Как возобновляемые источники энергии меняют рынок

Более 80% мирового потребления энергии приходится на углеводороды – нефть, природный газ, уголь. В производстве электричества они также доминируют – около 70% электроэнергии в мире обеспечивается ископаемым сырьем. Но сегодня на энергетическом рынке активно заявляет о себе новый игрок, обещающий потеснить, а потом и похоронить традиционные энергоносители. Речь идет о возобновляемой энергетике, которая уже выросла из категории «альтернативной», превращаясь в основной, базовый сектор энергетического рынка. Достаточно заметить, что в ЕС в 2014 году 100% чистого прироста энергетических мощностей пришлось на возобновляемые источники энергии (ВИЭ). И даже на более продолжительном отрезке, за последние 15 лет, европейская возобновляемая энергетика заняла по приросту первое место.

В России до сих пор бытует мнение, что ВИЭ существенно дороже традиционных способов производства электричества на основе угля или газа. Это уже не так. Времена меняются быстро. В ноябре 2015 года инвестиционный банк Lazard выпустил очередное исследование по экономике энергетики США «Levelized Cost of Energy Analysis – 9.0». Для сторонних наблюдателей, привыкших читать в нашей прессе о «дороговизне и субсидировании» ВИЭ, результаты данного труда могут показаться сенсационными. Так называемые «новые ВИЭ», к которым в первую очередь относят ветряную и солнечную энергетику, являются самыми дешевыми способами производства электричества.

Стоимость производства электричества без учета субсидий

Источники энергии

Стоимость,
МВт/ч

Ветроэнергетика

$32-77

Солнечная энергетика промышленного масштаба
(фотоэлектрика, кремний)

$58-70

Солнечная энергетика промышленного масштаба
(фотоэлектрика, тонкопленочные технологии)

$50-60

Газ

$68-101

Газ (комбинированный цикл)

$52-78

Газ (пиковая электростанция)

$165-218

Уголь

$65-150

Атомная энергетика

$97-136

Дизель

$212-281

Как следует из приведенных цифр, конкурировать с ВИЭ сегодня может только газовая генерация (парогазовый цикл), что подтверждается статистикой ввода новых мощностей в США. Обилие собственного дешевого газа на американском рынке способствует созданию новых газовых электростанций. При этом объемы их ввода в 2015 году уступают и ветряной, и солнечной энергетике. Фиксируются случаи заключения оптовых долгосрочных контрактов на поставку энергии ветра по ценам, существенно более низким, чем газовое электричество. Американская Xcel energy покупает ветряную электроэнергию по $25 за МВт/ч в то время как газовое электричество по контрактам таких же сроков стоит около $32 за МВт/ч, и дополнительно страхуется тем самым от ценовых перепадов сырьевых рынков. Отметим, что такие цены на ветряное электричество сопоставимы со стоимостью электроэнергии на российском оптовом рынке.

Угольная генерация связана с высокими удельными капитальными затратами, долгим циклом строительства и, главное, находится под риском в связи с повышением значимости климатической политики. Уголь, являясь самым грязным сырьем с точки зрения выбросов парниковых газов, постепенно становится топливом вчерашнего дня.

Нестабильность производства электричества ВИЭ может потребовать ряда мероприятий, направленных на безболезненную интеграцию в электросетевое хозяйство. Поэтому скептики утверждают, что расчет стоимости энергии должен учитывать и данные расходы. Lazard оценивает такие интеграционные затраты в $2-10 МВт/ч. В то же время следует отметить, что необходимость таких мероприятий и соответствующих затрат возникает только при значительных объемах «прерывистой» генерации и, с другой стороны, неразвитости сети. Так, крупнейший немецкий сетевой оператор 50 Herz утверждает (а ему это видно лучше, чем кому бы то ни было), что электрическая сеть может «усваивать» долю солнечной и ветряной генерации в 70% без использования каких-либо дополнительных накопителей.

Ценовая конкурентоспособность достигается ВИЭ на разных рынках в разное время. В Китае до сих пор дешевле угольная генерация, а вот газовая дороже и ветряного, и солнечного электричества. В Германии и Великобритании электроэнергия ветряных электростанций уже дешевле и угольной, и газовой генерации – публикует Bloomberg New Energy Finance.

Ветроэнергетика стала ключевым сектором мировой энергетики. В ЕС, США, Китае она занимает лидирующие позиции по объему ввода новых энергетических мощностей и в 2014, и в 2015 годах. В ЕС за последние 15 лет в ветроэнергетике было установлено больше мощностей, чем в любом другом секторе электроэнергетики. На пятки ветру все больше наступает энергетика солнечная, которая на горизонте десяти лет может превзойти ветрогенерацию по стоимости производства электричества (LCOE). Солнечную энергетику (точнее, ее основной, фотоэлектрический сектор) отличает простой инжиниринг и малые сроки строительства.

Современная фотоэлектрическая станция – это, по сути, типовое коробочное решение, реализация которого связана с минимальным набором подготовительных и строительных работ. Крупнейшая в Европе, недавно подключенная к сети во Франции солнечная электростанция Cestas, мощностью 300 мегаватт, была спроектирована и построена всего за один год. Кроме того, солнечная энергетика обладает, по сравнению с ветром, большим потенциалом «обучения» – снижения удельных капитальных затрат по причине дальнейшего роста массовости производства и повышения эффективности фотоэлектрических модулей. Разумеется, будет дешеветь дальше также и ветряное электричество, но потенциал здесь не столь высок.

Таким образом, в ближайшей перспективе новая энергетическая структура будет складываться с очевидным доминированием солнечной и ветряной генерации, которые будут господствовать в регионах с подходящими природными условиями (солнечным и ветровым потенциалом). Соответственно, использование ископаемого сырья для производства электричества будет сокращаться. Первой жертвой, как мы отметили, станет уголь, который с большой долей вероятности станет подвергаться рестрикциям в форме углеродного налога и даже, на ряде рынков, полного запрета.

Судьба природного газа находится под вопросом. Если еще четыре года назад Международное энергетическое агентство (IEA) объявляло «золотой век природного газа», сегодня оптимизма убавилось. Газовые мощности строятся в США, но почти не вводятся в Германии, Индии и Китае, где, казалось бы, они призваны заменять уходящий уголь. На данных рынках «голубое топливо» проигрывает другим способам генерации с точки зрения экономики – даже при низких ценах на сырье.

Нефть почти не используется для производства электроэнергии, соответственно, развитие ВИЭ не несет для нефтяного рынка прямой угрозы. Опасность приходит с другой стороны. Более 60% добываемой в мире нефти сжигается сегодня в транспортном секторе. Поэтому развитие альтернативных транспортных технологий в перспективе приведет к снижению спроса на черное золото.

Возобновляемая энергетика превратилась в крупный бизнес, в котором в мировом масштабе занято примерно 8 млн человек. Только в 2014 году объем инвестиций в ВИЭ составил $310 млрд. Популярность чистой энергии вышла далеко за рамки собственно энергетического сектора. Сотни компаний, среди которых крупнейшие ТНК, не связанные непосредственно с энергетикой, заявляют о своей приверженности ВИЭ. Существует глобальная инициатива RE100. Это аббревиатура расшифровывается как «100% возобновляемой энергии». В число участников входят IKEA, Johnson&Johnson, Goldman Sachs, Google, H&M, Mars, Microsoft, Nike, Unilever и многие другие. Корпорации берут на себя добровольные обязательства по использованию исключительно чистой энергии в своей жизнедеятельности. Например, IKEA обязуется обеспечивать себя на 100% возобновляемым электричеством к 2020 году.

Обязательства по использовании ВИЭ не всегда означают, что та или иная компания полностью обеспечивает себя возобновляемым электричеством (например, установив на крыше солнечные модули). Так, с 2007 года Google является «климатически нейтральной» компанией. При этом она обеспечивает себя ВИЭ электроэнергией на 30%. «Климатическая нейтральность» достигается инвестициями в активы возобновляемой энергетики по всему миру, обеспечивающие объем выработки, соответствующий потреблению Google. Apple, самая дорогая по капитализации корпорация мира, на 100% обеспечивает чистым электричеством свои североамериканские операции и дата-центры по всему миру. В глобальных же энергетических затратах Apple ВИЭ покрывают сегодня 87%.

Данные примеры, разумеется, получают большой общественный резонанс, формируют общественное мнение и, в результате, влияют на политические решения, стимулирующие дальнейшее развитие ВИЭ.

В России на корпоративном уровне применение ВИЭ пока непопулярно. Это объясняется наличием относительно дешевых ископаемых сырья и электроэнергии, недостаточным развитием собственно российских технологий, соответственно, высокой стоимостью оборудования. В то же время в сегменте малого бизнеса в южных регионах использование солнечной генерации достаточно востребовано – в особенности, если бизнес работает на территориях, не охваченных сетями электро- и газоснабжения.

В российском энергетическом секторе ВИЭ развиваются более активно. Основным игроком является ГК «Ренова», компании которой построили первый в стране завод по производству фотоэлектрических модулей (с участием «Роснано»), открывают солнечные электростанции (СЭС) и управляют ими. Уже сформированы новые проекты на строительство 280 МВт мощностей СЭС до конца 2019 года.

Развитие ветроэнергетики пока находится в начальной стадии. Существуют проработанные планы по локализации производства оборудования, в то же время на сегодняшний день отобран всего лишь один проект ветроэлектростанции на 35 МВт, которая должна быть возведена в 2016 году. Дальнейшие планы развития ВИЭ достаточно скромны – к 2024 году должны функционировать 6 ГВт мощностей солнечной, ветровой генерации и малых гидроэлектростанций совокупно (в Китае к этому сроку их будет больше в сто раз). В то же время надо учитывать российскую сырьевую специфику, а также наличие избыточных энергетических мощностей на рынке.

Действующие в России меры поддержки ВИЭ создают возможности для их развития, в том числе для местного производства соответствующего оборудования. В то же время точечные меры не могут в полной мере компенсировать недостатки среды в целом. Высокая стоимость капитала, дефицит финансовых ресурсов затрудняют промышленное развитие России, в том числе и энергетического машиностроения.

Комментарии
Руководитель проекта, Москва

Владимиру Сидорович:

Владимир, меня, как и Вас, не волнует то, что творится в США. Источником был журнал штатовский - В Мире науки. Год и номер не помню, все бумажные журналы давно повыкидывал, увы).

По сути. Я просто констатировал, что там поля ветряков, все они "пропеллерного типа", с горизонтальным расположением. располагаются в областях с высокой ветровой нагрузкой, потому и используются скоростные, горизонтальные. Они действительно эффективнее вертикальных и в тот момент, когда я этим интересовался они уже в этих штатах занимали приличную долю на энерго рынке. Могу ошибаться, но около 16-18% по-моему. Но вот в округе все сдохло!)))

А у нас ветровая нагрузка высокая в тех местах, где мало населения, красивая и богатая природа!. Да и энергосистема после реформ самого эффективного менеджера всех времен и народов избыточна по мощности. Посему не пойму, во имя чего надо городить при этих условиях альтернативную энергетику?

Ветровая нагрузка у нас имеет центральную симметрию - падает к центру страны. при низкой ветровой нагрузке используют вертикальное расположение генератора, он более тихоходный и менее эффективный. Еще один минус.

И последнее, Владимир. Статистика - это здорово, но глядя на циферки надо все таки задумываться о сути. Вы ведь так и не ответили на вопрос. Если альтернативная энергетика так успешна. то почему немца, да и вся Европа держаться за наши газовые потоки - южные, серверные и все остальные?))

Ставь ветряки да качай энергию)

Ну а что касается темпов роста вложение в те или иные инновации - так это еще не показатель эффективности этих самых инноваций) Вы , отвечая мне. говорили только о темпах ввода мощностей в годовом разрезе. Всем известен недавний пример - сланцевая революция! И что? Могут быть и просчеты с ошибками, могут быть и просто обманки. Технологический прогресс - штука не простая, увы)

Генеральный директор, Москва
Владимир Черкашенко пишет:
Владимиру Сидорович:
Владимир, меня, как и Вас, не волнует то, что творится в США. Источником был журнал штатовский - В Мире науки. Год и номер не помню, все бумажные журналы давно повыкидывал, увы).
По сути. Я просто констатировал, что там поля ветряков, все они "пропеллерного типа", с горизонтальным расположением. располагаются в областях с высокой ветровой нагрузкой, потому и используются скоростные, горизонтальные. Они действительно эффективнее вертикальных и в тот момент, когда я этим интересовался они уже в этих штатах занимали приличную долю на энерго рынке. Могу ошибаться, но около 16-18% по-моему. Но вот в округе все сдохло!)))
А у нас ветровая нагрузка высокая в тех местах, где мало населения, красивая и богатая природа!. Да и энергосистема после реформ самого эффективного менеджера всех времен и народов избыточна по мощности. Посему не пойму, во имя чего надо городить при этих условиях альтернативную энергетику?
Ветровая нагрузка у нас имеет центральную симметрию - падает к центру страны. при низкой ветровой нагрузке используют вертикальное расположение генератора, он более тихоходный и менее эффективный. Еще один минус.
И последнее, Владимир. Статистика - это здорово, но глядя на циферки надо все таки задумываться о сути. Вы ведь так и не ответили на вопрос. Если альтернативная энергетика так успешна. то почему немца, да и вся Европа держаться за наши газовые потоки - южные, серверные и все остальные?))
Ставь ветряки да качай энергию)
Ну а что касается темпов роста вложение в те или иные инновации - так это еще не показатель эффективности этих самых инноваций) Вы , отвечая мне. говорили только о темпах ввода мощностей в годовом разрезе. Всем известен недавний пример - сланцевая революция! И что? Могут быть и просчеты с ошибками, могут быть и просто обманки. Технологический прогресс - штука не простая, увы)

Энергетика - большая, консервативная отрасль, быстро структуру не поменяешь. Что касается немцев и газовых потоков надо учитывать, что газовая генерация в Германии не развита, занимает менее 10% в выработке электроэнергии. Газ используется в Германии главным образом для распределенного производства тепла. Такую структуру, как в понимаете, менять еще сложнее и дольше. Она меняется, и если взять ввод нового жилья, то доля газового оборудования постоянно сокращается. Плюс удельное потребление энергии в секторе недвижимости также уменьшается. Но если у вас дома газовый котел, куда вы без газа денетесь?

Профессор, Чебоксары
Владимир Сидорович пишет:

Спасибо за комментарий. Разумеется, такие программы нужны и существуют. Они являются важной частью т.н. "умных сетей". Хотелось бы познакомится с Вашими разработками.

Я готов послать статью, где все описано. Куда? Ссылка на статью есть:

http://elibrary.ru/item.asp?id=24499525
Менеджер, Москва

Сугубо личное мнение. Там, где транспорт энергии дорог - альтернативная энергетика имеет смысл, особенно для бытовых нужд. Вакуумные тепловые коллекторы, диодное освещение, энергоэффективные здания и снижение стоимости владения оборудованием делают возобновляемые источники для домовладений вменяемым вариантом. Даже в этом случае ветряки имеют ограниченное применение - шум, наличие механических движущихся узлов, нестабильность ветра, относительные сложности с монтажом.

Там, где речь идет о промышленных мощностях и есть сложившаяся инфраструктура транспорта энергии - все эти пляски с ветряками не имеют смысла. Чтобы покрыть нужды в энергии крупной страны, потребуется всю площадь занять под солнечные коллекторы, солнечные батарей, мачты ветряков и прочие атрибуты. Любопытно было бы посчитать, какие площади с учетом реального КПД потребуется занять для среднего алюминиевого производства и как это отразится на природе.

Опять же стыдливо замалчивается, что кучу денег нужно тратить на обслуживание оборудования. Никто не приводит данных о том, сколько чистой воды, воздуха, энергии и ископаемых тратится на жизненный цикл "экологически чистого" ветряка или солнечной панели (включая утилизацию отработавших).

Генеральный директор, Москва
Андрей Осадчий пишет:
Сугубо личное мнение. Там, где транспорт энергии дорог - альтернативная энергетика имеет смысл, особенно для бытовых нужд. Вакуумные тепловые коллекторы, диодное освещение, энергоэффективные здания и снижение стоимости владения оборудованием делают возобновляемые источники для домовладений вменяемым вариантом. Даже в этом случае ветряки имеют ограниченное применение - шум, наличие механических движущихся узлов, нестабильность ветра, относительные сложности с монтажом.

Там, где речь идет о промышленных мощностях и есть сложившаяся инфраструктура транспорта энергии - все эти пляски с ветряками не имеют смысла. Чтобы покрыть нужды в энергии крупной страны, потребуется всю площадь занять под солнечные коллекторы, солнечные батарей, мачты ветряков и прочие атрибуты. Любопытно было бы посчитать, какие площади с учетом реального КПД потребуется занять для среднего алюминиевого производства и как это отразится на природе.

Опять же стыдливо замалчивается, что кучу денег нужно тратить на обслуживание оборудования. Никто не приводит данных о том, сколько чистой воды, воздуха, энергии и ископаемых тратится на жизненный цикл "экологически чистого" ветряка или солнечной панели (включая утилизацию отработавших).

Спасибо за комментарий.

Все эти вопросы подробно разбираются в моей книге http://goo.gl/aRqA5o. Поскольку отрасль уже большая, прямо-таки огромная, можно себе представить, что люди уже задумывались над ними, и на них отвечали.

По порядку. Ветряки для домовладений используют оригиналы или если гектары земли. Есть, конечно, интересные отн. малошумные разработки с вертикальной осью вращения, но это все неважно, поскольку ветроэнергетика – энергетика больших мощностей. Частные ветряные электростанции – 0,00001%

С точки зрения промышленных мощностей не имеет значения, кто генератор. В промышленной Германии есть области, где ветряки ежегодно производят больше 200% годового внутреннего потребления.

Что касается площадей – это распространение заблуждение. Для обеспечения только солнечной энергией всего мира нужна площадь, равная площади Испании. Это разбирается в книге. Хороший современный ветряк – это 5 МВт мощности. Он занимает не больше места, чем газовый энергоблок той же мощности.

Экономические вопросы (сколько нужно тратить на обслуживание и пр.) многократно изучены и изложены в тысячах научных и ненаучных исследований. Зачем кому-то это «стыдливо замалчивать»? К тому же затраты на работу традиционных электростанций даже в удельном исчислении существенно выше.

То же самое можно сказать об энергетической окупаемости, о вреде для окружающей среды тех или иных источников энергии. Энергетическая окупаемость (energy payback time) современных ВИЭ крайне низка (0,5 – 2 года), ну а про вред для экологии или расходе воды смешно и говорить.

Директор по развитию, Екатеринбург
Владимир Сидорович пишет:
ну а про вред для экологии или расходе воды смешно и говорить.

Ну почему же смешно? Это редкоземы... огромные объемы перелопаченной породы, грязное производство. Ведь не зря их активно добывают только в Китае, там мертвые районы... ситуация гораздо хуже, чем на нефтяных разработках. Да, насчет нефти... ветряк имеет механические движущиеся детали, а это значит, что без смазки не обойтись, я уж не говорю про пластики, металлы и прочее... Если тщательно подсчитать вред экологии, то, имхо, вред от использования газотурбин все же будет меньше...

Генеральный директор, Москва
Вадим Крысов пишет:
Владимир Сидорович пишет:
ну а про вред для экологии или расходе воды смешно и говорить.
Ну почему же смешно? Это редкоземы... огромные объемы перелопаченной породы, грязное производство. Ведь не зря их активно добывают только в Китае, там мертвые районы... ситуация гораздо хуже, чем на нефтяных разработках. Да, насчет нефти... ветряк имеет механические движущиеся детали, а это значит, что без смазки не обойтись, я уж не говорю про пластики, металлы и прочее... Если тщательно подсчитать вред экологии, то, имхо, вред от использования газотурбин все же будет меньше...

Смешно в том плане, что всё это уже многократно подсчитано и пересчитано, углеродный след, энергетическая окупаемость, удельная материалоемкость, экстерналии и пр. и пр. Разумеется, генерация на основе ископаемого топлива, "если тщательно подсчитать" многократно вреднее.

Директор по развитию, Екатеринбург

Владимир Сидорович пишет:
Разумеется, генерация на основе ископаемого топлива, "если тщательно подсчитать" многократно вреднее.

Редкоземы... тоже ископаемые... и встречаются реже нефти или газа... а вот, энергетическая окупаемость... было бы интересно, если бы Вы смогли показать, что у ветряков она лучше...


Генеральный директор, Москва
Вадим Крысов пишет:
Владимир Сидорович пишет:
Разумеется, генерация на основе ископаемого топлива, "если тщательно подсчитать" многократно вреднее.
Редкоземы... тоже ископаемые... и встречаются реже нефти или газа... а вот, энергетическая окупаемость... было бы интересно, если бы Вы смогли показать, что у ветряков она лучше...


Редкоземельные металлы не используются как топливо, а как сырье для производства, как и во множестве других видов пром. продукции. Много исследований по этому поводу, много вариантов субституции, разные виды фотоэлектрики – разный химический состав… Описано у меня в книге.

То же с энергетической окупаемостью. Для ветряков – меньше года, Siemens декларирует 4,5 месяца. Все в открытом доступе https://www.google.ru/?gfe_rd=cr&ei=5VrRVobYHMHIYO...

Директор по развитию, Екатеринбург
Владимир Сидорович пишет:
Редкоземельные металлы не используются как топливо, а как сырье для производства, как и во множестве других видов пром. проду

Просто без редкоземов не бывает ни ветряков, ни солнечных батарей... Это ископаемое хоть и не сжигается, но является критическим... со всех точек зрения...
Приведенная Вами таблица вызывает некоторые сомнения... как же так, если сланцевый газ так дешев?
А если говорить о модной сегодня когенерации, то вряд ли что-нибудь сравнится с газотурбиной, по общей стоимости выработанной энергии...
1 3
Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Статью прочитали
Обсуждение статей
Все комментарии
Дискуссии
Все дискуссии