Источники питания Keen Side
РадиоЛоцман - Все об электронике

Большие перспективы малых ветряных турбин

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июнь 2012

Raghunandan Kothamasu, GlobalData

Renewable Energy World

Судя по отчетам GlobalData, рынок ветряных турбин мощностью менее 100 кВт при должном стимулировании на правительственном уровне имеет огромный потенциал роста

Согласно статистике, мировой рынок малых ветрогенераторов за период 2006-2010 гг. вырос с 105.9 МВт до 275.8 МВт. Отчеты GlobalData предсказывают еще бóльшие темпы роста в ближайшие годы, которому будут способствовать стимулирующие программы и поощрения, обещанные правительствами разных стран, а также осведомленность в данной сфере конечных пользователей. Стоимость устройства является решающим фактором, влияющим на темпы роста продаж ветрогенераторов, как в развитых, так и в развивающихся странах. Также важны и стимулирующие программы, налоговые льготы на оборудование, финансовые стимулы, развитая система годового учета электроэнергии и поддержка при решении возникших проблем.

Согласно данным Всемирной ассоциации ветроэнергетики (WWEA) оценить общее количество или суммарную мощность работающих в настоящее время малых ветряных турбин довольно трудно, но в одном лишь Китае вырабатывают электроэнергию порядка 300,000 таких ветряков. По статистике Американской ассоциации ветроэнергетики (AWEA) рынок малых ветряных турбин США в 2010 году вырос на 53%, его оборот составил $139 миллионов, а суммарная мощность развернутых генераторов составила 25.6 МВт по сравнению с 20.9 МВт в 2009 году. RenewableUK только в Великобритании объединяет более двадцати компаний-производителей ветрогенераторов малой мощности.

Период окупаемости малой ветряной турбины – основной фактор, влияющий на решение о ее приобретении. Он зависит, в основном, от качества ветряных ресурсов, высоты башни, местоположения, преобладающих цен на электроэнергию и характеристик турбины. На этом фоне, с учетом предлагаемых правительствами специальных льготных программ, а также растущего интереса к безопасной электроэнергетике, отчеты прогнозируют, что в период с 2010 по 2020 год произойдет значительное расширение рынка маломощных ветряных турбин с 275.8 МВт до 3726.5 МВт при совокупном среднегодовом темпе роста 29.7%.

За период с 2006 по 2010 год выработка электроэнергии малыми ветрогенераторами возросла со 119 ГВт•ч до 310.3 ГВт•ч при совокупном среднегодовом темпе роста 27.1%, а с 2010 по 2020 ожидается увеличение с 310.3 ГВт•ч до 4203.8 ГВт•ч при темпе роста 29.8%.

Анализ затрат

В докладе дается оценка стоимости строительства ветровых турбин в зависимости от их типа, размера, конструкции и местоположения. Стоимость установки зависит от затрат на строительство, транспортировку, размещение, обслуживание и преобразование энергии.

Среди основных затрат к предварительным или капитальным затратам относят себестоимость самой турбины. Также в список предварительных затрат включают, например, стоимость электрооборудования, монтажа силовых линий, а также возведения фундамента. Все эти затраты, в зависимости от скорости ветра, поставок на рынок ветрогенераторов и размещения турбин на ферме составляют примерно 75%-90% от полных затрат на проектирование и установку ветряной фермы.

Стоимость земли или арендная плата за нее – второй пункт в списке расходов, составляющий примерно 4% от полной стоимости. К другим статьям расходов относятся монтаж электрооборудования, затраты на консультации и финансовые операции, инфраструктуру, не связанную с электричеством, и разработку систем управления.

Дальнейшее развитие сдерживается отсутствием необходимого количества малых и средних турбин. Влияющими на это факторами являются акцент на развитие больших моделей ветрогенераторов, которые пользуются повышенным спросом во всем мире, отсутствие требуемых компонентов из-за нехватки сырья, а также трудности в получении сертификации для создания новых или дополнительных производственных мощностей.

Затраты на установку включают в себя стоимость перевозки, сборки и прокладки кабелей. Транспортные расходы зависят от размеров башни: чем она выше, тем дороже обойдется перевозка. Новые технологии, такие как разрабатываемые самоустанавливающиеся башни, в перспективе смогут способствовать сокращению транспортных расходов.

Большие перспективы малых ветряных турбин
Башня с гидравлическим подъемником для турбин мощностью 20 кВт компании Hongkong Skywing Group.

Цена турбины также зависит от ее себестоимости, наличия и сроков поставки запасных частей. Некоторые детали турбин, например редукторы, требуют регулярного обслуживания. Требования к техническому обслуживанию и, следовательно, стоимость таких деталей зависят, прежде всего, от их конструкции. Турбины повышенной надежности предназначены для работы в экстремальных погодных условиях, но за это приходится расплачиваться низкой эффективностью и высокой ценой. Таким образом, расходы на эксплуатацию ветровых турбин отличаются в зависимости от погодных условий или местоположения.

Игроки на мировом рынке

Сегодня производством малых ветряных турбин занимается довольно много компаний. Во всем мире насчитывается более 250 производителей ветрогенераторов мощностью менее 100 кВт. В 2010 году продажи малых турбин американской компании Southwest Windpower  составили 21.1% от общего количества ветрогенераторов этой категории, проданных на мировом рынке. За ней идут такие компании, как Northern Power Systems с 17.7% и Entegrity Wind Systems с 8.2%. Bergey Windpower стоит на четвертом месте с 3.9%. Поскольку рынок малых ветряных турбин сильно раздроблен, на долю всех остальных производителей приходится 45.2%.

Большие перспективы малых ветряных турбин
Турбина Air 40 мощностью 40 кВт компании Southwest Windpower.

В 2010 году британская фирма Proven Energy Ltd была на пятом месте с долей мирового рынка 3.9%. Однако в конце 2011 года было введено внешнее управление этой компанией в связи с возможным банкротством после обнаружения технической неисправности во флагманской модели Proven 35-2. По заявлению компании, основной дефект возник при производстве вала ротора, из-за чего лопасти могли попросту оторваться при высоких скоростях ветра, что, естественно, создавало проблемы безопасности. Proven Energy продала около 500 турбин модели Proven 35-2, стоимость поставки и установки которых составляет 60,000 фунтов стерлингов или $92,796. Эта техническая проблема и дальнейший отзыв продукции привели к потерям капиталовложений и доходов для конченых потребителей (в среднем ежедневные расходы составляли 8538 фунтов стерлингов или $13,292). Общая сметная стоимость потерь, понесенных потребителями (земельные участки, коммерческие помещения и малые ветровые электростанции), составила 30 миллионов фунтов стерлингов или $46.7 миллионов. В октябре 2011 года весь бизнес и средства производства компании Proven Energy были проданы Kingspan Renewables Ltd.

Большие перспективы малых ветряных турбин
Конструктивный дефект турбины Proven 35-2 мог привести к отрыву лопастей.

Большие перспективы малых ветряных турбин
Турбина компании Kingpsan Renewables.

Кризис, постигший Proven Energy, послужит уроком для других компаний, работающих в этой сфере, и заставит их уделять больше внимания качеству выпускаемой продукции, а также усилит контроль со стороны правительства, заключающийся в сертификации использования малых ветрогенераторов в Великобритании. На макроуровне проблемы Proven Energy показывают зависимость FiT-проектов (FiT – Feed-in Tariff – льготный тариф) от долгосрочной устойчивости развития их технологии. Для производителей это выводит на первый план долговечность турбины, и такое требование может стать серьезным входным барьером для новых игроков на рынке малых ветряных турбин.

Основные движущие силы мирового рынка

Финансовая стимуляция и политика государства становятся основными движущими факторами развития ветроэнергетики. Законопроекты, способствующие развитию возобновляемых источников энергии, представлены или разрабатываются правительствами многих стран. Это приведет к взрывному росту мирового рынка ветроэнергетики. Существуют три основных рынка малых ветрогенераторов.

В США, где представлен основной региональный рынок североамериканского континента, главными движущими факторами считаются программа федеральных налоговых льгот и стандарт Renewable Portfolio Standard (RPS), контролируемый на правительственном уровне. Налоговые льготы традиционно играли важную роль в наращивании мощности, производимой ветроэнергетической отраслью США, делая эту страну крупнейшим рынком в мире. Расширение льготных программ за последние три года и введение федеральной программы инвестиционного налогового кредитования в 2009 году направлены на стимулирование установки и использования ветрогенераторов в США. Высокие первоначальные затраты являются серьезной проблемой для тех, кто решил приобрести малую ветряную турбину. Финансовые стимулы, позволяющие снизить затраты на установку, и эксплуатационные расходы – вот основные моменты, волнующие покупателей. Введение федеральной программы инвестиционного налогового кредитования, как ожидается, сильно подтолкнет развитие отрасли малой ветроэнергетики, в то время как законопроекты, направленные на снижение инвестиционных затрат будут эффективны в области ветроэнергетики средней мощности.

После принятия Евросоюзом директивы Renewable Energy Directive (RED), устанавливающей к 2020 году обязательную долю энергии, полученной с использованием возобновляемых ресурсов, на уровне не менее 20%, ожидается, что к этому сроку реальная доля «зеленой» энергии, потребляемой Европой, составит 35%. Ветроэнергетика в наибольшей степени выиграет от принятия этой директивы, так как в Европе достаточно необходимых ресурсов и экспертов в данной области. Конкретные меры отдельных стран, направленные на популяризацию ветроэнергетики, также сыграли важную роль в развитии этого направления в Европе. Например, финансовая поддержка в рамках Renewables Obligation (RO) является основной движущей силой развития рынка ветряных турбин в Великобритании.

В Азиатско-Тихоокеанском регионе господдержка также стимулирует рост рынка ветрогенераторов. В основном благодаря содействию правительства, в Китае с 2006 года установленная мощность ветроэнергетических установок ежегодно удваивалась. В 2006 году правительство этой страны приняло закон о возобновляемых источниках энергии, который и привел китайский рынок к сегодняшнему впечатляющему результату. Этот закон, наряду с другими стратегическими мерами, такими как средне- и долгосрочные планы развития возобновляемой энергетики, принятые в 2007 году, еще больше подталкивают рынок к уверенному росту. Кроме того, во многих штатах Индии действуют местные «зеленые» схемы энергетических тарифов и стандарты типа RPS, создающие законодательную основу развития ветроэнергетики.

Основные трудности

Росту рынка малой ветроэнергетики могут препятствовать слабое развитие сетевой инфраструктуры, административные барьеры и несовершенство логистики. С точки зрения силовых сетей главные проблемы связаны с модернизацией старой сетевой инфраструктуры и строительством новых объектов для передачи и распределения энергии. Расширение сетевой инфраструктуры требует значительных затрат денег и времени, что в среднесрочной перспективе может привести к снижению окупаемости ветрогенераторов. Ветроэлектростанции, как правило, устанавливаются в отдаленных районах, которые мало заселены и не имеют достаточного количества линий электропередачи. Это привело к производству большого количества никак не используемой энергии во многих странах, в первую очередь, таких как США и Китай.

Сложная организация зональных тарифов, отсутствие налоговых льгот в глобальном масштабе, неудовлетворительное качество продукции и проблемы ее доставки, а также отсутствие нормативов в области энергоучета для малых и средних электростанций во многих странах станут главными препятствиями, тормозящими развитие ветроэнергетики. Основными барьерами, отпугивающими от рынка клиентов и инвесторов, являются несовершенные и излишне ограничительные нормы и правила. Упорядочение процедуры выдачи разрешений сыграет решающую роль в том, чтобы административные вопросы перестали мешать развитию ветроэнергетики.

Кроме того, быстрый рост сектора ветроэнергетики во всем мире оказывает беспрецедентное давление на производителей деталей турбин – башен, лопастей, редукторов, подшипников и генераторов. Уже несколько лет промышленность пытается идти в ногу с постоянно растущим спросом, но на сегодняшний день разработчикам ветроэлектростанций приходится ждать необходимого оборудования до двух лет.

Основные тенденции рынка

По сравнению с рынком больших ветряных турбин рынок малой ветроэнергетики еще совсем незрел, и по сути США являются единственной страной, где присутствие этого сектора энергетики реально ощутимо. Несмотря на значительное количество во всем мире компаний-производителей малых ветрогенераторов, конкуренция между ними остается на среднем уровне. Это дает возможность новым игрокам претендовать на свою долю рынка, что, как ожидается, в будущем усилит конкуренцию. Основные приобретатели малых ветряков – домовладельцы и небольшие предприятия. Для этого сегмента потребителей чувствительность к цене остается достаточно высокой, поскольку сейчас стоимость установки малого ветряка сопоставима с затратами на электрогенераторы, использующие другие виды возобновляемой энергии, или на источники энергии, работающие на ископаемом топливе. Высокие первоначальные расходы – один из основных барьеров, препятствующих широкому распространению маломощных ветрогенераторов.

С ростом отрасли малой ветроэнергетики компании все больше заботятся о поддержании хорошего имиджа. GlobalData за последние несколько лет обнаружила много случаев, когда компании давали заведомо ложную информацию о характеристиках своих турбин и их соответствии стандартам качества. Это привело к тому, что потребители стали предпочитать производителей, предлагающих сервисные услуги и большие гарантийные сроки. Ожидается, что после создания органов по стандартизации и сертификации турбин значение сервисного обслуживания как одного из основных критериев выбора поставщика будет постепенно уменьшаться.

Прогнозируемое бурное развитие рынка турбин мощностью 50-100 кВт приведет к сильной загруженности логистической цепочки, и для удовлетворения растущего спроса ведущим компаниям придется инвестировать больше средств в свои производственные мощности. Законодательство в области малой ветроэнергетики с точки зрения повышения ее привлекательности сейчас находится на неудовлетворительном уровне, так как государственная поддержка присутствует лишь в нескольких странах, таких как США и Великобритания. Смещение интересов в сторону турбин большой мощности и поддержка развития этой сферы на законодательном уровне и в дальнейшем не будут способствовать активной проработке законодательных актов в области турбин мощностью менее 100 кВт. Капитальные затраты при массовом производстве малых турбин с использованием современных технологий остаются довольно высокими. Кроме того, инвестиционный потенциал в данной сфере имеет относительно невысокий уровень на фоне бурно растущего спроса на турбины большой мощности. В результате, мы станем свидетелями падения интереса частного капитала к малой ветроэнергетике, что в итоге это приведет к снижению инвестиций в компаниях-производителях.

Перевод: Mikhail R по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Big Prospects for Small Wind Turbines

ТМ Электроникс. Электронные компоненты и приборы. Скидки, кэшбэк и бесплатная доставка
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя