Нафтовий нокаут — солярний порятунок?

Хоча про наближення енергетичної кризи говорять уже понад півстоліття, нині це — не далекий фантом, а сувора реальність найближчих років. Протягом останніх десятиліть усі спроби знайти радикальний спосіб порятунку від цієї мани виявилися мильними бульками. Полопалися одна за одною обіцянки фізиків упокорити термоядерну реакцію, приборкати магніто-гідродинамічний спосіб одержання енергії, приручити холодний синтез. А на це ж були викинуті мільярди доларів!.. Не кажучи вже про інші, менш гучні, рекламні шоу вчених.

Власне, через повну безвихідь енергетики зробили ставку на дідівські, досить примітивні способи одержання енергії. Як-от вітросилові установки (повернення до вітряка), малі гідроелектростанції (рімейк напівзабутих водяних млинів), котли на спеціально вирощеній для цього деревині або соломі (тобто «вперед» — від ядерного реактора до дідівської грубки)...

При цьому відповідальні особи демонструють повну нездатність чесно зізнатися в тому, що всі балачки про екологічну чистоту цієї «нової» енергетики — не більш ніж спроба засунути голову в пісок і не бачити реальної картини світу, в якому зникає нафта, закінчується газ і залишилося не так уже багато вугілля... В цих умовах найдоцільніше поставити одвічне запитання «що робити?» і спробувати відповісти на нього конкретно.

Солярний — означає сонячний

Передусім нам доведеться взяти до відома, гадаю, дивну для багатьох думку — єдиним джерелом згаданих вище енергетичних джерел є Сонце. Саме завдяки йому на Землі з’явилися нафта, вугілля, газ. Завдяки йому нині працюють вітрові та гідроелектростанції. Навіть ліс і солома ростуть саме завдяки сонячному промінню.

Отже, найдалекоглядніше вчинили ті науковці, котрі взялися за розробку солярних установок, що безпосередньо перетворюють сонячне проміння на електроенергію. До останнього часу їхні досягнення, з погляду енергетиків, виглядали маргінально.

Радикальне рішення запропонували фізики, відкривши спосіб прямо перетворювати сонячне проміння на електроенергію з допомогою кристалів із кремнію. З’явилися проекти будівництва сонячних електростанцій у південних районах Землі. Розрахунки свідчать — потрібні порівняно невеликі площі, щоб забезпечити людство електроенергією. І така енергетика справді абсолютно екологічна — вона не нагріває додатково Землю, оскільки використовує сонячне проміння, що все одно падає на нашу планету. Є в неї й інші переваги.

Досі головною перешкодою на шляху широкого впровадження солярних батарей, що перетворюють сонячне проміння на електрику, була ціна. Ці батареї, виготовлені з пластин дуже чистого кремнію, коштували надзвичайно дорого. Розміщенню таких батарей на космічних станціях для стабільного забезпечення їх енергією це не перешкоджало. Але на Землі...

Років десять тому швейцарська фірма привезла в Україну на одну з будівельних виставок цілком автономний котедж, який живився електроенергією від сонячних батарей, розміщених на його даху. Солярна установка цього житла коштувала близько 100 тис. дол. Тоді фірма не змогла розпочати успішного бізнесу на нашому ринку. Однак сьогодні під Києвом уже можна побачити чимало дорогих особняків, у яких електрика виробляється автономно сонячними батареями, встановленими на дахах.

У США — це вже будні. Таких дахів у них у сільській місцевості — мільйони. В Німеччині прийнято спеціальну програму — 100 тисяч дахів із солярними установками. Законом навіть передбачені серйозні пільги у випадку, якщо господар такого житла скидатиме зайву енергію у загальну електричну мережу. Усе це свідчить про те, що солярна енергетика навіть у наших, здавалося б, не особливо багатих на сонячні дні широтах може стати цілком рентабельною при продуманій державній політиці.

Космічна економіка

Одержання електроенергії із сонячного проміння стало рентабельним не відразу. Відбулося це завдяки тому, що за останнє десятиліття ціни на дорогі кремнієві батареї знизилися приблизно утричі-вчетверо. Згідно з оцінками досить авторитетних експертів, очікується, що незабаром ціни на них знизяться ще на порядок, і тоді дахи, які «виробляють» електроенергію, коштуватимуть чи не стільки ж, скільки... шиферні. Ось тоді вони рішуче ввійдуть у наш побут, зроблять життя комфортним навіть у нашому селі, позбавивши його непередбачуваних «приваб» віялових відключень.

В Україні ще п’ятнадцять років тому було розгорнуто виробництво кремнію в надзвичайно широких масштабах: у Волновасі Донецької області, на Запорізькому титаномагнієвому комбінаті (ЗТМК), на світловодському заводі «Чисті метали». Це була майже суто українська монополія — тимчасом, як весь Радянський Союз виробляв 300 тон кремнію, на самому лише Запорізькому ТМК його видавали 200—220 тонн на рік. Кремній, щоправда, був не найвищої якості, але в сучасних умовах його виробництво можна було б довести до дуже хорошого рівня. Власне, це було золоте дно, проте Клондайк не утворився. Понад те, виробництво кремнію взагалі розвалилося.

Електронники гадають: чому держпідприємство, яке мало колосальні ресурси й десятиліттями напрацьовану технологію, не змогло вийти на зовнішній ринок із кремнієм, що нині є найціннішою валютою? Він затребуваний і буде затребуваний ще дуже довго і в необмежених кількостях...

Відповідь банальна: вочевидь, підприємство не змогло саме тому, що воно... державне. Адже київські бізнесмени, розпочавши виробництво кремнієвих пластин кілька років тому буквально з нуля, показали, що його досить швидко можна зробити рентабельним. До речі, вони не особливо мудрували — купили швейцарську установку для різання пластин і почали планомірно нарощувати виробництво, вкладаючи зароблене в нові, далеко не дешеві установки. Внаслідок цього сьогодні у їхньому цеху стоїть набір машин, якому може позаздрити будь-який аналогічний завод у світі. Основна маса кремнієвих пластин іде на виготовлення панелей для сонячних батарей, що продаються на всіх континентах. У тому числі й у Німеччину, США та інші високорозвинені країни.

Українці стрімко ввірвалися на світовий ринок виробництва кремнію для солярних енергетичних установок і дуже швидко зайняли свою нішу. Нині їм належить 8% ринку. Показово, що з невеликої виробничої площі виходить близько 35 тонн кремнію на місяць. Це вдвічі більше, ніж виробляв колись весь гігантський ЗТМК.

Щороку кияни збільшують свою присутність на світовому кремнієвому ринку на 15—20%; понад 90% продукції експортується. Ця українська група дедалі успішніше виграє тендери з участю найвідоміших фірм світу, а її власна програма розвитку, спрямована на співробітництво з іншими країнами, набагато змістовніша за державну в цьому напрямі.

На жаль, поки що на поширення сонячної енергетики на планеті серйозно впливають світові політичні процеси. Але київська фірма вже має свої представництва, укомплектовані місцевими кадрами, не лише в Казахстані, а й у різних країнах Латинської Америки, Азії, Африки. Є контракти з Південно-Африканською Республікою, Єгиптом, Марокко, Кенією та ще цілою низкою країн.

Переваги бізнесу по-українському

На запитання про те, як вдалося у такі стислі терміни потіснити з цього хай-теківського ринку бізнесменів із Заходу, наші бізнесово підковані співвітчизники відповіли, що в українців є істотні переваги. Перша з них — невибагливість і невимогливість у побуті та праці. До того ж вони не здаються, коли доводиться зіштовхуватися із серйозними труднощами. Наприклад, у Африці вони неодноразово почувалися дуже незручно через те, що на них дивилися... як на їжу. Ці переживання допомогли їм вистояти у схожих ситуаціях і в Україні.

Не таке вже й велике задоволення працювати, коли сонце в зеніті, температура повітря в затінку сягає градусів 40 і почуваєшся як у парильні. Плюс інші «радощі» екзотичних регіонів, такі як жовта лихоманка, малярія, холера. Саме контракти в таких екзотичних країнах і вдається без особливих зусиль вигравати у західних конкурентів нашим фірмачам. Так, нині у київської фірми велика програма по Судану: освітлення шкіл, електрозабезпечення лікарень, електрифікація 52 селищ у південній частині країни. Звичайно, це держпрограма дуже бідної держави, в якій рахують кожну копійку і ніхто зайвих грошей не дасть. У Хартумі з п’ятьма мільйонами населення лише на одній вулиці є ліхтарі. На все місто — один світлофор...

Ясна річ, у таких умовах американцям з українцями конкурувати складно. І хоча у США хорошим вважається менеджер, який навіть ескімосові зможе продати холодильника, тут американці спасували — вони не змогли відповісти на просте запитання: як проводити рекламну кампанію, якщо у їхніх потенційних покупців немає навіть телевізорів? Тому в багатьох важкодоступних або важких у плані роботи регіонах західних представників узагалі немає. Перетворювати роботу на екстрим (притому за мізерну оплату) на Заході ніхто не хоче.

Нещодавно кияни виграли в Казахстані оонівський тендер з опріснення води з використанням сонячних систем. Західні фірми там програли. Далися взнаки ті ж самі чинники — якщо західна людина зважується на дискомфорт, вона за це хоче одержати гідну компенсацію. А українці в курних казахських степах почуваються як удома. Попереду зоріє надія — якщо в Казахстані будуватимуть велетенський трубопровід у Китай завдовжки 3 тис. км, будуть потрібні пункти підкачування, контролю, датчики. Можливе ще одне дуже серйозне замовлення.

Цікаві й причини конкурентоспроможності заводу, що виробляє солярне устаткування, за параметром «ціна-якість». Виявляється, що за цим показником ми успішно змагаємося з найкращими західними фірмами. Секрет у чіткій організації роботи на заводі. Графік праці тут дуже суворий — тризмінна робота, без вихідних. Виробництво зупиняється лише на Новий рік на три-чотири години, більше устаткування не простоює ні хвилини. Кількість браку мінімальна.

До того ж у цій галузі українці швидко навчилися виконувати побажання замовника. Якщо на фірму прийде індієць або перуанець, котрий бажає мати 100 літрів питної води на годину, йому виконають усе — від геології ділянки до установки насосів та всього іншого. Буде старанно вивчено метеовідомості за 10—15 років, підраховано можливість похмурої погоди і після цього визначено необхідну площу сонячних панелей.

А якщо все це для киян?

Кореспондент «ДТ» попросив фахівців київського ЗАТ «Квазар», що виготовляє сонячні елементи, підрахувати, які енергетичні можливості Сонця над нашою головою і що потрібно зробити, аби позбутися необхідності підключати будинок у провінції до ненадійної електромережі?

З’ясувалося, що 30 кв. метрів сонячних батарей у зимових умовах буде достатньо, аби навіть у північніших широтах дати на добу необхідне енергозабезпечення сім’ї, що мешкає в цьому будинку. На широті Києва на квадратний метр поверхні при стандартному освітленні за одну годину падає сонячне світло, еквівалентне одному кіловату електроенергії. З нього можна зняти 15—16%, тобто 150—160 ватів на годину. За десятигодинний світловий день реально можемо одержати 1,5 кіловата. Якщо у вас установлена батарея площею 10 квадратних метрів, то знімете 15 кіловатів. При цьому звичайна квартира за добу споживає 3—5 кВт. Щоправда, взимку умови погіршуються: світловий день становить п’ять годин, кут нахилу Сонця менший, можливість непогоди значно більша. Тому в наших широтах для освітлення того ж самого будинку взимку потрібен семиразовий запас потужності.

Продовжимо наші підрахунки. Сьогодні одна панель на сто ватів коштує 400 дол. У день вона може дати 1—1,5 кіловата електроенергії. Приміром, в Острозькій академії у Рівному освітлення працює на сонячних панелях. У кримському Армянську побудували сонячну станцію для вівчарів. З її допомогою подають воду, від неї працюють телевізор, кип’ятильник тощо. Виявилося, що це незрівнянно дешевше, ніж прокласти туди лінію електропередач.

А що робити, якщо панелі, приміром, занесе снігом або пилюкою?

З’ясувалося, що для кожного регіону і для кожного типу метеоумов розроблено свої системи. Але снігу легко позбутися, якщо хоча б на один квадратний сантиметр панелі падає світло. Тоді панель сама розігрівається, сніг навколо тане і стікає. Звичайно, є райони, де дах під час бурану може покритися крижаною кіркою. Але ж і звичайний дах, якщо випало багато снігу, чистять, а всю подальшу підчистку забезпечить саморозігрів. При механічному очищенні панелі не пошкоджуються — вони захищені спеціальним склом.

У Києві виготовляють цілком автономні садові ліхтарі, до яких не потрібно тягнути дроти і боятися пошкодити їх садовим інструментом. Встановити такий ліхтар дуже просто — застромив його в будь-якому місці саду, і він світитиме, щойно почне смеркати. На світанку він сам згасне. Автоматика, датчики освітленості керують усім процесом самі. А за день він знову накопичить стільки електроенергії, що вистачить на всю ніч...

Можна навести чимало дивовижних прикладів застосування солярної енергетики. Але поки що не поспішайте бігти в магазин — почекайте, поки кремнієві пластини подешевшають на порядок, тобто разів у десять. Отоді й можливий електричний рай на Землі...

Тим часом цей бізнес у світі розвивається з величезною швидкістю. Випускають установки для сонячної енергетики у промислових масштабах три сотні фірм у світі. Всі вони добре знають одна одну й уважно стежать за тим, як колеги нарощують потужності. Фірм, котрі складають сонячні системи з готових елементів, ще більше — в самій лише Німеччині їх десятки тисяч.

Протягом 2003 року у світі виготовлено сонячних батарей установленої потужності 340 мегаватів. Із них панелей на 37 мегаватів зроблено на елементах, виготовлених у Києві. Поки що за обсягами це начебто й неконкурентний вид енергетики, але оцініть такий приклад: якщо озеро Чад у Африці покрити сонячними панелями, то отриманої енергії вистачить, щоб задовольнити нинішні потреби людства в електроенергії.