Как в России развивается ветроэнергетика
В конце 2023 года российская атомная промышленность делает исторический шаг — «Росатом» запускает первое в стране производство лопастей для ветроэлектростанций. Это знаменательное событие завершает создание полного цикла производства ветряных электростанций в России. С началом работы ульяновского завода локализация в отечественной ветроэнергетике достигнет впечатляющих 85%. Новые лопасти будут не только обеспечивать растущие потребности внутреннего рынка, но и поставляться на экспорт.
Новые лопасти
В Ульяновской области «Росатом» создает уникальное производство — первый российский завод композитных лопастей для ветроэнергетических установок (ВЭУ). Предприятие будет выпускать высокотехнологичные изделия длиной 51 метр и весом более 8,5 тонн по собственным инновационным проектам. Продукция предназначена как для российских ветропарков, так и для зарубежных партнеров.
Производственная площадка разместилась в помещениях, ранее принадлежавших иностранному производителю. После подписания инвестиционного соглашения между «Росатомом» и Ульяновской областью на ПМЭФ в июне 2023 года, здесь началось создание современного высокотехнологичного предприятия.
Инвестиции в проект составили около 2 млрд рублей. Эти средства не только способствуют развитию промышленного потенциала региона и созданию 400 новых рабочих мест, но и обеспечивают технологическую независимость российской ветроэнергетики.
Реализацию проекта осуществляет композитный дивизион «Росатома» — крупнейший в России производитель композитных материалов. В структуру дивизиона входят 16 предприятий, формирующих полную производственную цепочку от нефтепереработки до готовых изделий из угле- и стекловолокна. Подготовительные работы и монтаж оборудования начались летом 2023 года.
К 2025 году завод планирует выйти на максимальную производственную мощность — около 450 лопастей ежегодно. Такой объем полностью компенсирует уход иностранных поставщиков с российского рынка. В производстве будут использоваться отечественные материалы, поставляемые в том числе предприятиями композитного дивизиона госкорпорации.
Уникальность нового предприятия заключается в том, что здесь впервые в России будет организован полный цикл — от разработки до производства лопастей ВЭУ. Каждый проект будет создаваться с учетом индивидуальных требований заказчиков. Вся продукция получит международную сертификацию.
Где строится крупнейший ветропарк
Первые лопасти ульяновского производства будут направлены в Дагестан, где «Росатом» возводит Новолакскую ветроэлектростанцию (ВЭС) — будущий крупнейший ветропарк России. Проект реализуется на территории Кумторкалинского и Новолакского районов. Общая мощность станции составит 300 МВт, она будет включать 120 ветроустановок по 2,5 МВт каждая.
Проект реализуется поэтапно с выходом на полную мощность в 2026 году. Первая очередь из 61 ветроустановки суммарной мощностью 152,5 МВт будет введена в 2025 году. Вторая очередь из 59 установок (147,5 МВт) заработает в 2026 году. Ожидаемая годовая выработка электроэнергии составит 879 млн кВт•ч, что обеспечит электричеством около 240 тысяч домохозяйств.
Проект активно развивается: согласована схема выдачи мощности, подписан договор о технологическом присоединении к электросетям с «Россети Северный Кавказ», получено разрешение на строительство. В ноябре 2023 года состоялась торжественная церемония начала строительства. Сейчас ведется прокладка подъездных дорог и подготовка площадок для монтажа ветроустановок.
Анатомия ветряка
Современная ветроэнергетическая установка российского производства представляет собой впечатляющее инженерное сооружение высотой около 150 метров — это сравнимо с 50-этажным небоскребом. Общий вес конструкции достигает 324 тонн, что эквивалентно массе шести железнодорожных вагонов.
Установка генерирует 2,5 МВт при оптимальной скорости ветра 11,4 метра в секунду. Восьмитонная лопасть длиной 51 метр совершает 14,8 оборотов в минуту. Диапазон рабочих скоростей ветра составляет от 2,5 до 25 м/с.
В основе конструкции — мощный фундамент, обеспечивающий устойчивость при любых ветровых нагрузках. Он состоит из 230-314 железобетонных свай высотой 16 метров каждая. Диаметр фундамента достигает 21-22 метров.
Башня высотой 96 метров служит опорой для всех основных компонентов — ступицы с лопастями, генератора и гондолы. Подъем на вершину с помощью технического лифта занимает семь минут.
Конструкция башни включает около ста изогнутых стальных листов, сформированных в восемь секций разной высоты. Внутри проложены силовые кабели для передачи электроэнергии от генератора к преобразователю.
Гондола служит для крепления генератора и ветроколеса к башне, обеспечивает доступ к оборудованию и содержит системы управления — гидравлику, тормоза, приводы, датчики и другие компоненты.
Сердце установки — синхронный многополюсный генератор постоянного тока мощностью 2,5 МВт. Это сложнейший механизм массой 49,5 тонн, содержащий более 368 тысяч деталей. В его конструкции использовано 300 тысяч пластин электротехнической стали, медные обмотки и постоянные магниты. Вес магнитной системы — 3,3 тонны, медных проводников — 3,9 тонны.
Ротор состоит из 20-тонной чугунной ступицы и трех лопастей. Внутри ступицы размещен механизм регулировки угла атаки лопастей для оптимизации работы при разных ветровых условиях.
Лопасти — настоящий шедевр инженерного искусства. При массе 8,5 тонн и длине 51 метр их концы развивают скорость до 225 км/ч при номинальном ветре. Их аэродинамические характеристики определяют эффективность всей установки. Лопасти должны сочетать прочность и легкость, противостоять сильным ветрам и минимально нагружать конструкцию.
Собранный ротор имеет диаметр 105 метров и охватывает площадь 8,7 тыс. кв. м — больше футбольного поля. Установка оснащена современными системами управления и контроля, включая преобразователи тока и панель мониторинга параметров в реальном времени.
Локализация ветра
Запуск производства лопастей завершает процесс локализации ветроэнергетики в России. По данным Российской ассоциации ветроиндустрии, более 40 отечественных предприятий уже производят все ключевые компоненты ветроустановок, кроме лопастей.
Текущий уровень локализации составляет 68%, а с запуском ульяновского завода достигнет 80-85%. «Росатом» планирует дальнейшее углубление локализации в рамках второго этапа программы поддержки ВИЭ на 2025-2035 годы.
Госкорпорация успешно сформировала все необходимые компетенции для технологической независимости отрасли. АО «Росатом Возобновляемая энергия» выступает ключевым заказчиком для российских поставщиков, стимулируя развитие новой наукоемкой отрасли с высоким экспортным потенциалом.
В производственную кооперацию вовлечено около 70 российских компаний, создано более 2000 рабочих мест. Освоено производство башен, гондол, элементов генераторов и других компонентов. Например, на «Атоммаше» в Волгодонске налажен выпуск ступиц, гондол и генераторов мощностью 2,5 МВт.
На производственной площади 30 тыс. кв. м работает более 320 сотрудников, выпускающих до 120 комплектов оборудования в год. Предприятие включает пять основных участков и достигло проектной мощности еще в 2020 году.
Как выглядит производственная цепочка
«Росатом» создал эффективную сеть поставщиков и способствовал развитию инновационных компетенций в российской промышленности. «Росатом МеталлТех» освоил уникальную технологию производства редкоземельных магнитов для генераторов ВЭУ.
К 2028 году планируется запуск крупного производства редкоземельных магнитов мощностью 1000 тонн в год, с увеличением до 3000 тонн после 2030 года. Это полностью обеспечит потребности ветроэнергетики и машиностроения.
Развитие ветроэнергетики стимулирует смежные отрасли. Например, устойчивый спрос на магниты способствует развитию отечественной редкоземельной промышленности.
Потенциальная мощность
На сегодняшний день в России работает 26 ветроэлектростанций. Девять из них, расположенных в трех регионах, построены «Росатом Возобновляемая энергия»: семь в Ставропольском крае и по одной в Адыгее и Ростовской области.
Первой в марте 2020 года заработала Адыгейская ВЭС мощностью 150 МВт с годовой выработкой 345 млн кВт•ч — 20% потребления региона.
Крупнейшая действующая — Кочубеевская ВЭС (210 МВт) запущена в январе 2021 года. После ввода Труновской ВЭС в марте 2024 года суммарная мощность ветростанций «Росатома» превысит 1 ГВт — более 40% всех ветромощностей России. К 2027 году планируется увеличение до 1,7 ГВт.
Сейчас все российские ВЭС производят около 0,5% электроэнергии страны. При этом экономический потенциал ветроэнергетики оценивается в 260 млрд кВт•ч в год — четверть текущей генерации. Технический потенциал еще выше — тысячи миллиардов киловатт-часов ежегодно.
Экологические преимущества
С 2020 года ветростанции «Росатома» выработали более 7,5 млрд кВт•ч электроэнергии, предотвратив выброс 2,88 млн тонн парниковых газов — эквивалент годовых выбросов 614 тысяч автомобилей.
При выборе площадок для ветропарков учитываются экологические факторы: расстояние от жилых зон, пути миграции птиц, ареалы обитания животных. Установки оснащаются системами защиты фауны.
Для Новолакской ВЭС проведены научные исследования влияния на орнитофауну, подтвердившие безопасность проекта для птиц и летучих мышей.
Ветроустановки занимают всего 1% территории парков. После строительства проводится рекультивация земель, которые возвращаются в сельскохозяйственный оборот для выращивания культур и выпаса скота.
Источник: www.kommersant.ru
