Широкомасштабное развитие возобновляемых источников энергии и его влияние на рынок электроэнергии и сетевую инфраструктуру
 Скачать 2.33 Mb.
|
|
Электросетевой комплекс. Передача электрической энергии от генерирующих источников до АО «Региональные электрические сети» осуществляется АО «Национальные электрические сети Узбекистана» по магистральным электрическим сетям напряжением 220 - 500 кВ, общей протяженностью более 9,7 тыс. км. Реализация электрической энергии потребителям республики осуществляется 14 территориальными распределительно-сбытовыми предприятиями электрических сетей, функционирующими в каждом территориальном образовании в качестве АО в составе АО «Региональные электрические сети». На балансе предприятий находятся ЛЭП общей протяженностью более 250,4 тыс. км. и ПС напряжением до 110 кВ включительно, в количестве 1700ед. Самыми разветвленными, протяженностью более 223,8 тыс. км, являются электрические сети напряжением 0,4-6-10 кВ, по которым в основном осуществляется поставка электрической энергии потребителям республики. 25 3. Развитие возобновляемых источников энергии В этой главе анализируются количественные показатели развития возобновляемых источников энергии в мире, в том числе в США, Китае, ЕС, включая Германию, за период 2010 - 2019 гг. и прогнозные показатели до 2050 г. 3.1.Роль ВИЭ - глобальный обзор Расширение использования возобновляемых источников электрической энергии стало возможным благодаря техническому прогрессу в этой области, позволившему, прежде всего, значительно снизить себестоимость производства электроэнергии ветровыми и солнечными электростанциями различных типов (рис. 3.1.1). Стоимость новых СЭС в мире с 2010 г. снизилась на 70%, ВЭС — на 25% 10 Рисунок 3.1.1 – Динамика средневзвешенных цен вновь введенных мощностей, 2010-2018 гг. С 2010 года развитие возобновляемых источников энергии ускорилось, достигнув рекордных уровней и опередив ежегодные вводы традиционных мощностей во многих регионах. Среди всех технологий использования возобновляемых источников энергии ветроэнергетика после гидроэнергетики доминировала в отрасли возобновляемых источников энергии на протяжении многих десятилетий 11 С 2000 года ветроэнергетика развивалась с совокупным среднегодовым темпом роста (СГТР) более чем на 21 %. В первые годы развертывания ветроэнергетики Европа была ключевым регионом глобальных вводов ветроустановок. В 2010 году на регион приходилось 47% мировых вводов наземных ветроустановок. После 2010 года быстрое развитие ветроэнергетики наблюдается в других регионах, особенно в Китае, где показатель СГТР составляет около 27 %. К 2018 году Китай опередил Европу и стал крупнейшим наземным ветроэнергетическим рынком с почти одной третью 10 https://webstore.iea.org/download/direct/2738?fileName=WEI2019.pdf 11 FUTURE OF WIND Deployment, investment, technology, grid integration and socio-economic aspects A Global Energy Transformation paper, https://www.irena.org/publications/2019/Oct/Future-of-wind 26 установленной мощности в мире. В 2018 году в новые ВЭС было инвестировано почти $29,4 млрд. при этом удельные затраты в наземную ветроэнергетику в среднем составили - $1,54 млн. за МВт, а в оффшорную - $2,57 млн. за МВт 12 В конце 2018 года общая совокупная установленная мощность наземной ветровой энергетики достигла 542 ГВт 13 , а в конце 2019 года 621 ГВт 14 По оценке IRENA, в течение следующих трех десятилетий наземные ветроэнергетические установки должны будут иметь среднегодовой показатель СГТР более 7 % (рисунок 3.1.2). Источник: IRENA Рисунок 3.1.2 – Рост совокупной установленной мощности наземной ветроэнергетики к 2050 году, ГВт Это означает, что к 2030 году общая установленная мощность наземной ветроэнергетики вырастет более чем в три раза до 1 787 ГВт и почти в 10 раз к 2050 году, приблизившись к 5044 ГВт, по сравнению с 542 ГВт в 2018 году. Технологии оффшорной (морской) ветроэнергетики позволяют странам эксплуатировать в целом более высокие, а иногда и более стабильные ветровые ресурсы, реализуя гигаваттные проекты вблизи густонаселенных прибрежных районов, распространенных во многих частях мира. Это делает оффшорную ветроэнергетику важным дополнением к портфелю низкоуглеродных технологий, доступных для декарбонизации энергетического сектора многих стран. Оффшорная ветроэнергетика является одной из новых технологий использования возобновляемых источников энергии, которая достигла зрелости в последние два-три года, поскольку быстрое совершенствование технологий, эффективность цепочки поставок и материально- техническое взаимодействие на тесно связанных рынках в Европе обусловили быстрое снижение затрат и начало существенного внедрения на новых рынках. С учетом политической поддержки и финансовых стимулов оффшорная ветроэнергетика набирает обороты, поскольку она обеспечивает дополнительную альтернативу некоторым из проблем, с которыми сталкиваются наземные ветровые установки, в основном в связи с 12 “WindEurope – history”, https://windeurope.org/about-wind/history, (accessed 10 September 2019. 13 Renewable capacity statistics 2019, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. https://www.irena.org/publications/2019/Mar/Renewable-Capacity-Statistics-2019 14 file:///C:/Users/Moy/Downloads/Annual-Wind-Report_2019_digital_final_2r.pdf 27 сетевыми и земельными ограничениями, усложняющими развитие наземной ветроэнергетики, например, в Европе. В настоящее время 90% глобальной установленной мощности оффшорной ветроэнергетики введено и эксплуатируется в Северном море и близ Атлантического океана. В 2018 году было введено почти 4,5 ГВт новой мощности оффшорной ветроэнергетики, большая часть этих вводов была сконцентрирована в Китае (около 37% от общего годового объема вводов), Великобритании (29%) и Германии (22%). В 2019 году пять стран Европы и три в Азии подключили рекордные 6,1 ГВт оффшорной ветроэнергетики (рост на 35,5% по сравнению с 2018 годом), увеличив совокупную глобальную мощность до более 29 ГВт 15 . В ближайшие годы развитие оффшорной ветроэнергетики ожидается в Северной Америке и Океании. В течение следующих трех десятилетий общая установленная мощность оффшорных ветроэлектростанций увеличится до 228 ГВт в 2030 году и около 1000 ГВт в 2050 году (Рис.3.1.3). К 2050 году оффшорная ветроэнергетика будет составлять почти 17% от общей установленной мощности ветроэнергетики в мире в 6044 ГВт 16 . Почти 20- кратное прогнозируемое IRENA увеличение общей мощности оффшорной ветроэнергетики к 2030 году полностью соответствует данным отчета о рынке оффшорных ветровых ресурсов, опубликованном Глобальным ветроэнергетическим советом GWEC в 2019 году, в котором говорится, что общая мощность оффшорной ветроэнергетики превысит 200 ГВт 17 Источник: IRENA Рисунок 3.1.3 – Рост общей установленной мощности оффшорной ветроэнергетики к 2050 году, ГВт 15 https://gwec.net/record-6-1-gw-of-new-offshore-wind-capacity-installed-globally-in-2019/ 16 Global energy transformation: A roadmap to 2050 (2019 edition), International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. https://www.irena.org/publications/2019/Apr/Global-energy-transformation-A- roadmap-to-2050-2019Edition 17 Global offshore wind report 2018, Global Wind Energy Council, Brussels. https://gwec.net/wp- content/uploads/2019/04/GWEC-Global-Wind-Report-2018.pdf 28 За последние два десятилетия фотовольтаика превратилась из нишевого рыночного продукта в один из основных источников производства электроэнергии. Динамика роста становится менее зависимой от правительственных программ стимулирования и в большей степени определяется рыночными инвестиционными решениями. К концу 2019 года глобальная установленная мощность солнечной фотоэлектрической энергетики достигла 627 ГВт с совокупным годовым темпом роста СГТР почти 43% с 2000 года, и она остается вторым по установленной мощности сектором возобновляемой энергетики после ветроэнергетики (650 ГВт). В 2019 году солнечные фотоэлектрические системы снова доминировали в общем объеме мощности возобновляемых источников энергии с вводами мощностей около 115 ГВт, что вдвое больше по сравнению с ветром и больше, чем все ископаемое топливо и ядерное топливо вместе 18 Новые глобальные инвестиции в возобновляемую энергию и топливо (не включая гидроэнергетические проекты мощностью более 50 МВт) в 2019 году составили 301,7 млрд долларов США, по оценке BloombergNEFi. Это было на 5% больше, чем в 2018 году, отчасти из-за увеличения расходов на небольшие солнечные фотоэлектрические системы. Рисунок 3.1.4 – Установленная мощность объектов PV генерации по регионам мира – фактические данные на 2018 год и прогноз Remap IRENA до 2050 года. В соответствии со сценарием REmap Азия останется регионом –лидером по вводам солнечных фотоэлектрических установок, причем к 2030 году будет установлено 65% от общей вводимой мощности (Рис. 3.1.4). В Азии значительное развитие будет наблюдаться в Китае, где, согласно прогнозам, установленная мощность достигнет около 1412 ГВт к 2030 году. Северная Америка будет иметь вторую по величине установленную мощность солнечной фотоэлектрической энергетики, достигнув 437 ГВт к 2030 году, с более чем 90% этих установок в Соединенных Штатах. Европа к 2030 году будет представлять третий по величине регион с установленной мощностью 291 ГВт солнечной фотоэлектрической энергетики. Аналогичная картина ожидается на горизонте 2050 года, когда Азия по-прежнему будет доминировать с почти половиной совокупной установленной глобальной мощности 4 837 ГВт. 19 18 file:///G:/REN%2021/gsr_2020_full_report_en.pdf 19 file:///G:/REN%2021/gsr_2020_full_report_en.pdf 29 Также ожидается появление крупных рынков в Южной Америке и Африке 20 В первом полугодии 2019 года базисный показатель BNEF для полных приведенных затрат на электроэнергию (LCOE) составлял 57 долл. США за МВтч для фотоэлектрической системы без слежения и 49 долл. США за МВтч фотоэлектрических систем со слежением 21 . Доля затрат на солнечные панели в эталонной фотоэлектрической системе опустился ниже 30%. Влияние CAPEX на LCOE солнечного фотоэлектрического электричества значительно снизилось, а другие расходы, такие как расходы на эксплуатацию и обслуживание, разрешения и администрирование, на сборы и пошлины, а также расходы на финансирование играют более доминирующую роль. Следовательно, необходимо добиваться дальнейшего значительного снижения этих переменных и нематериальных затрат. Ожидается, что в течение следующего десятилетия общий рост возобновляемых источников энергии продолжится в нескольких регионах. Исходя из сегодняшнего уровня, анализ REmap IRENA показывает, что совокупные глобальные мощности солнечных PV установок могут вырасти почти в шесть раз в течение следующих десяти лет, достигнув в 2840 ГВт к 2030 году и увеличившись до 8519 ГВт в 2050 году. Это подразумевает общую установленную мощность в 2050 году почти в 18 раз выше, чем в 2018 году (Рис.3.1.5). Рисунок 3.1.5 – Глобальная установленная мощность объектов PV генерации по регионам мира – фактические данные на 2018 год и прогноз Remap IRENA до 2050 года. На глобальном уровне около 60% от общей солнечной фотоэлектрической мощности в 2050 году будут сетевыми, а остальные 40% будут распределенными (крышевыми). Несмотря на то, что в 2050 году все еще преобладают сетевые проекты, анализ REmap предполагает, что распределенные солнечные фотоэлектрические установки будут расти более быстрыми темпами благодаря политическим мерам и мерам поддержки, а также вовлечению потребителей в производство чистой энергии. Благодаря постоянному технологическому прогрессу и сокращению затрат IRENA предвидит, что рынок солнечных фотоэлектрических систем будет быстро расти в течение следующих трех десятилетий. Наряду с увеличением мощности, замена солнечных 20 https://irena.org/- media/Files/IRENA/Agency/Publication/2019/Nov/IRENA_Future_of_Solar_PV_summary_2019.pdf?la=en&hash =A626155A0775CC50427E23E7BE49B1AD2DD31073 21 https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/29752/GTR2019.pdf?sequence=1&isAllowed=y 30 панелей в конце срока их службы также имеет важное значение и играет ключевую роль, особенно с учетом старых панелей, уступающих место передовым технологиям. Годовой прирост мощности к 2030 году увеличится более чем вдвое (270 ГВт) по сравнению с нынешним уровнем, а к 2050 году увеличится в четыре раза выше, чем в 2018 году (372 ГВт против 94 ГВт в год) (Рис.3.1.6). Рисунок 3.1.6 – Глобальные ежегодные вводы установленной мощности объектов PV генерации – фактические данные на 2018 год и прогноз Remap IRENA до 2050 года. За 10 лет с 2009 г. в зелёную энергию в целом по миру было вложено $ 3,07 трлн. из них более $ 1 трлн. — в последние три года (Рис. 3.1.7). Инвестиции в основном идут на развитие ВИЭ-энергетики (включая получение биоэнергии) и умных энергоэффективных технологий 22 Рисунок 3.1.7 – Новые глобальные инвестиции в чистую энергетику 22 https://data.bloomberglp.com/professional/sites/24/BNEF-Clean-Energy-Investment-Trends‑2018.pdf 31 Абсолютным лидером по объему инвестиций в развитие энергетики на основе ВИЭ является Китай. В 2018 г. в ВИЭ-энергетику Китая было вложено $ 100,1 млрд или почти треть от общего объема инвестиций в отрасль. В ЕС инвестиции в зеленую энергетику составили $ 74,5 млрд в США – $ 64,2 млрд всего по миру – $ 332,1 млрд. С 2012 г. более половины прироста генерирующих мощностей в мире приходится на объекты ВИЭ-энергетика. В 2018 г. их доля в приросте мощностей мировой электроэнергетики достигла 65 %. 23 Это значит, что на каждый дополнительный мегаватт генерирующей мощности на ископаемом топливе ВИЭ-энергетика отвечала двумя. К концу 2019 г. установленная мощность генерирующих станций на основе ВИЭ в мире составила 1347 ГВт (без учета ГЭС). Мощность возобновляемой генерации увеличилась на 176 ГВт (+ 7,4%) в 2019 году. Солнечная энергетика продолжала развиваться, увеличившись на 98 ГВт (+ 20%), за которой последовала ветроэнергетика с 59 ГВт (+ 10%). Мощность гидроэнергетики увеличилась на 12 ГВт (+ 1%), а биоэнергетика - на 6 ГВт (+ 5%). Геотермальная энергетика увеличилась чуть менее 700 МВт. Солнечная и ветровая энергия продолжали доминировать в расширении возобновляемых мощностей, на которые в 2019 году приходилось 90% всех вводов 24 Политические решения сыграли важную роль в повышении доли ВИЭ в производстве электроэнергии. В 2019 году в 143 странах применялась регулирующая политика в отношении ВИЭ в электроэнергетике (например, льготные тарифы или квоты на сетевые услуги) по сравнению с 75 странами в 2010 году. В ряде стран стратегическое видение, инвестиции в исследования и разработки, а также промышленная стратегия позволили сократить глобальные затраты на технологии возобновляемой энергетики и привлекли финансирование частного сектора. Основываясь на успехах стран-новаторов, технологии возобновляемой энергетики наряду с эффективными комплексными политическими мерами и бизнес-моделями распространились по всему миру 25 В соответствии с прогнозом международного энергетического агентства WEO‑2019 и Дорожной картой глобальной трансформации энергетики до 2050 г. (Roadmap to 2050), удовлетворение растущих мировых потребностей в энергии в корне будет отличаться от последних двадцати пяти лет: на лидирующие позиции выходят природный газ, стремительно развивающаяся возобновляемая энергетика, а также энергоэффективность. На рис. 3.1.8 показано приведённое в 26 увеличение доли электроэнергии в конечном потреблении энергии, рост производства электроэнергии и установленной мощности электростанций на возобновляемых источниках энергии. К 2050 году доля возобновляемой энергии в генерации будет 85%, по сравнению с примерно 25% в 2017 году. Солнечная и ветровая мощности будут лидировать, увеличившись с 800 ГВт сегодня до 13 000 ГВт к 2050 году. Кроме того, выработка геотермальной энергии, биоэнергии и гидроэнергетики увеличится на 800 ГВт за период. Ежегодное увеличение установленной мощности возобновляемой энергии удваивается и составляет около 400 ГВт в год, 80% из которых будут представлять собой технологии переменного генерирования, такие как солнечная и ветровая энергия. Децентрализованное производство возобновляемой энергии вырастет с 2% от общего объема производства сегодня до 21% к 2050 году, то есть увеличится в 10 раз. 23 https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/gsr_2019_full_report_en.pdf 24 https://www.irena.org/- /media/Files/IRENA/Agency/Publication/2020/Mar/IRENA_RE_Capacity_Highlights_2020.pdf?la=en&hash=B6B DF8C3306D271327729B9F9C9AF5F1274FE30B 25 file:///G:/REN%2021/gsr_2020_full_report_en.pdf 26 Global energy transformation: A roadmap to 2050 (2019 edition) https://www.irena.org/publications/2019/Apr/Global-energy-transformation-A-roadmap-to-2050-2019Edition 32 Рисунок 3.1.8 – Ветер и солнечная энергия доминируют в росте генерации на основе возобновляемых источников энергии. Согласно сценарию дорожной карты 2050, промышленность должна увеличить долю возобновляемой энергии в прямом использовании и топливе до 48% к 2050 году. Если включить возобновляемую электроэнергию, эта доля увеличится примерно до 60%. Источники биоэнергии будут иметь наибольший вклад, в основном за счет отходов, используемых для прямого нагрева и комбинированного производства тепла и энергии (ТЭЦ). В процентном отношении, наибольший рост будет за счет солнечного термального тепла для низкотемпературных процессов, а также тепловых насосов для аналогичных низкотемпературных потребностей в тепле. При переходе на электроэнергию электроэнергия должна обеспечить 41% энергетических потребностей отрасли к 2050 году. На рис. 3.1.9 показаны повышение энергоэффективности и увеличение доли возобновляемой энергии в конечном потреблении энергии. Рисунок 3.1.9 – Повышение энергоэффективности и увеличение доли возобновляемой энергии в конечном потреблении энергии 33 В Соединенных Штатах, производство электроэнергии из природного газа и возобновляемых источников энергии увеличивается в результате снижения цен на природный газ и снижения стоимости энергию солнца и ветра, что делает эти виды возобновляемых источников энергии все более и более конкурентоспособными… (Рис. 3.1.10) 27 |