Развитие солнечной тепловой энергетики

Развитие солнечной тепловой энергетики в Европе

В ближайшем будущем ожидается интенсивное развитие солнечных технологий, обусловленное всемирным топливно-энергетическим кризисом. В последние годы цены на нефть ежегодно росли в среднем на 23%. Под угрозой — энергетическая безопасность многих стран. Мировые энергетические эксперты прогнозируют резкое уменьшение запасов ископаемых видов топлива и их неизбежное исчерпание в течение нескольких десятков лет (в зависимости от интенсивности эксплуатации этих запасов). Все эти факторы влияют на структуру использования топлива и интенсифицируют развитие возобновляемой энергетики, в том числе солнечной.


 Потенциал и технологии

Солнечные технологии присутствуют на энергетическом рынке уже более 30 лет, причем они постоянно совершенствуются. Однако спрос на них еще недостаточно высок по сравнению с техническим потенциалом. Чаще солнечные системы используют индивидуальные застройщики — для получения горячей воды. Как правило, крыши домов оборудуют плоскими жидкостными коллекторами площадью всего несколько квадратных метров.

Все больше солнечных обогревательных систем монтируется в многоквартирных домах и объектах общественного пользования. Их полная площадь колеблется от нескольких сотен до более тысячи квадратных метров (преимущественно на крышах нескольких домов).

В Европе функционируют крупногабаритные солнечные системы, присоединенные к центральным тепловым городским и районным сетям. Самая большая система — в Марстале (Дания) с площадью солнечных коллекторов 18365 м2 и установленной мощностью 12,8 МВттп.

Некоторые солнечные системы оснащены системами сезонного аккумулирования энергии, преимущественно в грунте. Появились первые демонстрационные системы, которые производят высокотемпературное технологическое тепло для промышленных нужд.

В 2006 году мощность установленных на Земле солнечных обогревательных систем уже достигала 118 ГВттп, что соответствует площади солнечных коллекторов в 168000 м2 и производству 70 ГВт-ч / год тепла.Годовая выработка солнечной энергии

Считается, что к 2030 году мощность установленных солнечных обогревательных систем может вырасти до 200 ГВттп при условии оснащения большинства зданий такими системами. На рисунке приведена диаграмма летнего производства тепловой энергии, полученной от солнечных коллекторов в различных регионах мира (из отчета IEA SEC). Как видим, позиции лидера на мировом рынке солнечных коллекторов уверенно удерживает Китай. Динамичное развитие солнечных технологий отмечается и в европейских странах. Прирост в этом секторе рынка в 2006 году составил столько же, сколько этот показатель равнялся в США в 1983-1984 годах (в то время именно в Соединенных Штатах отмечался самый высокий в мире уровень развития солнечной тепловой энергетики). В течение последнего десятилетия производство в США тепловой энергии из солнечных коллекторов характеризуется стабильным показателем (правда, уже на значительно более низком уровне).


 Рынок солнечной теплоэнергетики

Этот сектор рынка динамичнее всего развивался в 2006 году в Европе — именно тогда общая установленная мощность обогревательных систем с солнечными плоскими и вакуумными коллекторами достигла 2,1 ГВттп, что соответствует около 3000000 м2 коллекторов. Для сравнения: в 2005 году общая установленная мощность солнечного оборудования составила 1,5 ГВттп, в 2004 году — 1,1 ГВттп. Зато полная установленная мощность в Европе в 2006 году равнялась 12,3 ГВттп, что соответствует примерно 19 млн м2 солнечных коллекторов. Производство полезного тепла составляло 0,7 Мт у.м. Лишь незначительная доля установленной мощности (около 30 МВттп) приходилась на промышленность, где производство низкотемпературного тепла составило около 1,5 килотонн у.м..

В структуре применения солнечных коллекторов в мире доминируют технологии подогрева горячей воды для бытовых нужд — в среднем 48%, в частности в Европе — 90%. Остальные 10% распределяются между так называемыми комби-системами, то есть малогабаритными общими системами для подогрева воды и для отопления (6% — односемейное строительство), и крупногабаритными  системами отопления и горячего водоснабжения, объединенными с районными (многоквартирные дома) и центральными тепловыми сетями (4%). Больше всего солнечных комби-систем работает в Швейцарии (40%), Австрии (28%) и Германии (12%). Зато крупногабаритных систем отопления и горячего водоснабжения, объединенных с центральными теплосетями, у Швейцарии (20%), Голландии (15%) и Дании (14%).

На сегодняшний день стоимость единицы установленной тепловой мощности для солнечной активной системы (с принудительным обращением в контуре коллектора) составляет около 1100 евро / кВттп в Центральной и Северной Европе. А для термосифонной системы, которой преимущественно пользуются в Южной Европе, эта стоимость составляет около 600 евро / кВттп. При нынешних темпах внедрения солнечных систем в Европе, в частности Центральной можно ожидать, что стоимость малых активных систем к 2030 году снизится до 400 евро / кВттп .


 Взгляд в будущее

По прогнозам, наиболее активно в Европе будут развиваться солнечные комби-системы.

Так, сегодня в Германии ежегодно потребляется 3000 ПДж энергии для обогрева помещений. Предполагается, что благодаря улучшению тепловой изоляции строительных перегородок и повышению энергетической эффективности целых систем отдельных устройств,необходимость в тепле для обогрева помещений уменьшится до 1000 ПДж в год,и треть его (330 ПДж) будет поставляться именно комби-системами (см.табл.).

Таблица 1. Прогноз развития применения солнечных систем в Германии

Установленная мощность,ГВт Площадь коллекторов,м2 Площадь коллекторов, м2 /чел Годовое производство тепла, ПДж
Актуальное состояние 5,6 8000000 0,1 8
Прогноз на 2020 г. 112 160000000 2 160
Прогноз на 2030  г. 224 320000000 4 320

Проблемы, связанные с климатизацией (в том числе с обогревом зданий), до сих пор не получили в Европе должного внимания. Обогревательно-климатизационная нагрузка отвечает за потребление 49% конечной энергии. Для покрытия этой нагрузки солнечную энергию следует использовать эффективнее и продуктивнее.

Большие надежды связаны с развитием солнечных климатизационных систем, ведь потребность в энергии именно для таких целей в Европе постоянно растет.

В рамках подготовки Европейской Комиссией Плана стратегических энергетических технологий (European Strategic Energy Technology Plan) подтверждено, что существует огромный потенциал для внедрения солнечных климатизационных технологий на европейском рынке, особенно в строительном секторе. Благодаря современным методам повышения энергетической эффективности и механизмам поддержки энергосбережения, проблемы отопления помещений и горячего водоснабжения терять свою остроту. План программы предусматривает, что — при современных темпах применения солнечных технологий — установленная мощность солнечных систем (обогревательных и климатизацийних) в 27 странах ЕС составит 52 ГВт в 2020 году и 135 ГВт — в 2030, что будет составлять 3% и 7% предполагаемой обогревательной нагрузки в указанных странах ЕС.

0 комментариев

Оставить комментарий

Хотите присоединиться к дискуссии?
Приглашаем поучаствовать!

Добавить комментарий