Когда заработают возобновляемые источники энергии

 
ПРИБЫЛЬ НА 100 МЕТРАХ
– Возобновляемые источники энергии – это не какая-то ниша, а уже самодостаточная отрасль, которая ведёт к существенной трансформации как глобальной, так и локальной энергетических отраслей. Постепенно за счёт ВИЭ происходит процесс смены энергетического уклада, который с каждым годом набирает темп, – заявляет предприниматель, инженер, кандидат технических наук Азамат Девятов.
Интерес к ВИЭ у него возник несколько лет назад. Тогда он работал на одном из крупных нефтеперерабатывающих предприятий. Просматривая отчёты мировых энергетических и нефтяных агентств, он обнаружил, что альтернативная энергетика в некоторых странах конкурирует с традиционной и имеет огромный потенциал развития. Узнав, что наша республика уже несколько лет рассматривает возможности реализации таких проектов, Девятов написал доклад на тему «Энергоэффективные технологии и возобновляемая энергетика – новые точки роста экономики республики Татарстан» и на его основе выпустил монографию. Работа была отправлена Правительству РТ в 2017 году. В процессе подготовки монографии автор настолько воодушевился прочитанным, что решил создать свой бренд и компанию, которая будет специализироваться на оборудовании для ВИЭ. И создал. Недавно предприятию исполнилось три года. Компания под собственным брендом поставляет ветрогенераторы, солнечные панели и коллекторы практически во все регионы России. Ветрогенераторы и солнечные панели, по словам Девятова, пользуются спросом у широкого круга потребителей – от обычных домовладельцев до промышленных предприятий. Наиболее актуальны эти решения в местах, где отсутствует централизованное электроснабжение или бывают частые отключения электричества.
– В Татарстане пока оборудование для возобновляемой энергетики не пользуется широким спросом, но это и не самоцель. Развивая здесь наше предприятие, в ближайших планах которого – производство собственной продукции в республике, мы тем самым вносим вклад в создание новой точки роста экономики, – считает Азамат Девятов. – Генерация зелёной энергии – лишь одна сторона результата внедрения ВИЭ для региона. Другая сторона – это мощный мультипликативный эффект от появления производственных предприятий, сопутствующей инфраструктуры и выращивание уникального интеллектуального опыта и компетенций в сфере ВИЭ, который, в свою очередь, требует многолетнего упорного труда. Знания и опыт вполне могут быть востребованы не только другими субъектами РФ, но и за рубежом.
Между тем до появления первых ветропарков в Татарстане – рукой подать. В 2019 году специалисты Казанского государственного энергетического университета сообщили о завершении ветроизмерений на территории нескольких районов республики. Разной степени заинтересованность в создании парков ветрогенераторов на территории республики проявили крупнейшие игроки российского рынка ВИЭ – «Роснано», «Росатом», «Фортум», «Энел Россия».
– Ветрогенератор можно поставить в любой точке, и он будет вырабатывать энергию. Вопрос в том, насколько это будет эффективно. Мы как раз занимаемся расчётами для определения оптимальных мест размещения установок, – говорит заведующий кафедрой ВИЭ Казанского государственного энергетического университета Наиль Тимербаев. По его словам «коммерческий» ветер в Татарстане начинается на высотах в 70 и более метров. Таких территорий в Татарстане около 30. Но пока речь идёт о 7 ветропарках на 20–40 ветротурбин. При эффективно спланированной установке оператор ветропарка начнёт зарабатывать на сдаче энергии в сеть уже через несколько лет. К слову, согласно поправкам 2019 года в ФЗ «Об электроэнергетике», сдавать энергию в сеть могут и частные лица (если их установка не мощнее 15 кВт). Правда, в отличие от зарубежных стран, частник отдаёт энергию по оптовым ценам. А приобретает по рыночным.
Лидеры по официально учтённому количеству установленных ветрогенераторов мощностью более 100 кВт в России на 2019 год – Крым, Чукотка и Ульяновская область. В Татарстане ВИЭ пока реализуют точечно, в основном крупные промышленные компании. Так, в конце января совет директоров ПАО «Татнефть» одобрил проекты по строительству ветроэнергетических установок, развитию малой гидроэнергетики и глубокой утилизации тепла, в первую очередь для объектов по добыче сверхвязкой нефти.

Пилотная установка для получения биодизельного топлива на кафедре теоретических основ теплотехники КНИТУ.
Фото предоставлено пресс-службой КНИТУ – КХТИ
 
Как отметил Наиль Тимербаев, коммерческим ветропаркам в Татарстане быть обязательно. По его мнению, первый отбор (состоится в 2021 году) в федеральную программу поддержки развития зелёной энергетики в России на (ДПМ ВИЭ 2.0) на 2024–2035 годы пройдут от 1 до 5 татарстанских проектов ветропарков. Их создание предусмотрено и республиканской «Стратегией развития топливно-энергетического комплекса Республики Татарстан на период до 2030 года» (последняя редакция от 6 августа 2019 года). В документе говорится, что по государственной программе поддержки ВИЭ к 2024 году в эксплуатацию в России должно быть введено 3350 МВт мощностей ветрогенерации, в том числе 100 МВт на территории Республики Татарстан в 2022 году (примерно столько электроэнергии тратит в год 1 тысяча семей). Результаты ветроизмерений в течение 11 месяцев в трёх наиболее перспективных районах показывают: средняя годовая скорость ветра на высоте 100 метров в Спасском районе составляет 7,4 м/с, в Камско-Устьинском районе – 7,7 м/с, в Рыбно-Слободском районе – 7,3 м/с. Суммарный энергетический потенциал трёх районов составляет более 600 МВт.
ИЗ ГРЯЗИ В ТОПЛИВНЫЕ КНЯЗИ
В разделе Стратегии, посвящённом возобновляемым источникам энергии, рассматриваются и другие технологии. Авторы отмечают, что «Татарстан обладает достаточным уровнем солнечной инсоляции для строительства солнечных электростанций с коэффициентом использования установленной мощности на уровне 15 процентов (для участия в конкурсе ДПМ минимум – 14 процентов. – Прим. ред.)». Однако конкретные проекты в документе не фигурируют. В качестве других перспективных альтернативных направлений авторы указывают строительство тепловых станций с использованием отходов лесозаготовки, производство биогаза из навоза и птичьего помёта, использование свалочного газа, а также производство накопителей энергии с использованием водорода.
Между тем университеты Татарстана могут предложить республике ещё один источник «зелёной энергии» – биодизель. Это топливо, дизель из растительных масел, производится в мире почти 20 лет. В том числе с помощью него ряд стран планирует сокращать объёмы потребления ископаемых источников энергии (угля, газа) и тем самым парниковых газов. Основные потребители биодизеля – Европа, Северная Америка, Латинская Америка и Азиатско-Тихоокеанский регион. Нормы обязательного содержания биодизеля в топливе варьируются: от 1-2% в Парагвае и Канаде до 20% в Коста-Рике и Индии. В России подобных нормативов пока нет, тем не менее биотопливный потенциал активно обсуждается российскими экспертными и научными сообществами. В Татарстане биотопливные проекты реализуют предприятия нефтяной отрасли. Республиканские учёные предлагают оптимизировать эти процессы с помощью использования технологий сверхкритических флюидов в качестве реакционной среды из жирных масел различных растений и водорослей.

– Хотя биотопливо пока не очень нужно нашей стране – формировать конкурента нефти и газу нет смысла, но иметь технологии необходимо, – говорит заведующий кафедрой теоретических основ теплотехники КНИТУ Фарид Гумеров.
Одно из ключевых направлений деятельности его кафедры – изучение свойств и способов применения сверхкритических флюидов – этанола, воды, углекислого газа и других соединений, которые при определённой температуре и давлении становятся фактически универсальными растворителями. Диапазон возможностей их использования сопоставим с диапазоном применения лазерных технологий или языков программирования. Сверхкритические флюиды могут кратно сократить затраты на такие процессы, как восстановление промышленных катализаторов, очистка нефти, сточных вод от примесей, обработка оптики для высокоточного оружия и т.д. Одно из наиболее близких обывателю направлений – получение экстрактов. В обычном спиртовом растворе аптечной ромашки содержится около шести биологически активных компонентов. С помощью обработки сырья ромашки сверхкритическими флюидами таких компонентов можно получить в чистом виде порядка 16. И спиртовой раствор не понадобится.
– Биодизель также можно получить с помощью химической реакции между липидами растительных масел и спиртом. В результате получается смесь жирных кислот, которые и используются как биотопливо. Если в качестве спирта мы используем сверхкритический метанол, то выход всех продуктов реакции ощутимо возрастает, – объясняет Фарид Гумеров. Два значительных препятствия на пути создания биотоплива с помощью сверхкритических флюидов – отсутствие в Татарстане промышленного генератора этих самых флюидов и базы дешёвого растительного сырья.
Над решением второй проблемы работают специалисты лаборатории экологической биотехнологии и биомониторинга кафедры микробиологии КФУ – доцент кафедры Эльвира Зиганшина и аспирант Светлана Булынина.
– Один из самых перспективных источников биотоплива – микроводоросли. Они намного продуктивнее, чем различные масличные культуры, например рапс. Кроме того, это богатый источник продуктов для пищевой и фармакологической промышленности, а также сырья для производства кормов для скота и птицы, – рассказывает Эльвира Зиганшина. – Для промышленного производства подходят лишь некоторые штаммы. Как раз их подбором и культивированием мы и занимаемся.
Однако культивирование микроводорослей – затратное удовольствие. Поэтому специалисты лаборатории задались целью сделать получение липидов максимально выгодным. Для этого микроорганизмы поселили… в сточные воды, а также на разнообразные отходы – дешёвые аналоги питательных сред. Под управлением учёных микроводоросли с удовольствием поглощают аммоний, нитраты, фосфаты, сульфаты, производя чистую воду и продукты с высокой добавленной стоимостью – пигменты, липиды, белки, биомассу.
– Мы ещё не тестировали нашу технологию в крупных масштабах, так как у нас нет полигона для этого. Необходима площадка для проведения культивирования в промышленных биореакторах, где можно наработать биомассу и далее получить продукты метаболизма из клеток. Пока мы находимся в поиске инвестора, – говорит Эльвира Зиганшина. – На наш век топлива хватит, но его производство связано с нагрузкой на окружающую среду. Экологические и экономические интересы мирового сообщества диктуют необходимость уже сейчас проводить инновационные исследования в области биоэнергетики. В этом смысле производство биодизеля – одна из самых многообещающих технологий.
 

Культивирование микроводорослей в лаборатории экологической биотехнологии и биомониторинга кафедры микробиологии КФУ.
Фото предоставлено пресс-службой КФУ
 
P.S. Зачастую общество относится скептически к технологиям будущего в их первом появлении, а потом уже ничего не может изменить. «Почему вы так поздно предупредили меня, что изобретение Фултона может изменить лицо мира? Если бы я знал об этом раньше! Ведь он приходил ко мне!» – вот что, согласно легенде, произнёс Наполеон Бонапарт, узнав о том, что изобретение инженера Роберта Фултона – пароход – успешно бороздит воды Гудзона. Несколькими годами ранее император Александр I предоставил Фултону монополию на развитие пароходного дела в Российской империи…
 
 
 
Ксения Сёмина
Иллюстрации из открытых источников