О.С. Попель. Разработка технологий создания высокоэффективных кремниевых фотоэлектрических модулей и сооружения солнечных электростанций

Гость редакции / РЭЭ №3, 2018

Разработка технологий создания высокоэффективных кремниевых фотоэлектрических модулей и сооружения солнечных электростанций

Екатерина Сергеева

Проект «Разработка, промышленное освоение и коммерциализация технологий создания высокоэффективных кремниевых фотоэлектрических модулей и сооружения солнечных электростанций в регионах России» выдвинут на Премию Правительства РФ в области науки и техники 2018 года. Сегодня мы беседуем с одним из авторов работы – Руководителем Научно-исследовательского центра «Физико-технические проблемы энергетики» Объединенного института высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Олегом Сергеевичем Попелем.

Руководитель НИЦ «Физико-технические проблемы энергетики» ОИВТ РАН, д.т.н., профессор

Олег Сергеевич Попель

– Олег Сергеевич, могли бы Вы кратко сформулировать основные результаты проекта?

– Во-первых, хочу подчеркнуть, что проект представлен на премию одним из авторитетнейших в России и за рубежом научным центром, выполняющим широкий спектр актуальных фундаментальных и прикладных исследований в важнейших областях современной физики и технологии, – Физико-техническим институтом им. А.Ф. Иоффе РАН. Руководителем проекта является известный российский ученый академик А.Г. Забродский, а коллектив проекта помимо представителей ФТИ и ОИВТ РАН включает ученых, технологов, организаторов производства из Группы компаний «Хевел», в том числе Научно-технического центра тонкопленочных технологий, ООО «Авелар Солар Технолоджи» и завода Хевел, недавно построенного в г. Новочебоксарске.

Именно благодаря тесному научно-техническому сотрудничеству и кооперации указанных организаций в России удалось разработать и внедрить в созданное в сжатые сроки на заводе Хевел промышленное производство новейшие наукоемкие технологии изготовления фотоэлектрических модулей с рекордными показателями по кпд (22–23%), спроектировать и ввести в эксплуатацию 20 сетевых солнечных электростанций суммарной мощностью 174 МВт и 3 солнечно-дизельные энергоустановки суммарной мощностью 400 кВт в 10 регионах РФ. Благодаря отечественным разработкам Россия вошла в тройку стран-лидеров по производству высокоэффективных солнечных модулей с кпд более 20%.

– Насколько этот проект представляется актуальным и практически значимым для России?

– Известно, что мировая солнечная энергетика с начала XXI века продемонстрировала стремительное улучшение технико-экономических показателей и снижение более чем в 10 раз стоимости генерируемой электрической энергии. Суммарная установленная мощность солнечных энергоустановок в мире в 2017 году достигла почти 500 ГВт, что для сравнения масштабов в полтора раза больше мощности всех атомных электростанций.

Несмотря на долгосрочную обеспеченность России традиционными источниками энергии государство сформулировало цель развития перспективных экологически чистых энергетических технологий для обеспечения технологической конкурентоспособности России и создания отечественного технологического задела и экспортного потенциала в этой области. Реализация проекта осуществлялась в соответствии с 12 решениями Правительства РФ, вышедшими в период с 2009 по 2018 гг. и направленными на стимулирование развития возобновляемой энергетики в России. К 2024 году в стране должно быть введено около 1,7 ГВт «солнечных» мощностей, что, конечно, останется практически незаметным на фоне крупной отечественной энергетики (сегодня около 240 ГВт), но позволит стране закрепиться в мире на высоком научно-технологическом уровне в перспективной области энергетики, экономически эффективно использовать солнечные технологии для энергоснабжения удаленных от централизованных сетей потребителей в районах опережающего развития страны, сократив дорогие поставки дизельного топлива и с большой степенью вероятности уверенно выйти на мировой рынок с конкурентоспособной наукоемкой промышленной продукцией.

– Могли бы Вы отметить какие-то значимые дополнительные количественные характеристики эффектов от реализации проекта?

– Кратко перечислю некоторые из них. В процессе выполнения проекта достигнуты важные научные результаты: разработаны технология тонкопленочных солнечных модулей на основе кремниевых микроморфных структур, а также уникальная промышленная технология высокоэффективных гетероструктурных солнечных модулей на кремнии с КПД более 22%. Опубликовано более 60 научных статей в авторитетных научных изданиях и 3 монографии, получено более 15 патентов.

Инвестиции ООО «Хевел» в строительство и техническое вооружение Научно-технического центра тонкопленочных технологий на базе ФТИ им. А.Ф. Иоффе в 2011–2014 годах составили 860 млн рублей. Объем заказных НИОКР, выполненных ФТИ им. А.Ф. Иоффе в 2011–2016 годах, составил 219 млн рублей.

В модернизацию завода Хевел с освоением новой гетероструктурной технологии вложено 5,3 млрд рублей. В результате модернизации в 2017 году мощность завода увеличилась на 60% (на 70 МВт в год), темп прироста реализации продукции завода составил 79% (2,3 млрд рублей в год), совокупный объем реализации продукции к концу 2022 г. ожидается на уровне более 67,5 млрд рублей. Срок окупаемости внебюджетных инвестиций в реконструкцию завода – 2,4 года.

Общий объем инвестиций с учетом строительства объектов солнечной генерации электроэнергии на базе продукции завода Хевел составил более 37 млрд рублей. Важно отметить, что при создании производства и строительстве объектов генерации субсидии из государственного бюджета не привлекались. В результате было создано крупнейшее в России рентабельное высокотехнологичное промышленное производство высокоэффективных конкурентоспособных на мировом рынке солнечных модулей с локализацией более 90%.

Развитие производства, строительство и эксплуатация солнечных электростанций в регионах России позволили уже к концу 2017 года вернуть инвесторам 4 млрд рублей. Полный возврат инвестированных средств планируется к концу 2023 года.

За период 2015–2016 гг. выработка электроэнергии объектами солнечной энергетики ООО Хевел составила около 40 ГВт•ч, а с учетом 2017 года – 147 ГВт•ч.

За период с 2013 по 2017 год снижение удельных затрат в строительство СЭС составило 30%: со 150 до 109 тыс. руб. за 1 кВт, что соответствует среднему мировому показателю в отрасли по данным Bloomberg New Energy Finance. При этом все основные производства локализованы на территории РФ (фотоэлектрические модули, инверторы, опорные конструкции и др.).

Компанией Хевел начато активное продвижение новой продукции на международный рынок. Получен сертификат TÜV на производство ФЭМ под брендом HEVEL. Подписано соглашение о поставке 3 МВт ФЭП в Польшу. Осуществлен контракт на поставку фотоэлектрических модулей в Таиланд на сумму более 200 тыс. Евро. Ведется проработка IPP и EPC-проектов по различным зарубежным направлениям (Европа, СНГ, Ближний Восток, Азия, Латинская Америка).

Объем предотвращенных выбросов парниковых газов в атмосферу в результате эксплуатации сооружаемых ООО Хевел объектов солнечной генерации составил 135 тысяч тонн СО2.
Реализация первых проектов создания гибридных солнечно-дизельных энергоустановок в пос. Яйлю Республики Алтай и других удаленных районах страны подтвердила их высокую экономическую эффективность: солнечные установки обеспечили около 50% экономии дорогого привозного дизельного топлива, а срок окупаемости затрат составил менее 5 лет. Оценки показывают, что экономика таких проектов станет еще более привлекательной, если процентная ставка для заемного капитала, как это ожидается, будет снижаться.

– Когда ожидается вручение премии?

– Насколько я знаю, на премию выдвинут целый ряд достойных работ, в том числе в области энергетики. Конкурентный процесс отбора победителей находится пока на начальном этапе. Предстоят еще важные этапы общественного обсуждения выдвинутых на Премию работ, рассмотрения их авторитетными экспертными советами…

Хотите читать больше подобных новостей?

Подпишитесь на электронную рассылку!

Свежий выпуск РЭЭ с доставкой прямо в почтовый ящик