Бірде Маск: «Маған Америка Құрама Штаттарының картасында тырнақтай орын беріңіз, мен бүкіл Америка Құрама Штаттарын қамтамасыз ете алатын энергия жасай аламын» деген.Ол айтқан әдіс - фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру +энергия сақтау.
Егер Қытайдағы Ішкі Моңғолия/Цинхай сияқты үлкен провинция және басқа да үлкен аумаққа ие провинциялар, барлық күн сәулесі мен жер ресурстары электр энергиясын өндіру үшін пайдаланылса, ол шынымен де идеалды жағдайларда елдің электр қуатын қамтамасыз ете алады.
Қытайдың қазіргі уақытта жинақталған орнатылған фотоэлектрлік қуаты 254,4 ГВт құрайды, бірақ көміртекті бейтараптылық жағдайында таза, ластанусыз/сарқылмайтын күн энергиясы қазіргі уақытта ең перспективалы бағыт болып табылады.
Осы жылдың наурыз айында жарияланған баяндамада 2030 жылға қарай Қытайдың орнатылған фотоэлектрлік электр қуатын өндіру қуаты 1025 ГВт, ал 2060 жылға қарай орнатылған фотоэлектрлік электр қуатын өндіру қуаты 3800 ГВт-қа жететіні айтылды.Ағымдағы таза энергияға гидроэнергетика/атом энергиясы/жел энергиясы/фотоэлектр энергиясы генерациясы кіреді, олардың ауқымы үлкен емес.Нақтырақ көрсеткіш, былтырғы жылы су электр қуатының белгіленген қуаты 370 миллион киловатт, атом энергиясы 50 миллион киловатт, жел энергиясы 280 миллион киловатт, фотоэлектрлік қуат 250 миллион киловатт болған.
Таза энергия көздері өте көп, ал фотоэлектр қуатының орнатылған қуаты жел энергиясынан да төмен.Неліктен нарық фотоэлектрлік қуатқа соншалықты оптимистік?
1. Төмен құны
Соңғы он жылда бір киловатт-сағатқа фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру құны 89%-ға төмендеді, ал электр энергиясының бір киловатт-сағатқа орташа құны электр энергиясын өндірудің барлық түрлерінің ең арзан энергия көздерінің бірі болып табылады.2019 жылы жерүсті электр станцияларының орташа құрылыс құны бір ватт үшін 4,55 юань, бұл кезде электр қуатының бағасы бір киловатт-сағат үшін 0,44 юань;2020 жылы электр қуатының бағасы бір ватт үшін 3,8 юань, ал электр қуатының бағасы бір киловатт-сағат үшін 0,36 юань болады.Құрылыс құны болашақта жылына 5-10% төмендеуді жалғастырады және деректер оның 2025 жылға қарай 2,62 юань/Вт дейін төмендейтінін болжайды.
Қытайдың фотоэлектрлік қондырғысы Интернетке паритеттік қолжетімділікті енгізді.Қазіргі уақытта бірінші және екінші деңгейлі бірнеше қалалар мен күн сәулесінің ресурстары аз басқа аймақтарда әлі де фотоэлектрлік субсидиялар бар.Өңірлердің көпшілігі қазірдің өзінде өзін-өзі қамтамасыз етуге, фотоэлектрлік шығындарды төмендетуге, электр энергиясын өндіру тиімділігін арттыруға, монокристалды кремний/поликристалды кремнийдің электр энергиясын өндіру тиімділігін арттыруға қол жеткізді және болашақта құны одан әрі төмендейтін болады.
Қазір біз бетпе-бет келіп отырғанымыз – жоғары ағынның тапшылығы проблемасы, ал кремний материалдарының өндірістік қуаты тұтынуға төтеп бере алмайды, бұл тым жоғары шығындарға әкеледі.Фотоэлектрлік модульдер мен кронштейндер бірнеше жыл бұрынғыдан әлдеқайда арзан.
2. Құрылыстың қысқа мерзімі
Су электр станциясының құрылысы өте қиын.Үш шатқал бөгетінің құрылысын аяқтау үшін 15 жыл қажет болды және 1,13 миллион жергілікті халық көшірілді.Қазіргі жағдайда Үш шатқалды қалпына келтіру қиын, цикл тым ұзақ және құны тым қымбат.Жалпы алғанда, ірі және орта су электр станцияларының құрылыс мерзімі 5-10 жыл, ал шағын су электр станцияларының құрылысы да 2-3 жылды құрайды.Бір ғана артықшылығы – су электр станциясының жұмыс циклі ұзақ, кем дегенде жүз жыл.
Атом электр станциялары – ядролық қауіпсіздік мәселелерін қамтитын одан да үлкен жобалар.Нормативтік құжаттарды бекіту, құрылыс салу, монтаждау және іске қосу процесі 5-8 жылға созылады.
Жел энергиясын орнату уақыты салыстырмалы түрде көп емес, шамамен бір жыл жеткілікті.
Салыстырмалы түрде айтатын болсақ, фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру уақытты үнемдейтін электр станциясы болып табылады.Орталықтандырылған фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру де біраз уақытты жоғалтуы мүмкін, бірақ қазір танымал таратылған фотоэлектрлік, яғни электр желілері немесе тіпті микрожелілік концепциясы бар фотоэлектрлік электр станциялары 3 ай ішінде электр станциясының құрылысы аяқталуы мүмкін және қысқа мерзімде күрделі құрылыс салуға өте қолайлы.
Артықшылықтары туралы айтқаннан кейін, кемшіліктерді қарастырайық.Неліктен нарық әлі күнге дейін фотоэлектрлерге күмәндануға толы?
Фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру қазір үш негізгі мәселеге тап болып отыр.Біреуі тұрақсыз электр қуатын өндіру және жарық пен электр энергиясының көп мөлшері бар;екіншіден, электр станциялары неғұрлым шалғай жерлерде шоғырланған және тасымалдау қиын;үшіншіден, орталықтандырылған фотоэлектрлік қондырғылар Жердің үлкен көлемін алып жатыр.
Осы үш мәселені бір-бірден талдаймыз.
а.Жарық пен электр энергиясынан бас тарту
Жарықтан бас тартудың себебі - электр қуатының тым көп өндірілуі.
Барлық жергілікті билік органдары электр қуатын қысқартып жатқанымен, барлық электр қуаты жеткіліксіз.Мысалы, Цинхай және Ішкі Моңғолия сияқты табиғаты мол провинцияларда электр қуаты жеткілікті.Дегенмен, жел энергетикасы немесе фотоэлектрлік энергия ғана емес, олардың барлығы үлкен проблемаға тап болады: біркелкі емес электр энергиясын өндіру.
Өндірілетін электр энергиясының мөлшерін ауа райы анықтайды.Фотоэлектрлік электр қуатын өндірудің көзі күн болып табылады, күндізгі электр энергиясын өндіру кешке қарағанда көбірек болады, ал шуақты күндегі қуат жаңбырлы ауа-райындағыдан көп.Нәтижесінде фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру ауа-райына сүйенеді және мүлдем автономияға ие емес.
Энергияны сақтау - бұл ең жоғары кезеңде өндірілген электр энергиясын қандай да бір жолмен сақтау.Энергияны сақтау технологиясы фотоэлектрлік электр қуатын өндіруді тұрақтырақ ету және қырыну мен алқапты толтыру деңгейіне жету болып табылады.Қазіргі уақытта энергияны сақтаудың екі негізгі әдісі бар.Біреуі – электр энергиясын сақтау үшін батареяларды пайдаланатын электрохимиялық энергия сақтау;екіншісі – электр энергиясын сутегі энергиясына айналдыратын, тасымалдауға және сақтауға ыңғайлы, қажет кезде пайдалануға болатын сутегі энергиясы.
Фотоэлектрдің тағы бір кемшілігі бар: фотоэлектрлік түрлендіру жылдамдығы уақыт өте келе азаяды.Су электр станциясы салынғаннан кейін ол жүз жыл жұмыс істеуі мүмкін, бірақ фотоэлектр станциясының құрамдас бөліктері уақыт өте баяу қартаяды және 15 жылдан кейін жұмыстан шығуы мүмкін.
б.Электр энергиясын тасымалдау
Әр түрлі жерлерде электр қуатын өндірудің біркелкі болмауы жүйелі мәселе болып табылады.
Қытайдың жері кең және ресурстары мол, сондықтан электр энергиясын өндіру әдістерін жалпылау мүмкін емес.Юньнань және Сычуань сияқты су ресурстары мол жерлерде су қуатын көбірек пайдалануға болады, ал солтүстік-батыста жел қуаты мен фотоэлектр қуатын көбірек пайдаланады.Географиялық орналасу энергия өндіру көлемін тікелей анықтайды.Солтүстік-батыстағы құрғақ аймақтарда электр қуатын өндіру оңтүстік-шығыста, оңтүстік-батыста және т.б. жауын-шашын көп болатын жерлерге қарағанда әлдеқайда күшті болуы керек. Ең ұят жері ресурстарға бай аймақтарда халық саны аз;халық тығыз орналасқан аудандардың ресурстары жеткіліксіз.Шығыс және оңтүстік аймақтарда халық көп болғанымен, жылу энергиясын да, таза энергияны да өндіруге шектеу қойылған.
Географиялық орналасуына байланысты ресурстардың біркелкі бөлінбеу мәселесі батыстан шығысқа электр энергиясын тасымалдау үшін шешілетін мәселе болып табылады.Солтүстік-батыс жел қуатын, фотоэлектр қуатын және оңтүстік-батыс гидроэнергетикасын Таяу Шығыстың оңтүстігіндегі дамыған аймақтарға тасымалдау қажет, бұл электр желісін реттеуді және UHV алыс қашықтыққа электр энергиясын беру және түрлендіру қажеттілігін талап етеді.
UHV жобалары, соның ішінде жабдықтар, мұнаралар,фотоэлектрлік кабельдержәне инфрақұрылым және т.б., нарықтағы жабдықтар мен кабельдерге көп күрделі салым болып табылады.Жабдыққа тұрақты ток жабдықтары және трансформаторлар мен реакторлар сияқты айнымалы ток жабдықтары кіреді.
в.Аймақтық шектеулер
Неліктен тек Солтүстік-Батыс Қытай фотоэлектрді пайдалана алады?Бұрынғы технологияда нарық орталықтандырылған фотоэлектрлік электр энергиясын өндіруге қызығушылық танытқандықтан, көптеген фотоэлектрлік панельдер айтарлықтай электр энергиясын өндіру үшін жерді алып жатыр.
Орталықтандырылған панельді жинақтау, мұндай жағдай солтүстік-батыс сияқты сирек қоныстанған аудандарда ғана болуы мүмкін.Дегенмен, орталық және шығыс аймақтардағы жер ресурстары салыстырмалы түрде қымбат, орталықтандырылған фотоэлектрлік электр энергиясын өндірумен айналысу үшін мұндай жағдай жоқ, сондықтан бөлінген фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру қазір танымал.
Бөлінетін екі түрі бар, біреуі шатырдағы фотоэлектрлік, екіншісі біріктірілген фотоэлектрлік.Төбедегі фотоэлектрлік құрылғылар күшті шектеулерге және төмен тиімділікке ие, сондықтан жылжыту нәтижелері жақсы емес.Қазір нарық фотовольтаикалық интеграцияға, яғни фотоэлектрлік шатырға + фотоэлектрлік перде қабырғасына оптимистік көзқараспен қарайды.Бөлінген фотоэлектр станциялары 6 МВт-тан төмен фотоэлектрлік электр станцияларына жатады, әдетте ғимарат шатырларында және басқа бос жатқан бос жерлерде салынған фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру жобалары.Жүктемеге дейінгі қашықтық қысқа, беріліс қашықтығы қысқа және оны орнында сіңіру оңай, сондықтан перспективалар өте перспективалы.
18.10.2021
