Во всем мире большая ветроэнергетика пользуется дотациями государства или коммерческих структур, поэтому ее экономическую целесообразность можно рассматривать преимущественно как дополнительный источник энергии, позволяющий экономить энергоносители.
У нас нет льготного законодательства, которое содействовало бы привлечению отечественных и иностранных инвестиций для производства и применения ветровых агрегатов в народном хозяйстве. Но на государственном уровне уже сделаны первые шаги. Так, для строительства ВЭС выбраны две базовые модели ветровых установок: экспериментальную украинского производства «АВЕ-250С» мощностью 200 кВт и изготовленную по американской лицензии компанией «Уиндэнерго» «USW 56-100» мощностью 107,5 кВт. Обе могут работать и в энергосистеме, и автономно. Их экономические показатели приведены в таблице 5.4.
Таблица 5.1.- Сравнительные характеристики ветровых установок [1]
| Параметры | Установка | |
| АВЕ-250С | USW 56-100 | |
| Стоимость зданий и сооружений (тыс. дол.) | 29,17 | 1,1 |
| Стоимость оборудования и монтажа (тыс. дол.) | 79,2 | 23,62 |
| Срок эксплуатации (годы) | 20 | 30 |
| Стоимость автоматичес-Кой системы управления (тыс. дол.) | - | 0,5 |
| Стоимость вспомогательного оборудования (тыс. дол.) | 0,11 | 0,58 |
| Капитальные вложения (тыс. дол.) | 108,3 | 25,3 |
| Прочие затраты (тыс. дол.) | 2,48 | 1,32 |
| Высота оси ветроколеса (м) | 25 | 18,5 |
| Расход мощности на потребности ВЭС (кВт) | 5 | 0,2 |
| Потенциальная годовая выработка электроэнергии (тыс. кВт/ч) | 473 | 221 |
| Стоимость 1кВт/ч (дол.) | 541 | 235 |
| Срок окупаемости при цене 2,9 цента/кВт (годы) | 43 | 7 |
Установка “USW 56-100” малопригодна для наших условий. Она мало приспособлена к работе в общей электросети, из-за чего уменьшается эффективность использования ветрового потенциала и увеличиваются удельные затраты на эксплуатацию. Мировой опыт подтверждает, что самыми эффективными для использования в общей электросети являются установки единичной мощностью 250-500 кВт. Более мощные установки, особенно мега ваттного класса, мало распространены. Их нельзя, во всяком случае, сегодня рекомендовать для условий Украины, ибо они не выгодны из-за многих ограничений.
Принимая во внимание высокую стоимость мощных ветровых установок, сложность создания инфраструктуры и обслуживания и пр., можно считать сомнительной целесообразность их применения. В условиях Украины для автономного потребителя наиболее перспективны установки малой и средней мощности (до 100 и 500 кВт соответственно). Использовать их можно и в промышленности, и в сельском хозяйстве.
Внедрение ветроэнергетики возможно только в случае, когда учитываются все совокупные факторы (мощность ветровой установки, нужды конкретного потребителя, выбор места расположения, затраты на сооружение и эксплуатацию и т. п.). Только комплексный подход к этому делу может предотвратить нежелательные последствия. Но сегодня ещё рано ожидать существенного увеличения мощности общей электросети путем использования ветровой энергии.
В Украине начато строительство 9 ВЭС, 5 из них находятся в Крыму, где особенно остро стоит проблема с энергоснабжением. Самая крупная из них - Донузлавская ВЭС (123 ветровых агрегата, в 2007 г. выработано 5,3 млн. кВт.ч электроэнергии); к экспериментальным относятся - Акташская (14 ветроагрегатов), Чёрноморская (4 ветроагрегата), Сакская (23 ветроагрегата)и Евпаторийская ВЭС (1 ветроагрегат мощностью 420 кВт). В Николаевской области уже вырабатывает энергию Аджигильская ВЭС (3 ветроагрегата), на Львовщине – Трускавецкая (7 ветроагрегатов), на Херсонщине – Асканийская (3 ветроагрегата) и Новоазовская (12 ветроагрегатов). Все ветровые станции выработали в 1997 г. около 4 млн. кВт.ч электроэнергии, что составляет 0,0025 % от общей выработки её в Украине. Для сравнения: наибольшая в мире доля выработки электроэнергии ветровыми станциями Дании составляет 4 %. В таблице 2 приведена экономическая характеристика некоторых ветровых станций.
Выработка ветровыми установками электроэнергии составляет 60-65% от потенциально возможной. Это обусловлено несколькими причинами, а именно: неправильным выбором площадки для строительства ВЭС, слишком малыми количественными параметрами ветровой энергии, техническим несовершенством самих ветроустановок.
Простои ветровых агрегатов из-за поломок очень длительны. Так, в общей продолжительности простоев около 75% приходится на ремонт установок. Чаще всего случаются поломки лопастей, которые могут отлетать на десятки, а то и сотни метров (из-за чего использовать территории между агрегатами, например для сельскохозяйственных нужд, невозможно). Этот фактор снижает и без того невысокую эффективность ВЭС. Чтобы повысить эффективность использования энергии ветра и увеличить выработку электроэнергии, необходимо, в первую очередь, усовершенствовать технические качества агрегатов. Оптимальный выбор площадки также значительно повышает эффективность использования ветровой энергии.
Масштабное развитие ветроэнергетики в Украине может оказать отрицательное экологическое влияние на жизнедеятельность больших территорий, если сооружение ВЭС или отдельных установок для разного рода автономных объектов будет осуществляться без предварительного анализа всех факторов. Для этого требуется:
- уточнить ветровой потенциал в отдельных регионах, особенно там, где запланировано строительство ветроагрегатов или ВЭС;
- изучить круг потенциальных потребителей и на этой основе определить класс и количество ветроустановок;
- учесть экологическую ситуацию в данной местности, осуществить поиск путей уменьшения отрицательного воздействия эксплуатации ветроустановок на окружающую природную среду и здоровье населения;
- рассмотреть возможное использование территорий вокруг ветроэнергетических сооружений;
- наладить серийное производство ветровых установок, предусмотрев его стимулирование и пр.
Известно, что преобразование ветровой энергии в тепловую иногда экономически выгоднее традиционных способов. Что касается аккумуляции энергии, то когда для этого используются водоемы, то ветровые установки также будут обладать конкурентоспособностью (отметим, что использование аккумулирующих устройств, в частности батарей, ведет к удорожанию ветровых установок, следовательно, отрицательно сказывается на конкурентоспособности).
Важным источником энергии также является биогаз, содержащий 50-65% метана. Биогаз широко используют в качестве топлива на ТЭТ, в системах теплоснабжения, в двигателях-генераторах и т. д. Немалые ресурсы биогаза, который можно получать из органических отходов, при рациональном использовании достаточно эффективны, в чем убеждает опыт многих стран. Из 1 т сухих органических веществ метановые бактерии образуют до 600 куб. м биогаза, что эквивалентно 600г бензина, или 770г условного топлива, или 6 кВт/ч электроэнергии. Для производства биогаза широко используют отходы, получаемые на животноводческих фермах, молочарнях, бойнях, на зерноперерабатывающих, пивоваренных, кондитерских, спирто-водочных, текстильных, целлюлозно-бумажных и других предприятиях. Биогаз получают также из твердых бытовых отходов, имеющих достаточное содержание органических веществ. Эксплуатируются не только крупные индустриальные и средние (сельскохозяйственные) биоустановки, но и биореакторы небольшой производительности, предназначенные для семейных хозяйств. Так, в Китае освоен недорогой способ массового сооружения небольших биореакторов в виде бетонных ям, с пластиковыми емкостями для биогаза над ними. В развитых странах действует много установок индустриального типа, перерабатывающих осадки сточных вод, твердые бытовые отходы, которые накапливаются на городских свалках.
В системе учреждений ЮНЕСКО создан консультативный комитет по биогазу; аналогичные комитеты существуют в некоторых странах, - такое большое значение придается этому источнику энергии.
В Украине ежегодно накапливается до 17 млн. т твердых бытовых отходов, из которых можно получить около 2 млрд. куб. м биогаза. Если вместе с отходами использовать еще и бурьян, листву деревьев, некормовые отходы растениеводства, прочие органические отходы, то производство биогаза можно увеличить до 20-25 млрд. куб. м. Это принесло бы огромный экономический эффект.
Мир располагает полезным опытом использования биогаза для производства энергии в двигателях-электрогенераторах, обеспечивающих собственные потребности хозяйств. Имея мощность от 10 до 1000 кВт, эти двигатели могут вырабатывать из 1 куб. м биогаза до 2 кВт/ч электроэнергии. Высокое содержание в биогазе двуокиси углерода (30-35%) не препятствует работе двигателя, поскольку это соединение является антидетонатором. Благодаря использованию биоэнергетических установок можно обеспечить автономное энергоснабжение семейных хозяйств, перерабатывающих предприятий и пр. собственные надежные, постоянно возобновляемые источники энергии незаменимы в экстремальных условиях. Их применение в сельском хозяйстве повысило бы экономическую стабильность предприятий, а государство смогло бы отказаться от чрезмерного импорта энергоносителей. Затраты на создание в стране достаточного количества биотехнических установок значительно меньше, чем того требуют импортные закупки.
Существуют также и другие, нетрадиционные источники получения энергии. Это использование энергии Солнца, геотермальные источники.
Заключение