«Зелёная Россия» - далёкие надежды или скорое будущее?Возобновляемая (или, как её ещё называют, «зелёная») энергия – это энергия, производимая из природных ресурсов (ветер, дождь, океанические волны, приливы и отливы, солнечный свет, геотермальное тепло, биосырьё). В отличие от ископаемого топлива, возобновляемые источники энергии (ВИЭ) являются, по сути, неограниченными, а их применение значительно снижает количество выбросов в атмосферу и загрязнение окружающей среды. Это делает производство энергии на основе ВИЭ привлекательным для многих мировых держав.

Именно поэтому в последние годы технология использования ВИЭ набирает обороты – особенно это заметно в Мексике, Бразилии и ряде европейских стран. Причём согласно прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), интерес к зеленой энергетике будет только расти. «К 2016 году электрогенерация ветряной, солнечной и гидроэнергетических отраслей, совместно с иными видами альтернативной энергетики, превысит долю, занимаемую на рынке газом, а в ближайшие несколько лет мощности альтернативной энергетики вырастут на 40%», — утверждается в опубликованных сообщениях.

В настоящее время в России доля ВИЭ в общей выработке электроэнергии колеблется на уровне 1% — немного, при учёте колоссальных ресурсов возобновляемых источников энергии, которыми обладает наше Отечество. Такое положение объясняется, главным образом, необходимостью капитальных затрат на строительство соответствующих энергообъектов, отсутствием налаженных финансовых механизмов господдержки и низкой квалификацией специалистов. А ведь технический потенциал ВИЭ, по оценкам экспертов, составляет 24 млрд тут./год, что более чем в 20 раз превышает ежегодное внутреннее потребление первичных энергоресурсов.

Тем не менее, определённые шаги к развитию отрасли имеются. Так, в 2013 году российская госпрограмма «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» была дополнена пунктами о «стимулировании развития использования возобновляемых источников энергии». Несомненно, правительство начинает всерьёз рассматривать ВИЭ в качестве решения проблемы энергодефицита отдельных регионов.

Геоинформационные системы ВИЭ

Одним из наиболее важных вопросов развития зеленой энергетики является вопрос о месте размещения установок ВИЭ. Ответом на него служат разработки геоинформационных систем (ГИС). По сути, ГИС ВИЭ представляют собой удобное и наглядное средство для анализа возможностей размещения энергообъектов ВИЭ с учетом природных, экономических и социальных возможностей региона. Это своеобразные карты с оценками эффективности использования «зелёных установок» для энергообеспечения области.

У зарубежных энергетиков уже имеется успешный опыт применения ГИС-технологий в отрасли. Системы такого плана распространены в США и Европе, где в зависимости от полученных данных осуществляется практическое возведение энергообъектов. Однако в России проекты по созданию ГИС ВИЭ начали реализовываться совсем недавно. На данный момент подобные системы были разработаны компанией «Data +», Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) совместно с Московским физико-техническим институтом (МФТИ), а также ОИВТ РАН совместно с Географическим факультетом МГУ. Расскажем о каждой из них подробнее.

ГИС, созданная сотрудниками «DATA+», основана на ПО Esri ArcGIS. С её помощью можно оценивать предпосылки к строительству установок ВИЭ в различных регионах нашей страны. «Решение поддерживает единый репозиторий (хранилище данных – прим. автора), выполняющий функции создания, ведения и предоставления пространственных данных, необходимых для анализа проектов ВИЭ, а также инструментарий для пространственного анализа и оценки показателей проектов ВИЭ (в том числе, срок окупаемости проекта, экономию условного топлива и др.)», — говорится в анонсе системы.

ГИС ОИВТ РАН существенно отличаются от разработки «DATA+». Специалисты Объединённого института реализовали сразу две системы, одна из которых была создана в сотрудничестве с МФТИ — под руководством члена-корреспондента РАН Эдуарда Евгеньевича Сон, а вторая – получена в сотрудничестве с Географическим факультетом МГУ. Последняя представляет собой онлайн систему, доступную для просмотра любому пользователю сети Интернет. По словам А.Н. Долуденко, одного из разработчиков ГИС ОИВТ РАН и МФТИ, она более полная в плане охвата типов ВИЭ, однако предоставляет менее детальную информацию по сравнению с ГИС, созданной совместно с его коллегами. «Наша ГИС по ВИЭ меньше по обхвату различных ВИЭ, но позволяет провести более подробный анализ по регионам и метеостанциям», — заявил ответственный исполнитель проекта. Примечателен тот факт, что системы были разработаны независимо друг от друга.

«Полученная ГИС предназначена для визуально-интерактивного анализа информации по возобновляемым источникам энергии на территории Российской Федерации. Она создана в виде карты РФ и обеспечивает визуализацию благоприятных мест расположения на территории РФ основных видов ВИЭ: солнечной, ветровой, приливной, геотермальной. Визуализация предполагает выделение цветом или маркером субъекта РФ, на территории которого возможно использование выбранного типа ВИЭ», — поясняет Алексей, — «ГИС выводит информацию о доступных климатических параметрах (в том числе осредненных за год, месяц): солнечной радиации, скорости ветра, температуру окружающей среды, в каждом из субъектов РФ. В ГИС представлена информация о поступлении солнечной радиации (кВт ч/м2) на горизонтальные и следящие за солнцем поверхности, о скорости ветра в м/с на высоте 50м, о высоте прилива в метрах, представлены зоны с высокой вулканической активностью. Для каждой из карт обеспечивается возможность вывода визуальной информации для нескольких порогов».

Анализ возможного размещения установок ВИЭ проводился только на основе природных возможностей региона без учета экономических и иных факторов.

По словам А.Н. Долуденко, на данный момент ГИС находится на стадии проекта и научного изучения. «Дело в том, что в грубых чертах возможности размещения объектов тех или иных видов ВИЭ были известны еще в СССР. То есть уже тогда (70-80-е годы) было более-менее известно, где целесообразно размещать энергетические установки на основе ВИЭ. В современных ГИС представлена значительно более подробная информация, причем по различным типам ВИЭ собранная в одном месте», — добавил сотрудник ОИВТ РАН.

От возможности к действительности

По мнению экспертов, ВИЭ представляют огромные перспективы для развития российской энергетики. Формирование данной отрасли будет способствовать диверсификации отечественной экономики, улучшению уровня жизни населения и росту занятости. Среди преимуществ возобновляемой энергетики – лёгкость и дешевизна энергоснабжения, повышение экологической безопасности, совершенствование наукоёмких технологий и создание возможности экспорта соответствующего оборудования, развитие инновационных направлений промышленности и, как следствие, улучшение экспортных возможностей, неисчерпаемость ресурсов ВИЭ.

Вероятно, в ближайшие годы правительство России начнёт уделять всё больше внимания сфере возобновляемой энергетики: в стране уже имеются предпосылки для такого хода событий. Тогда разрабатываемые в настоящее время геоинформационные системы ВИЭ перейдут из стадии проектов на стадию практического применения. Оценив с их помощью возможности регионов к выработке зеленой энергии, власти начнут строительство многочисленных установок, переводя развитие топливно-энергетического комплекса в новое русло.Возобновляемая (или, как её ещё называют, «зелёная») энергия – это энергия, производимая из природных ресурсов (ветер, дождь, океанические волны, приливы и отливы, солнечный свет, геотермальное тепло, биосырьё). В отличие от ископаемого топлива, возобновляемые источники энергии (ВИЭ) являются, по сути, неограниченными, а их применение значительно снижает количество выбросов в атмосферу и загрязнение окружающей среды. Это делает производство энергии на основе ВИЭ привлекательным для многих мировых держав.

Именно поэтому в последние годы технология использования ВИЭ набирает обороты – особенно это заметно в Мексике, Бразилии и ряде европейских стран. Причём согласно прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), интерес к зеленой энергетике будет только расти. «К 2016 году электрогенерация ветряной, солнечной и гидроэнергетических отраслей, совместно с иными видами альтернативной энергетики, превысит долю, занимаемую на рынке газом, а в ближайшие несколько лет мощности альтернативной энергетики вырастут на 40%», — утверждается в опубликованных сообщениях.

В настоящее время в России доля ВИЭ в общей выработке электроэнергии колеблется на уровне 1% — немного, при учёте колоссальных ресурсов возобновляемых источников энергии, которыми обладает наше Отечество. Такое положение объясняется, главным образом, необходимостью капитальных затрат на строительство соответствующих энергообъектов, отсутствием налаженных финансовых механизмов господдержки и низкой квалификацией специалистов. А ведь технический потенциал ВИЭ, по оценкам экспертов, составляет 24 млрд тут./год, что более чем в 20 раз превышает ежегодное внутреннее потребление первичных энергоресурсов.

Тем не менее, определённые шаги к развитию отрасли имеются. Так, в 2013 году российская госпрограмма «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» была дополнена пунктами о «стимулировании развития использования возобновляемых источников энергии». Несомненно, правительство начинает всерьёз рассматривать ВИЭ в качестве решения проблемы энергодефицита отдельных регионов.

Геоинформационные системы ВИЭ

Одним из наиболее важных вопросов развития зеленой энергетики является вопрос о месте размещения установок ВИЭ. Ответом на него служат разработки геоинформационных систем (ГИС). По сути, ГИС ВИЭ представляют собой удобное и наглядное средство для анализа возможностей размещения энергообъектов ВИЭ с учетом природных, экономических и социальных возможностей региона. Это своеобразные карты с оценками эффективности использования «зелёных установок» для энергообеспечения области.

У зарубежных энергетиков уже имеется успешный опыт применения ГИС-технологий в отрасли. Системы такого плана распространены в США и Европе, где в зависимости от полученных данных осуществляется практическое возведение энергообъектов. Однако в России проекты по созданию ГИС ВИЭ начали реализовываться совсем недавно. На данный момент подобные системы были разработаны компанией «Data +», Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) совместно с Московским физико-техническим институтом (МФТИ), а также ОИВТ РАН совместно с Географическим факультетом МГУ. Расскажем о каждой из них подробнее.

ГИС, созданная сотрудниками «DATA+», основана на ПО Esri ArcGIS. С её помощью можно оценивать предпосылки к строительству установок ВИЭ в различных регионах нашей страны. «Решение поддерживает единый репозиторий (хранилище данных – прим. автора), выполняющий функции создания, ведения и предоставления пространственных данных, необходимых для анализа проектов ВИЭ, а также инструментарий для пространственного анализа и оценки показателей проектов ВИЭ (в том числе, срок окупаемости проекта, экономию условного топлива и др.)», — говорится в анонсе системы.

ГИС ОИВТ РАН существенно отличаются от разработки «DATA+». Специалисты Объединённого института реализовали сразу две системы, одна из которых была создана в сотрудничестве с МФТИ — под руководством члена-корреспондента РАН Эдуарда Евгеньевича Сон, а вторая – получена в сотрудничестве с Географическим факультетом МГУ. Последняя представляет собой онлайн систему, доступную для просмотра любому пользователю сети Интернет. По словам А.Н. Долуденко, одного из разработчиков ГИС ОИВТ РАН и МФТИ, она более полная в плане охвата типов ВИЭ, однако предоставляет менее детальную информацию по сравнению с ГИС, созданной совместно с его коллегами. «Наша ГИС по ВИЭ меньше по обхвату различных ВИЭ, но позволяет провести более подробный анализ по регионам и метеостанциям», — заявил ответственный исполнитель проекта. Примечателен тот факт, что системы были разработаны независимо друг от друга.

«Полученная ГИС предназначена для визуально-интерактивного анализа информации по возобновляемым источникам энергии на территории Российской Федерации. Она создана в виде карты РФ и обеспечивает визуализацию благоприятных мест расположения на территории РФ основных видов ВИЭ: солнечной, ветровой, приливной, геотермальной. Визуализация предполагает выделение цветом или маркером субъекта РФ, на территории которого возможно использование выбранного типа ВИЭ», — поясняет Алексей, — «ГИС выводит информацию о доступных климатических параметрах (в том числе осредненных за год, месяц): солнечной радиации, скорости ветра, температуру окружающей среды, в каждом из субъектов РФ. В ГИС представлена информация о поступлении солнечной радиации (кВт ч/м2) на горизонтальные и следящие за солнцем поверхности, о скорости ветра в м/с на высоте 50м, о высоте прилива в метрах, представлены зоны с высокой вулканической активностью. Для каждой из карт обеспечивается возможность вывода визуальной информации для нескольких порогов».

Анализ возможного размещения установок ВИЭ проводился только на основе природных возможностей региона без учета экономических и иных факторов.

По словам А.Н. Долуденко, на данный момент ГИС находится на стадии проекта и научного изучения. «Дело в том, что в грубых чертах возможности размещения объектов тех или иных видов ВИЭ были известны еще в СССР. То есть уже тогда (70-80-е годы) было более-менее известно, где целесообразно размещать энергетические установки на основе ВИЭ. В современных ГИС представлена значительно более подробная информация, причем по различным типам ВИЭ собранная в одном месте», — добавил сотрудник ОИВТ РАН.

От возможности к действительности

По мнению экспертов, ВИЭ представляют огромные перспективы для развития российской энергетики. Формирование данной отрасли будет способствовать диверсификации отечественной экономики, улучшению уровня жизни населения и росту занятости. Среди преимуществ возобновляемой энергетики – лёгкость и дешевизна энергоснабжения, повышение экологической безопасности, совершенствование наукоёмких технологий и создание возможности экспорта соответствующего оборудования, развитие инновационных направлений промышленности и, как следствие, улучшение экспортных возможностей, неисчерпаемость ресурсов ВИЭ.

Вероятно, в ближайшие годы правительство России начнёт уделять всё больше внимания сфере возобновляемой энергетики: в стране уже имеются предпосылки для такого хода событий. Тогда разрабатываемые в настоящее время геоинформационные системы ВИЭ перейдут из стадии проектов на стадию практического применения. Оценив с их помощью возможности регионов к выработке зеленой энергии, власти начнут строительство многочисленных установок, переводя развитие топливно-энергетического комплекса в новое русло.