Широкомасштабное развитие возобновляемых источников энергии и его влияние на рынок электроэнергии и сетевую инфраструктуру
 Скачать 2.33 Mb.
|
|
1 Широкомасштабное развитие возобновляемых источников энергии и его влияние на рынок электроэнергии и сетевую инфраструктуру 2 Благодарности Этот доклад является одним из результатов проекта «Расширение трансграничного энергетического сотрудничества посредством внедрения солнечной и ветровой энергии в энергосистемы стран СНГ для поддержки достижения ЦУР 7». Проект возглавляли Виктор Бадакер и Ива Бркич при значительной поддержке Уокера Даркка из Отдела устойчивой энергетики ЕЭК ООН. Проект осуществлялся в рамках работы Группы экспертов ЕЭК ООН по возобновляемым источникам энергии и Группы экспертов по более чистым системам электроэнергии. Публикация подготовлена независимыми консультантами Георгием Ермоленко и Михаилом Сапаровым. Авторы и команда проекта выражают благодарность следующим сторонним исследователям и экспертам, которые предоставили справочные документы и технический вклад в эту работу: Тырсу Михай, директор Института энергетики, Молдова; Турдубаева Бактыгуль Амангельдиевна, ведущий инженер ПТО (производственно- технический отдел) ОАО «Электростанции» Кыргызской Республики; Миненков Андрей Владимирович, начальник отдела научно-технической политики и внешнеэкономических связей Управления энергоэффективности Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь; Сулейманов Расул, председатель правления APESA, Азербайджанская Республика; Халилов Сахиб Гаджибала Оглу, начальник отдела оценки потенциала альтернативных и возобновляемых источников энергии и окружающей среды Государственного агентства по альтернативным и возобновляемым источникам энергии Азербайджанской Республики; Мухамедиев Равиль Ильгизович, профессор, Satbayev University, Республика Казахстан; Баркин Олег, член Правления - заместитель Председателя Правления НП «Совет рынка», Российская Федерация; Вадим Дормидонтов, исполнительный вице-президент по энергетике и ЖКХ, Газпромбанк, Российская Федерация; Матякубов Амирхан Аллабергенович, Сарыев Какагельды Атаджанович, директор Научно-производственного центра «Возобновляемые источники энергии» Государственного энергетического института Туркменистана; Алексей Конев, директор по инновациям ФГБУ «Российское энергетическое агентство» Минэнерго России; Омарханова Лайла Мухатаркызы, главный эксперт Департамента возобновляемых источников энергии Министерства энергетики Республики Казахстан; Аскарова Миргуль Сюнтбековна, главный специалист сектора ВИЭ и энергосбережения Государственного комитета промышленности, энергетики и недропользования Кыргызской Республики; Беков Кубаныч Нияз-Маматович, начальник управления стратегического планирования и кадров, ОАО «Национальная энергетическая холдинговая компания» Кыргызская Республика; Гребень Сергей Николаевич, начальник Департамента энергоэффективности, экологии и науки Министерства энергетики Республики Беларусь; Уханова Ольга Александровна, эксперт Ассоциации по развитию возобновляемой энергетики, Российская Федерация; Виктория Кешишян, начальник отдела возобновляемых источников энергии Департамента энергетики Министерства территориального управления и инфраструктуры Республики Армения; Антон Усачев, директор Ассоциации солнечной энергетики России; Лицарева Елена Васильевна, научный сотрудник, ООО «ЭНИН», Российская Федерация; Рахимов Азамат, директор департамента Директор Департамента экологии, энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Исполнительного комитета ЭЭС СНГ ; Шамсиев Хамидилла Аманович, Директор КДЦ (Координационно- диспетчерский центр) «Энергия» Республики Узбекистан ЕЭК ООН благодарит Российскую Федерацию за финансовую поддержку, которая позволила реализовать этот проект и внести вклад в развитие энергетического сектора в странах-бенефициарах. Отказ от ответственности: документ не обязательно отражает позицию рецензентов и партнеров, перечисленных выше, которые предоставили свои комментарии и помогли разработать эту публикацию. 3 СОДЕРЖАНИЕ Обозначения и сокращения ___________________________________________________ 4 Термины и определения ______________________________________________________ 5 Аннотация ___________________________________________________________________ 6 Введение _____________________________________________________________________ 8 1. Задачи для стран СНГ _____________________________________________________ 10 2. Обзор энергосистем стран СНГ ____________________________________________ 12 2.1. Установленная мощность электростанций и производство электроэнергии в государствах-участниках СНГ в период 2000-2019 гг. ___________________________ 12 2.2. Профили стран __________________________________________________________ 15 3. Развитие возобновляемых источников энергии ____________________________ 25 3.1.Роль ВИЭ - глобальный обзор ______________________________________________ 25 3.2. Проблемы и решения интеграции переменных ВИЭ в энергосистему _____________ 36 3.3. Роль ВИЭ в регионе ЕЭК ООН _____________________________________________ 42 4. Приоритеты, целевые показатели и ключевые проблемы развития ВИЭ в государствах-участниках СНГ _____________________________________________ 46 5. Выводы ___________________________________________________________________ 60 Приложение _________________________________________________________________ 62 П.1 Основные цели и задачи государств – участников СНГ в области использования ВИЭ, инновационного развития энергетики и разработки передовых энергетических технологий, развития производства высокотехнологичного энергетического оборудования ____________________ 62 П.2 Развитие электроэнергетической инфраструктуры _______________________ 64 П.3 Основные вызовы и возможности децентрализации ______________________ 68 П.4 Выдержки из докладов 47-й сессии СИГРЭ ______________________________ 79 П.5 Образование как инструмент преодоления барьеров широкомасштабной интеграции ВИЭ в энергосистемы _________________________________________ 81 4 Обозначения и сокращения АБР – Азиатский банк развития; АЭС – атомная электростанция; ВИЭ – возобновляемые источники энергии; ВЭС – ветроэлектростанция; ВЭУ – ветроэнергетическая установка; ГЭС – гидроэлектростанция; ЕАЭС – Евразийский экономический союз; ЕЭС – единая энергетическая система; ЗВ – загрязняющие вещества; ИЭС – изолированная энергосистема; КДЦ – координационный диспетчерский центр; КПД – коэффициент полезного действия; ЛЭП – линия электропередачи; МЭА – Международное энергетическое агентство; НДТ – наилучшие доступные технологии; НДЦ СО – Национальный диспетчерский центр Системного оператора; НЭС – Национальная энергосистема; ООН – Организация Объединенных Наций; ОЭР ЕАЭС – общий электроэнергетический рынок Евразийского экономического союза; ОЭС – объединенная энергетическая система; ПГ – парниковые газы; ПС – подстанция; РГ – рабочая группа; СНГ – Содружество Независимых Государств; СГТР – среднегодовой темп роста; СЭС – солнечная электростанция; ТЭО – технико-экономическое обоснование; ТЭК – топливно-энергетический комплекс; ТЭС – тепловая электрическая станция; ЦА – Центральная Азия; ЦУР – цель устойчивого развития; ЭЭС СНГ – Электроэнергетический Совет СНГ; BNEF – Bloomberg New Energy Finance; CAPEX – капитальные вложения; DLR – динамическая пропускная способность линий; IRENA – Международное Агентство по Возобновляемой Энергетике; INDC – предполагаемый определяемый на национальном уровне вклад; LCOE – полные приведенные затраты на электроэнергию; VRE – возобновляемые источники с переменным характером выдачи мощности. 5 Термины и определения Возобновляемые источники энергии – источники энергии, непрерывно возобновляемые за счет естественно протекающих природных процессов: энергия солнечного излучения, энергия ветра, гидродинамическая энергия воды; геотермальная энергия: тепло грунта, грунтовых вод, рек, водоемов, а также антропогенные источники первичных энергоресурсов: биомасса, биогаз и иное топливо из органических отходов, используемые для производства электрической и (или) тепловой энергии, а также иные источники энергии, определяемые в качестве возобновляемых, предусмотренные в рамках законодательства государств-участников СНГ. Экологический потенциал (эффект) применения ВИЭ – величина предотвращенных выбросов парниковых газов и загрязняющих веществ в атмосферу, образующихся в топливосжигающих установках при сжигании органического топлива. Энергоэффективность – эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов. Использование меньшего количества энергии для обеспечения того же уровня энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве. Достижение экономически оправданной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды. Наилучшая доступная технология (НДТ) – технология производства продукции (товаров), выполнения работ, оказания услуг, определяемая на основе современных достижений науки и техники и наилучшего сочетания критериев достижения целей охраны окружающей среды при условии наличия технической возможности ее применения. Надежность энергосистемы – способность энергосистемы при определенных условиях выполнять функцию снабжения потребителей электрической энергией и теплом в заданном объеме (по энергии и мощности) при соблюдении установленных требований по качеству энергии, не допускать ситуаций, опасных для людей и окружающей среды Синхронная зона – совокупность всех параллельно работающих энергосистем, имеющих общую системную частоту электрического тока. В синхронную зону ЕЭС/ОЭС входят электроэнергетические системы России, Азербайджана, Беларуси, Грузии, Казахстана, Молдовы, Монголии, Латвии, Литвы, Украины и Эстонии. Через энергосистему Казахстана параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы Центральной Азии - Кыргызстана, Таджикистана и Узбекистана. 6 Аннотация Проект «Расширение трансграничного сотрудничества в области энергетики путем внедрения энергии ветра и солнца в энергетические системы стран СНГ для достижения ЦУР 7» направлен на достижение Повестки дня 2030 в области устойчивого развития. Страны-бенефициары этого проекта включают Армению, Беларусь, Казахстан, Кыргызстан, Таджикистан и Узбекистан. Цель работы - поддержать лиц, принимающих решения, энергетические компании и экспертов в более быстром внедрении возобновляемых источников энергии в рамках национальных планов действий в области устойчивой энергетики. В этом отчете разрабатываются возможные будущие энергетические сценарии на период до 2030 года в краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной перспективе, а также приводится подробная информация о текущем состоянии сектора возобновляемых источников энергии, чтобы помочь разработать рекомендации для реализации. Энергетический сектор переживает переходный период и претерпевает значительные структурные изменения, чтобы обеспечить всеобщий доступ к недорогим, надежным, устойчивым и современным источникам энергии для всех. Ключевым моментом является преобразование энергетических систем путем интеграции различных традиционных и возобновляемых источников энергии в широком диапазоне мощностей. Создавая политические, рыночные и нормативные условия, страны могут привлекать инвестиции и ускорять инновации с помощью интеллектуальных сетей, эффективных, надежных и устойчивых технологий. Тем не менее, странам необходимо подготовиться к смягчению потенциальных проблем при попытке интеграции возобновляемых источников энергии. Будущее энергетики региона в соответствии с различными сценариями развития выглядит по разному. Отрасли, связанные с ископаемым топливом, пострадают в наибольшей степени, но в то же время они необходимы для экономического благосостояния в переходный период. В 2050 году половина энергии в регионе будет по-прежнему производиться на ископаемом топливе при любом экономически жизнеспособном сценарии. Во всех субрегионах производство электроэнергии, системы централизованного теплоснабжения и транспортный сектор будут зависеть от ископаемого топлива. Таким образом, инвестиции должны быть распределены на более широкий спектр технологий с минимальными выбросами, чтобы обеспечить быстрый переход к устойчивой энергетике. Результаты отчета будут использованы при разработке конкретных рекомендаций для национальных планов действий в области устойчивой энергетики. В процессе трансформации энергосистем в регионе актуальным является выполнение следующих работ: • определение ключевых направлений и целевого видения развития электроэнергетики государств-участников СНГ с учетом долгосрочной перспективы (на период до 2050 года); • создание институциональной основы, а в целом - интегрированной системы менеджмента, определяющей нормативные, технологические и экономические правила для оптимального развития и функционирования электроэнергетического комплекса государств-участников СНГ в контексте процессов трансформации энергосистем в стране и в мире; 7 • создание совместной программы по развитию технологической и экономической основы для построения будущей эффективной и устойчивой интегрированной энергетической системы государств-участников СНГ для достижения ЦУР7. Для развития возобновляемой энергетики в странах бенефициарах проекта мы предлагаем следующие рекомендации: • Интегрировать солнечную и ветровую энергию в энергетические системы. • Создать национальные институты энергетического планирования будущего. • Совершенствовать методы унификации актуальной, надежной и оперативной статистики. • Разработать законодательные меры для поддержки интеграции переменных возобновляемых источников энергии в энергосистемы. • Использовать международный опыт для гармонизации национальных и международных энергетических стандартов. • Использовать современные технологии для эффективного производства солнечной и ветровой энергии. • Реализовать меры по снижению выбросов парниковых газов в энергетическом секторе. • Улучшить условия модернизации энергетических систем, использующих генерацию на основе солнечной и ветровой энергии. • Разработать руководство для потенциальных инвесторов в объекты возобновляемой энергетики. • Подготовить национальные кадры для интеграции солнечной и ветровой генерации в энергетические системы. Более подробные рекомендации можно найти в брошюре «Роль солнечной и ветровой энергия в трансграничном энергетическом сотрудничестве в странах бенефициарах проекта». 8 Введение В сентябре 2015 года главы 193 государств, включая лидеров стран-участниц Содружества Независимых Государств (СНГ), согласовали Повестку дня в области устойчивого развития на период до 2030 года, которая включает 17 Целей в области устойчивого развития (ЦУР) 1 . Цели в области устойчивого развития и связанные с ними задачи являются глобальными по своему характеру и универсально применимыми и при этом обеспечивают учет различных национальных условий. ЦУР 7 - «Обеспечение всеобщего доступа к недорогим, надежным, устойчивым и современным источникам энергии для всех» 2 . Флагманский проект ЕЭК ООН «Пути к устойчивой энергетике» определяет «устойчивую энергетику» через три основополагающие элемента: i) энергобезопасность «бесперебойное обеспечение энергией, необходимой для экономического развития», ii) энергия для качества жизни «обеспечение энергией, доступной для всех в любое время» и iii) энергетика и окружающая среда, «ограничивающие воздействие энергетической системы на климат, экосистемы и здоровье» 3 . Международное сотрудничество является непременным условием для привлечения инвестиций в развитие возобновляемой энергетики во всем регионе и является одним из инструментов расширения использования возобновляемой энергии Одним из важнейших индикаторов ЦУР 7 является следующий: «к 2030 году укрепить международное сотрудничество в целях облегчения доступа к исследованиям и технологиям в области чистой энергии, включая возобновляемые источники энергии (ВИЭ), энергоэффективность и передовые экологически чистые технологии использования ископаемых видов топлива, а также содействия инвестициям в энергетическую инфраструктуру и технологии экологически чистой энергетики» 4 . В настоящее время все страны СНГ подписали и ратифицировали Парижское соглашение по климату, определили соответствующие вклады (INDC) и разработали на национальном уровне планы действии по их реализации. Большинство стран СНГ в перспективных планах развития электроэнергетики предусматривают масштабное освоение ВИЭ в качестве одной из мер ограничения выбросов парниковых газов. Расширение использования ВИЭ стало возможным благодаря техническому прогрессу в этой области, позволившему, прежде всего, значительно снизить себестоимость производства электроэнергии ветровыми (ВЭС) и солнечными (СЭС) электростанциями различных типов. В настоящее время электроэнергетика многих стран мира претерпевает значительные изменения, цель которых — обеспечение всеобщего доступа к недорогим, надежным, устойчивым и современным источникам энергии для всех 5 Эта цель достигается активной интеграцией различных традиционных и возобновляемых источников энергии в широком спектре мощностей от малых объектов распределенной генерации до крупных сетевых электростанций, что влечет за собой трансформацию энергетических систем. 1 Sustainable Development Agenda, UN, 2020 https://www.un.org/sustainabledevelopment/development-agenda/ 2 Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy for all https://sdgs.un.org/goals/goal7 3 Pathways to Sustainable Energy, United Nations, 2020. https://www.unece.org/energy/pathwaystose.html 4 Decisions by Topic: Energy https://sustainabledevelopment.un.org/topics/energy/decisions 5 Grid Modernization and Smart Grid, US Department of Energy, 2020 https://www.energy.gov/oe/activities/technology-development/grid-modernization-and-smart-grid 9 Происходящие технологические изменения сопровождаются созданием институциональной основы, определяющей регулирующие, технологические и экономические правила надёжного и эффективного развития и функционирования энергетических систем в новых условиях. Иными словами, идёт процесс создания целостной системы управления электроэнергетикой, соответствующей новому укладу энергетических систем. Трансформация энергетических систем 6,7 означает активный процесс создания политических, рыночных и регулирующих условий, а также установление практики планирования и функционирования энергетических систем, которые ускоряют инвестиции, инновации и использование интеллектуальных, эффективных, надёжных и экологически безопасных технологий. В настоящее время мощность ветропарков и солнечных фотоэлектрических электростанций достигает сотен и тысяч МВт, а энергетический сектор переживает фундаментальный сдвиг в сторону цифровизированной и декарбонизированной энергетической системы. В связи с этим актуальной задачей является анализ опыта широкомасштабного развития ВИЭ в ряде стран мира, его влияния, в том числе негативного, на традиционную генерацию, на рынок электроэнергии и сетевую инфраструктуру, с разработкой конкретных рекомендации как решать конкретные проблемы и препятствия с целью увеличения инвестиций в возобновляемую энергетику в каждой из стран СНГ, а также улучшить и оптимизировать трансграничное региональное энергетическое сотрудничество. 6 Status of Power System Transformation. System integration and local grids. IEA, 2017. 7 Status of Power System Transformation. Advanced Power Plant Flexibility. IEA, 2018. 10 |