Электрические сказки Андерсена [ 28 ]

Ирик Имамутдинов, специальный корреспондент журнала «Эксперт»

Датская политическая элита учла уроки нефтяных шоков 1970-х и построила одну из самых эффективных в мире энергетических систем. Теперь Дания не только экспортирует электроэнергию, но и производит треть ее из возобновляемых источников

Рисунок: Константин Батынков

Оказывается, в Дании 25 млн свиней и 5,5 млн человек населения. Свинины, производимой в стране, хватает, чтобы накормить в придачу к датчанам еще 20 млн человек, в том числе в России. У свиноматки короткий период супоросности (беременность длится до 115 дней), поэтому она успевает пороситься дважды в год и приносить приплод в 25–30 голов. Чтобы поросята, заигрываясь, друг друга не перекусали, клыки им стачивают, а хвосты от греха подальше обрезают. Раньше свиней забивали с помощью тока и механического пистолета. Теперь процесс забоя стал намного гуманнее — животные, нагулявшие 110 килограммов живого веса, обречены погибнуть в камере с углекислым газом. Чтобы удостовериться, что ни страха, ни боли перед смертью умерщвляемые таким образом свиньи не испытывают, у них даже замеряли уровень гормонов.

Все эти интересные сведения я почерпнул из рассказа г-на Йоргена Метца, изобретателя и менеджера из компании Samson Bimatech, придумавшей эффективную установку — целый комбинат — для получения пеллет (топливных гранул) и других продуктов из свиного навоза. Рассказ о газовой камере особо прочно врезался в мою память после посещения свинофермы в местечке Хуруп-Тю в северной Ютландии. Здесь без устали трудится эта самая установка с затейливым названием Pig Manergy 225. Сжигая навозные пеллеты, она попутно с теплом вырабатывает воду, аммиак и еще что-то полезное для датских полей — с набором фосфорных, азотных и других соединений, оставшихся от навоза после предыдущих технологических превращений. Для обеспечения должной логистической эффективности этот комбинат размером со строительный вагончик разместили рядом с огромными чанами — хранилищами навоза объемом в сотни кубических метров, с одного из которых, видимо, по случаю нашего приезда, было снято пластиковое покрывало. Именно это обстоятельство все время вызывало в памяти «газовую камеру», из-за чего быстро улетучивалась другая информация, более важная, например за какое время 500 свиней производят экскременты, достаточные для выработки 200 киловатт энергии, — за день или за какой-то другой срок.

А сведения о киловаттах для нас были важнее знаний о периоде супоросности, ведь мы приехали в Данию не для того, чтобы набираться опыта у здешних свиноводов. В Датское королевство нас пригласила IFC (Международная финансовая корпорация), член группы Всемирного банка. Корпорация проводит в России кампанию по стимулированию инвестиций в энергосбережение, открывая нашим банкам и лизинговым компаниям кредитные линии для последующего финансирования проектов, связанных с повышением энергоэффективности производства, прежде всего среднего бизнеса. Датчане же — мировые лидеры не только в выращивании свиней, но и в энергоэффективном обустройстве всего и вся в своей жизни.

ГОЭЛРО по-датски

На самом деле пример с утилизацией свиного навоза — это просто еще одно свидетельство того, насколько дотошен подход датчан к энергетике и энергосбережению. Складывая в энергетическую кубышку киловатт за киловаттом, это небольшое скандинавское королевство имеет одну из самых эффективных энергетик в мире, удачно сочетающую в себе классические тепловые технологии с новейшими способами выработки тепла и электричества за счет использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ): ветра, солнца, биотоплива, геотермальных источников. По данным Евростата и Всемирного энергетического агентства (IEA), сейчас в Европе всего две страны западнее России — Норвегия и Дания — не только полностью обеспечивают свои потребности в энергоресурсах, но и являются их нетто-экспортерами (то есть экспортируют больше, чем ввозят). Касается это не только поставок нефти и газа, которые эти страны добывают на своем шельфе, но и экспорта электричества. Изменения экспортной конъюнктуры показывают, кстати, насколько гибка и скоординированна работа современной электроэнергетики Дании. В 2007 году в Скандинавии сложились хорошие погодные условия для работы гидроэлектростанций, и с норвежских, финских и шведских ГЭС на Nord Pool, самый большой оптовый рынок в Европе, потекло дешевое электричество. Из-за этого, хотя Дания и продолжала экспортировать электроэнергию, в стране произошло довольно значительное (на 14,2%) падение ее производства. Спад затронул прежде всего электростанции, работающие на угле и газе, доля которых в электрической корзине упала на 19 и 26,6% соответственно. Сработали не только рыночные механизмы (цены на углеводородное сырье в этот период были максимальными за несколько десятилетий), деятельность энергетических компаний была скорректирована датским министерством климата и энергетики в пользу возобновляемых источников энергии. На общем упадочном фоне абсолютная доля электроэнергии, полученной за счет ВИЭ, выросла на 11,2% (в основном за счет новых ветряных станций). В целом же на долю возобновляемых источников в Дании в 2007 году пришлось 18% совокупного потребления энергии и около 28% выработки электричества, почти две трети этой доли — вклад ветряной энергетики.

«Если исключить гидроэнергетику, — рассказывает владелец компании Scandinavian Energy Group Aps Ларс Тофт Хансен на устроенной для нас экскурсии по электростанции города Тистеда, работающей на бытовом мусоре, — то таких относительных показателей использования возобновляемых источников нет ни в одной другой стране мира». Достичь всего этого, говорит Хансен, удалось благодаря жесткому курсу правительства на повышение энергоэффективности экономики страны с увеличением доли возобновляемой энергетики, проводимому уже тридцать с лишним лет, а также пропаганде этого курса, способствовавшей его одобрению национальным бизнесом и обществом. «В результате целенаправленных и контролируемых правительством и парламентом действий, — докладывает Ларс Тофт Хансен, как на партсобрании, — Дания и получила современную энергетику — высокоэффективную, надежную, диверсифицированную по топливной составляющей и гибкую в управлении».

Системно эту линию Дания начала проводить с 1970−х годов, поводом для ее разработки послужила череда нефтяных кризисов. Все предыдущее десятилетие экономика страны бурно развивалась. Производство одной лишь электроэнергии с 1960−го по 1969 год, едва поспевая за стремительным подъемом экономики страны, выросло более чем втрое — с 5,2 до 16,6 млрд кВт∙ч, в результате страна заняла тогда одно из первых мест в мире по душевому энергопотреблению. Причем почти все электричество в Дании производилось из ископаемых топлив — нефти и угля в соотношении 4:1. Когда осенью 1973 года арабские страны затеяли очередную войну с Израилем, энергетика Дании более чем на девять десятых зависела от импорта нефти. 17 октября 1973 года ОПЕК, в которой преобладали арабские страны, основные нефтеэкспортеры, выступая против произраильской политики США, ввела эмбарго на поставки нефти в эту страну и заодно на 70% увеличила отпускные цены для западноевропейских союзников Соединенных Штатов. Тогда всего за одну ночь баррель нефти поднялся в цене с 3 до 5 долларов, а еще через три месяца стоил уже более 11 долларов. Это стало тяжелым ударом для западных европейцев, более половины из которых к этому времени уже привыкли разъезжать по своим делам на личном автомобиле.

В Дании в это время разрабатывается первая национальная энергетическая программа (DE76), основой которой стала система планирования энергоснабжения. В 1976 году она получает официальный статус после введения в действие пакета законов, направленных на повышение энергобезопасности страны — сокращение зависимости энергетики Дании от импортируемой нефти, диверсификацию энергетического баланса страны, регулирование поставок электрической и тепловой энергии. Электроэнергетика переориентируется на уголь, и всего в течение нескольких последующих лет его доля в производстве электроэнергии увеличивается с 20 до 90%. Только небольшая часть угля своя, остальной ввозится, но экспортеров угля много и по сравнению с нефтью он дешев. Используется все больше возобновляемых источников энергии. В 1970−е начинается активная разработка технологий ветроэнергетики. Возобновившиеся в начале десятилетия исследования по ветроэнергетике, основанные на довоенных наработках датского Эдисона, пионера ветроэнергетики инженера-изобретателя Поля Ла Кура, уже в 1976 году привели к пуску первой промышленной ветряной турбины. В 1980−м таких турбин в Дании уже 68, хотя мощность их все еще невелика — всего 3 МВт. На шельфе Северного моря начались сначала поисковые работы, а затем и добыча нефти и газа. В результате к 1985 году собственная нефть покрывает уже четверть потребностей. В это же время строятся первые газовые электростанции.

Дополнительным катализатором датских энергетических реформ стал второй нефтяной кризис, разразившийся в 1978 году и к началу 80−х годов приведший к взлету цен на нефть до 40 долларов за баррель. В 1981 году началась реализация следующего энергетического плана (она продлилась примерно до 1990 года), основной целью которого стало кардинальное сокращение экономических затрат на энергоснабжение.

Для повышения эффективности использования топлива правительство предприняло шаги по развитию комбинированных технологий производства тепла и электричества (то есть увеличилась доля ТЭЦ, в том числе децентрализованных) и централизованных систем теплоснабжения. Иными словами, оно делало все то, что и СССР в послевоенные годы. Но в нашей стране плохо развивалось то, что лежало в самой основе идеологии советского ГОЭЛРО 20–30−х годов и затем вовсе выпало из энергетической стратегии в 70–80−е из-за обилия углеводородных ресурсов, а именно ориентация на потребление местных видов топлива с преобладающим вниманием к возобновляемым источникам энергии. Зато упущенное нами стало третьей главной составляющей усилий датского государства в области энергетики в 70−е и последующие годы.

В итоге если в начале 70−х доля совместно выработанного электричества и тепла в Дании составляла менее 10%, то к началу 90−х она выросла до 60, а сейчас уже до 80%. В это время вместе с долей природного газа в энергетике растет и потребление возобновляемых видов топлива: ветра, биогаза (продукт биоразложения), соломы, древесины, мусора, низкопотенциального тепла, начинают разрабатываться первые геотермальные скважины. К 1990 году ветряных турбин было уже более пяти тысяч, их мощность превысила 500 МВт. Доля угля медленно сползает с 90 до 85%. Все эти годы проводится агрессивная пропагандистская кампания: мероприятия по энергосбережению печатаются на листовках и развешиваются на жилых домах. Суть энергетических реформ популярно объясняется в школах, в СМИ, в трудовых коллективах.

К 1990 году, когда датское правительство заявило о новой энергетической стратегии «Энергия-2000», основные пункты предыдущих программ были уже выполнены. И хотя стратегия предполагала 80 законодательных актов и нововведений, по большому счету она была продолжением предыдущих. Но одно из нововведений все-таки серьезным образом отразилось на энергобалансе Дании, а именно введение жесткого налога на выбросы углекислого газа. В результате пострадала угольная энергетика, доля которой с 1994 года в производстве электроэнергии уменьшилась с 82 до 50%. Датским технологам пришлось поработать над эффективностью остающихся в работе угольных электростанций. По словам Ларса Тофта Хансена, именно в Дании появились первые угольные ТЭЦ, работающие на суперсверхкритических параметрах пара, с электрическим КПД 47% и общим (с выработкой тепла) — 92%. В результате принятых мер, стимулирующих повышение энергоэффективности экономики, энергоемкость каждой единицы ВВП в 2007 году снизилась на 40% по сравнению с 1980 годом. За это время общее потребление энергии увеличилось лишь на 7,4%, тогда как датская экономика выросла на 78%.

Управляйте сотнями электростанций

Округ Тистед, расположенный в северой Ютландии невдалеке от побережья Северного моря, — одно из тех мест, на примере которых видно, как росла альтернативная энергетика в Дании. В 2007 году он был отмечен специальной премией Евросоюза как лучший в Европе по развитию и использованию ВИЭ и мерам, принимаемым для уменьшения вредного воздействия на окружающую среду. Показанная нам Ларсом Тофтом Хансеном в самом начале поездки небольшая тепловая электростанция в Тистеде как раз и есть детище реформ. Конечно, для нас, привыкших к масштабным проектам, тистедская станция кажется совсем небольшой: ее электрическая мощность составляет 3 МВт, тепловая — еще 11 МВт. Этого хватает, чтобы отапливать 700 домовладений и обеспечивать электричеством около 500. Построенная в 1977 году ТЭЦ была рассчитана на сжигание угля и мусора, сейчас в котлах жгут в основном бытовой мусор, примерно шесть тонн в час (по теплоемкости это эквивалентно тонне мазута). Еще 10% энергии получают за счет сжигания сельхозотходов. Мусор поступает со всей округи. Домовладельцы платят не только муниципальной компании за вывоз мусора, но и электростанции за его утилизацию: это намного дешевле, чем отправлять его на свалки. В Дании это общая практика, здесь складируется менее 10% бытового и промышленного мусора, остальное идет в повторное использование, переработку и энергетику. По сути, местные жители платят принадлежащей им же станции, ведь подавляющее большинство из них — ее совладельцы, состоящие в членах MMPA, коммунальной (от слова «коммуна», то есть местная организация самоуправления) ассоциации потребителей. Одно домовладение имеет в совете MMPA один голос, а большие — площадью свыше 500 кв. м и многоквартирные дома — от двух до пяти голосов. Таких ассоциаций, владеющих и управляющих относительно небольшими местными (их здесь называют децентрализованными) электростанциям, в Дании сотни, и это тоже результат реформ. Принадлежащие им станции не являются в строгом смысле коммерческими, так как вся заработанная прибыль идет в зачет коммунальных платежей «акционеров» и на сдерживание роста тарифов на электроэнергию. А они растут, так как 224 МВт собственных мощностей покрывают лишь около 80% потребностей округа в электричестве, остальное приходится докупать на крупных тепловых станциях, работающих на газе и угле. Коммунальные платежи высоки, только за централизованное отопление, при том что оно обходится значительно дешевле индивидуального, семье, живущей в стандартном доме площадью 130 кв. м, приходится платить в среднем 6600 крон (около 40 тыс. рублей по текущему курсу) в год. Но с учетом инфляции это все равно в два с половиной раза меньше, чем приходилось платить в 1981 году.

В 1984 году прямо на территории тистедской ТЭЦ была открыта первая в Дании геотермальная скважина, тепло из которой используется в довольно энергоемких процессах подготовки технической воды и очистки уходящих газов, за счет чего снижается потребление тепла и электричества на нужды самой станции. Удивляет эффективность ее работы: после модернизации, проведенной в 1989 году, при электрическом КПД, не превышающем 21%, общий коэффициент использования топлива достигает 95%! Тепловыми насосами забирают энергию даже у уходящих в дымоход газов, опуская их температуру с 45 до 23 С° и прибавляя таким образом к тепловой мощности станции еще один мегаватт.

Нам показали еще одну небольшую котельную в местечке Хуруп, расположенном в часе езды от Тистеда, работающую на биотопливе — соломе. Она построена рядом с бывшей дизельной электростанцией, ее котлы с запасом солярки хранятся, как нам сказали, «на всякий случай» в состоянии боевой готовности вот уже более четверти века. Сейчас в Финляндии и Швеции растет спрос на биотопливо, и, к примеру, за древесные отходы борются между собой энергетики и бумагоделатели, научившиеся пускать опилки в промышленный оборот, из-за чего повышается и их цена. На мой вопрос, не случается ли такого в Дании, директор котельной г-н Торбен Нильсен ответил, что проблема уже затронула юг Ютландии, где биотопливо скупают работающие через границу немецкие энергетики, но в северной Ютландии соломы пока в избытке. Ее привозят местные крестьяне, им за нее платит уже энергетическая компания, так что отбоя от предложения топлива нет. А вот что не переставало удивлять на предприятиях в Дании: на свиноферме, на ТЭЦ Тистеда, в котельной Хурупа и на других станциях, где мы побывали, работает очень мало людей, везде управляется по несколько человек. В офисе котельной кроме самого директора сидят две женщины, очень обрадованные нашим приездом и возможностью нарезать нам бутерброды — главное блюдо датского дневного рациона. В котельной Хурупа солому в специальные полуподвальные боксы выгружают сами фермеры, а все остальное: досушка, прессовка, загрузка топлива в котлы — происходит автоматически. Котельный блок обслуживается только одним дежурным оператором, которому по выходным дням разрешается следить за процессом работы котельной из дома по интернету. Сейчас централизованным отоплением охвачено 80% домовладений района, такие же цифры и в среднем по Дании. Недавно неугомонный совет тистедской коммуны утвердил план, в соответствии с которым в ближайшие пять лет все тепловые станции округа предполагается объединить в одну тепловую сеть. Тогда централизованное отопление будет доступно практически всем, а за счет появления дополнительной возможности манипулировать тепловыми мощностями, а значит, еще больше экономить топливо, тепло станет для потребителей дешевле. Значительную часть инвестиций в этот проект безвозмездно выделит государство, так как, по датским понятиям, он считается инфраструктурным.

Ветроэнергетика как индустрия

Государственное инвестирование в инфраструктурные проекты — один из «пряников», использованных во время реформ с целью самоорганизации коммун в потребительские ассоциации для управления процессом создания объектов местной децентрализованной энергетики и эффективного управления ими. Понятно, что датскому правительству пришлось идти и на такие непопулярные меры, как увеличение энергетических налогов (налог на пользование автомобилем составляет более 100% от его первоначальной стоимости), отбивая ожесточенное давление промышленности и лобби крупных энергетических компаний, которым не нравилась линия на децентрализацию местного производства тепла и электричества. Но все налоговые поступления целенаправленно шли на строительство энергетической инфраструктуры, что в результате вело к росту национальной промышленности. Мало того, следуя директивам парламента или правительства, промышленность за счет ряда преференций начинает активно вовлекаться в научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы для развития технологий, нацеленных на более эффективное и надежное производство энергии. Основными направлениями с 1970−х годов стали биомассы в качестве топлива для когенерации, чистые технологии сжигания угля, энергоэффективное оборудование, в том числе автоматика, высоковольтные кабели и, конечно же, ветроэнергетика.

В результате реформы, затевавшиеся для избавления страны от экспорта энергоносителей и повышения энергоэффективности во всех сегментах жизни страны, обернулись для Дании бурным ростом энергомашиностроения и автоматики. По данным министерства климата и энергетики Дании, экспорт технологий и оборудования для энергетического сектора превысил в 2007 году 60 млрд крон (11 млрд долларов). Этот показатель вырос более чем в три раза за последние десять лет и продолжает расти на 8% в год. По прогнозам министерских оптимистов, к 2020 году экспорт хайтечного энергетического оборудования и автоматики достигнет 200 млрд крон (свыше 35 млрд долларов). За последние двадцать лет на мировом рынке энергетического оборудования появились авторитетные датские производители. Котлы малой и средней мощности и котлы-утилизаторы для парогазовых установок экспортируют Dan Trim, Aalborg Engineering — компании, появившиеся в начале 80−х. Не так давно в России открылось представительство международного концерна Danfoss, специализирующегося на теплоавтоматике и приводной технике для электростанций и энергосберегающих технологий, а также терморегуляторов для отопительных приборов. Компания резко поднялась в 80–90−е годы, поставляя технику прежде всего на внутренний рынок, и сейчас ее оборот превышает 23 млрд крон.

Датские компании поставляют 38% мирового оборудования для ветроэнергетики. Самая крупная из них, компания Vestas, наладив в 1980 году серийный выпуск ветряных турбин, за десятилетие превратилась из небольшого производителя металлических изделий для быта в компанию оборотом 6 млрд евро. Сейчас на счету Vestas Wind Systems, крупнейшей ветроэнергетической компании мира, 38 тыс. турбин общей мощностью 34 тыс. МВт (всего в мире — мощностью 120 тыс. МВт). Одним из условий таких успехов Дании в этой области стало то, что в стране создавались предпосылки для развития ветроэнергетики как индустрии. И главное, выстроена собственная инфраструктура для новой отрасли: объединено в общую сеть более 5300 ветрогенераторов общей мощностью 3200 МВт и выработаны условия для дотирования ветряного электричества и торговли им. Половина ветрогенераторов принадлежит кооперативам, аналогичным тистедскому. Фактически был создан рынок, на примере которого выросли ветроэнергетические отрасли современных мировых лидеров — США, Германии, Испании, Китая и Индии.

НИОКР в области технологий энергетики затронули и датские предприятия, казалось бы, далекие от этой области. Например, фирма Samson Bimatech, упомянутая в начале этой статьи, была создана в результате покупки крупнейшим скандинавским производителем навесной агротехники Samson Agro венчурной компании, занимавшейся получением топлива из различных гидросмесей, того же свиного навоза.