Это виды энергии, непрерывно возобновляемые в биосфере Земли. Примерами таких постоянно пополняемых источников являются солнечный свет и ветер. Энергия приливов, волн водных объектов, в том числе водоемов, рек, морей, океанов. Геотермальная энергия с использованием природных подземных теплоносителей. Низкопотенциальная тепловая энергия земли, воздуха, воды с применением особых теплоносителей. Биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья, а также отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива. А также биогаз; газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов; газ, образующийся на угольных разработках.
Развитие энергетики на основе возобновляемых источников является одним из инструментов реализации Стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года и неотъемлемой частью глобального энергоперехода в России на пути к достижению углеродной нейтральности к 2060 году.
Для обеспечения диверсификации топливно-энергетического баланса субъектов РФ за счет увеличения производства электрической и тепловой энергии на базе ВИЭ и в конечном счете повышения доли ВИЭ в федеральном балансе производства и потребления электрической, тепловой и первичной энергии страны. В России есть все возможности создания оптимально диверсифицированного топливно-энергетического баланса, в котором равные доли будут приходиться на тепловую, газовую и угольную генерацию, АЭС и ГЭС + ВИЭ.
Глобальное преимущество возобновляемой энергетики перед топливной определяется через коэффициент энергетической эффективности (отношение энергии, выработанной электрической установкой в течение срока службы, к энергии, затраченной на создание и функционирование этой установки, то есть с учетом энергии, расходуемой на оборудование, материалы, транспортные и строительно-монтажные работы, а также энергии топлива, включая энергию, потраченную на его транспортировку).
Для электростанции, применяющей возобновляемые источники, неисчерпаемость ресурса позволяет не учитывать расход энергии на функционирование установки. Это означает, что коэффициент энергетической эффективности установок возобновляемой энергетики может быть больше единицы. Расчеты показывают, что установка на базе ВИЭ за срок службы производит в пять-десять раз больше энергии, чем ее затрачено на производство оборудования, строительно-монтажные и транспортные работы.
Ветростанции не являются источником выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, сбросов в водные объекты, не оказывают теплового воздействия, не требуют потребления водных ресурсов для выработки электроэнергии, в структуре образующихся отходов присутствуют только отходы от обслуживающих процессов и административной деятельности, сам процесс производства электроэнергии не является отходообразующим. Производство экологически чистой ветровой энергии способствует снижению негативного воздействия на окружающую среду от энергетической отрасли. Отсутствие эмиссии парниковых газов – основное экологическое преимущество ветроэнергетики.
В год (8760 часов) установка мощностью 1 МВт может вырабатывать порядка 3 млн кВт∙ч. Домохозяйство (или одна семья) в России в год потребляет около 3 тыс. кВт∙ч электроэнергии. Таким образом, одна ВЭУ мощностью 1 МВт может обеспечить электричеством более 1000 домохозяйств (семей) в год.
Коэффициент использования установленной мощности - отношение фактической выработки электроэнергии к максимально возможной, т. е. максимальное значение коэффициента равно единице или 100%. Для традиционных электростанций он колеблется от 0,4 до 0,8. Наибольший КИУМ у атомных и геотермальных электростанций (0,7–0,8), наименьший - у гидроэлектростанций, поскольку на них возлагается снятие пиков нагрузки. Средний КИУМ для дизельных электростанций в России – 0,18.
Что касается ветростанций, то их КИУМ в Европе в среднем составляет 0,2–0,3. Но зависит он в основном от ветровых условий. Есть примеры ВЭС, где он равняется 0,4 и выше.
Основными критериями для выбора площадки для строительства ветропарка являются ее ветропотенциал с учетом глобальных климатических прогнозов, транспортная доступность к строительной площадке, а также возможность подключения к сети.
Безусловно учитываются и природные особенности рассматриваемой территории, наличие особо охраняемых природных территорий и мест обитания критически важных элементов биоразнообразия, к которым предъявляются ограничительные и даже запретительные меры для расположения производственных объектов, в том числе и ветропарков.
Ветроустановки рассчитываются на срок службы 20–25 лет. В течение этого срока из основных механизмов возможна замена лопастей. За срок службы ВЭУ непрерывно вращается около 120 тыс. часов.
В единую энергосистему России.
Ветряные электростанции оказывают минимальное воздействие на окружающую среду, так как не производят выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, не производят сбросов в водоемы, а также не используют воду для технологических нужд. На этапе выбора места расположения ветропарка и в рамках проектирования проводится комплексная оценка воздействия на окружающую среду и не только на период эксплуатации, но и на время строительства, которая обеспечивает выявление источников и объемов возможного воздействия. На основе этой оценки разрабатываются мероприятия, обеспечивающие предотвращение негативного воздействия на окружающую среду, его снижение, управление и контроль за таким воздействием, а также восстановительные и компенсационные мероприятия. Основным фактором воздействия на окружающую среду является только шум. Используемое оборудование является самым современным и отвечает всем требованиям по минимальному шумовому загрязнению. Эти меры подлежат обязательному контролю со стороны государства в рамках проверок и при получении согласований на строительство и эксплуатацию. Полное соблюдение разработанных мер позволяет минимизировать возможное негативное воздействие на окружающую среду.
Птицы
Ветроэнергетические установки (ВЭУ) являются достаточно высокими конструкциями и могут представлять препятствия для птиц. Проекты ветропарков ЭЛ5-Энерго, Азовская ВЭС и Кольская ВЭС, разрабатывались с учетом мест обитания и путей миграции птиц и животных, чтобы минимизировать воздействие на их привычную жизнь.
ВЭУ распложены таким образом, что наименьшее расстояние между лопастями двух ВЭУ более 200 м, таким образом обеспечивается создание коридоров пролета для птиц.
На каждую ВЭУ установлена система светового ограждения для обозначения местоположения ВЭУ как препятствия для летательных аппаратов, которая также служит сигналом для птиц. Световое ограждение состоит из проблесковых маяков, расположенных на верхней точке ВЭУ и работающих в круглосуточном режиме. На края каждой лопасти нанесена маркировка, представляющая собой широкие ярко-красные полосы (одну или несколько). Они отчетливо выделяется на фоне местности и видны со всех направлений. Это служит дополнительным сигналом опасности для птиц в дневное время. В обязательном порядке в период эксплуатации проводится орнитологический мониторинг, который за время эксплуатации Азовской ВЭС не выявил воздействия на орнитофауну.
Почвенные животные
Источником шума на ВЭУ является механическая передача от ветроколеса к генератору, а также аэродинамическое взаимодействие лопастей с воздухом. Для снижения механического шума используются гасители различной конструкции, а также применяется звукоизолирующее покрытие кабины.
Что до воздействия вибрации на почвенные виды животных, то ветроустановки имеют мощнейший фундамент, который гасит вибрации башни. Вибрация от вращения лопастей ВЭУ затухает уже на уровне фундамента, поэтому воздействия на грызунов и энтомофауну не происходит.
Другой аспект угнетающего влияния на людей, животных и насекомых – звуковые волны с частотой менее 20 герц, так называемый «инфразвук», для людей особую неприятность составляют частоты 7–10 герц. Но дело в том, что эта опасность преодолена еще на заре ветроэнергетики, что было обусловлено выбором соответствующего профиля лопастей и скорости вращения ветроколеса, а также конструкции ветроустановок. Проблема была решена. Современные турбины, расположенные ветроколесом «на ветер» (up-wind) являются слабыми источниками инфразвука.
Любопытное свидетельство по данному вопросу приводит EWEA. Ветростанции очень популярны среди фермеров, поскольку их земля продолжает использоваться для получения растущих урожаев зерновых или выращивания трав для пастбищ. Овцы, коровы и лошади не испытывают беспокойства от ветроустановок. Наряду с доходами от аренды земли под ветроустановки, фермеры продолжают получать доход от животноводства и растениеводства.
Большая часть комплектующих ветрогенератора легко перерабатывается, поскольку они изготовлены из металлических деталей: доля переработки оценивается на уровне около 85%. Однако, лопасти являются наиболее сложными в извлечении вторичного сырья комплектующими, так как изготовлены из композитных материалов: главным образом, смолы со стеклопластиковыми усилениями либо углеродного волокна на более новых станциях, а также вспомогательных материалов, таких как клеи, лакокрасочные материалы и металлы. В России ветроэнергетика - молодая отрасль, объекты ветроэнергетики только начинают эксплуатироваться, срок эксплуатации около 20 лет, поэтому утилизация – это актуальных вопрос ближайшего будущего для развития отрасли по утилизации промышленных отходов в данном направлении.
Ветропарк «Азовская ВЭС» оснащен 26 турбинами и расположен на территории площадью 133 га на побережье Азовского моря.
Ветропарк «Кольская ВЭС» оснащён 57 ветроэнергетическими установками и расположен на территории общей площадью 257 га.
Установленная мощность каждой турбины составляет около 3,5 МВт.
Стабильность работы ветропарка обеспечивает трехуровневая система автоматизации управления технологическими процессами, а также резервированием критических для целей производства систем. В таких системах применено самое современное оборудование ведущих производителей. Благодаря этому наш ветропарк является высокоавтоматизированным производством. Кроме этого, организован контроль за состоянием оборудования путём передачи большого объёма диагностических данных в специализированные центры контроля. Таким образом, мы можем заранее предвидеть возникновения дефектов и выполнять предупредительные ремонты. Кроме того, организован постоянный контроль за состоянием оборудования и управления технологическими процессами из удалённого центра управления, который расположен в Москве, и локального щита управления расположенного на площадке ветропарка.
Системы управления и датчики, расположенные на ВЭУ и метеорологической мачте, позволяют контролировать все основные параметры погоды, такие как ветер, температуру, влажность, осадки, гололёд в реальном времени, благодаря этому мы можем в автоматическом или ручном режиме корректировать работу генерирующего оборудования, избегая негативного влияния неблагоприятных погодных условий.
В случае критически низких или, наоборот, критически высоких показателей скорости ветра, ветропарк автоматически приостанавливает свою работу, которая затем возобновляется силами оперативного персонала после нормализации скорости ветра.
На ветроэлектростанциях ЭЛ5-Энерго турбины спроектированы с учётом современных технологий обнаружения наледи, которые позволяют замедлять работу оборудования или выводить его в останов в критических случаях.
Посредством реализации проектов ветропарков ЭЛ5-Энерго вносит свой вклад в выполнение Целей Устойчивого развития ООН: ЦУР 12 - Ответственное потребление и производство и ЦУР 13 - Борьба с изменением климата.
