Перспективы солнечного теплоснабжения

Использование солнечной энергии для теплоснабжения является одним из наиболее перспективных направлений использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Солнечные водонагревательные установки имеют наименьшие сроки окупаемости из всех видов ВИЭ. Они технически несложны и обеспечивают хорошие экологические показатели.

Всего в мире работают 71,2 млн м² гелиоустановок. Наибольшее количество построено в объединенной Европе, США, Китае. В каждом из этих государств создана соответствующая промышленность и системы стимулирования спроса на такие установки. В Европе ежегодный рост объемов ввода гелиоустановок составляет 20 %. На производстве и монтаже занято 300 тыс. чел. Распространены как малые установки для коттеджей на 160–200 л/день, так и большие на десятки кубометров в день. В Швеции и Германии эксплуатируются централизованные гелиоустановки площадью 8–10 тыс. м² для городов с населением 20–30 тыс. чел.

В России потенциальный рынок гелиоустановок оценивается в 10–12 млн м². Это не только юг европейской части, но и Бурятия, Якутия, Дальний Восток. Наибольшее распространение солнечные водонагревательные установки получили в Краснодарском крае, где их построено 65 общей площадью 6 300 м². Имеются такие установки в Бурятии, Ростовской области. Общая площадь их в России не превышает 10 тыс. м², что на порядок меньше, чем было в СССР. Существовавшая система с несколькими заводами-изготовителями солнечных коллекторов, нормативной базой, научными, проектными, монтажными организациями, государственным регулированием разрушена.

Рисунок 1. Гелиоустановка базы отдыха «Рассвет» (г. Анапа)

В настоящее время строительство гелиоустановок ведется только на региональном уровне. На курортах Краснодарского края в летнее время 250–300 МВт установленной мощности электростанций работает на горячее водоснабжение. Соответственно замещение только половины этого электропотребления потребует сооружения 500 тыс. м² гелиоустановок. Пока же в крае ежегодно строится 5–7 гелиоустановок дневной производительностью 1–10 м³ горячей воды [1]. Стратегия развития солнечной энергетики определена законом Краснодарского края об использовании возобновляемых источников энергии. Разработана и утверждена краевой администрацией Концепция развития солнечного теплоснабжения. Из краевого фонда энергосбережения на возвратной основе финансируется разработка и монтаж гелиоустановок. Для каждого населенного пункта региона получены достоверные значения солнечной радиации. Разработаны нормы технического проектирования гелиоустановок и экономического обоснования. Обобщен опыт строительства и эксплуатации [2]. Реальный срок окупаемости гелиоустановок составляет 5–7 лет, что объясняется высокой стоимостью оборудования (мировые цены на цветные металлы), с одной стороны, и низкой стоимостью замещаемого топлива, с другой. Совместно с Ковровским механическим заводом разработана и выпускается конструкция солнечного коллектора, имеющая оптимальное соотношение стоимости и энергетических показателей. Ведется подготовка специалистов по этому направлению.

котельная в г. Анапе" hspace="5" width="350" vspace="5" border="0" src="http://stroysss.ru/Files/Image/sun_energy_2.jpg" />

Рисунок 2. Солнечно-топливная котельная в г. Анапе

На рис. 1 представлена гелиоустановка производительностью 4 м³, на рис. 2 – солнечно-топливная котельная производительностью 50 м³/день (работает с 1989 года). Стоимостные показатели гелиоустановок представлены на рис. 3, структуры стоимости, удельных материалоемкости и энергоемкости – на рис. 4 [3].

Рисунок 3. Стоимостные показатели гелиоустановок

Перспективы развития гелиоустановок в России определяются тремя основными факторами: экономическим (спрос), организационным (участие государства), уровнем профессионализма. На рис. 5 представлен прогноз сроков окупаемости гелиоустановок в зависимости от роста стоимости топлива. И в этом отношении перспективы российского рынка оцениваются на ближайшие 5 лет в 1,5–2 млн м² стоимостью 700–800 млн долл. США. При таких значениях рынка сбыта отсутствие серийного производства солнечных коллекторов, координации проектных и монтажных организаций эти объемы работ будут освоены зарубежными производителями.

Рисунок 4. Структуры стоимости, удельных материалоемкости и энергоемкости гелиоустановок

В соответствии с Постановлением Правительства России от 1.11.2005 года № 653 «О подписании соглашения между Российской Федерацией и Международным банком реконструкции и развития о гранте Глобального экологического фонда для финансирования подготовки проекта “Российская программа развития возобновляемых источников энергии”» ведется подготовка перечня объектов ВИЭ с указанием их предварительных технических и экономических характеристик и плана их строительства на юге России.

Рисунок 5. Зависимости срока окупаемости гелиоустановок от тарифов на тепловую энергию (2005 год) при различных удельных сметных стоимостях гелиоустановок

Для решения этой задачи администрация Краснодарского края планирует развернуть производство современной конструкции солнечного коллектора с соответствующей испытательной и сертификационной базой, на основе существующих организаций создать структуру, обеспечивающую проектирование, монтаж и облуживание гелиоустановок. Новая конструкция солнечного коллектора должна обеспечить его конкурентоспособность на мировом рынке и в то же время учитывать специфику эксплуатации в российских климатических условиях, адаптацию к системам  теплоснабжения. Организовать производство таких коллекторов планируется в г. Краснодаре с участием отечественных и зарубежных инвесторов.