Май, 2024
Постоянные магниты на основе редкоземельных металлов теперь массово производятся в РФ
Изготовление башен ветрогенераторов на предприятии ВетроСтройДеталь в Волгодонске.
Тема возобновляемой энергетики сохраняет актуальность не только в западных странах, но и в России, говорят эксперты. Доля низкоуглеродной электрогенерации у нас около 40%. И с учетом активного внедрения ветрогенерации и мирного атома она будет только расти.
Мы понимаем, что энергопереход по всему миру ускоряется, и мы сейчас уже видим, какими темпами энергетика развивается в других странах. Россия здесь не исключение. За последние годы объем мощностей и ветра, и солнца, и малых гидроэлектростанций вырос в России примерно в 10 раз.
Действует программа поддержки, и до 2035 года мы планируем, что текущая мощность увеличится еще примерно в 2,5 раза, а к 2050 году, согласно стратегии низкоуглеродного развития, у нас ожидается относительно текущих показателей 10-кратный прирост. Поэтому актуальность низкогоуглеродной повестки остается, и в ней заинтересованы как промышленные потребители, так и инвесторы, и, безусловно, органы власти.
– отметил директор Ассоциации развития возобновляемой энергетики (АРВЭ) Алексей Жихарев во время посещения завода Росатома по производству ключевых компонентов ветроэнергетических установок в Волгодонске.
Суммарно госкорпорация ввела в эксплуатацию уже 1 ГВт ветроэнергетических мощностей. Условно этого объема хватило бы для обеспечения нужд города с населением 2 млн человек и различными промышленными производствами. Цель до 2027 года – 1,7 ГВт.
На 1 ГВт удалось выйти 1 октября 2023 года, когда Труновская ветроэлектростанция (ВЭС) начала поставлять электроэнергию в единую сеть России. На первом этапе там задействовано 24 ветроэнергетические установки (ВЭУ) по 2,5 МВт со степенью локализации 68%. Общая мощность – 60 МВт, условно этого достаточно приблизительно для 40 тыс. домохозяйств.
Однако в итоге установленная мощность Труновской ВЭС составит 95 МВт, этот объем дадут 38 ВЭУ. Плановая среднегодовая выработка энергии – 225 млн кВт-ч.
Это 9-й ветропарк Росатома на юге России и 7-й в Ставропольском крае, который считается одним из самых энергопрофицитных в стране.
У нас туристический регион. Экологически чистая энергия больше приветствуется, и соотношение, которое у нас уже есть, это 20% зеленой энергии на 80% традиционной позволяет обеспечить краю избыточные объемы электрической энергии и также беспроблемно передавать часть в соседние регионы – Краснодарский край, Крым и республики Северо-Кавказского федерального округа.
– подчеркнул заместитель министра энергетики, промышленности и связи Ставропольского края Василий Глушаков.
Другие действующие ветроэнергетические проекты Росатома в Ставропольском крае:
Ветроэлектростанции на Ставрополье
Кочубеевская ВЭС
На сегодняшний день это самая крупная ветроэлектростанция в России, ее установленная мощность 210 МВт. 84 ветрогенератора, по 2,5 МВт каждый, расположились на площади 75 га. Их плановая среднегодовая выработка энергии – 597 млн кВт-ч, поставки в единую сеть страны стартовали 1 января 2021 года. Степень локализации оборудования объекта – 65%.
Кармалиновская ВЭС
Установленная мощность – 60 МВт (24 ветрогенератора по 2,5 МВт). Плановая среднегодовая выработка энергии – 147 млн кВт-ч, поставки в единую сеть стартовали 1 апреля 2021 года. Степень локализации оборудования – 68%.
Бондаревская ВЭС
Установленная мощность – 120 МВт (48 ветрогенераторов по 2,5 МВт). Плановая среднегодовая выработка энергии – 354 млн кВт-ч, поставки в единую сеть стартовали 1 сентября 2021 года. Степень локализации оборудования – 68%.
Медвеженская ВЭС
Установленная мощность – 60 МВт (24 ветрогенератора по 2,5 МВт). Плановая среднегодовая выработка энергии – 171 млн кВт-ч, поставки в единую сеть стартовали 1 декабря 2021 года. Степень локализации оборудования – 68%.
Берестовская ВЭС
Установленная мощность – 60 МВт (24 ветрогенератора по 2,5 МВт). Плановая среднегодовая выработка энергии – 175,5 млн кВт-ч, поставки в единую сеть стартовали 1 января 2023 года. Степень локализации оборудования – 68%.
Кузьминская ВЭС
Установленная мощность – 160 МВт (64 ветрогенератора по 2,5 МВт каждый). Плановая среднегодовая выработка энергии – 378 млн кВт-ч, поставки в единую сеть стартовали 1 июня 2023 года. Степень локализации оборудования – 68%.
Только в прошлом году использование ветроэнергетики в крае позволило предотвратить выброс миллиона тонн углекислого газа, который мог попасть в атмосферу в случае применения обычных технологий. И это особенно важно, с учетом того что там расположен особо охраняемый эколого-курортный регион Кавказские Минеральные Воды.
Пока что планов по выводу традиционных мощностей из эксплуатации нет, заявил Василий Глушаков, но это хороший задел на будущее: На данный момент таких планов нет, но мы все понимаем, что у нас на Ставропольской ГРЭС уже неоднократно работа всех блоков продлялась, на Невинномысской ГРЭС есть два новых блока, но все остальные точно так же с продленными сроками. Поэтому рано или поздно такой момент наступит.
Возобновляемая энергетика в России: перспективы развития
География ветряных ресурсов
Ветряные ресурсы России в наибольшей степени сконцентрированы в междуречье Волги и Дона. Таким образом, еще одно удачное место для установки ветряной энергетики – Ростовская область. Более того, регион лидирует в инвестиционном рейтинге в сфере возобновляемой энергетики. Директор Ассоциации развития возобновляемой энергетики, Алексей Жихарев, отметил, что объем мощностей в Ростовской области превышает 600 МВт, что составляет примерно 10% общей установленной мощности возобновляемых источников энергии в России.
Проекты Росатома
В Ростовской области находится Марченковская ветростанция с установленной мощностью 120 МВт. Степень локализации оборудования на станции составляет 68%. Однако, самой первой среди проектов госкорпорации Росатом, поставляющих электроэнергию в единую сеть, стала Адыгейская ветростанция с общей мощностью 150 МВт. Плановая выработка электроэнергии на этой станции достигает 354 млн кВт-ч в год.
Будущие проекты
В настоящее время действует строительство второго этапа Труновской ветростанции, где планируется установить дополнительные 35 МВт общей мощности. Также ведутся работы по созданию Новолакской ветростанции в Дагестане, мощность которой составит 300 МВт, что превысит текущий рекорд и составит новый шаг в развитии ветроэнергетики.
Развитие отрасли
Волгодонск стал местом появления первого в стране завода по производству компонентов для ветрогенераторов мультимегаваттного класса. Технологическая компоновка завода включает пять основных участков:
- Статор генератора;
- Ротор и главный подшипник генератора;
- Генератор;
- Ступица.
В год завод способен выпускать до 120 комплектов компонентов, достаточно для ввода 300 МВт ветроэнергии. Инвестиции в этот проект превысили 1 млрд рублей.
Заключение
Этапы строительства и развитие ветроэнергетики в России свидетельствуют о перспективах этой отрасли. Российская ветроэнергетика не только обеспечит страну чистой энергией, но также стимулирует развитие отечественной промышленности и привлекает инвестиции в регионы.
Гондола
Гондола служит для крепления генератора и ветроколеса на башню, а также для размещения ряда основных компонентов управления генераторного модуля. Среди этих компонентов – гидравлическая система, система торможения, двигатели, датчики поворота гондолы и другие. Общее количество компонентов составляет 9321, а их вес – 16 тонн.
Генератор
Самым сложным техническим узлом ветроэнергетической установки является генератор. В России наладили производство постоянных редкоземельных магнитов системы неодим-железо-бор для его производства. Технология прямого привода использует безредукторную технологию с использованием редкоземельных магнитов, что обеспечивает ряд технико-экономических преимуществ. Производство этих магнитов в России осуществляется компанией Русатом МеталлТех – дивизионом госкорпорации Росатом. Прогнозируется, что к 2027 году производство этих магнитов выйдет на промышленные масштабы, достигнув около 1 тыс. тонн, с дальнейшим увеличением до 3 тыс. тонн к 2030 году.
Преимущества технологии прямого привода
- Простая и эффективная цепь передачи с низкими механическими потерями.
- Высокая эффективность выработки электроэнергии, особенно при низкой скорости ветра.
- Упрощенная структура трансмиссии и повышенная надежность.
- Низкие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.
Лопасти ветрогенераторов
Коэффициент полезного действия ветрогенератора зависит от аэродинамических характеристик лопастей. Их длина превышает 49 метров, и они должны быть прочными, упругими, но при этом иметь минимальный вес. В России пока нет производства лопастей ветрогенераторов, однако заключено соглашение о создании такого производства в Ульяновской области. Планируется, что это производство начнет работу к концу 2024 года и будет выпускать до 450 лопастей в год, каждая длиной около 50 метров и весом более 7,5 тонн. Для изготовления комплекта для одного ветрогенератора будет использоваться 10 тонн стекловолокна, 1,6 тонны углеродной ткани и 8 тонн эпоксидной смолы.
Между тем модульные стальные башни для ветряков уже производят в России на заводе ВетроСтройДеталь в Волгодонске. В советские времена на этой площадке был комбинат железобетонных конструкций, но затем она пришла в запустение. Весной 2018 года компания решила выкупить площадку и за 12 месяцев провела комплексную реконструкцию, включая капитальный ремонт производственного корпуса, инженерных сетей и коммуникаций. Там установили линию плазменной резки и сверловки стальных листов толщиной до 150 мм, роботизированную линию газопламенного цинкования, автоматизированную линию трехкомпонентного покрытия и уникальный для России пресс пошаговой формовки усилием 3000 т, шириной матрицы 14 м с автоматизированной подачей листа. Такой пресс позволяет сгибать стальные листы толщиной до 25 мм. Чтобы привести в порядок цех площадью 20 тыс. кв. м, понадобилось около 1,5 млрд руб.
Производство модульных стальных башен MST (высота 96 м, вес 217 т) для ВЭУ мощностью от 2,5 МВт стартовало в ноябре 2019 года. Изготавливаются они с использованием листового проката из конструкционной стали марки S355J2. Листовой прокат поступает от отечественных комбинатов: компании «Северсталь» (преимущественно), Магнитогорского металлургического комбината, Руставского металлургического завода. Изначальная мощность предприятия – 10 башен в месяц, но в результате повышения эффективности процессов удалось выйти на 16 башен в месяц. За неполные пять лет заказчику отгрузили более 500 башен. По словам директора Волгодонского филиала ООО «ВетроСтройДеталь» Сергея Ушакова, сегодня руководство компании изучает возможность выхода на зарубежные рынки, в том числе азиатских стран.
Локализация и международные планы
В настоящий момент в цепочку поставщиков для ветропарков Росатома входит более 70 российских предприятий. «Мы проделали очень большую работу и практически перестроили цепочки поставок. Нам удалось уйти от поставки компонентов из недружественных стран, нам удалось заместить их поставками из дружественных стран, из Китая. Это перенастройка не только технологических цепочек, но и технологических карт, это перенастройка в том числе частично и оборудования. Она была завершена, то есть в настоящий момент уровень локализации: 68% – это станция, 76% – это генератор. Но при этом мы с вами говорим о требовании локализации по программе ДПМ-1, она составляет как раз 68%», – сообщил Виктор Свистунов.
В последующем уровень локализации генерирующих объектов будет увеличен до 75–80%. Однако, как считает Виктор Свистунов, локализовывать абсолютно все нерационально: «Мы строим свои станции по программе договора о предоставлении мощности. Программа ДПМ – это деньги потребителей, абсолютно нерационально выкидывать деньги потребителей». По его оценке, примерно 10% не требуют локализации.
В то же время Росатом планирует выходить на зарубежные рынки со своими ветроэнергетическими технологиями. В частности, речь идет о проекте в Мьянме. Сейчас госкорпорация постепенно подходит к установке ветроизмерительных комплексов на местной площадке для проведения проектно-изыскательных работ. «Безусловно, наша задача – работать не только в России. В России мы работаем давно, в России мы работаем успешно, но надо выходить и на западные рынки. Поэтому вот эти направления: Вьетнам, Мьянма, Киргизия – мы считаем их достаточно перспективными. Работы ведутся, результат будет, поверьте. Если у нас получилось сделать то, что мы сделали, то, что вы видите, я думаю, мы реализуем и наши зарубежные проекты», – подчеркнул Виктор Свистунов.