Стандартизація і нетрадиційна енергетика
Н. А. Рустамов, кандидат фізико-математичних наук
Т. І. Андрієнко, кандидат біологічних наук
К. В. Чекарь
Одним з найважливіших напрямків роботи агентства є діяльність, пов'язана зі стандартизацією.
Стандартизація - це діяльність по встановленню правил і характеристик з метою їх добровільного багаторазового використання, спрямована на досягнення впорядкованості в сферах виробництва і обігу продукції і підвищення конкурентоспроможності продукції, робіт і послуг.
Стандартизація здійснюється з метою підвищення рівня безпеки життя і здоров'я громадян, майна фізичних або юридичних осіб, державного або муніципального майна, екологічної безпеки, безпеки життя або здоров'я тварин і рослин і сприяння дотриманню вимог технічних регламентів; підвищення рівня безпеки об'єктів з урахуванням ризику виникнення надзвичайних ситуацій природного і техногенного характеру; забезпечення науково-технічного прогресу; підвищення конкурентоспроможності продукції, робіт, послуг; раціонального використання ресурсів; технічної та інформаційної сумісності; порівнянності результатів досліджень (випробувань) і вимірювань, технічних та економіко-статистичних даних; взаємозамінності продукції.
Стандартизація здійснюється відповідно до принципів добровільного застосування стандартів; максимального врахування при розробці стандартів законних інтересів зацікавлених осіб; застосування міжнародного стандарту як основи розробки національного стандарту, за винятком випадків, якщо таке застосування визнано неможливим внаслідок невідповідності вимог міжнародних стандартів кліматичних і географічних особливостей Російської Федерації, технічною освітою і (або) технологічних особливостях або з інших підстав або Російська Федерація відповідно до встановлених процедур виступала проти прийняття міжнародного стандарту або окремого його положення; неприпустимість створення перешкод виробництва й обігу продукції, виконання робіт і надання послуг в більшому ступені, ніж це мінімально необхідно для виконання цілей стандартизації; неприпустимість встановлення таких стандартів, які суперечать технічним регламентам 1; забезпечення умов для однакового застосування стандартів.
Відповідно до Федерального Закону «Про технічне регулювання», національні стандарти стверджує Національний орган Російської Федерації по стандартизації, який визначається Кабінетом Міністрів України (можливо, що це буде не Агентство з технічного регулювання і метрології, а інший орган). Він же приймає програму розробки національних стандартів, організовує експертизу проектів, облік, публікацію і розповсюдження національних стандартів, створює технічні комітети стандартизації та координує їх діяльність. Розробником національного стандарту може бути будь-яка особа, але стверджується він за поданням технічних комітетів Національним органом по стандартизації.
Цікаво простежити стан справ зі стандартизацією в такий молодий області як нетрадиційна поновлювана енергетика.
У Росії найбільш розвинені такі напрямки нетрадиційної енергетики як вітроенергетика, геотермальна енергетика, використання біомаси, сонячні теплові та фотоелектричні системи. За останніми даними, частка відновлюваних джерел у виробництві електроенергії в Росії становить 0.24%. На жаль, існує багато перешкод різного характеру розвитку зазначених напрямків, можливих, зокрема, через відсутність належної державної підтримки. Досить зазначити, що до цих пір не прийнятий закон про нетрадиційну енергетику (в даний час РАО «ЄЕС Росії» розроблений другий проект цього закону, терміни обговорення і прийняття якого невідомі),
ГОСТ Р 51237-98. Нетрадиційна енергетика. Вітроенергетика. Терміни та визначення.Особлива роль в енергетиці майбутнього відводиться фахівцями сонячним (фотоелектричним) установок. Вже до кінця цього століття нові принципи перетворення сонячної енергії та нові технології можуть забезпечити 60-90% сонячної енергії у виробництві енергії в цілому. Цікаві і багатообіцяючі дослідження технологій цього напрямку ведуться в нашій країні.
За останні 15 років фотоелектрична промисловість зробила колосальний ривок у Німеччині, тому цікаво простежити роль стандартів та інших нормативних документів у розвитку виробництва фотоелектричних систем в цій країні.
Сьогодні Німеччина є лідером за темпами розвитку включених в мережу фотоелектричних систем. Нижче представлені відомості про розвиток німецького ринку фотоелектричних систем, при цьому виділені вбудовані фотоелектричні системи, при використанні яких не займається земна поверхня і які розглядаються як основні серед фотоелектричних систем як в Німеччині, так і в ряді інших розвинених країн. Видно, що кількість використовуваних фотоелектричних систем трьох типів - встановлених на даху, на землі і вбудованих - істотно різниться. Системи, встановлені на даху, складають 70% від загальної кількості, в той час як вбудовані - всього 1%. Впровадження інтегрованих систем йде дуже повільно.
Була проведена експертна оцінка різних видів фотоелектричних систем щодо економічних показників, технології, стану ринку. У порівнянні зі звичайними системами, що розташовуються на дахах, вбудовані фотоелектричні системи виконують подвійну функцію - вони грають роль покрівлі або частини фасаду і джерела енергії одночасно. Виявилося, що саме в цьому полягає один з основних моментів, які гальмують поширення таких систем. Причина криється в тому, що в залежності від використовуваних технологій компанії-виробники випускають модулі-перетворювачі сонячної енергії різних розмірів. Розміри цих модулів не відповідають розмірам елементів будівельних конструкцій, що призводить до ускладнень при заміні вийшов з ладу модуля. Цим відрізняється підхід до виробництва фотоелектричних елементів від принципів виробництва будівельних конструкцій, де всі основні елементи мають стандартні розміри, що є свідченням недостатньої зрілості фотоелектричної промисловості. Для подальшого збільшення кількості встановлених модулів необхідно, щоб стандарти на них відповідали стандартам тих областей, які можуть бути споживачами фотоелектричних систем.
Даний приклад яскраво ілюструє значення стандартизації для розвитку виробництва і ефективність її застосування в якості виробничого інструменту.
Для успішного розвитку виробництва перспективних вбудованих сонячних модулів в Німеччині, мабуть, корисно було б ввести стандарти, що скорочують різноманіття (принаймні на геометричні розміри) випускаються вбудованих фотоелектричних систем, що призвело б до скорочення кількості різних пропозицій такої продукції, однак зміцнило б ринок.
Розглядаючи питання, пов'язані з виробництвом фотоелектричних установок і стандартизацією, не можна не торкнутися важливої мети технічних регламентів, стандартів та інших нормативних документів - забезпечення екологічної безпеки і здоров'я людей.
Екологічний вплив виробництва фотоелектричних систем залежить від типу вироблених модулів. Фотоелектричні модулі з кристалічного кремнію становлять 70% від загального обсягу виробництва. Їх виробництво є найбільш безпечним. Кремнієвий фотоелектричний модуль не містить шкідливих речовин. Однак при його виготовленні використовуються такі речовини як свинець, фторова і азотна кислоти, а також деякі токсичні гази. Правила поводження з цими речовинами відомі і, в принципі, при їх дотриманні загроза для здоров'я людей і стану навколишнього середовища не більше, ніж на інших подібних підприємствах. (Не можна не відзначити, що в Росії розроблена бесхлорная технологія виробництва сонячного полікремнію, яка характеризується підвищенням екологічної безпеки процесу і його відносною дешевизною).
Фотоелектричні модулі з кадмію-телуру становлять велику небезпеку при виробництві та переробці після того, як відслужать свій термін. Кадмій є надзвичайно отруйною елементом, навіть при низьких концентраціях він може викликати сильне отруєння або смерть. Важливо відзначити, що кадмій не отримують спеціально для виробництва фотоелектричних установок, він є побічним продуктом. Це означає, що його все одно використовували б або позбулися б від нього якимось способом, тобто він в будь-якому випадку потрапляє в навколишнє середовище. (В даний час близько 98% кадмію використовується при виробництві фарб, пестицидів, батарейок і тільки 1.5-3% від загальної кількості застосовується у виробництві фотоелектричних систем). Крім того, використання кадмію в фотоелектричних установках не забороняє Європейським Союзом, оскільки тут він знаходиться в неметалевої стабільній формі CdTi і не розчиняється у воді.
Фотоелектричні модулі з арсеніду галію спочатку призначалися для використання в космосі, так як вони можуть працювати при використанні концентраторів сонячного випромінювання. При їх виробництві використовуються дуже токсичні гази. При серійному виробництві потреби в цих газах вимірюються тоннами, газ доставляється цистернами, що при аваріях загрожує катастрофічними наслідками. На щастя, потреба в таких системах з сонячними концентраторами значно нижче, ніж в плоских модулях, що буде обмежувати їх виробництво.
Отже, незважаючи на те, що виробництво фотоелектричних систем не є безпечним, до сих пір їх виробникам вдавалося уникнути публічного обговорення впливу виробництва на навколишнє середовище. Це пояснюється двома причинами. По-перше, поки виробництво залишається відносно малим і може функціонувати в значній мірі як побічне на інших видах промислових підприємств, а по-друге, компанії, що виробляють фотоелектричні модулі, дбають про зменшення шкідливого впливу виробництва на навколишнє середовище і людину.
В Європейському Союзі існують два законодавчі акти, які могли б впливати на фотоелектричні індустрію. Це Закон про відходи виробництва електричного та електронного устаткування - Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) і Правила поводження з небезпечними матеріалами - Regulation of Hazardous Substances. Жоден з цих документів не регулює діяльність у виробництві фотоелектричних систем. Але, як уже згадувалося, багато виробників фотоелектричних установок самі розробляють програми безпечного виробництва та утилізації модулів, зменшуючи таким чином ризик законодавчої невизначеності та забезпечуючи собі підтримку громадськості.
Можна зробити висновок, що в законодавчому регулюванні виробництва фотоелектричних установок - галузі щодо нової - навіть в лідируючій Німеччині існують певні проблеми. Це недолік стандартів на дану продукцію, а також відсутність спеціальних нормативних документів і законів про порядок виробництва, експлуатації та утилізації фотоелектричних модулів, що пояснюється відносно малим об'ємом їх виробництва. У цій області правове регулювання, по крайней мере в Європейському Союзі, здійснюється в недостатній мірі.
Наведені приклади показують наявність проблем і недоробок в стандартизації в галузі нетрадиційної енергетики навіть в країнах, що займають лідируюче положення в світі в цій сфері, і то позитивний вплив, яке може надати на розвиток галузі кваліфікована розробка, затвердження та прийняття виробниками необхідних стандартів.