Слов на ветер не бросая
Ветер дует всегда, почему бы это не использовать? Ветряные электростанции — мечта об экологичной, недорогой и безопасной электроэнергии.
За последние 30 лет их количество в мире кратно увеличилось, но «ветряков» в Тюмени пока еще нет. Тем удивительнее было узнать, что крупная компания по строительству ветряных электростанций «Автокран-Тюмень» находится в нашем городе.
Чтобы понять, как тюменская компания от строительства объектов нефтегазового комплекса перешла к ветроэнергетике, надо представлять себе, как вообще эта индустрия зародилась в России. Сама идея, конечно, не новая, все мы имеем представление о ветряных мельницах, которые появились на Ближнем Востоке еще в VII веке. В России ветряные электростанции начали разрабатывать в середине 1920-х годов, а в феврале 1931 года в Курске была запущена первая в России (и СССР) ветряная электростанция, спроектированная и построенная русским изобретателем-самоучкой А.Г. Уфимцевым. Она стала еще и первой в мире ветроэлектростанцией с инерционным аккумулятором.
С течением времени человечество многое переосмыслило, начало беспокоиться об экологии и искать возобновляемые источники энергии. Поняв, как использовать ветер, европейцы принялись строить их ударными скоростями, надеясь таким образом полностью отказаться от угольной и атомной энергетики.
— Был план — к 2020 году 20 процентов энергии сделать зеленой, -объясняет генеральный директор компании «Автокран-Тюмень» Алексей Строгов. — Но неподготовленность и слишком большие амбиции привели к тому, что ветроэнергетика смогла покрыть только часть энергетического дефицита в Eвропе. В России же дефицита энергии нет, в первую очередь благодаря советской программе ГОЭЛРО, когда возможности энергетики много лет постепенно наращивались вместе с экономикой, и в итоге места для подключения есть в любой точке России.
В 2016 году Россия подписала Парижское соглашение, пришедшее на смену Киотскому протоколу, обязывающему индустриально развитые страны сокращать выбросы парниковых газов, чтобы предотвратить разрушение озонового слоя. Так, в общем составе электрогенерации подписавшей соглашение страны часть должна быть из возобновляемых источников. Так появилась государственная программа поддержки индустрии, которой в нашей стране практически не существовало. Три крупные компании, две иностранные и одна российская – компания «Новавинд» (дивизион «Росатома», отвечающий за реализацию стратегии по ветроэнергетике), занялись строительством ветряных электростанций, приведя зарубежных производителей комплектующих (отечественных на тот момент не было, но это вскоре изменилось).
— Наша компания с 2000 года занималась услугами мобильных кранов, перевозками и вышкомонтажными работами, — продолжает Алексей Сергеевич. — С 2011 года занимались строительством на нефтегазовых объектах. Когда в 2016 году «Росатом» проводил тендер, в поисках подрядчика, который займется строительством ветряных установок, мы приняли в нем участие, выиграли, и заключили договор на строительство одного гига-ватта мощностей. Этот объем мы выполнили за четыре года непрерывной работы, построив восемь ВЭС. По одной в Республике Адыгея и Ростовской области, и еще шесть в Ставропольском крае.
У «Автокран-Тюмень» к тому моменту был собственный парк мобильных и гусеничных кранов, а также вспомогательной техники. На объекте могли работать до 14 кранов и 320 рабочих одновременно. Тем не менее сотрудников нужной квалификации тогда в России не было, и компания пригласила партнеров из Румынии, которые обучили персонал.
— Высота ветроэнергетической установки вместе с ротором составляет 150 метров, ранее наши техники работали на высоте 50 метров на месторождениях. Требовалось обучение с дополнительным десятком компетенций. Первоначально сотрудников мы набирали в Тюмени, сейчас вахтовым методом у нас работают люди со всей России. Механизаторы и монтажники по сей день почти все тюменцы, так как исторически наш регион представлен лучшими специалистами в этой области благодаря нефтегазовому комплексу. На тот момент у компании «Новавинд» также были европейские партнеры, которые требовали от нас европейского стандарта в организации охраны труда. С подготовкой нам помогала румынская компания. Позже, во время пандемии, они не смогли ездить к нам, и буквально за полгода мы подготовили своих специалистов. Сейчас компания полностью автономна, мы создали собственный учебный полигон, где успешно обучаем сотрудников.
Сегодня «Автокран-Тюмень» занимается тремя основными видами деятельности: мониторингом ветропотенциала, строительством ветропарков, сервисом и обслуживанием ветроэнергетических установок. Начинается все, как вы уже поняли, с измерения ветра. Заказчик выбирает место под строительство будущей станции и определяет мощность. Например, недавно завершенный проект компании -Кузьминская ВЭС в Ставропольском крае, установленная мощность 160 мегаватт. В составе ВЭС работают 64 ветроэнергетических установки мощностью 2,5 мегаватта каждая. Плановая среднегодовая выработка энергии — 378 миллионов киловатт в час. Чтобы добиться подобных результатов, нужен стабильный ветер, который дует большую часть года.
Eсть географические зоны стабильных ветров, они давно известны. Ветроизмерение как раз нужно, чтобы определить возможную мощность и уровень перепадов скорости ветра. Измерительная аппаратура делает замеры на протяжении года. Eсли площадка подходит, разрабатывается проект расположения ветряков на территории. Одна установка от другой должна быть не ближе, чем в пяти диаметрах ротора. Они располагаются в ветровом потоке, чтобы стабильно ловить ветер, не мешать друг другу и не занимать лишней земли. К слову, зачастую ветропарки располагаются на землях сельхозназначения. Удивительно, но шума от них как от холодильника в квартире, так что вокруг спокойно пасется скот и растет пшеница.
Сам процесс строительства чем-то похож на сборку конструктора. Колоссально огромного конструктора. Пять лет назад большую часть комплектующих поставляли из-за границы, сегодня же 68 процентов производят в России. Статоры генератора, главные подшипники, генераторы, ступицы, гондолы производит завод в Волгодонске Ростовской области. Задача «Автокран-Тюмень» — доставить комплектующие и собрать. Звучит просто, но представьте, что перевозите лопасть длиной 50 метров и весом более 8 тонн.
Установка представляет собой башню с лопастями на верхушке. Сначала делается бетонное основание, потом башню собирают из восьми секций. В первой секции монтируется платформа основания, шкафы, элементы системы управления. На следующем этапе подключатся грузовые краны, которые один на другой наставят сегменты, гондолу, генератор и колесо. Гондола и генератор приходят и монтируются последовательно: гондола — на башню, генератор -на гондолу. Колесо собирается на земле: устанавливается ступица, к ней присоединяют три лопасти.
Полный цикл сборки одной ветроустановки — десять дней. Сама башня весит 217 тонн, генератор -49,5 тонны. Общий вес конструкции — 324 тонны. Скорости работы откровенно поражают, Кузьминскую ВЭС (64 ветроустановки) «Автокран-Тюмень» построил менее чем за год, стройка шла с сентября по май. Работали круглосуточно, в две смены.
Так как же это работает? «Вращающиеся лопасти раскручивает генератор, в обмотке которого вырабатывается электрический ток, — пишут на сайте редакции «Страна Росатом». — Он поступает на силовой трансформатор, где преобразуется в сторону повышения. Так получается электричество нужного напряжения. В каждом ветряке множество датчиков, контроллеров и систем управления. Контроллер башни собирает и по математической модели обрабатывает информацию с датчиков. Данные стекаются в центр оперативно-технологического управления, небольшое строение из металла по соседству с подстанцией».
— Контролем программного комплекса, к слову, уже полностью отечественного, занимается заказчик, наша задача — строительство и сервисное обслуживание — рассказывает Алексей Строгов. — 90 процентов процессов проходят дистанционно, но при серьезной поломке, например, генератора, демонтируется ротор с лопастями, перевозится на завод, где составляется смета ремонта и заказчик принимает решение, делать его или нет.
В том же Ставропольском крае сейчас шесть действующих ВЭС. Что это дает? По словам губернатора края Владимира Владимирова, уже в конце 2023 года доля энергии ветра, солнца и воды в энергобалансе Ставропольского края превысит 12 процентов. Зеленая энергетика позволяет Ставропольскому краю ежегодно уменьшать углеродный след на 900 тысяч тонн парниковых газов за счет отказа от использования традиционных видов топлива. К 2025 году объем выбросов углекислого газа на Ставрополье снизится на 1,3 миллиона тонн в год. Тем не менее энергия, производимая всеми ВЭС в стране, — это только 1 процент от общего числа. И о полном переходе России на зеленую энергию речи не идет.
— Ростовская АЭС в год вырабатывает 4,1 гигаватта энергии. Все ВЭС в стране — 3 гигаватта. Но если посмотреть с другой стороны, то стройка атомной электростанции занимает 15 лет, а ветропарк можно запустить меньше чем за год. Во всем должен быть баланс, и способы выработки энергии должны быть разными. Строительство крупных ветропарков развивает индустрию, как видите, у нас уже есть собственные заводы и квалифицированные кадры, тем самым развивается и малая ветроэнергетика. Чтобы не тянуть сети в труднодоступные районы и дальние деревни, там спокойно можно будет поставить несколько ветряков, потому что индустрия теперь это позволяет. К тому же с годами ВЭС будет становиться все больше и больше, так как с этого года введен углеродный налог, если компания не использует возобновляемую энергию.
А что же в Тюменской области? Алексей Строгов объясняет, что измерения ветра в регионе проводились и строить ветропарк у нас можно. Не помешают даже минусовые температуры, нужные технологии уже существуют. На данном этапе нужна компания, которая готова взять на себя финансирование строительства. Вероятнее всего, первопроходцем в развитии ветроэнергетики в нашем регионе станет кто-то из крупных нефтегазовых компаний.
***
фото: Подъем лопастей на Кочубеевской ВЭС; Основание ветряка на Кузьминской ВЭС.