ДОЛЯ ВЕТРЯКОВ И CОЛНЦА В МИРОВОЙ ГЕНЕРАЦИИ МОЖЕТ БЕЗБОЛЕЗНЕННО ДОСТИЧЬ 40%
toplivnie elementi
13 марта 2014 г.

Солнечная и ветровая энергетика выдают электричество не по потребностям, а по способностям. Из-за этого граница безопасной для энергосистемы доли возобновляемой энергии обычно оценивается в 20%. Конечно, в отдельных регионах, таких как Крым, или небольших странах типа Дании этот уровень может быть равным даже трети энергобаланса — но только за счёт переброски дневных излишков соседям и заимствования у них ночью.

 

Однако Международное энергетическое агентство (МЭА) решило задаться вопросом: а точно ли граница проходит именно по 20%?

На первый взгляд, идея странная: в США и ЕС (в 2013 году) уже случались моменты, когда стоимость фотоэлементной или ветряной энергии уходила «в минус»; по сути, продавцы доплачивали любому, кто забирал у них пиковую энергию. Как в таких условиях можно говорить о наращивании доли «зелёной» генерации выше 20%?


Лучшей на сегодня системой перераспределения возобновляемой энергии и её с использования в одной упряжке с тепловой обладает Техас, а вот остальные американские штаты тут существенно отстают. (Фото USFWS Mountain Prairie.)

Авторы доклада, подготовленного агентством, подчёркивают, что здесь всё дело в том, как именно эта варьирующаяся генерация организована. В качестве лучшего в мире примера они указывают на Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) — орган, регулирующий взаимоотношения сетей в Техасе (США). Он сводит воедино прогнозы по ветру и облачности по всему штату и учитывает их в выработках среднесрочных и краткосрочных планов, касающихся возобновляемой энергии, после чего выдаёт нужные предупреждения генераторам энергии тепловой, заставляя их сократить или увеличить производство в зависимости от ситуации с солнцем и ветром в районах тех или иных «зелёных» электростанций.

Специалисты МЭА провели расчёты и пришли к выводу, что на подобной модели организации взаимодействия можно не только достичь 20-процентной доли выработки возобновляемой энергии, но и добиться дальнейшего перехода от 20 к 40% без серьёзного увеличения доли возобновляемой энергии. Правда, это будет возможным лишь в довольно крупных сетях.

В то же время быстрое повышение доли до 45% (и тем более до 50%) сейчас возможно только тогда, когда владельцы солнечных и ветряных электростанций согласятся отключать свои генерирующие мощности в полдень и при сильных устойчивых ветрах. Иначе говоря, если часть времени такие электростанции не будут работать и только если такая возможность будет заранее заложена в их материальную часть.

Более того, даже при наличии доброй воли владельцев экономические последствия таких шагов будут тяжелы. Быстрое внедрение возобновляемой энергетики приведёт к хроническому недоиспользованию основных фондов и снижению отдачи на единицу вложенных инвестиций. Пострадают и ТЭС: их оборудование зачастую создавалось для длительной работы под высокой нагрузкой, а не для старт-стопового режима, нацеленного на «прикрытие» временных спадов «зелёной» генерации. Чтобы компенсировать потери и тепловой, и возобновляемой генерации, цены на электричество придётся поднять примерно на 40%.

Здесь мы сделаем небольшое отступление: как показывает опыт, на этот шаг многие правительства не пойдут. Та же КНР стала мировой фабрикой не потому, что там хорошие институты, прозрачная правовая система, низкая коррупция и пр. Doing Business сегодня ставит КНР (96-е место) на четыре позиции ниже России (92-е) и на тридцать три ступени ниже Белоруссии (63-е) в том, что касается лёгкости ведения бизнеса. В то же время ставить на одну доску гражданскую промышленность России и КНР может только больной. Почему? Причины китайских успехов очевидны: страна, в экономике которой бόльшая часть приходится на госкомпании, лидирует в мировом производстве из-за сравнительно дешёвых капиталов, рабочей силы (пока что) и энергии. Ни Индия, ни Бразилия, ни другие государства, желающие выбраться из бедности, не пойдут на такой рост цен на электричество, поскольку это лишит их КНР-подобного будущего, о котором они тайно мечтают. 

Но сценарий нереалистичен ещё и потому, что быстрое занятие солнцем и ветром половины выработки в крупной энергетике потребует многих лет возведения электростанций и кропотливой перестройки сетей. И это хорошо, полагает МЭА. Потому что за это время и операторы сетей, и генерирующие компании смогут принять меры, которые резко снизят стоимость перехода на новые энергоосновы.

Ключевыми направлениями такой постепенной перестройки должны стать новые станции — особенно ТЭС, которые способны мгновенно и безболезненно варьировать выработку, реагируя на быстрые изменения в генерации «соседей» по энергосистеме — фотоэлементов и ветряков. При этом часть существующих ТЭС, действующих в режиме постоянных нагрузок, по всей видимости, придётся законсервировать. Правда, доклад МЭА отмечает, что государствам в этом случае придётся определять, кто именно заплатит за этот шаг, ибо в рамках свободных экономических отношений этот вопрос не решить.

Другой стороной развития сетей должна стать их первоочередная ориентация на районы, где выгоднее всего размещать солнечные и эоловые электростанции, одновременно с выработкой комплекса повседневных мероприятий по сокращению общесетевого потребления в бессолнечные и безветренные зимние дни.

Хотя всё это звучит довольно неприятно, оценка МЭА говорит, что при постепенном внедрении крупномасштабной возобновляемой энергетики цены на электричество повысятся лишь на 10% — и то лишь при условии, что солнечно-ветровые мощности будут разворачиваться по цене, равной сегодняшней. С учётом технического прогресса тех же солнечных батарей это условие будет очень трудно выполнить. А значит, стоимость перехода к более здоровой энергетике может упасть даже ниже 10-процентного повышения цен.


Переход к 40–50% генерации от возобновляемых источников потребует создания сети энергонакопителей разной ёмкости на всех ступенях энергосистемы. Это позволит сохранить устойчивость сети, но вот цена... (Иллюстрация IEA.)

Для развивающихся экономик, которые, на первый взгляд, и на 10% не согласятся, картина ещё лучше, чем для развитых. У них обычно нет достойной тепловой генерации больших масштабов, а потребление энергии растёт, что позволяет вводить большие объёмы новых электростанций, по сути, избегая консервации имеющихся мощностей и соответствующего омертвления основных фондов. Более того, поскольку их сеть вынуждена постоянно расширяться, ей будет просто учесть рост новой выработки, всего лишь несколько меняя выбранные районы строительства, без нужды в дополнительном создании тысяч километров ЛЭП — ведь их пришлось бы построить всё равно, даже если бы возобновляемой энергетики не существовало. Упростится и регуляция собственного ценового рынка: можно будет быстро менять цены на электричество в зависимости от избытка «зелёной» энергии в сети (у развивающихся стран часто больше возможностей для установления своих правил на домашних рынках).

На наш взгляд, неплохим примером таких мероприятий, проводимых уже сегодня и при этом сравнительно эффективных, может стать та же КНР: общие мощности ветряков (более 90 ГВт) и фотоэлементов (более 20 ГВт) там уже сейчас превысили 110 ГВт, что примерно равно всем мощностям бразильской, к примеру, энергетики. То есть каждый двенадцатый киловатт там уже сегодня является солнечно-ветровым. А поскольку эта страна ещё и текущий мировой лидер по установке новых солнечных батарей, этот параметр в ближайшие годы будет только расти.

Но не всё так радужно: по сути, доклад обещает мягкий переход только к 50-процентной доле возобновляемой энергии в общем балансе крупных стран. Этого недостаточно для достижения поставленных рядом государств Запада целей по быстрой фиксации объёмов выбросов парниковых газов, и тем более мало для их последующего быстрого сокращения. Эти задачи, при текущих темпах энергетического перехода, просто не решить: очевидно, к ним нужно искать совершенно новые подходы.

 

Наши представительства в ЦЧР:

  • (4722) 372-230
  • (473) 250-2232
  • (4712) 311-423
  • (4742) 392-596