила 110 млн долл. в производство компонентов солнечных батарей. Чем интересны обе эти наработки?
К примеру, РОСНАНО намерена поднять КПД солнечных модулей до 35, а то и 70%, оснастив их энергоустановками нового поколения с линзами Френеля и системой слежения за солнцем. Намечено также открыть производство полного цикла, включающее в себя выращивание наногетероструктур. Необходимо отметить, что концентраторные технологии более эффективны и будут наиболее экономичными в долгосрочной перспективе. В ситуации дефицита кремния, недостаток которого в мировой индустрии ощущается все сильнее, развитие концентраторных технологий становится более предпочтительным.
Конкуренция подгоняет
Нетрудно заметить, что мощности строящихся солнечных станций постоянно растут. Рассчитанные сначала на обслуживание от силы одного дома (да мало ли и у нас теперь крыш, уложенных от конька до ската не банальным шифером или даже черепицей, а фотоэлементами), но возможности теперь только прибавляются. Вот еще несколько примеров.
Американская компания SunEdison взялась установить электростанцию на солнечной энергии неподалеку от итальянской Венеции. Инвестиции в строительство составили около 250 млн евро. Причем, не станем сразу обольщаться, объектов станет только одним из немногих крупных подобных сооружений в Европе.
Судите сами. Все поле энергопанелей покроет площадь не более 850 тыс. м2, что обеспечит выдаваемую мощность в пределах 72 МВт. Этого будет вполне достаточно, чтобы снабдить вырабатываемой энергией электричеством 17 тыс. домов. Но дотошные европейцы старательно подсчитали и еще один плюс, про который мы, к сожалению, просто забываем. Оказывается, мощности экологичной солнечной станции вполне хватит для того, чтобы предотвратить выброс в атмосферу 41 тыс. т углекислого газа. Нам-то это все вроде как и все равно, а вот итальянцам, оказывается, данный фактор весьма и весьма важен.
Параллельно с реализацией проекта альтернативной энергетики в Италии ведется строительство солнечной электростанции во Франции. Предполагается, что это будет самый крупный объект подобного рода. Ее планируемая мощность – 143 МВт, а занимаемая площадь – 415 га. Энергии станции хватит, чтобы обеспечить 62 тыс. жителей. Эксплуатация станции начнется в 2012 г.
Кстати сказать, на сегодня на территории ЕС уже работают две крупных электростанции на солнечной энергии. Только вот они помельче строящихся. Станция в Испании выдает 60 МВт, мощность германской – 50 МВт.
Башня света
Надо признать, что солнечные панели для производства электроэнергии все еще довольно дороги, и это является существенным ограничением для развития данного сектора. Однако, существует более дешевая технология, которая, правда, может быть эффективной только при благоприятных погодных условиях, а потому особенно хорошо подходит для тропических регионов.
Экспериментальная система для получения солнечной энергии создана совместно исследователями Института Солнца Юлиха, Немецкого авиакосмического центра и Kraftanlagen München (Германия) и представляет собой башню с паровой турбиной и системой зеркал, расположенных на площадке перед башней и ориентированных на нее. Суммарная площадь 2500 зеркал – 18 тыс. м2. Отраженный свет направляется на паровую турбину, расположенную на вершине 50-метровой башни, температура пара для выработки электроэнергии достигает 680°C. Мощность установки составляет 1,5 МВт, она будет производить ежегодно примерно 1 тыс. МВт•ч электроэнергии, что соответствует потребностям примерно 400 немецких домохозяйств. Стоимость системы, построенной на средства региональных властей, составляет 23,2 млн евро. Чтобы сделать поставку электричества в распределяющие сети более стабильным, не зависящим от вариаций в интенсивности инсоляции, предложено использование специального аккумулятора.
Созданная немецкими учеными система хорошо подходит для тропических регионов, где имеются неиспользуемые пустынные земли, а Солнце активно большую часть года. В таких условиях эффективность солнечных станций гораздо выше, чем основанных на использовании дорогостоящих солнечных панелей. В будущем с помощью зеркальной системы станет возможным производство экологически чистого водородного топлива.
Александр Рединов
