17.05.2013

Современные тенденции, проблемы и решения альтернативной энергетики

uaEnergy

16

1

Современные тенденции, проблемы и решения альтернативной энергетики

Содержание статьи

  • Использование возобновляемых источников энергии набирает популярность во многих странах. Уж очень заманчивая это идея — отказаться от ископаемого топлива, дымящих труб ТЭС и бетонных крепостей атомных реакторов, не зависеть от импорта угля или газа и удовлетворять все свои потребности в электроэнергии за счет неисчерпаемых ветра и солнца, которые есть везде. Сегодня уже можно уверенно сказать, что альтернативная энергетика в ряде стран прошла некую критическую точку в своем развитии и будет продолжать рост, постепенно вытесняя традиционную. Однако, как уже показывает практика, широкое использование возобновляемых источников энергии требует решения ряда весьма сложных проблем и разработки новых экономических моделей для энергетической отрасли.

Использование возобновляемых источников энергии набирает популярность во многих странах. Уж очень заманчивая это идея — отказаться от ископаемого топлива, дымящих труб ТЭС и бетонных крепостей атомных реакторов, не зависеть от импорта угля или газа и удовлетворять все свои потребности в электроэнергии за счет неисчерпаемых ветра и солнца, которые есть везде. Сегодня уже можно уверенно сказать, что альтернативная энергетика в ряде стран прошла некую критическую точку в своем развитии и будет продолжать рост, постепенно вытесняя традиционную. Однако, как уже показывает практика, широкое использование возобновляемых источников энергии требует решения ряда весьма сложных проблем и разработки новых экономических моделей для энергетической отрасли.

Научно-энергетический прогресс

По данным Bloomberg New Energy Finance (BNEF), в 2012 г. глобальные инвестиции в альтернативную энергетику сократились на 11% по сравнению с 2011 г., до $268.7 млрд. Другой источник, Clean Energy Pipeline, оценивает инвестиции в $256 млрд и указывает, что они на 14% уступают показателям 2011 г. Основной спад в прошлом году произошел в США и некоторых европейских странах и его так и не удалось компенсировать рекордным ростом капиталовложений в Китае, Японии и Южной Африке.

Судя по всему, основное расхождение связано с трудностью учета микропроектов наподобие установки солнечных панелей на крышах домов или ветряков рядом с фермой. Согласно оценкам специалистов, на такие "точечные" проекты приходится до 30% средств, выделяемых на альтернативную энергетику в мировом масштабе, и это тот фактор, который уже начинает играть весьма существенную роль в функционировании энергосистем ряда стран.

В Германии, которая считается пионером в развитии альтернативной энергетики и своеобразным полигоном для отработки ее экономической модели, около 40% из почти 80 ГВт установленных мощностей по получению энергии из возобновляемых источников принадлежит частным лицам и 11% — фермерским хозяйствам. В Баварии по состоянию на начало 2013 г. более 200 тыс из 2.3 млн потребителей э/э имеют собственные солнечные панели, т.е. одновременно являются ее производителями. Ненамного отстают Италия и Испания.

Если ранее солнечная энергия могла использоваться подобными мелкими потребителями лишь в определенные дневные часы, то в последние месяцы все более широкое распространение в той же Германии или Италии получает комплекс, состоящий из солнечных панелей и солнечных батарей — фактически обычных свинцовых или новомодных литий-ионных аккумуляторов, запасающих "солнечную" э/э в течение дня и выдающих ее вечером и ночью. По некоторым оценкам, среднестатистическая семья, состоящая из четырех человек, с помощью такой "связки" может экономить до 60% э/э. При этом ее энергопотребление будет на 30% обеспечиваться за счет солнечных панелей, а еще 30% — за счет аккумуляторов.

Сегодня такие системы еще пока весьма дороги. Стоимость литий-ионных аккумуляторов составляет более EUR800 за 1 кВтч, так что средняя батарея на 6 кВтч обходится примерно в EUR5 тыс. С учетом затрат на установку, налоги, подключение к электросети и прочих расходов обзаведение такой установкой обходится типичному немецкому домохозяйству в EUR10-20 тыс. При нынешнем тарифе на э/э для населения в Германии в размере 26 евроцентов за 1 кВтч и среднем уровне потребления 3500 кВтч в год, она окупится не раньше, чем через 30-35 лет.

Однако цены на солнечные батареи снижаются: по оценкам немецкой компании SMA Solar, через несколько лет они сократятся до EUR400-500 за 1 кВтч, а тарифы на э/э, наоборот, вырастут. По прогнозу итальянской консалтинговой компании BIP, к 2020 г. объем европейского рынка солнечных батарей увеличится от нынешних 270 МВт до, как минимум, 9 тыс МВт.

Активно расширяют собственные мощности по получению возобновляемой энергии и многие компании. "В то время как традиционные энергоносители имеют тенденцию к подорожанию, альтернативная энергетика будет в перспективе дешеветь", — говорит Рик Нидхэм, директор по энергии и устойчивому развитию в корпорации Google.

Эта компания является одним из крупнейших в США инвесторов в энергосберегающие технологии и возобновляемые источники энергии. В частности, она заключила контракты сроком на 20 лет на получение 280 МВт "ветровой" э/э, в частности с собственных установок, а над большой автостоянкой у центрального офиса компания разместила солнечные панели.

В Германии и Италии ряд производителей металлопроката и цемента в последние месяцы заявляют о возможности приобретения солнечных панелей и солнечных батарей, чтобы сократить потребление э/э из сети.

По мнению ряда экспертов, развитие данной тенденции сулит настоящую революцию в мировой энергетике. Массовое превращение потребителей э/э в ее производителей приведет к резкому сокращению спроса на традиционные энергоносители и сделает ненужными атомные реакторы.

Как отмечают американские специалисты, развитие альтернативной энергетики является одной из главных причин отказа национальных энергокомпаний от строительства новых ядерных блоков. Из 16 проектов, представленных в американскую Комиссию по регулированию атомной энергии в последние годы, скорее всего, не будет реализован ни один.

В то же время, уже нынешний уровень развития альтернативной энергетики в некоторых европейских странах ставит перед политиками и деловыми кругами ряд непростых проблем, оптимальных путей решения которых пока не предложено.

Выбор альтернатив

Главная проблема современной альтернативной энергетики заключается в том, что ее развитие пока что всецело зависит от поддержки государств. Неопределенная позиция Конгресса США в отношении сохранения льгот для производителей э/э из возобновляемых источников в 2012 г. привела к уменьшению притока инвестиций в данную отрасль почти на треть по сравнению с 2011 г.

В Испании и Италии падение объема капиталовложений составило соответственно 68% и 51%, после того как правительства этих стран, озабоченные проблемой сокращения бюджетного дефицита, радикально снизили уровень "зеленых" тарифов.

В то же время, принятое в марте этого года решение Конгресса США о продлении срока действия 10-летних налоговых кредитов для строителей ветроустановок, эквивалентных субсидии в размере 2.2 цента за 1 кВтч, уже вызвало настоящий бум в американской ветроэнергетической отрасли.

В Германии в 2012 г. возобновляемые источники обеспечили 23% национального потребления э/э, кроме того, страна увеличила ее экспорт до рекордного уровня. Доля "ветровой" э/э составила при этом 7.3% (45 ТВтч), а "солнечной" энергии — 4.6% (28.5 ТВтч).

Однако эта э/э поступает на рынок в полном объеме и в приоритетном порядке, что ставит в невыгодное положение традиционных поставщиков, которые фактически дискриминируются. К тому же, с увеличением доли альтернативной энергии правительству постоянно приходится повышать размер специальной прибавки к тарифу, которая компенсирует затраты на льготные "зеленые" тарифы. В этом году на данную доплату приходится более 20% стоимости э/э для немецких потребителей.

Широкое развитие привилегированного сектора альтернативной энергетики ставит под угрозу бизнес традиционных энергокомпаний. Прежде всего, это относится к немецкой "большой четверке" — E.On, RWE, EnBW и Vattenfall Europe, которая в последние годы не вкладывала значительных средств в альтернативную энергетику, а сейчас за это расплачивается. Чем больше "льготной" альтернативной э/э поступает в систему, тем меньше в ней остается места для традиционных поставщиков, и тем сильнее падают оптовые цены.

Во II кв. 2012 г. спотовые цены "на день вперед" для пиковых периодов неоднократно падали ниже отметки EUR30 за 1 МВтч вследствие избытка "солнечной" э/э. Очевидно, что в текущем году эта ситуация будет повторяться в больших масштабах.

В ветреные и солнечные дни немецкие угольные и газовые энергоблоки все чаще вынуждены простаивать, что снижает их доходность и рентабельность. Да и в целом потребность в централизованных поставках э/э сокращается из-за экономического кризиса, энергосбережения и приобретения ветряков и солнечных панелей потребителями.

Не удивительно, что среди 19 основных секторов европейской экономики именно компании сферы коммунальных услуг (utilities) в последние пять лет показывают наихудшую динамику курсов акций. Ряд экспертов уже предрекают традиционным энергетическим гигантам скорое банкротство и исчезновение из отрасли, которая станет вотчиной децентрализованных мелких производителей, часто одновременно являющихся и потребителями.

По их мнению, роль нынешних крупных компаний будет сведена к управлению резервными мощностями (газовыми или угольными), которые будут включаться только в том случае, если альтернативной энергии не хватит для удовлетворения текущих потребностей.

В Великобритании, Франции, Испании и некоторых других странах уже разрабатываются механизмы, в рамках которых энергетические компании будут получать плату именно за содержание таких резервных мощностей. Правда, по предварительным данным, такая плата должна быть достаточно высокой, чтобы оправдать затраты на поддержание в постоянной готовности угольных или газовых энергоблоков, степень загрузки которых в течение года составит, возможно, не более 10-20%. Это станет серьезной дополнительной нагрузкой для потребителей, которые и так сталкиваются с постоянным ростом тарифов на э/э.

Также не понятно, кто тогда осуществит многомиллиардные инвестиции в создание новых мощностей по получению энергии из возобновляемых источников и строительство инфраструктуры, в частности, "интеллектуальных" сетей (smart grids), без которых обеспечение работы децентрализованной энергосистемы европейского масштаба считается невозможным?

"Поставки электроэнергии должны осуществляться на тех же принципах, на которых функционирует Интернет", — утверждает Уго Говилли, вице-президент итальянского филиала японской компании NEC, курирующий проекты "интеллектуальных" сетей.

Затраты на создание таких сетей оцениваются в сотни миллиардов евро. NEC совместно с итальянской энергетической компанией Enel ведет исследования по разработке "интеллектуальных" сетей, но признает, что широкое их внедрение возможно будет лишь при поддержке государства. При этом само содержание таких сетей будет весьма дорогостоящим.

Несмотря на всеобщий энтузиазм в отношении альтернативной энергетики, крупный бизнес все еще считает проекты в данной отрасли рискованными. Во-первых, их рентабельность в долгосрочном плане все еще сильно зависит от уровня государственной поддержки, который может меняться с течением времени.

Во-вторых, строительство крупных ветроэнергетических станций сопряжено с проблемой отчуждения больших массивов земель, что реально в США, но трудновыполнимо в густонаселенной Европе, а морские установки требуют огромных инвестиций в сетевую инфраструктуру.

Некоторые европейские энергокомпании, чтобы уменьшить степень риска, практикуют совместные проекты с финансовыми и страховыми компаниями, инвестиционными и пенсионными фондами. Однако, даже в Германии альтернативная энергетика, в основном, базируется на относительно небольших локальных проектах, а опыта многолетней эксплуатации "большой" ветроэнергетики пока нет ни у кого в мире.

В-третьих, нынешнее падение цен на солнечные панели вполне может оказаться временным фактором. В настоящее время на этом рынке наблюдается значительный избыток производственных мощностей. В Китае, США, Германии поставщики оборудования для получения "солнечной" э/э терпят убытки, сокращают выпуск, увольняют сотрудников.

Как ожидается, в перспективе в отрасли произойдет консолидация, предложение придет в равновесие со спросом, а цены могут стабилизироваться. В этом случае долгосрочная прибыльность "солнечных" проектов может оказаться ниже, чем представляется сейчас.

Тем не менее, все эти проблемы пока что предвидятся лишь экспертами, и пока не являются особо актуальными. Энергетическая отрасль, как и любая крупная система, обладает огромной инерцией, поэтому нужны годы, чтобы новые процессы и тенденции оказали существенное, значимое воздействие на основных игроков. Поэтому развитие альтернативной энергетики в мире в ближайшие годы, очевидно, будет продолжаться в режиме "наибольшего благоприятствования".

По всему миру

По итогам 2012 г. мировым лидером по объему инвестиций, вложенных в развитие альтернативной энергетики, стал Китай. По данным BNEF, национальные капиталовложения возросли на 20% по сравнению с 2011 г., до $67.7 млрд.

В текущем году эта сумма может значительно возрасти. В январе китайское правительство заявило, что в течение года в стране будет введено в строй 49 ГВт новых мощностей по получению энергии из возобновляемых источников — в полтора раза больше, чем в среднем за год в последние пять лет. Как и ранее, Китай продолжает усиленно развивать традиционную гидроэнергетику, однако на 2013 г. предусмотрен ввод в строй ВЭС совокупной мощностью 18 ГВт и солнечных установок на 10 ГВт.

Всего к 2020 г. китайцы рассчитывают иметь 700 ГВт мощностей по получению энергии из возобновляемых источников, из них 200 ГВт "ветровой" и 50 ГВт "солнечной". Они должны обеспечивать 15% выработки э/э в стране против немногим более 10% в настоящее время.

По словам представителей Национальной комиссии по развитию и реформам, основной причиной ускоренного расширения мощностей альтернативной энергетики в стране является насущная необходимость снижения уровня загрязнения окружающей среды. Без "чистой" энергии Китай скоро захлебнется в своих отходах.

Еще одну причину называет аналитик BNEF Натаниель Буллард. По его словам, во многих районах Китая усиливается дефицит воды, а ВЭС и СЭС не нуждаются в этом ресурсе.

Китайские власти намерены делать ставку на большое число сравнительно скромных проектов локального значения. В частности, в сфере солнечной энергетики льготы предоставляются при мощности установок, не превышающей 6 МВт, и при условии прямого подключения к ЛЭП напряжением 10 кВ.

В то же время, крупнейшие проекты часто откладываются. В число "зависшихвходит", в частности, анонсированная еще в 2009 г. СЭС мощностью 2000 МВт, которая должна была занять площадь в 6.5 кв км в провинции Внутренняя Монголия. Разрешение на ее строительство так и не выдано из-за трудностей, связанных с управлением этими мощностями и подключением их к энергосети.

В США, как уже указывалось выше, инвестиции в альтернативную энергетику в прошлом году резко сократились из-за отсутствия четкой позиции государства и падения цен на природный газ. Однако теперь Конгресс высказался в пользу возобновляемых источников энергии, предоставив льготы всем проектам, которые стартуют в текущем году, а газ на американском рынке начал дорожать.

Если в 2012 г. 49% новых энергогенерирующих мощностей в США пришлось на возобновляемые источники энергии, то в текущем, по некоторым прогнозам, этот показатель может достигнуть 60% и более.

В последнее время в США резко активизировалось "зеленое" лобби, призывающее к ускорению развития альтернативной энергетики в стране. Так, немалую шумиху вызвал опубликованный в марте отчет группы специалистов из Стэнфордского университета, согласно которому все энергетические потребности штата Нью-Йорк в 2030 г. могут быть покрыты за счет энергии солнца и ветра.

По словам руководителя группы, профессора Марка Джейкобсона, при условии оптимального выбора площадок для размещения ветровых и солнечных установок, высокого уровня интеграции энергосети и координации между источниками энергии можно будет практически полностью отказаться от резервных мощностей, использующих традиционные энергоносители.

Конечно, в исследовании группы Джейкобсона не указан объем затрат, необходимых на реализацию такого проекта. Кроме того, ставка только на нестабильные и непредсказуемые альтернативные источники потребует наличия значительных мощностей по "консервации" энергии и беспрецедентно высокого уровня управления энергосетью.

Тем не менее, само появление таких предложений со стороны серьезных исследователей показывает, что альтернативная энергетика уже превратилась в значимый фактор в мировой энергетической отрасли. И с каждым месяцем ее влияние и, соответственно, масштаб вызываемых ею проблем будут расти.

Комментарии 1
Хайпо
2014-02-17 в 10:15
Хайпо
2014-02-17 в 10:15
http://hi-p.ru/ ИБП, автономное, резервное электроснабжение, электротранспорт
Ответить

Написать комментарий