luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Как распределенная энергетика повлияет на безопасность, цены на электричество и экологию



Распределенная генерация не только ограничивает рост цен на электроэнергию, но и повышает энергетическую безопасность , снижая риски тотальных блэкаутов и позволяя быстро восстанавливать энергоснабжение потребителей после природных катаклизмов, катастроф или кибератак

В последнее время в прессе часто возникают сюжеты, в которых обсуждается майнинг криптовалюты в качестве нового и пока еще весьма экзотического способа загрузки избыточных мощностей российских электростанций. Причина проста — плата за электроэнергию в этом процессе составляют существенную долю затрат, а у нас довольно большое число электростанций сейчас остается незагруженными. В целом по стране профицит мощностей оценивается в 20-30 ГВт, что стало результатом излишне оптимистичных прогнозов роста спроса на электроэнергию и последовавшего сооружения новых энергоблоков. В Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2020 года, одобренной Правительством в самом начале 2008 года, закладывался среднегодовой темп роста спроса на электроэнергию от 4,3% в базовом варианте до 5,6% в максимальном варианте прогноза. Фактически за этот период спрос рос гораздо медленнее — в среднем менее 1% в год. При этом за период с 2007 по 2014 годы было построено чуть более 30 ГВт новых мощностей.

Казалось бы, вопрос о сооружении новых электростанций еще долгое время будет оставаться неактуальным — ведь бурное строительство новых блоков в последние 10 лет должно было создать достаточный резерв на многие годы вперед. Однако, к сожалению, нельзя решить проблему обеспечения электроэнергией раз и навсегда — оборудование изнашивается и в какой-то момент требует замены, а спрос, несмотря на все меры повышения энергоэффективности, все-таки имеет тенденцию к росту. Если оценивать темпы роста спроса гораздо более осторожно, чтобы избежать повторения ситуации десятилетней давности и учесть текущую экономическую ситуацию в стране и в мире, все равно виден хоть и очень умеренный, но все-таки рост электропотребления — согласно анализу Института Энергетических Исследований (ИНЭИ) РАН в период с 2016 по 2035 годы он составит в среднем 0,9-1,2% в год. А это означает, что существующий профицит генерирующих мощностей может быть исчерпан на горизонте 2023 — 2027 гг. Это, прежде всего, обусловлено возрастной структурой и состоянием эксплуатируемого генерирующего оборудования, а также динамикой рынка мощности и реакцией на нее генерирующих компаний.

Большинство действующих мощностей российских тепловых электростанций были введены достаточно давно. Средний возраст турбинного оборудования в последние годы оставался стабильным — около 32 лет в среднем по тепловым электростанциям (ТЭС) — во многом благодаря резкому увеличению инвестиционной активности и интенсивным вводам мощности на ТЭС за счет реализации договоров о предоставлении мощности (ДПМ). При этом после завершения проектов ДПМ в ближайшие 2-3 года и без обновления действующих мощностей, средний возраст оборудования снова начнет последовательно расти и к 2025 году перешагнет 40 лет, а для угольных электростанций приблизится к 45 годам. Это значит, что при загрузке оборудования в 60-70% каждый киловатт мощности «в среднем» наработает уже 200-250 тысяч часов, то есть, как минимум, достигнет паркового ресурса эксплуатации. Однако для значительной части мощностей, введенных в 60-80 годах XX века, наработка достигнет 350-400 часов, то есть приблизится к предельному индивидуальному эксплуатационному ресурсу. Кроме естественного уменьшения надежности такого оборудования, очевиден и моральный износ — эти электростанции сооружались в соответствии с требованиями к энергетической и экологической эффективности полувековой давности и требуют достаточно высоких затрат на поддержание нормальной эксплуатации.

По оценкам экспертов по итогам завершенного в сентябре конкурентного отбора мощности (КОМ), цена на 2021 год не покрывает затраты на мощность для около 25 ГВт тепловых электростанций. Генерирующие компании отвечают предложениями по выводу старых / убыточных мощностей из эксплуатации — так, согласно заявлению Председателя Наблюдательного совета Ассоциации «Совет производителей энергии» Александры Паниной, объем выводов мощности, заявленных участниками в КОМ 2021, составил порядка 4,4 ГВт. Учитывая данную тенденцию и темпы естественного старения и выбытия оборудования, даже в случае реализации всех заявленных в настоящий момент планов по сооружению в России новых атомных станций, гидроэлектростанций и крупных объектов солнечной / ветровой генерации (конкурсный отбор проектов общей мощностью 5,5 ГВт до 2024 года), дефицит мощностей в централизованной системе электроснабжения РФ на горизонте 2030 году составит около 55 ГВт, а к 2035 году вырастет до 65 ГВт. Так что делать новые инвестиции все равно придется, вопрос — какие именно?

Может показаться, что речь идет о каких-то очень отдаленных временах — но нужно помнить, что сроки реализации проектов подобного масштаба в данной отрасли довольно длинные, а принятые решения определят облик электроэнергетики на долгие годы, поскольку построенные электростанции будут эксплуатироваться десятилетиями. Поэтому всерьез задуматься о доступных вариантах развития электроэнергетики страны нужно уже сегодня, не дожидаясь наступления очередного «креста Чубайса» и реагирования на него в авральном режиме.

Варианты развития электроэнергетики

Базовый вариант развития отрасли описан в утвержденной Правительством страны в июне текущего года Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2035 года. По сути, в рамках данного варианта предполагается продолжение последовательного развития энергосистемы России в текущей парадигме — структура энергобаланса в течение следующих 20 лет остается практически неизменной, а возникающий дефицит мощностей традиционно закрывается проектами модернизации действующих электростанций или их заменой новыми крупными блоками.

Раз уж эти инвестиции неизбежны и будут во многом определять технологический уровень развития страны, целесообразно рассмотреть и альтернативные варианты. В последнее десятилетие в целом ряде стран активно развивается децентрализованная модель энергетики с акцентом на развитие распределенных энергетических ресурсов. Их ключевым элементом выступает распределенная генерация, как на основе ВИЭ (солнце, ветер), так и с использованием традиционных видов топлива (газопоршневые и газотурбинные установки, микротурбины, малые когенерационные установки и др.). Основной отличительной чертой такой генерации является ее локальность — т.е. расположение непосредственно у потребителя, либо рядом с ним, а также подключение к распределительной сети, либо прямая поставка электроэнергии потребителю. Диапазон мощностей таких источников различается в 1000 раз: от киловаттных установок до электростанций небольшой мощности (как правило, не превышающей 10-60 МВт). По оценке консалтинговой компании Navigant Research, в 2018 году в мире ожидается ввод большего объема распределенной генерирующей мощности, чем централизованной генерации — а к 2026 году разрыв между новыми вводами этих видов генерации может стать уже трехкратным! Согласно компании BCC Research, размер глобального рынка технологий распределенной генерации в 2015 году составил $65,8 млрд и ожидается, что в период с 2016 по 2021 году он вырастет с $69,7 до 109,5 млрд при впечатляющем среднегодовом темпе роста в 9,5%.

Однако распределенная энергетика не ограничивается только генерацией — в ее состав также входят системы распределенного хранения электроэнергии (DESS), программы ценозависимого снижения потребления (Demand Response), мероприятия по повышению энергоэффективности потребителей, микрогриды и электромобили. При этом, например, в США в настоящий момент большую часть установленной мощности распределенных энергоресурсов составляет не генерация, а ценозависимое снижение потребления и мероприятия по повышению энергоэффективности. Только программы различных энергокомпаний по стимулированию снижения потребления электроэнергии в часы наибольшего спроса способны сократить пиковое потребление (а, соответственно, и необходимость в строительстве дополнительных блоков и сетевой инфраструктуры) на 5-6% — что в масштабах США измеряется в несколько десятков гигаватт. Например, компания ConEdison смогла избежать инвестиций более одного миллиарда долларов, требующихся для расширения сетевой инфраструктуры в нескольких районах Нью-Йорка, путем запуска масштабной программы по снижению нагрузки на 52 МВт в пиковые часы, затратив на ее реализацию $200 млн. Программа состоит из большого количества разнообразных мер, отобранных через аукцион — от банальных замен лампочек на более эффективные до установки у потребителей и агрегированного управления накопителями электроэнергии.

В России запуск программ ценозависимого управления спросом начался для крупных потребителей, но пока в них участвует только одна компания — РУСАЛ. При этом по оценкам Энергетического центра бизнес-школы СКОЛКОВО потенциал программ управления спросом в России в случае их более массового распространения составляет 6-10 ГВт для первой ценовой зоны и 2-3 ГВт для второй ценовой зоны. В совокупности это очень значительный объем, для покрытия которого в менее плотном графике нагрузки потребуется более 30 типовых парогазовых энергоблоков мощностью 400 МВт. Весьма велик и потенциал «обычного» энергосбережения — замена энергопотребляющего оборудования более эффективным, сокращение потерь электроэнергии при передаче и потреблении. В 2010 году Правительством Российской Федерации потенциал повышения энергетической эффективности в конечном потреблении электроэнергии оценивался в 30% от конечного потребления электроэнергии. И даже если этот потенциал завышен, а часть реалистичного потенциала уже реализована, то все равно остается значительный ресурс сокращения потребления электроэнергии.

Преимущества распределенной энергетики довольно разносторонние — их анализ, в частности, был приведен в экспертно-аналитическом докладе фонда «Центр стратегических разработок» по теме «Цифровой переход в электроэнергетике России». Потребители нередко выбирают ее, как более предпочтительный по совокупности показателей надежности, качества и стоимости способ энергоснабжения по сравнению с поставками из распределительной сети (но обычно сохраняя последний в качестве «запасного» варианта). Самостоятельно инвестируя в распределенную энергетику, потребители, очевидно, снижают затраты на развитие сетевого комплекса и крупной генерации, снижают риски омертвления инвестиций за счет более гибкой инвестиционной модели реагирования на изменение динамики и размещения спроса, так как новые мощности добавляются более мелкими приращениями. Эти эффекты дополнительно усиливаются при сдерживании роста потребности в мощности комплексом мер по управлению спросом и децентрализованным энергообменом на основе распределенных источников энергии, что также позволяет отказаться или отложить проекты по сооружению новых мощностей и/или сетевой инфраструктуры большой энергетики.

Интернет энергии

Распределенная энергетика сопоставима по своей энергоэффективности (к.п.д) с крупными электростанциями, но из-за близости к потребителю характеризуется более низким уровнем сетевых потерь при распределении электроэнергии. Она также может обеспечить выполнение более высоких требований потребителей по доступности и качеству энергии, надежности энергоснабжения. Распределенность источников энергоснабжения также является важным фактором повышения энергетической безопасности, поскольку снижает риски тотальных блэкаутов и позволяет более быстро восстанавливать энергоснабжение потребителей после, например, природных катаклизмов, катастроф или кибератак. В этом смысле развитие распределенных источников энергоснабжения, как нового формата энергетической инфраструктуры, можно сравнить с развитием информационной инфраструктуры на основе систем распределенного хранения и обработки данных, превратившейся в итоге во Всемирную паутину. Все чаще новый подход к организации энергетических систем называют Интернетом энергии (Internet of Energy).

При сочетании распределенной энергетики с современными средствами управления активами, интеллектуализацией сетевой инфраструктуры, развитием потребительских сервисов может привести к значительным экономическим эффектам, в т.ч. приводящим к ограничению роста цен на электрическую энергию в долгосрочной перспективе. Помимо энергетических эффектов, развитие производственных мощностей и компетенций в области распределенной энергетики стимулирует развитие технологий управления, оборудования и сервиса, обеспечивающих их максимально эффективное использование в контуре энергосистемы и энергетического рынка, создает технологическую основу для массового появления ключевых элементов интеллектуальной энергетики — активных потребителей, а также создает возможности для выхода на масштабный глобальный рынок.

Поскольку значительную долю новых локальных мощностей в мире составляет микрогенерация на основе возобновляемых источников энергии (прежде всего это кровельные солнечные панели, все чаще — в комбинации с накопителями), либо более экологически эффективные мини-когенерационные установки, распределенная энергетика также является важным механизмом для сокращения выбросов парниковых газов и достижения мировых целей по борьбе с изменением климата. Потенциал этого механизма также может стать заметной частью усилий России в раках глобальной экологической кооперации, в том числе в рамках Парижских соглашений.

Безусловно, Россия имеет очень специфические особенности как территориального и климатического характера, так и исторически сложившейся структуры электроэнергетики. И прямое бездумное копирование зарубежных подходов может стать губительным для надежной и слаженной работы единой энергосистемы страны, создававшейся десятилетиями. Погоня за наращиванием доли распределенной энергетики в энергобалансе без четкого понимания преследуемых целей и получаемых эффектов может привести к нарушению нормальных режимов функционирования оборудования и сетей, переносу бремени по финансированию существующей централизованной инфраструктуры на более узкий состав потребителей и росту удельной стоимости киловатт часа для каждого из нас. Но и полное игнорирование этого глобального тренда чревато не только еще одним шагом в сторону технологического отставания, но и очередным раундом значительных вложений в модернизацию существующих и сооружение новых крупных энергоблоков — с риском повторного омертвления инвестиций и возложения избыточного финансового бремени на потребителей.

В результате как перед обществом в целом, так и перед более узким экспертным кругом встает очень интересная и актуальная, с точки зрения времени, задача — попробовать найти для российской электроэнергетики новый, комбинированный по своей структуре, сценарий развития, сочетающий традиционную централизованную модель с развитием распределенных энергоресурсов и, с одной стороны, учитывающий специфику страны, а с другой — позволяющий нам успешно интегрироваться и извлечь выгоды из общемировых тенденций для потребителей и экономики страны в целом, создав еще один центр спроса на инновации в электроэнергетике. Сценарий загрузки избыточной мощности майнингом криптовалюты, безусловно, интересен своей новизной, но, очевидно, такой прорыв обеспечить не сможет.

Tags: электроэнергия
Subscribe

Posts from This Journal “электроэнергия” Tag

promo luckyea77 july 4, 2016 11:42 2
Buy for 10 tokens
Публикую рейтинги форекс-компаний по таким параметрам, как суммарные капиталы инвесторов, суммарные капиталы управляющих и суммарные доходы ПАММ-счетов за все время по 20 самым крупным ПАММ-счетам. Капитал инвесторов (КИ) 1. PrivateFX - 11 636 000 $ 2. Альфа-Форекс - 7 007 000 $ 3. Alpari…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments