Использование возобновляемых источников энергии: китайский прорыв
Использование возобновляемых источников энергии: китайский прорыв. Часть 2
Высокий темп экономического роста Китайской Народной Республики - второй (пока) экономики мира после США - был бы невозможен без увеличения объемов потребления энергии. Поиск новых энергетических источников для роста и развития сегодня для руководства КНР является стратегически важной задачей.
В качестве основного источника энергии в Китае традиционно используется уголь, так как в стране огромные запасы этого твердого топлива, а себестоимость его добычи и переработки довольно низкая, что делает его дешевым источником энергии. В общем объеме потребляемой Китаем энергии на долю угля приходится более 70%. Но сжигание угля из-за выбросов парниковых газов оказывает негативное воздействие на окружающую среду и здоровье населения.
Еще одним важным источником энергии является нефть, импорт которой растет с каждым годом, что делает китайскую экономику все более зависимой от цен на мировом рынке нефти.
Вместе с тем благоприятные климатические, географические условия и запасы природных богатств Китая могут быть использованы для производства экологически чистой энергии. Приоритетными и наиболее перспективными направлениями развития «зеленой» энергетики в Китае являются гидроэнергетика, ветровая и солнечная энергетика, использование биомассы. Развитие этих направлений стратегически важно для Китая. Впервые конкретные задачи по улучшению состояния окружающей среды и использованию ВИЭ (возобновляемых источников энергии) были обозначены в X пятилетнем плане (2000-2005 годы) экономического развития КНР, а в ХII пятилетнем плане (2011-2015 годы) использование ВИЭ уже заявлено как источник роста благосостояния китайцев, один из факторов развития инновационных отраслей, высоких технологий, создания продукции с высокой добавленной стоимостью и т. д. В ХII пятилетнем плане поставлены задачи восстановления лесов, других биоресурсов, использования альтернативных источников энергии.
За годы, прошедшие с X пятилетки до 2014 года, расширение использования ВИЭ способствовало развитию новых отраслей промышленности, производству высокотехнологического и энергосберегающего оборудования, новых материалов.
100 млн тонн угольного эквивалента
К концу 2015 года в энергетике страны должны быть решены следующие задачи: на 16% должна быть сокращена энергоемкость промышленности (объем используемой энергии на единицу произведенной продукции), на 17% - объемы потребления угля и углеводородов; доля ВИЭ в общем объеме используемой энергии должна возрасти до 11,4% (к 2020 году - до 15%).
По оценкам Всемирного банка, общее количество работников, задействованных на созданных предприятиях в сфере ВИЭ, может достигнуть 10,5 млн человек. Использование экологически чистых источников энергии тесно связано с решением серьезных экологических проблем, в частности с сокращением выбросов веществ, загрязняющих атмосферу, особенно диоксида углерода (CO2), по объему выбросов которого Китай занимает первое место в мире.
Динамично растущая экономика Китая требует все больше электроэнергии, поскольку двигателем этого роста выступают энергозатратные отрасли промышленности. Проблема недостатка электроэнергии стоит перед Китаем довольно остро. В 2010 году обеспеченность энергией в Китае составляла 1 кВт на одного человека, в то время как в США этот показатель был на уровне 11 кВт/чел., а в Западной Европе - 3,5-5,5 кВт/чел.
Для того чтобы понимать, какое место занимают отходы лесопиления и деревообработки в общем балансе ВИЭ в Китае, необходимо вкратце рассказать обо всех источниках альтернативной возобновляемой энергии в КНР.
Гидроэнергетика в Китае
Главную ставку Китай сделал на гидроэнергетику, став еще в 2009 году мировым лидером по получению гидроэнергии (в КНР генерируется 17,8% мировой гидроэнергии, в 2010 году установленная мощность всех ГЭС Китая составила 213,4 ГВт). В Китае построено 45 тыс. крупных и малых ГЭС. Например, на каскаде гидроэлектростанций на незамерзающей реке Янцзы сброс воды превышает суммарный сброс на Оби и Енисее вместе взятых. C точки зрения сокращения выбросов в атмосферу CO2 строительство ГЭС - отличная альтернатива ТЭС, однако весьма велик экологический ущерб и от строительства гидроэлектростанций, особенно крупных, к тому же возникает проблема переселения людей с затопляемых территорий бассейнов крупных рек, на которых, как правило, располагаются крупные населенные пункты, крестьянские хозяйства, элементы инфраструктуры.
Солнечная энергетика в Китае
На пеллетном заводе в районе Шаньдун, Китай
После принятия в КНР в 2005 году закона о возобновляемых источниках энергии начался стремительный рост строительства солнечных энергостанций, и уже в 2012 году по производству солнечной энергии Китай стал второй после ФРГ страной по общей установленной мощности фотоэлектрических панелей, а к 2020 году с высокой вероятностью обгонит своего конкурента (по XII пятилетнему плану должно быть смонтировано солнечных панелей до 15 ГВт общей установленной мощности, а по перспективным планам к 2050 году - до 50 ГВт). Среди основных недостатков солнечной энергии можно выделить меньший по сравнению с использованием других ВИЭ КПД и большие затраты на доставку электроэнергии потребителям в восточные регионы КНР с севера-запада страны, где наиболее благоприятные условия для установки солнечных панелей.
Ветроэнергетика в Китае
В 2011 году совокупная установленная мощность ветрогенераторов достигла 63 ГВт, что вывело Китай в мировые лидеры по производству ветровой энергии. По прогнозам, максимальный технически достижимый объем энергии ветра на континенте составляет 1000 ГВт, в прибрежной зоне - 300 ГВт в год, что свидетельствует о том, что ресурсных ограничений для развития ветровой энергетики в Китае почти нет. Однако, несмотря на субсидирование государством ветровой энергетики, в последние годы наблюдается тенденция сокращения годового прироста устанавливаемых мощностей - в основном из-за отсутствия согласованности с сетевыми компаниями, которые в соответствии с законом о ВИЭ обязаны не только покупать определенный объем ветровой энергии, но также строить линии электропередач для обеспечения конечного потребителя этой энергией. Зачастую большая часть установленных ветрогенераторов не была соединена с электросетью, и дорогостоящие ветровые турбины простаивали.
Жидкое биотопливо в Китае
Большинство негативных аспектов получения энергии из жидкого биотоплива связано с биотопливом, которое получают из сельскохозяйственных культур, таких как кукуруза, пшеница, сорго и т. д. Вследствие производства биотоплива повышаются цены на эти культуры, а при посадках специально выращиваемых для биотоплива культур и быстрорастущих плантационных растений сокращаются площади земель, пригодных для сельского хозяйства, что приводит к повышению цен на продовольствие. Сегодня недостаток земельных ресурсов в Китае ставит под угрозу продовольственную безопасность страны, что гораздо важнее, нежели производство биотоплива. К примеру, до 2005 года производство биоэтанола из кукурузы развивалось стремительно, но после ценового скачка на рынке продовольствия его пришлось значительно сократить. В КНР общая площадь земель, пригодных для выращивания культур, которые могут быть переработаны в жидкое биотопливо, составляет 23,73 млн га, с которых можно собрать 65,46-88,54 млн т сырья. Китай является третьей страной в мире по объемам производства биоэтанола (более 1,65 млн т в год), уступая лишь Бразилии и США. Также в Китае ежегодно производится более 1 млн т биодизеля.
Биогаз и ТБО в Китае
В 2010 году в Китае из биогаза было генерировано 800 тыс. кВт•ч электроэнергии, к 2020 году его производство достигнет 1,5 млн кВт•ч; при сжигании твердых бытовых отходов (ТБО) было получено 500 тыс. кВт•ч, а к 2020 году таким способом будут получать 2 млн кВт•ч.
Твердое топливо из биомассы в Китае
Пресс-гранулятор на одном из пеллетных заводов в
Китае
Теперь рассмотрим использование в КНР твердого биотоплива из биомассы - отходов деревообработки и сельскохозяйственных культур, которые не употребляются в пищу, для выработки электроэнергии.
В Китае, где доля городского населения лишь недавно превысила 50%, такая биомасса была для китайских крестьян основным топливом для отопления жилищ, до 2008 года более 60% домохозяйств в сельской местности отапливалось за счет сжигания дров или отходов сельского хозяйства. И сегодня более 14% первичной энергии для отопления жилищ и приготовления пищи в сельской местности вырабатывается путем сжигания биомассы. Помимо отходов АПК с пахотных и возделываемых земель, в Китае насчитывается более 1 млн га лесов и земель, которые могут быть использованы для развития биоэнергетики. По расчетам Комитета энергетики Комиссии национального развития и реформ Китая (National Development and Reform Comission, NDRC), к 2030 году запасы доступной биомассы будут составлять 800 млн т угольного эквивалента (т. у. э.) (см. табл.). Теоретически при использовании всей биомассы Китая (доступной и потенциально доступной) можно было бы получать в год энергию в объеме, эквивалентном тому, который можно получить при сжигании 1,2 млрд т угля, что превысило бы годовое потребление энергии всей КНР. А пока в Китае используется приблизительно всего 5% вышеописанного потенциала. Первая электростанция мощностью 25 МВт на биомассе (отходы переработки хлопка и кукурузы) была введена в эксплуатацию в 2006 году в провинции Шаньдун на востоке Китая. Сегодня действует уже более 30 подобных электростанций мощностью от 20 МВт. Тип и мощность электростанции на биотопливе подбирается в зависимости от доступности и объемов биомассы в непосредственной близости от нее. Государство гарантирует в течение 15 лет субсидировать генерацию электроэнергии из биомассы путем доплаты 0,25 юаня за каждый киловатт-час выработанной энергии.
В Китае помимо закона о ВИЭ в 2012 году приняты обязательные рекомендации, ограничивающие до 100 мг/м3 эмиссию окиси азота (Nox), что, безусловно, повлияет на увеличение использования биомассы для генерации электро- и тепловой энергии.
В результате реализации описанных мероприятий к 2020 году в Китае планируется достичь годовой выработки электроэнергии на уровне 30 ГВт. Именно на основании таких прогнозов некоторые эксперты и заявляют о возможном импорте в КНР больших объемов древесных топливных гранул.
В следующей публикации автор поделится впечатлениями от посещения самой большой в Китае выставки оборудования для производства биотоплива из биомассы (пеллет, брикетов) в Гуанчжоу в августе 2014 года и подробно расскажет о китайских производителях производственных линий пеллетирования и брикетирования, а также пеллетных котлов.
Сергей ПЕРЕДЕРИЙ,
Дюссельдорф, Германия
s.perederi@eko-pellethandel.de
