Обзор, развитие и перспективы ветроэнергетики Бразилии

Оценки указывают, что к 2026 году ветроэнергетическая цепочка может создать около 200 000 новых прямых и косвенных рабочих мест

Первая большая ветряная турбина в Латинской Америке была установлена в 1992 году на архипелаге Фернандо-ди-Норонья (северо-восток Бразилии) с номинальной мощностью 75 кВт (три лопасти и ротор диаметром 17 м), которая обеспечивала около 10–20% местной потребности в энергии, но в 2009 году она была уничтожена грозой.

За прошедшие годы в некоторых штатах Бразилии были реализованы некоторые другие проекты, но достигнутый прогресс по внедрению ветроэнергетики в качестве альтернативной выработки электроэнергии оставался незначительным, что объясняется отсутствием государственной политики и все еще непомерными затратами на технологии в то время.

В 2001 году в публикации «Атласа ветрового потенциала Бразилии» оценивалось, что ветровой потенциал страны составляет 143 ГВт, исходя из средних скоростей ветра, равных или превышающих 7 м/с, башен высотой 50 м и ветротурбинных технологий того периода. Без сомнения, информационная поддержка «Атласа» стала важной составляющей продвижения ветроэнергетики того времени в Бразилии.

В последующие годы на бразильском ветроэнергетическом рынке наблюдался значительный рост благодаря реализации программы стимулирования использования альтернативных источников электроэнергии PROINFA, а также хорошим результатам аукционов по продаже энергии. Со временем ветротурбинные технологии получили значительное развитие, предоставив модели большей мощности и габаритов для работы на больших высотах.

PROINFA была создана в 2002 году федеральным правительством с целью расширить участие альтернативных возобновляемых источников энергии в энергетическом балансе страны. Это касалось небольших гидроэлектростанций, ветряных электростанций и термоэлектрических проектов на основе биомассы. Приоритет получали те компании, которые не имели корпоративных связей с концессионерами по существующему на тот момент производству, передаче или распределению электроэнергии.

PROINFA, как часть эффективной государственной политики, сфокусированная на ветроэнергетике, обеспечила появление среды с небольшими рисками для инвестиций в технологии, малоизвестными для страны в то время. Однако, несмотря на 144 проекта, первоначально одобренных PROINFA, только один смог начать работать к 2006 году.

С 2005 года Бразилия начала внедрять систему аукционов по продаже электроэнергии. По состоянию на 2009 год через специальные аукционы по возобновляемым источникам, энергия ветра продавалась в регулируемой среде. Была разработана договорная схема аукционов для ветрогенераторов, чтобы уменьшить риски инвестиций со стороны частного сектора.

Ветроэлектрическая генерация имеет особые экономические характеристики, заключающиеся в высоких начальных инвестициях, низких эксплуатационных расходах, ярко выраженной сезонности и прерывистости производственного процесса. Эти особенности были учтены в контрактной модели для учета среднего объема производства за годы и для возможности переналадок и компенсаций в соответствии с назначенным периодом генерации. Это изменение в контрактной системе стимулировало развитие и рост ветроэнергетики в Бразилии.

Из-за экономического кризиса, пережитого Бразилией в 2015 году, потребление электроэнергии уменьшилось на 1,8% по сравнению с 2014 годом и, таким образом, количество энергии, поставленной ветровыми установками потребителям в краткосрочной перспективе, оказалось достаточным, что затруднило проведение конкурсов для возведения новых энергетических предприятий.

В 2016 году не было заключено ни одного контракта, касающегося ветроэнергетики. Конкурсы в Бразилии проводятся Национальным агентством по электроэнергетике, которое координирует и контролирует весь процесс, относящейся к новым и существующим проектам.

Фактически, учитывая современные технологии для производства ветроэлектрической энергии, главным образом, использование ветровых турбин высотой 100 м, бразильский ветровой потенциал должен быть намного выше, чем оценивалось в 2001 году.

Сейчас бразильский ветровой потенциал достигает 880 ГВт, из которых 522 ГВт технически осуществимы, учитывая, что максимальное значение мощности, которое может быть извлечено из ветра, соответствует примерно 60% от общей доступной мощности.

Оценки указывают только на северо-восточный регион с береговым потенциалом 309 ГВт. Потенциал бразильского морского ветра также огромен и оценивается в 1,3 ТВТ. Для скоростей ветра на высотах 100 и 200 м, южные и северо-восточные прибрежные районы океана относятся к зонам с сильными ветрами и хорошо подходят для установки ветроэлектрических установок.

Сегодня Бразилия обладает диверсифицированной энергетической матрицей, а ветроэнергетика огромными инвестициями. В 2017 году внутреннее энергоснабжение Бразилии (IES) составило 293,5 млн toe (тонн нефтяного эквивалента), при этом 43,2% относится к возобновляемым источникам - против 10,0% в странах ОЭСР (Организация экономического сотрудничества и развития), в основном развитых, и среднего по миру - 13,8% этого же года. IES увеличился на 1,8% по сравнению с 2016 годом, причем основное потребление энергии приходится на промышленность (сталелитейная и сахарная промышленность, сельскохозяйственное производство) и транспорт. Доля возобновляемых источников энергии показала самое высокое увеличение IES (9,3%), за счет значительного увеличением ветроэлектрической выработки и производства биодизеля.

Что касается внутренней выработки именно электричества, в 2017 году Бразилия произвела 624,3 ТВт-ч, из которых 80,4% - из возобновляемых источников, против 24,9% от среднемирового показателя и 26,1% блока ОЭСР. Особое внимание уделяется увеличению доли ветра в этом процессе на 26,5% по сравнению с 2016 годом. В течение 2017 года в стране было выработано 42,373 ТВт-ч электричества от энергии ветра (6,8% всей выработки электричества), чего достаточно для снабжения 22 миллионов домов в месяц (примерно 67 миллионов жителей) - намного больше, чем население всего северо-восточного региона.

Каждый установленный МВт ветровой энергии соответствует созданию 15 рабочих мест и сокращению выбросов СО₂ на 23 млн тонн в год. Несмотря на это, в настоящее время гидроэлектростанции по-прежнему являются основным источником выработки электроэнергии в Бразилии (60%), за ними следует ископаемое топливо (16%). Однако ожидается, что энергия ветра станет второй основной составляющей электрической матрицы по итогам 2019 года.

Несмотря на большой потенциал для исследования энергии ветра, будь то для крупных комплексов или для инициатив распределенной генерации, существуют ограничения для расширения ее участия в бразильском электроэнергетическом балансе. Из-за неустойчивой природы ветров, которая неконтролируема и изменяется в зависимости от климатических условий, существует вероятность нарушения параметров качества сети (напряжения, частоты), а также самого управления потоком энергии. Следовательно, существует растущая потребность в автоматизации и самоуправлении электроэнергетического сектора с внедрением искусственного интеллекта.

До октября 2018 года в 12 штатах Бразилии было установлено 568 ветряных электростанций (14,3 ГВт), как показано в Таблице 1 , представляющих собой более 7000 ветряных турбин, что в настоящее время эквивалентно среднему потреблению около 26 миллионов жилых домов или 80 миллионов человек.

Ожидается, что в Бразилии к 2023 году появятся еще 213 новых ветропарков. Федеральное правительство ожидает, что к 2026 году рост составит 125%, когда практически треть энергии страны будет поступать от ветра. Оценки указывают, что к 2026 году ветроэнергетическая цепочка может создать около 200 000 новых прямых и косвенных рабочих мест.

Таблица 1

Установленная мощность ветроэнергетики в Бразилии до октября 2018 года  

Источник: Джулиана де Алмейда Янагуизава Лусена, Клайтон Анджело Азеведо Лусена, Энергия ветра в Бразилии: обзор и перспективы под тройным итогом, Чистая энергия, Том 3, Выпуск 2, июнь 2019 года, страницы 69–84, https://doi.org /10.1093/ce/zkz001