Вітрова енергетика, переваги та недоліки

Електроенергія, що видобувається традиційно (АЕС, ГЕС, ТЕС), стає занадто дорогою і робить деякі країни залежними від імпорту. Також тією чи іншою мірою її видобуток шкодить довкіллю. Отже, споживачі України, насамперед підприємства, схиляються до альтернативних джерел. Наразі безпосередньо на практиці вивчається, як ефективно використовувати вітрові електростанції, переваги і недоліки яких розглянемо далі.

Що відомо про енергетику у світі. Сучасні тенденції

Вітрова енергетика не є інноваційною технологією. Ще наприкінці XIX сторіччя було побудовані вітроелектростанції сучасного типу. Вітрова енергетика має переваги й недоліки, але, попри все, дедалі стає актуальнішою.

Про це свідчать дані кліматичного саміту COP26, який пройшов у шотландському місті Глазго. Його учасники погодили поступову відмову від традиційних джерел енергетики на користь відновлювальної. З одного боку, метою таких заходів є декарбонізація повітря, адже це є чи не єдиним засобом, аби запобігти кліматичним змінам. З іншого, скорочення імпортованого викопного палива і розвиток відновлювальних джерел, зокрема, вітрової енергетики, покращують:

• стан національної безпеки;
• стійкість об’єктів критичної інфраструктури;
• економічні показники (за рахунок розвитку відповідних підприємств і створення нових робочих місць).

Ще у 2019 р. міжнародна агенція з відновлювальної енергії IRENA підготувала звіт. У ньому прописані сценарії, за якими має розвиватися глобальна енергетика до 2050 р. Зазначено зростання впливу на її баланс саме вітрових електростанцій. Учені дійшли висновку, що берегова та офшорна генерація вітрової енергії, якщо їх правильно використовувати, може забезпечити третину енергетичних потреб окремої країни. Звернемося до статистики. За даними IRENA, у 1997 р. у світі вітроелектростанції виробляли всього 7,5 ГВт; а вже у 2018 р. показник виріс до 564 ГВт. Нинішні обсяги світової генерації складають 730 ГВт. Вітрова енергетика популярна в низці країн ЄС. Серед них:

• Німеччина;
• Іспанія;
• Данія;
• Ірландія.

Переваги енергії вітру оцінили в Азії та Північній Америці.

У ЄС у 2020 році сталася знаменна подія. Уперше виробництво енергії із відновлювальних джерел перевищило її видобуток із викопного палива. Співвідношення є мінімальним, лише 38 % проти 37%, але це мало велике стратегічне значення, адже до екологічного чинника доєднався геополітичний. Російська агресія проти України довела критичну важливість енергетичної незалежності.

Вітрова енергетика в Україні: історичні дані в перспективи

Юрій Кондратюк, який зробив вагомий внесок у розвиток української космонавтики, активно працював і в галузі вітрової енергетики. Зокрема, він розробив проєкт Кримської електростанції. Планувалося її розмістити на горі Ай-Петрі, але у 1938 р. роботи було припинено, й зі зрозумілих причин до них уже не поверталися.

«Нове дихання» українська вітрова електроенергетика отримала лише у 1996 році. Тоді з’явився проєкт Новоазовської ВЕС. Її потужність складала 50 Вт, вона розташована в Донецькій області, село Безіменне. Вона запрацювала лише у 2011 р. Перша робоча ВЕС, яка виробляла вітрову енергетику в Україні, побудована в Трускавці. Її введено в експлуатацію у 1997 р.

У 2009 році почалося впровадження «Зелених тарифів». Вони передбачали грошові винагороди тим споживачам, які генерують енергію з відновлювальних джерел шляхом реалізації її надлишків. Поряд із сонячною вітрова енергетика відігравала в цьому надвелику роль. Наприкінці 2012 року їхня загальна потужність становила 263 МВт. Ще 7 років знадобилося для того, щоби країна увійшла до світового гігаватного клубу, тобто сукупна потужність станцій сягнула 1000 МВт.

Найбільші ВЕС в Україні – сучасні виклики

В Україні швидко розвивався комплекс відновлювальних джерел енергії, зокрема, і вітрова енергетика. Але воєнні дії заподіяли непоправної шкоди сектору. Річ у тім, що 2/3 великих електростанцій знаходяться на окупованій території. Серед них:

1. Ботіївська ВЕС. Розташована вона в селі Приморський посад, в окупованому Мелітопольському районі Запорізької області. У її будівництві провідну роль відігравав ДТЕК. Вона обладнана турбінами Vestas у кількості 64 шт. Загальна її потужність складає 200 МВт., і це є найбільша вітрова електростанція. Її експлуатація дозволила щороку знижувати шкідливі викиди вуглецю в повітря на 730 т.
2. Приморська ВЕС. Знаходиться в селі Борисівка Запорізької області. Її будівництво теж пов’язане із ДТЕК, але його здійснювала дочірня компанія холдингу, її назва – Winde Power. Потужність Приморської ВЕС складає 200 МВт. Облаштована 52 вітровими турбінами. кожна має потужність 3,8 МВт. Висота вежі станції складає 110 м, своєю чергою, діаметр ротора дорівнює 137 м.
3. Мирненська ВЕС. Виробнича потужність об’єкта складає 163 МВт. Станція генерує близько 574 млн кВт електроенергії, щороку це значно скорочує викиди вуглецю приблизно на 455 тони. Знаходиться вона на території Мирненської громади Херсонської області, безпосередньо займає площу 55 га.
4. Орлівська ВЕС. Загальна потужність – 126 МВт. Складається із 26 вітротурбін Vestas V126. Діаметр роторного гвинта складає 126 м, а висота вежі дорівнює 112 м.
5. Новотроїцька ВЕС. Має в конструкції 12 вітрових турбін V 126 на 3,65 МВт і 8 турбін – моделі V 136, що мають потужність 3,6 МВт. Кожна вежа має висоту 117 м. Розмах лопатей дорівнює 126 і 136 м, залежно від моделі турбіни.
6. Овер’янівська ВЕС. Знаходиться в Генічеському районі Херсонщини. Потужність станції дорівнює 68,4 МВт. Це сприяє скороченню шкідливих викидів вуглекислого газу на 210 тис. тони.
7. Новоазовська ВЕС. Про неї ми вже згадували в історичному контексті. Її наразі складають 23 вітротурбін від компанії Fuhrlaender AG, кожна має потужність 2,5 МВт.

Продовжують працювати вітрові електростанції Старий Самбір 1 (13,2 МВт) і Старий Самбір 2 (20,87 МВт), але вони розташовані у Львівській області.

У перспективі було введення в експлуатацію Тилигульскої ВЕС. Вона мала стати найпотужнішою станцією, адже передбачалася генерація в розмірі 500 МВт. Також у перспективі було введення в експлуатацію і Чаплінської ВЕС із проєктною потужністю понад 240 МВт. Але через російську агресію втілення таких проєктів можливо лише після деокупації Півдня України.

Великий потенціал у ВЕС в Україні

За оцінкою міжнародної агенції IRENA, серед країн Південно-Східної Європи Україна має найбільші технічні можливості для розвитку відновлювальних джерел енергії, зокрема, саме вітрової енергетики. Потенціал лише однієї Херсонської області оцінюється в 3 ГВт. Саме там до війни працювали вітрові електростанції загальною потужністю 583 МВт, і ще 783 МВт планувалося приєднати. Але це про сушу. Варто також зазначити, що і в Азовському, й у Чорному морях є найкращі метеорологічні умови для того, щоби розвивати вітрову енергетику. Своєю чергою їхня невелика глибина є перевагою, яка дає змогу для монтажу обладнання.

Навіть спеціалісти світового банку визнали, що потенціал вітрової енергетики чорноморського регіону складають 435 ГВт. Загальний показник у 4,5 раза перевищує показники всіх ВЕС, які працювали в Україні до війни. Для будівництва вітрових електростанцій також залучатимуться порти, які не використовуються за прямим призначенням. Перевага цих об’єктів у тому, що їх не треба реконструювати перед тим, як почати будівництво.

Шкода довкіллю – чи є під час використання природних ресурсів

Деякі спеціалісти передбачають у розвитку вітрової енергетики певні екологічні ризики. Вони полягають у таких аспектах, як:

• пошкодження рослинного покрову під час будівництва, що негативно впливає на біологічне різноманіття;
• загибель птахів та кажанів під час міграції;
• порушення гідрологічного режиму.

З іншого боку, знаючи не лише про переваги вітрової енергетики, але і про її недоліки, останні цілком реально мінімізувати.

ВЕС на вашому подвір’ї. Чи це реально і чи є в них сенс

Здебільшого вітрові електростанції мають великі масштаби, щоби забезпечувати електрикою підприємства або навіть населенні пункти. Але, розглядаючи в комплексі вітрову енергетику, її переваги та недоліки, до останніх можна віднести географічний аспект. Доволі складно розмістити потужності, які генерують вітрову енергетику з поправкою на метеорологічні умови.

Проте ВЕС малої генерації в Україні існують і активно використовуються, наприклад, для невеликих господарств. Залежно від масштабу останнього, вона може або повністю компенсувати потреби в електриці, або частково. Переваги домашньої вітрової енергетики в тому, що станція експлуатується триваліший час у порівнянні із сонячними панелями, з іншого боку, їхня інженерна конструкція є складнішою.