Гидроэнергетика Европы: Обзор и перспективы
Аналитики назвали «европейский зеленый курс», разработанный в 2019 году, одним из основных факторов роста использования возобновляемых источников энергии и сокращения использования ископаемого топлива.
В Европе гидроэнергетика играет значительную роль в производстве электроэнергии. Установленная гидроэнергетическая мощность Европы увеличилась с 204 ГВт в 2009 году до 220 ГВт в 2018 году. В настоящее время гидроэнергетическая мощность Европы составляет 41% от общей установленной мощности региона в области возобновляемых источников энергии. Доля гидроэнергетики в общей электрогенерации составила в 2018 год 16,6%.
Норвегия является крупнейшим производителем гидроэнергии в Европе.
Гидроэнергетика в отдельных странах Европы
Германия
Германия - локомотив европейской экономики и один из лидеров в развитии гидроэнергетики в ЕС. Гидроэлектростанции на крупнейших реках страны располагаются буквально гроздьями: на реке Мозель каскад из 28 ГЭС, на Рейне - из 27-и. Первые плотины немцы построили еще в конце 19 века. Многие из них до сих пор эксплуатируют, а сами станции регулярно модернизируются. Так, в 2011 году была демонтирована старейшая ГЭС Германии Райнфельден, а на ее месте построена новая гидроэлектростанция с тем же названием, но в 4 раза более мощная.
Правда, в Германии большая часть рек равнинные. С одной стороны, это хорошо: ГЭС не имеют крупных водохранилищ, что устраивает экологов (по их мнению, в этом случае человек минимально изменяет экологический ландшафт). А с другой стороны, отсутствие водохранилищ не позволяет энергетикам регулировать сток и сглаживать последствия природных катаклизмов.
Швейцария
Маленькая Швейцария - уникальное явление в истории мировой гидроэнергетики. Эта горная страна имеет богатый опыт строительства плотин. Еще в 1822 году там плотина Венигервэйхер высотой 14,4 метра, которая эксплуатируется до сих пор. А в 1922 году в Альпах была построена бетонная плотина Шрэх высотой 112 метров, которая долгое время считалась самой высокой в мире.
Но главный рекорд Швейцария сохраняет до сих пор: финансовый центр Европы по количеству плотин на единицу площади занимает первое место в мире - 5 плотин на 1000 кв. км. В настоящее время здесь работает более 1500 гидросооружений, в том числе 167 ГЭС с большими плотинами. Гидропотенциал страны использован на 87%.
Швейцарцы больше совершенствуют уже построенные станции, чем строят новые гидроэнергетические объекты - например, наращивают плотины для увеличения мощности ГЭС и выработки электроэнергии. Тем не менее в последнее время было запущено несколько новых проектов. В качестве верхнего бассейна будет использоваться водохранилище Муттзее, в качестве нижнего - водохранилище Лиммерн.
ГЭС обеспечивают электроэнергией Швейцарию на 60%. И даже экологи признают, что по эффективности строительства и ответственному отношению к проблемам окружающей среды швейцарцев можно ставить в пример многим державам.
Испания
В 2011 году в Испании была открыта первая в мире коммерческая волновая станция Мутрику Вив Энерджи Плант. Чрезвычайно интересный проект, где вода даже не соприкасается с турбинами: турбины раскручиваются потоком воздуха, который возникает за счет колебаний уровня воды в бетонных шахтах. Мощность станции, правда, очень невелика и составляет 300 кВ.
Другие страны
Французская многонациональная электроэнергетическая компания ENGIE производит 25% гидроэлектроэнергии страны. Эта компания считается вторым по величине производителем гидроэнергетики в стране.
Enel управляет несколькими крупнейшими гидроэнергетическими проектами в стране, включая электростанцию Entracque установленной мощностью 1317 МВт, гидроэлектростанцию Roncovalgrande установленной мощностью 1 016 МВт, Доменико Чимароза (Presenzano) установленной мощностью 1 ГВт, Centrale di Edolo установленной мощностью 1 ГВт, Сан-Фиорано (San Fiorano) установленной мощностью 568 МВт и Центральный Сан Джакомо (Centrale di San Giacomo) установленной мощностью 448 МВт.
Гидроэнергетический проект Aldeadávila, которым управляет Iberdrola, расположен вдоль реки Дору на границе между Испанией и Португалией, в провинции Саламанка. Проект Алькантара, который построен вдоль реки Тежу в провинции Касерес, был введен в эксплуатацию в конце 1960-х годов.
Тенденции и перспективы развития
Поскольку гидроэнергетический потенциал практически исчерпан, власти стран Европы все больше акцентируют внимание на развитии других возобновляемых источников энергии - альтернативных.
По данным на 2011 год, доля ВИЭ в структуре энергопотребления Евросоюза составляла 9%. Это хорошо заметно при передвижении по некоторым государствам ЕС, где ветряки могут занимать десятки гектар подряд.
Причем, лидирующее положение в освоении возобновляемых источников энергии страны Евросоюза намерены сохранить и в будущем. Так, в декабре 2008 года Европарламент обязал все страны ЕС довести к 2020 году уровень использования ВИЭ до 20% в общей генерации электроэнергии, а к 2040 г. - до 40%. Отдельные оптимистически настроенные эксперты утверждают, что страны Евросоюза уже к 2050 году полностью перейдут на использование ВИЭ.
Первые результаты обнадеживают. В 2008 году на 57% ввод в эксплуатацию новых генерирующих мощностей в странах ЕС был обеспечен за счет возобновляемой энергетики, в 2009-м - на 62%, в 2011 году - на 67%.
Необходимо ускорить поставки, особенно в ветроэнергетическом секторе, который столкнулся с уникальными проблемами и увеличивающимся разрывом в поставках.
Возобновляемые источники энергии постепенно вытесняют ископаемое топливо, и солнечная энергия лидирует в этом процессе.
Более того, развитие технологий хранения энергии, их удешевление и использование в сочетании с ветряными и солнечными электростанциями постепенно вытеснят генерацию на ископаемом топливе в мелкооптовых и оптовых поставках электричества, а энергия Солнца и ветра станет основой энергосистемы Европы.
Отказ от газа и угля становится все более насущным как по экономическим, так и по экологическим причинам. Ускоренное развертывание ВИЭ в сочетании с ростом инвестиций в энергоэффективность позволит этим странам выйти из энергетического и климатического кризисов.
Многие страны Европы уже заложили фундамент для быстрого роста солнечной генерации, причем не только в южных регионах, где ее потенциал выше. Однако прогресс в Европе чрезвычайно неоднороден, и некоторым странам еще только предстоит освоить солнечные технологии.
В Испании много солнца, но есть и законодательство, помогающее развивать солнечную генерацию. Министр экологических преобразований Тереза Рибера обеспечила прямой переход на солнечную энергетику в угольных регионах страны. Согласно ее планам, энергия Солнца должна обеспечивать почти 30% вырабатываемой в Испании электроэнергии к 2030 году (против 10% сейчас).
На севере Европы рост солнечной генерации обеспечивается Нидерландами (+6 ТВт·ч / +115% с 2019 года). В 2021 году солнечная энергетика удовлетворила почти 10% внутреннего спроса страны. При этом планы ее дальнейшего развития очень амбициозны, хотя Нидерланды и расположены в северных широтах.
Польша также продемонстрировала внушительный рост солнечной энергетики, увеличив объемы выработки более чем вдвое с 2019 года (с 1 до 4 ТВт·ч), но здесь имел место эффект низкой базы. Сейчас ветряные и солнечные электростанции Польши вырабатывают больше электроэнергии (20 ТВт·ч), чем газовые (16 ТВт·ч).
В Венгрии также наблюдался рост (+67% / +1 ТВт·ч). Сейчас страна удовлетворяет более 5% внутреннего спроса энергией от солнечных электростанций.
Португалия следует впечатляющему примеру соседки и благодаря расположению на той же широте начинает догонять Испанию по объемам солнечной генерации (почти 4% внутреннего спроса удовлетворяется солнечными электростанциями). Проводятся первые тендеры на установку плавающих солнечных станций на водоемах Португалии - это новый способ использования солнечных технологий.
При этом в некоторых странах ЕС солнечная энергетика стагнирует. В Италии после быстрого роста солнечной генерации благодаря мерам правительственной поддержки в начале 2010‑х годов объемы выработки вышли на плато (+7% / +2 ТВт·ч с 2019 года).
В таблице ниже представлены данные по установленной мощности ВИЭ в некоторых странах Европы:
| Страна | Установленная мощность ВИЭ (ГВт) |
|---|---|
| Великобритания | 22 (ветрогенераторы) + 20 (солнечные панели) |
| Германия | 55 (ветрогенераторы) + 50 (солнечные панели) |
Энергетика наиболее мощных стран Европы впервые подошла к важной отметке: половину генерации дают установки, работающие на возобновляемых ресурсах. Радикальный поворот для экономики, где ещё 30-40 лет назад главным энергосырьем был уголь, а наиболее перспективным направлением - АЭС.
Но возобновляемые источниками энергии (ВИЭ) принесли с собой новые проблемы - удорожание энерготарифов, сложность утилизации ветряных лопастей и солнечных батарей, децентрализация электроснабжения.
В России доля ВИЭ в электрогенерации без учета крупных ГЭС до сих пор составляет всего 0,2%. Чтобы увеличить этот процент, РФ наверняка придется пройти те же этапы, что и Европейским странам, и столкнуться с похожими проблемами. Поэтому прежде чем приступать к энергетической революции, нам стоит внимательно изучить опыт ЕС.