Тенденции развития возобновляемой энергетики в россии реферат
Обновлено: 04.07.2024
Определение альтернативной энергетики или возобновляемых источников энергии (ВИЭ)
Энергетические проблемы выходят на первое место в мире среди важнейших проблем и задач, которые предстоит решить обществу в XXI веке. Сложившаяся ресурсная база энергетики, на которой строится вся хозяйственная деятельность человечества, исчерпаема, причем уже в обозримом будущем. В связи с этим вопросы энергосбережения, развития и внедрения систем альтернативной энергетики или возобновляемых источников энергии (ВИЭ) становятся одними из самых актуальных.
- энергия солнца;
- энергия ветра;
- энергия вод (в том числе энергия сточных вод), за исключением случаев использования такой энергии на гидроаккумулирующих электроэнергетических станциях;
- энергия приливов;
- энергия волн водных объектов, в том числе водоемов, рек, морей, океанов;
- геотермальная энергия с использованием природных подземных теплоносителей;
- низкопотенциальная тепловая энергия земли, воздуха, воды с использованием специальных теплоносителей;
- биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья, а также отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива;
- биогаз, газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов, газ, образующийся на угольных разработках.
Соответственно, второй немаловажной целью альтернативной энергетики является направленность на исключение факторов, негативно влияющих на окружающую среду.
Таким образом, альтернативная энергетика представляет собой подотрасль энергетики, охватывающую перспективные способы получения энергии из восполняемых или практически неисчерпаемых ресурсов, при которых снижается риск причинения вреда окружающей среде.
Основные виды альтернативной энергетики
Оценочная мощность, ТВт
Степень использования в хозяйственном Комплексе, ТВт
Проблемы в использовании
Степень воздействия на окружающую среду при использовании
Солнечная энергия (поток прямой, рассеянной радиации)
Не равномерность в пространстве и времени
Воздействие на окружающую среду варьируется от минимальных до допустимых
Энергия солнечного и космического ветра
Малая величина у поверхности земли
Энергия приливов и отливов морей и океанов
Приводит к существенному преобразованию ландшафта прибрежных территорий
Потенциальная и кинетическая энергия воды
Высокие капитальные затраты на технологическом этапе
Приводит к существенному преобразованию ландшафта обширных территорий
Потенциальная и кинетическая энергия ветра
Не равномерность в пространстве и времени
Воздействие на окружающую среду варьируется от минимальных до допустимых
Геотермальные источники энергии
Узкая пространственная локализация
Воздействие на окружающую среду варьируется от минимальных до допустимых
Энергия земного магнетизма
Технологическая сложность преобразования в тепловую энергию
Энергия ядерного синтеза и атомного распада
Крайне высокая опасность в случае аварий
Является потенциально высоко опасной в случае катастрофических ситуаций
Возобновляемая энергетика обеспечивает более четверти (26%) мирового производства электроэнергии. С 2000 года, за исключением гидроэнергетики, выработка электроэнергии на основе ВИЭ выросла более чем в 10 раз, и на первом месте стоят ветровая и солнечная энергия.
Рис. 1. Доля ВИЭ в общем производстве электроэнергии в мире в 2019 году
Источник: данные REN21
Страны-лидеры в производстве возобновляемой энергии
Основными странами лидерами по производству, вводу мощностей ВИЭ и инвестированию в новые энерготехнологии на протяжении последних трех лет являются Китай, США, Бразилия, Индия, Германия. К слову, Россия в 2019 году занимала в международном рейтинге по данному показателю 59 место.
Рис. 2. Глобальные инвестиции в ВИЭ в мире за 2006 – 2019 гг., млрд. долл.
Источник: данные REN21
Указанные страны занимают лидирующее положение и по объему выработки электроэнергии в мире за последние три года (рис. 3).
Рис. 3. Выработка электроэнергии в мире на основе ВИЭ в 2019 г., млрд кВт. ч.
Источник: данные REN21
Развитие альтернативных источников энергии в России
Впервые в российском законодательстве основополагающие принципы развития возобновляемой энергетики и соответствующие целевые показатели были закреплены в 2009 году (Распоряжение Правительства РФ от 08.01.2009 1-р). Однако в полной мере механизм стимулирования инвестиций в генерацию ВИЭ заработал только в 2013 году в отношении проектов оптового рынка электрической энергии и мощности (Постановление Правительства РФ № 449 от 28.05.2013 г.). Тогда же впервые были приняты целевые показатели величин объемов ввода установленной мощности генерирующих объектов по видам возобновляемых источников энергии (рис. 4). Механизм стимулирования инвестиций в генерацию ВИЭ на розничных рынках электроэнергии был введен на два года позже – в 2015 году.
Рис. 4. Целевые показатели величин объемов ввода установленной мощности генерирующих объектов по видам возобновляемых источников энергии
Источник: распоряжение Правительства РФ 1-р (в редакции распоряжения Правительства РФ № 1081-р от 18 апреля 2020 г.)
Целевые объемы установленной мощности ВИЭ были пересмотрены шесть раз за 2013–2020 годы в связи с переносом неисполненных объемов на 2021–2024 годы, перераспределением 450 МВт ВЭС (ветряные электростанции) и МГЭС (малые гидроэлектростанции) в пользу ТБО (твердые бытовые отходы), перераспределением МГЭС в пользу ВЭС и СЭС, переносом части объемов из новой программы поддержки ВИЭ.
Стимулирование инвестиций в ВИЭ: договоры на продажу мощности (ДПМ)
На оптовом рынке электрической энергии и мощности функционирует механизм стимулирования инвестиций в генерацию альтернативной энергии посредством оплаты мощности таких объектов по ДПМ ВИЭ. Инвесторам предоставляется право на заключение ДПМ ВИЭ, гарантирующее в течение 15 лет оплату установленной мощности, что обеспечивает возврат инвестированного капитала и норму доходности 12 %.
Отобранные в результате конкурса проекты получают право на заключение ДПМ ВИЭ, устанавливающего обязательство инвестора по строительству электростанции, согласно указанной в заявке мощности и сроку ввода.
В 2019 году продолжилась активная стадия реализации проектов строительства генерирующих объектов в рамках программы ДПМ ВИЭ: на оптовом рынке было введено в эксплуатацию 594 МВт зеленой генерации. Весь объем введенных в эксплуатацию объектов пришелся на солнечную генерацию, которая показала почти двукратный рост темпов строительства: с 290 МВт в 2018 до 594 МВт в 2019 году (рис. 5).
Рис. 5. Динамика вводов электростанций на основе ВИЭ
В первом квартале 2020 года высокие темпы ввода новой генерации в эксплуатацию сохранились, реализованы проекты совокупной мощностью 362 МВт (278 МВт- ВЭС, 84 МВт - СЭС).
Всего за семь лет функционирования механизма стимулирования развития ВИЭ на оптовом рынке России по состоянию на конец первого квартала 2020 года введено в эксплуатацию около 1,5 ГВт новых энергомощностей зеленой энергетики, в том числе 1 188 МВт солнечных и 364 МВт ветровых оптовых электростанций. С 2017 года мощности солнечных (300 МВт) и ветровых (90 МВт) электростанций, расположенных на территории Республики Крым, также поставляют электрическую энергию в энергосистему России. Таким образом, по состоянию на конец первого квартала 2020 года общая установленная мощность зеленой генерации составляет 2 092 МВт или 0,7 % от общей установленной мощности в РФ (рис. 6).
Рис.6. Совокупная установленная мощность электростанций на основе ВИЭ
С 2015 по первый квартал 2020 года совокупный объем выработки ветровых и солнечных электростанций, реализованных в рамках ДПМ ВИЭ на оптовом рынке электрической энергии, превысил 2 млрд кВт*ч. Выработка электростанций ВИЭ в 2019 году составила 1,6 млрд кВт*ч, или 0,15 % от совокупного потребления электрической энергии в России. В 2020 году прогнозируется двукратный рост выработки электростанциями на основе ВИЭ: уже фактические показатели первого квартала текущего года свидетельствуют об увеличении выработки ВИЭ в два раза по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Согласно плановым показателям проектируемых генерирующих объектов ВИЭ, общая выработка электрической энергии сектором ВИЭ превысит к 2025 году уровень 12 млрд кВт*ч, что, несмотря на серьезный прогресс, будет составлять лишь 1% в балансе производства и потребления электрической энергии. Таким образом, целевой показатель, установленный Правительством РФ еще в 2009 году в объеме 4,5 % к 2024 году, достигнут не будет (рис. 7).
Рис.7. Текущая и целевая доля ВИЭ в общем потреблении э/э РФ
Региональные рынки альтернативной энергии в России
Альтернативная энергетика развивается в регионах России с наибольшим природным потенциалом возобновляемых источников энергии. Регионами-лидерами по объему установленной мощности генерирующих объектов ВИЭ являются Оренбургская область, Астраханская область, Республика Алтай, Ульяновская область, Самарская область и Республика Крым (вне механизмов стимулирования ВИЭ) (рис. 8).
Рис. 8. Действующие генерирующие объекты ВИЭ (региональное распределение)
В рамках действующего механизма поддержки по объему вводов лидируют Оренбургская, Астраханская, Ростовская, Ульяновская области, Ставропольский край, Республики Адыгея и Алтай. По мере реализации инвестиционных проектов ВИЭ, запланированных в соответствии с результатами конкурсных отборов до 2024 года, к этому списку добавятся Волгоградская, Саратовская, Мурманская, Самарская области, Республика Калмыкия.
Ключевые участники рынка возобновляемой энергетики в РФ
Всего по состоянию на 2020 год на конкурсных отборах инвестиционных проектов ВИЭ в рамках механизма поддержки (ДПМ ВИЭ) отобрано 5,2 ГВт, или 90 % запланированных к отбору объемов ВИЭ, из которых 1,8 ГВт солнечной генерации, 3,2 ГВт ветряной генерации и 170 МВт малой гидрогенерации.
Солнечная энергия
Основными инвесторами в проекты солнечных электростанций выступают пять компаний:
Ветрогенерация
Основными участниками сектора ветрогенерации выступают четыре компании:
Развитие возобновляемых источников энергии в мире и РФ: сравнительный анализ
Рассматривая перспективы альтернативной энергетики, стоит также отметить, что ряд стран уже обозначил планы по внедрению ВИЭ в хозяйственную жизнь:
К 2035 г. Германия (население более 82 млн человек) планирует перевести 55–60% своей электроэнергетики на возобновляемые источники энергии (ВИЭ), к 2050 г. – не менее 80%
Португалия (население более 10 млн человек) планирует обеспечивать свои потребности в электроэнергии за счет ВИЭ на 80% к 2030 г. и на 100% – к 2050 г.
Испания (население более 46 млн человек) также полностью переведет свою электроэнергетику на ВИЭ к 2050 г.
Дания (население более 5 млн человек) намерена полностью перейти на ВИЭ во всех энергетических секторах, включая транспортный, к 2050 г.
В США 153 города поставили перед собой цель 100% ВИЭ в электроэнергетике. Аналогичные планы приняли 9 штатов, округов и территорий, включая штат Калифорния (население почти 40 млн человек).
Эти события имеют место по двум причинам. Во-первых, ввиду стремительного удешевления ВИЭ, которое произошло за последние 10 лет (по данным Lazard, в период с 2009 по 2019 гг. 1 кВт*ч электроэнергии, произведенной за счет ветра, подешевел на 70%, за счет солнца – на 89%). Во-вторых, ввиду роста экологической грамотности населения и формирования запроса гражданского общества на благоприятную окружающую среду с минимально возможным негативным антропогенным эффектом.
На фоне амбициозных международных планов российские намерения выглядят скромно. В России к 2035 г., согласно действующей Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики на период до 2035 года, будет построено в общей сложности 11,6 ГВт электростанций на ВИЭ, что эквивалентно менее 5% всей установленной мощности электростанций в стране и 1,5–2% генерации, исходя из реальных текущих российских значений коэффициентов использования установленной мощности (КИУМ – отношение количества фактически выработанной электроэнергии к количеству электроэнергии, которое было бы выработано, если бы электростанция постоянно работала с нагрузкой, соответствующей ее установленной мощности) .
Стоимость энергии от альтернативных источников
Поскольку Россия традиционно богата углеводородами, и ввиду этого производство электроэнергии за счет газа и угля на ее территории является развитым и дешевым, важнейшую роль в определении перспектив развития ВИЭ в стране будет играть фактор стоимости электроэнергии от возобновляемых источников.
В настоящее время стоимость электроэнергии в расчете на 1 кВт*ч принято рассчитывать по формуле приведенной стоимости электроэнергии (levelized cost of energy, LCOE – средняя расчетная себестоимость производства единицы электроэнергии на протяжении всего жизненного цикла электростанции, включая все возможные инвестиции и эксплуатационные затраты, а также учитывая объем генерации электроэнергии и стоимость капитала).
Данных о стоимости электроэнергии от разных источников в России достаточно мало. В табл. 2 собраны все имеющиеся российские оценки LCOE, как для традиционной генерации, так и для генерации за счет ВИЭ, и осуществлено сравнение их с глобальными оценками.
Таблица 2. Сравнительный анализ приведенной стоимости электроэнергии от традиционных и возобновляемых источников в Россия и зарубежных странах
Человечеству нужна электроэнергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива — урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутон.
Содержание
Введение
Глава 1. Нетрадиционные источники энергии
Глава 2. Источники возобновляемой энергии
2.1. Энергия ветра
2.2. Гидроэнергия
2.3. Энергия приливов и отливов
2.4. Энергия волн
2.5. Энергия солнечного света
2.6. Геотермальная энергия
Глава 3. Политика России в области нетрадиционных и возобновляемых источниках энергии
Глава 4. Меры поддержки возобновляемых источников энергии
4.1. Зеленые сертификаты
4.2. Возмещение стоимости технологического присоединения
4.3. Фиксированные тарифы на энергию ВИЭ
4.4. Система чистого измерения
4.5. Инвестиции
Глава 5. ВНИЭ в современном мире
Заключение
Список использованных источников
Введение
Человечеству нужна электроэнергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива — урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутоний. Поэтому важно на сегодняшний день найти выгодные источники электроэнергии, причем выгодные не только с точки зрения дешевизны топлива, но и с точки зрения простоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов, необходимых для постройки станции, долговечности станций.
Данный реферат является кратким обзором возобновляемых и неисчерпаемых источников энергии. В работе рассмотрены нетрадиционные источники электрической энергии.
Цель работы – прежде всего, ознакомиться с современным положением дел в этой необычайно широкой проблематике в России и в мире.
Российская энергетика сегодня — это 600 тепловых, 100 гидравлических, 9 атомных электростанций. Есть, конечно, несколько электростанций использующих в качестве первичного источника солнечную, ветровую, гидротермальную, приливную энергию, но доля производимой ими энергии очень мала по сравнению с тепловыми, атомными и гидравлическими станциями.
Глава 1. Нетрадиционные источники энергии
В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978 г) к нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков.
Начиная с 90-х годов, по инициативе ЮНЕСКО при поддержке государств-членов ООН и заинтересованных организаций проводятся мероприятия по продвижению идеи широкого использования возобновляемых источников.
Всё это многообразие сводится, как показано на рисунке 1, к трём глобальным видам источников: энергии Солнца, тепла Земли и энергии орбитального движения планет, причём солнечное излучение по мощности превосходит остальные более чем в 1000 раз. Невозобновляемыми источниками энергии являются нефть, газ, уголь, сланцы. Извлекаемые запасы органического топлива в мире оцениваются следующим образом (млрд.т.у.т.):
- уголь — 4850
- нефть — 1140
- газ — 310
- всего – 6310.
При уровне мировой добычи девяностых годов (млрд.т.у.т) соответственно 3,1 — 4,5 — 2,6, всего — 10,3 млрд.т.у.т, запасов угля хватит на 1500 лет, нефти — на 250 лет и газа — 120 лет. Не такая уж блестящая перспектива оставить потомков без энергетического обеспечения. Особенно учитывая устойчивую тенденцию удорожания нефти и газа. И чем дальше, тем более быстрыми темпами. Между тем теоретический потенциал солнечной энергии, приходящий на Землю в течение года, превышает все извлекаемые запасы органического топлива в 10-20 раз. А экономический потенциал возобновляемых источников энергии в настоящее время оценивается в 20 млрд.т.у. т в год, что в два раза превышает объём годовой добычи всех видов органического топлива. И это обстоятельство указывает путь развития энергетики будущего, не такого уж и далёкого. Повсеместный переход на возобновляемые источники энергии не происходит лишь потому, что промышленность, машины, оборудование и быт людей на Земле сориентированы на органическое топливо. А ещё потому, что некоторые виды возобновляемых источников энергии непостоянны и имеют низкую плотность энергии.
Основное преимущество возобновляемых источников энергии — их неисчерпаемость и экологическая чистота. Их использование не изменяет энергетический баланс планеты. Эти качества и послужили причиной бурного развития возобновляемой энергетики за рубежом и весьма оптимистических прогнозов их развития в ближайшем десятилетии. Возобновляемые источники энергии играют значительную роль в решении трёх глобальных проблем, стоящих перед человечеством: энергетика, экология, продовольствие.
Таблица 1: Роль НВИЭ в решении трёх глобальных проблем человечества (энергетика, экология, продовольствие) + положительное влияние, — отрицательное влияние, 0 — отсутствие влияния.
| Вид ресурсов или установок | Энергетика | Экология | Продовольствие |
| Ветроустановки | + | + | + 1) |
| Малые и микроГЭС | + | + | + 2) |
| Солнечные тепловые установки | + | + | + 3) |
| Солнечные фотоэлектрические установки | + | + | + 4) |
| Геотермальные электрические станции | + | +/- | 0 |
| Геотермальные тепловые установки | + | +/- | + 5) |
| Биомасса. Сжигание твёрдых бытовых отходов | + | +/- | 0 |
| Биомасса. Сжигание сельскохозяйственных отходов, отходов лесозаготовок и лесопереработок | + | +/- | + 6) |
| Биомасса. Биоэнергетическая переработка отходов | + | + | + 7) |
| Биомасса. Газификация | + | + | 0 |
| Биомасса. Получение жидкого топлива | + | + | + 8) |
| Установки по утилизации низкопотенциального тепла | + | + | 0 |
Примечания:
1) Водоподъёмные установки на пастбищах и в удалённых населённых пунктах.
Энергетические проблемы выходят на первое место в мире среди важнейших проблем и задач, которые предстоит решить обществу в XXI веке. Сложившаяся ресурсная база энергетики, на которой строится вся хозяйственная деятельность человечества, исчерпаема, причем уже в обозримом будущем. В связи с этим вопросы энергосбережения, развития и внедрения систем альтернативной энергетики или возобновляемых источников энергии (ВИЭ) становятся одними из самых актуальных.
энергия вод (в том числе энергия сточных вод), за исключением случаев использования такой энергии на гидроаккумулирующих электроэнергетических станциях,
энергия волн водных объектов, в том числе водоемов, рек, морей, океанов,
геотермальная энергия с использованием природных подземных теплоносителей,
низкопотенциальная тепловая энергия земли, воздуха, воды с использованием специальных теплоносителей,
биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья, а также отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива,
биогаз, газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов, газ, образующийся на угольных разработках.
Цель альтернативной энергетики заключается в применении возобновляемых или практически неисчерпаемых ресурсов для выработки энергии. В принципе, управляемая реакция в ядерном реакторе также отвечает указанной цели. Ядерное топливо максимально энергоемко и подлежит вторичному использованию. Но по определенным причинам, к которым относятся безопасность, рентабельность, тепловое загрязнение, ядерные программы в ряде стран закрываются, а использование ядерных реакторов прекращается.
Соответственно, второй немаловажной целью альтернативной энергетики является направленность на исключение факторов, негативно влияющих на окружающую среду.
Таким образом, альтернативная энергетика представляет собой подотрасль энергетики, охватывающую перспективные способы получения энергии из восполняемых или практически неисчерпаемых ресурсов, при которых снижается риск причинения вреда окружающей среде.
Основные виды альтернативной энергетики
Таблица 1. Основные виды ВИЭ и их характеристика
Оценочная мощность, ТВт
Степень использования в хозяйственном
Проблемы в использовании
Степень воздействия на окружающую среду при использовании
Солнечная энергия (поток прямой, рассеянной радиации)
Не равномерность в пространстве и времени
Воздействие на окружающую среду варьируется от минимальных до допустимых
Энергия солнечного и космического ветра
Малая величина у поверхности земли
Энергия приливов и отливов морей и океанов
Узкая пространственная локализация
Приводит к существенному преобразованию ландшафта
кинетическая энергия воды
затраты на технологическом этапе
Приводит к существенному
преобразованию ландшафта обширных территорий
Потенциальная и кинетическая энергия ветра
Не равномерность в пространстве и времени
Воздействие на окружающую среду варьируется от
минимальных до допустимых
Геотермальные источники энергии
Узкая пространственная локализация
Воздействие на окружающую среду варьируется от
минимальных до допустимых
Энергия земного магнетизма
Технологическая сложность преобразования в тепловую
Энергия ядерного синтеза и атомного распада
Крайне высокая опасность в случае аварий
Является потенциально высоко опасной в случае
Возобновляемая энергетика обеспечивает более четверти (26%) мирового производства электроэнергии. С 2000 года, за исключением гидроэнергетики, выработка электроэнергии на основе ВИЭ выросла более чем в 10 раз, и на первом месте стоят ветровая и солнечная энергия.
Рис. 1. Доля ВИЭ в общем производстве электроэнергии в мире в 2019 году
Источник: данные REN21
Страны-лидеры в производстве возобновляемой энергии
Основными странами лидерами по производству, вводу мощностей ВИЭ и инвестированию в новые энерготехнологии на протяжении последних трех лет являются Китай, США, Бразилия, Индия, Германия. К слову, Россия в 2019 году занимала в международном рейтинге по данному показателю 59 место.
Рис. 2. Глобальные инвестиции в ВИЭ в мире за 2006 – 2019 гг., млрд. долл.
Источник: данные REN21
Указанные страны занимают лидирующее положение и по объему выработки электроэнергии в мире за последние три года (рис. 3).
Рис. 3. Выработка электроэнергии в мире на основе ВИЭ в 2019 г., млрд кВт. ч.
Источник: данные REN21
Развитие альтернативных источников энергии в России
Впервые в российском законодательстве основополагающие принципы развития возобновляемой энергетики и соответствующие целевые показатели были закреплены в 2009 году (Распоряжение Правительства РФ от 08.01.2009 1-р). Однако в полной мере механизм стимулирования инвестиций в генерацию ВИЭ заработал только в 2013 году в отношении проектов оптового рынка электрической энергии и мощности (Постановление Правительства РФ № 449 от 28.05.2013 г.). Тогда же впервые были приняты целевые показатели величин объемов ввода установленной мощности генерирующих объектов по видам возобновляемых источников энергии (рис. 4). Механизм стимулирования инвестиций в генерацию ВИЭ на розничных рынках электроэнергии был введен на два года позже – в 2015 году.
Рис. 4. Целевые показатели величин объемов ввода установленной мощности генерирующих объектов по видам возобновляемых источников энергии
Источник: распоряжение Правительства РФ 1-р (в редакции распоряжения Правительства РФ № 1081-р от 18 апреля 2020 г.)
Целевые объемы установленной мощности ВИЭ были пересмотрены шесть раз за 2013–2020 годы в связи с переносом неисполненных объемов на 2021–2024 годы, перераспределением 450 МВт ВЭС (ветряные электростанции) и МГЭС (малые гидроэлектростанции) в пользу ТБО (твердые бытовые отходы), перераспределением МГЭС в пользу ВЭС и СЭС, переносом части объемов из новой программы поддержки ВИЭ.
Стимулирование инвестиций в ВИЭ: договоры на продажу мощности (ДПМ)
На оптовом рынке электрической энергии и мощности функционирует механизм стимулирования инвестиций в генерацию альтернативной энергии посредством оплаты мощности таких объектов по ДПМ ВИЭ. Инвесторам предоставляется право на заключение ДПМ ВИЭ, гарантирующее в течение 15 лет оплату установленной мощности, что обеспечивает возврат инвестированного капитала и норму доходности 12 %.
Отобранные в результате конкурса проекты получают право на заключение ДПМ ВИЭ, устанавливающего обязательство инвестора по строительству электростанции, согласно указанной в заявке мощности и сроку ввода.
В 2019 году продолжилась активная стадия реализации проектов строительства генерирующих объектов в рамках программы ДПМ ВИЭ: на оптовом рынке было введено в эксплуатацию 594 МВт зеленой генерации. Весь объем введенных в эксплуатацию объектов пришелся на солнечную генерацию, которая показала почти двукратный рост темпов строительства: с 290 МВт в 2018 до 594 МВт в 2019 году (рис. 5).
Рис. 5. Динамика вводов электростанций на основе ВИЭ
В первом квартале 2020 года высокие темпы ввода новой генерации в эксплуатацию сохранились, реализованы проекты совокупной мощностью 362 МВт (278 МВт- ВЭС, 84 МВт - СЭС).
Всего за семь лет функционирования механизма стимулирования развития ВИЭ на оптовом рынке России по состоянию на конец первого квартала 2020 года введено в эксплуатацию около 1,5 ГВт новых энергомощностей зеленой энергетики, в том числе 1 188 МВт солнечных и 364 МВт ветровых оптовых электростанций. С 2017 года мощности солнечных (300 МВт) и ветровых (90 МВт) электростанций, расположенных на территории Республики Крым, также поставляют электрическую энергию в энергосистему России. Таким образом, по состоянию на конец первого квартала 2020 года общая установленная мощность зеленой генерации составляет 2 092 МВт или 0,7 % от общей установленной мощности в РФ (рис. 6).
Рис.6. Совокупная установленная мощность электростанций на основе ВИЭ
С 2015 по первый квартал 2020 года совокупный объем выработки ветровых и солнечных электростанций, реализованных в рамках ДПМ ВИЭ на оптовом рынке электрической энергии, превысил 2 млрд кВт*ч. Выработка электростанций ВИЭ в 2019 году составила 1,6 млрд кВт*ч, или 0,15 % от совокупного потребления электрической энергии в России. В 2020 году прогнозируется двукратный рост выработки электростанциями на основе ВИЭ: уже фактические показатели первого квартала текущего года свидетельствуют об увеличении выработки ВИЭ в два раза по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Согласно плановым показателям проектируемых генерирующих объектов ВИЭ, общая выработка электрической энергии сектором ВИЭ превысит к 2025 году уровень 12 млрд кВт*ч, что, несмотря на серьезный прогресс, будет составлять лишь 1% в балансе производства и потребления электрической энергии. Таким образом, целевой показатель, установленный Правительством РФ еще в 2009 году в объеме 4,5 % к 2024 году, достигнут не будет (рис. 7).
Рис.7. Текущая и целевая доля ВИЭ в общем потреблении э/э РФ
Региональные рынки альтернативной энергии в России
Альтернативная энергетика развивается в регионах России с наибольшим природным потенциалом возобновляемых источников энергии. Регионами-лидерами по объему установленной мощности генерирующих объектов ВИЭ являются Оренбургская область, Астраханская область, Республика Алтай, Ульяновская область, Самарская область и Республика Крым (вне механизмов стимулирования ВИЭ) (рис. 8).
Рис. 8. Действующие генерирующие объекты ВИЭ (региональное распределение)
В рамках действующего механизма поддержки по объему вводов лидируют Оренбургская, Астраханская, Ростовская, Ульяновская области, Ставропольский край, Республики Адыгея и Алтай. По мере реализации инвестиционных проектов ВИЭ, запланированных в соответствии с результатами конкурсных отборов до 2024 года, к этому списку добавятся Волгоградская, Саратовская, Мурманская, Самарская области, Республика Калмыкия.
Ключевые участники рынка возобновляемой энергетики в РФ
Всего по состоянию на 2020 год на конкурсных отборах инвестиционных проектов ВИЭ в рамках механизма поддержки (ДПМ ВИЭ) отобрано 5,2 ГВт, или 90 % запланированных к отбору объемов ВИЭ, из которых 1,8 ГВт солнечной генерации, 3,2 ГВт ветряной генерации и 170 МВт малой гидрогенерации.
Основными инвесторами в проекты солнечных электростанций выступают пять компаний:
Основными участниками сектора ветрогенерации выступают четыре компании:
Развитие возобновляемых источников энергии в мире и РФ: сравнительный анализ
Рассматривая перспективы альтернативной энергетики, стоит также отметить, что ряд стран уже обозначил планы по внедрению ВИЭ в хозяйственную жизнь:
К 2035 г. Германия (население более 82 млн человек) планирует перевести 55–60% своей электроэнергетики на возобновляемые источники энергии (ВИЭ), к 2050 г. – не менее 80%;
Португалия (население более 10 млн человек) планирует обеспечивать свои потребности в электроэнергии за счет ВИЭ на 80% к 2030 г. и на 100% – к 2050 г.
Испания (население более 46 млн человек) также полностью переведет свою электроэнергетику на ВИЭ к 2050 г.;
Дания (население более 5 млн человек) намерена полностью перейти на ВИЭ во всех энергетических секторах, включая транспортный, к 2050 г.;
В США 153 города поставили перед собой цель 100% ВИЭ в электроэнергетике. Аналогичные планы приняли 9 штатов, округов и территорий, включая штат Калифорния (население почти 40 млн человек).
Эти события имеют место по двум причинам. Во-первых, ввиду стремительного удешевления ВИЭ, которое произошло за последние 10 лет (по данным Lazard, в период с 2009 по 2019 гг. 1 кВт*ч электроэнергии, произведенной за счет ветра, подешевел на 70%, за счет солнца – на 89%). Во-вторых, ввиду роста экологической грамотности населения и формирования запроса гражданского общества на благоприятную окружающую среду с минимально возможным негативным антропогенным эффектом.
На фоне амбициозных международных планов российские намерения выглядят скромно. В России к 2035 г., согласно действующей Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики на период до 2035 года, будет построено в общей сложности 11,6 ГВт электростанций на ВИЭ, что эквивалентно менее 5% всей установленной мощности электростанций в стране и 1,5–2% генерации, исходя из реальных текущих российских значений коэффициентов использования установленной мощности (КИУМ – отношение количества фактически выработанной электроэнергии к количеству электроэнергии, которое было бы выработано, если бы электростанция постоянно работала с нагрузкой, соответствующей ее установленной мощности) .
Стоимость энергии от альтернативных источников
Поскольку Россия традиционно богата углеводородами, и ввиду этого производство электроэнергии за счет газа и угля на ее территории является развитым и дешевым, важнейшую роль в определении перспектив развития ВИЭ в стране будет играть фактор стоимости электроэнергии от возобновляемых источников.
В настоящее время стоимость электроэнергии в расчете на 1 кВт*ч принято рассчитывать по формуле приведенной стоимости электроэнергии (levelized cost of energy, LCOE – средняя расчетная себестоимость производства единицы электроэнергии на протяжении всего жизненного цикла электростанции, включая все возможные инвестиции и эксплуатационные затраты, а также учитывая объем генерации электроэнергии и стоимость капитала).
Данных о стоимости электроэнергии от разных источников в России достаточно мало. В табл. 2 собраны все имеющиеся российские оценки LCOE, как для традиционной генерации, так и для генерации за счет ВИЭ, и осуществлено сравнение их с глобальными оценками.
Таблица 2. Сравнительный анализ приведенной стоимости электроэнергии от традиционных и возобновляемых источников в Россия и зарубежных странах
Аннотация. В данной статье рассматриваются возможности более широкого использования в России возобновляемых источников энергии. Проанализирована текущая структура сектора возобновляемой энергетики России, характеризующаяся высоким уровнем удельных капитальных затрат, определены основные мировые энергетические тренды, направленные на решение проблемы глобального изменения климата. Выявлена и обоснована необходимость технологического развития в области ВИЭ, накопителей энергии, водородной энергетики, повышения уровня локализации производств в России. На основе проведенного исследования авторами предлагается ряд мер, которые могут быть использованы при формировании энергетической политики в отношении развития ВИЭ в России.
Ключевые слова: технологическое развитие, возобновляемые источники энергии, стандартизация, Парижское соглашение.
Введение
Технологические тренды в области ВИЭ
ГеоЭС
Источник: radio.cz
На первое января 2019 года в России было построено более 1,1 ГВт установленной мощности электростанций, работающих на основе возобновляемых источников энергии. Структурно их можно разделить на четыре группы: использующие энергию солнца – 712,2 МВт, энергию ветра – 189,7 МВт, малые гидроэлектростанции (МГЭС) – 169,7 МВт, другие возобновляемые источники энергии – 74,5 МВт [7].
Возобновляемые источники энергии требуют постоянных инноваций для повышения эффективности работы и ускорения темпов распространения. Так, для развития ветровой и солнечной генерации требуются новые исследования и разработки все более и более совершенного оборудования: ячеек, турбин и систем энергоснабжения. Одновременно идет постоянное развитие технологий, снижающих затраты на производство. Наиболее перспективными технологическими направлениями в области развития ВИЭ на мировой арене являются:
– технологии интеграции автономных систем ВИЭ в энергосистему;
– анализ больших данных;
– технологии прогнозирования объемов производства энергии объектами ВИЭ;
– технологии бурения скважин для геотермальных источников;
– технологии проектирования электростанций, использующих энергию океана и энергию волн;
– технологии, позволяющие снизить затраты на производство энергетических установок ВИЭ, в том числе для гидроэлектростанций;
– технологии производства интеллектуальных инверторных систем;
– технологии строительства ветровых электростанций (далее – ВЭС);
– создание накопителей электрической энергии, в том числе твердотопливных.
В указанных направлениях под эгидой МЭА, которое объединяет более 29 стран, совместно с крупнейшими транснациональными энергетическими корпорациями ведется активная международная научно-техническая деятельность. МЭА была разработана собственная шкала оценки технологической готовности от 1 до 11 TRL. Согласно WEO 2018 доведены до 10–11 TRL такие технологии, как пусконаладочные работы турбин для ветровых установок на суше (TRL 10), облачные измерительные и программные платформы (TRL 10) и мобильные платформы Pay-as-you-go (PAYG, TRL 11) для солнечной генерации.
Ушаковская ВЭС
Стоимость производства электроэнергии на основе ВИЭ
Уровень локализации производства ВИЭ в России
Ульяновская ВЭС-1
Стандартизация возобновляемой энергетики
С развитием ВИЭ и концепции Smart Grid особое внимание стало уделяться стандартизации, что вызвано переменным характером возобновляемой энергетики и необходимостью безопасной и надежной совместной параллельной работы разных источников энергии. В настоящее время ведется активная работа по стандартизации возобновляемой энергетики, трансформации стандартов традиционной генерации с учетом ВИЭ, а также созданию стандартов в сфере интеграции ВИЭ в существующие энергосистемы. Например, стандарты серии IEC (61400, 81400, 60904 и др.) и ISO (50001, 9806, 9808 и др.) позволяют учитывать требования и опыт многих проектов по внедрению объектов ВИЭ в существующие энергосистемы. России необходимо разрабатывать собственные стандарты с учетом международного опыта. Соединить производство возобновляемой энергии с уже сложившимися энергосистемами представляет собой сложную задачу. Вместе с тем, это стимулирует развитие таких технологий, как прогнозирование выработки ВИЭ, многофункциональные интеграционные системы управления, анализ больших данных, мобильные платформы Pay-as-you-go (PAYG), облачные измерительные и программные платформы и другие.
Производство накопителей энергии
Углубление интеграции ВИЭ в сферы конечного потребления
Волновая электростанция
Переход к низкоуглеродному развитию
Меры государственной поддержки
Результаты SWOT‑анализа
Таблица 1. SWOT‑анализ
Заключение
Аннотация. В данной статье рассматриваются возможности более широкого использования в России возобновляемых источников энергии. Проанализирована текущая структура сектора возобновляемой энергетики России, характеризующаяся высоким уровнем удельных капитальных затрат, определены основные мировые энергетические тренды, направленные на решение проблемы глобального изменения климата. Выявлена и обоснована необходимость технологического развития в области ВИЭ, накопителей энергии, водородной энергетики, повышения уровня локализации производств в России. На основе проведенного исследования авторами предлагается ряд мер, которые могут быть использованы при формировании энергетической политики в отношении развития ВИЭ в России.
Ключевые слова: технологическое развитие, возобновляемые источники энергии, стандартизация, Парижское соглашение.
Введение
Технологические тренды в области ВИЭ
ГеоЭС
Источник: radio.cz
На первое января 2019 года в России было построено более 1,1 ГВт установленной мощности электростанций, работающих на основе возобновляемых источников энергии. Структурно их можно разделить на четыре группы: использующие энергию солнца – 712,2 МВт, энергию ветра – 189,7 МВт, малые гидроэлектростанции (МГЭС) – 169,7 МВт, другие возобновляемые источники энергии – 74,5 МВт [7].
Возобновляемые источники энергии требуют постоянных инноваций для повышения эффективности работы и ускорения темпов распространения. Так, для развития ветровой и солнечной генерации требуются новые исследования и разработки все более и более совершенного оборудования: ячеек, турбин и систем энергоснабжения. Одновременно идет постоянное развитие технологий, снижающих затраты на производство. Наиболее перспективными технологическими направлениями в области развития ВИЭ на мировой арене являются:
– технологии интеграции автономных систем ВИЭ в энергосистему;
– анализ больших данных;
– технологии прогнозирования объемов производства энергии объектами ВИЭ;
– технологии бурения скважин для геотермальных источников;
– технологии проектирования электростанций, использующих энергию океана и энергию волн;
– технологии, позволяющие снизить затраты на производство энергетических установок ВИЭ, в том числе для гидроэлектростанций;
– технологии производства интеллектуальных инверторных систем;
– технологии строительства ветровых электростанций (далее – ВЭС);
– создание накопителей электрической энергии, в том числе твердотопливных.
В указанных направлениях под эгидой МЭА, которое объединяет более 29 стран, совместно с крупнейшими транснациональными энергетическими корпорациями ведется активная международная научно-техническая деятельность. МЭА была разработана собственная шкала оценки технологической готовности от 1 до 11 TRL. Согласно WEO 2018 доведены до 10–11 TRL такие технологии, как пусконаладочные работы турбин для ветровых установок на суше (TRL 10), облачные измерительные и программные платформы (TRL 10) и мобильные платформы Pay-as-you-go (PAYG, TRL 11) для солнечной генерации.
Ушаковская ВЭС
Стоимость производства электроэнергии на основе ВИЭ
Уровень локализации производства ВИЭ в России
Ульяновская ВЭС-1
Стандартизация возобновляемой энергетики
С развитием ВИЭ и концепции Smart Grid особое внимание стало уделяться стандартизации, что вызвано переменным характером возобновляемой энергетики и необходимостью безопасной и надежной совместной параллельной работы разных источников энергии. В настоящее время ведется активная работа по стандартизации возобновляемой энергетики, трансформации стандартов традиционной генерации с учетом ВИЭ, а также созданию стандартов в сфере интеграции ВИЭ в существующие энергосистемы. Например, стандарты серии IEC (61400, 81400, 60904 и др.) и ISO (50001, 9806, 9808 и др.) позволяют учитывать требования и опыт многих проектов по внедрению объектов ВИЭ в существующие энергосистемы. России необходимо разрабатывать собственные стандарты с учетом международного опыта. Соединить производство возобновляемой энергии с уже сложившимися энергосистемами представляет собой сложную задачу. Вместе с тем, это стимулирует развитие таких технологий, как прогнозирование выработки ВИЭ, многофункциональные интеграционные системы управления, анализ больших данных, мобильные платформы Pay-as-you-go (PAYG), облачные измерительные и программные платформы и другие.
Производство накопителей энергии
Углубление интеграции ВИЭ в сферы конечного потребления
Волновая электростанция
Переход к низкоуглеродному развитию
Меры государственной поддержки
Результаты SWOT‑анализа
Таблица 1. SWOT‑анализ
Заключение
Читайте также: