3-й Международный форум «Электросетевой комплекс. Инновации. Развитие».


The Presentation inside:

Slide 0

1 23-25 октября 2012 г., Москва 3-й Международный форум «Электросетевой комплекс. Инновации. Развитие». Безруких Павел Павлович, Зам. Генерального директора ЗАО « Институт энергетической стратегии», Председатель Комитета Российского Союза научных и инженерных общественных организаций по проблемам использования возобновляемых источников энергии (Комитет ВИЭ «РосСНИО») , академик-секретарь секции «Энергетика» РИА, д.т.н. Секция 3 Энергоэффективность в энергетике: практические решения О роли ВИЭ в устойчивом развитии и энергоэффективности


Slide 1

2 2 Энергоэффективная экономика Энергоэффективность использования топливно-энергетических ресурсов в их производстве (добыче), транспортировке и потреблении (энергосбережение) Использование ВИЭ в производстве топлива, электрической и тепловой энергии. (Замещение органического топлива) Эффективность использования минерально-сырьевых ресурсов, материалов и изделий (ресурсосбережение) К вопросу о комплексном подходе к проблеме «Энергеэффективность» экономики


Slide 2

3 Технологические компоненты устойчивой эффективной энергетики Энергетическая и экологическая эффективность использования (потребления) электрической и тепловой энергии, а также топлива (энергосбережение) Эффективное использование минерально-сырьевых ресурсов и изделий (ресурсосбережение) Использование возобновляемых источников энергии (возобновляемая энергетика) Энергетическая и экологическая эффективность производства и передачи электроэнергии Энергетическая и экологическая эффективность производства и передачи тепловой энергии Энергетическая и экологическая эффективность производства (добычи) и транспортировки топлива


Slide 3

4 4 По паритету покупательной способности удельная энергоёмкость ВВП России в 2009 г. (0,42 тнэ/$1000 США 2000) выше (хуже) США – в 2,2 раза, Великобритания – в 3,8 раза, Германия – в 3,0 раза, Франция – в 2,8 раза, Канада – в 1,68 раза, Испания – 3,5 раза НО! Удельная энергоёмкость ВВП США в 2009 г. (0,19 тнэ/$1000 США 2000) выше (хуже) Кубы – в 1,9 раза, Чили – в 1,37 раза, Перу – в 2,37 раза, Индии – в 1,37 раза, Бангладеш – в 2,11 раза, Турции – в 1,58 раза К вопросу об удельной энергоемкости ВВП


Slide 4

5 К вопросу о понятии «Энергетическая эффективность» Энергетическая эффективность - это отношение достигнутых к научно обоснованным , определенным в натуральном выражении: удельных расходов топлива и энергии на производство продукции , работ, услуг; удельных расходов топлива и энергии топливо- и энергопотребляющими машинами и оборудованием в процессе их функционирования по прямому назначению; потерь электрической и тепловой энергии при передаче и распределении , а так же топлива при добыче транспортировке; доля возобновляемой энергетики в балансах первичной и электрической энергии. *


Slide 5

6 6 Производитель топлива и/или энергии не заинтересован Производитель товаров и/или услуг условно заинтересован Конечный потребитель товаров, услуг, топлива и энергии безусловно заинтересован К вопросу о заинтересованности в энергосбережении (противоречия интересов)


Slide 6

7 7 Прозрачность и публичность обоснования тарифов на электрическую и тепловую энергию; [к, п] Устранение посредников в реализации электрической и тепловой энергии; [к] Стимулирование одновременно производителя и потребителя за экономию топлива и/или энергии в результате внедрения у потребителя энергоэффективных мероприятий; [п] Организация работ на государственном уровне по определению удельной энергоёмкости основных видов продукции и удельного энергопотребления машинами и механизмами; [к, п] Стимулирование производителя биотоплива, электрической и тепловой энергии по безтопливным технологиям и на базе отходов (использование ВЭР, ВИЭ, детандеров, ТБО и т.п.); [п] Предъявление санкций к производителям товаров и услуг, расточительно использующих ТЭР. [к,] Предложения по направлениям преодоления противоречия интересов в энергосбережении К- кнут, П- пряник


Slide 7

8 8 Источник: REN21. Renewables 2011. Global status report Индикаторы состояния и темпы развития ВЭ мира


Slide 8

9 Динамика установленной мощности ВЭС в мире за период 1996-2011 гг.


Slide 9

10 Динамика установленной мощности ФЭС в мире за период 1996-2011 гг.


Slide 10

11 Комментарий к сценариям развития энергетики МЭА (прогноз ИЭС)


Slide 11

12 Прогноз ЗАО «ГУ.ИЭС» производства электроэнергии в мире на базе ВИЭ до 2020 г. Доля ВИЭ: 2015 – 9,2%, 2020 – 20%


Slide 12

13 13 Россия. Аргументы ЗА: возобновляемая энергетика (ВЭ) – это наиболее быстрый и дешевый способ решения проблем энергоснабжения (электроэнергия, тепло, топливо) удаленных труднодоступных населенных пунктов, не подключенных к сетям общего пользования, фактически речь идет о жизнеобеспечении 10 – 15 млн. человек; сооружение энергетических установок возобновляемой энергетики – наиболее быстрый и дешевый способ энергообеспечения предприятий малого и среднего бизнеса, а это дополнительные рабочие места в деревнях и малых городах, где безработица – прямой путь к нищете; сооружение объектов возобновляемой энергетики не требует больших единовременных капитальных вложений и осуществляется за короткое время (один – три года), в отличии от 5 – 10 летних периодов строительства объектов традиционной энергетики;


Slide 13

14 Россия. Аргументы ЗА: крупные объекты возобновляемой энергетики – это сокращение дефицита мощности и энергии в дефицитных энергосистемах, т.е. устранение препятствий в развитии промышленности; развитие возобновляемой энергетики – это развитие инновационных направлений в промышленности, расширение внутреннего спроса на изделия машиностроения, а также расширение экспортных возможностей. Только на основе расширения внутреннего спроса возможно устойчивое развитие страны, как справедливо утверждают настоящие экономисты всех общественных формаций. 14


Slide 14

15 Развитие возобновляемой энергетики означает развитие наукоемких технологий и оборудования. В технологиях возобновляемой энергетики реализуются последние достижения многих научных направлений и технологий: метеорологии, аэродинамики, электроэнергетики, теплоэнергетики, генераторо- и турбостроения, микроэлектроники, силовой электроники, нанотехнологии, материаловедения и т.д. В свою очередь развитие наукоемких технологий имеет значительный социальный и макроэкономический эффект в виде создания дополнительных рабочих мест за счет сохранения и расширения научной, производственной и эксплуатационной инфраструктуры энергетики, а также создания возможности экспорта наукоемкого оборудования. 15


Slide 15

16 Россия. Аргументы ЗА: возобновляемая энергетика стремительно развивается более, чем в 80 странах мира. В условиях кризиса темпы роста в 2006 -2008 годах по отношению к предыдущему году составили: по ветроэнергетике 20 – 25 % ; по фотоэнергетике 40 – 45 % ; по солнечным коллекторам 10 – 15 %. отсутствие потенциальной опасности техногенных катастроф. 16


Slide 16

17 17 Развитие возобновляемой энергетики в России означает: повышение экологической безопасности в локальных территориях, т.е. снижение вредных выбросов от электрических и котельных установок в городах со сложной экологической обстановкой, в местах массового отдыха населения, санитарно-курортных местностях и заповедных зонах. 13


Slide 17

18 Безвозвратные потери воды на электростанциях США.


Slide 18

19 Аргументы ПРОТИВ: *Из-за нестабильности выдачи мощности от ВЭС и ФЭС: - возможность нарушения устойчивости энергосистемы? невозможность прогнозирования производства электроэнергии? *необходимость 100% резервирования мощности ВЭС и ФЭС?? *неконкурентоспособность (дороговизна оборудования , особенно ФЭС)?? *низкая плотность энергии (требуется много земли)?? *ВЭС опасны экологически: гибнут насекомые и грызуны, нарушается нормальный режим ночного сна у животных и людей, живущих рядом с ВЭС?? *малая мощность ВЭС по сравнению с существующими ТЭС.


Slide 19

20 Об устойчивости работы энергосистем Отечественного опыта нет. Но возможность работы ВЭС в энергосистеме не «раскачивая» ее, подтверждается всеми европейскими странами. Специалисты Испании утверждают , что энергосистема Испании работает в течении 3-4 часов, когда доля электроэнергии от ВЭС составляет 60% и более. Полагаю, что решающее значение имеет появившаяся за последние 5-10 лет возможность ВЭС производить реактивную мощность и регулировать напряжение в точке присоединения ВЭС к энергосистеме.


Slide 20

21 К вопросу устойчивости


Slide 21

22 О возможности прогнозирования выработки на ВЭС Равным образом опыт эксплуатации зарубежных ВЭС подтверждает возможность прогнозирования выработки от ВЭС на различные периоды: год-месяц-сутки и даже часы с вероятностью до 95%. Это стало возможным на базе: *накопленного опыта годового хода скорости ветра на площадке ВЭС в течение 15 лет и более; *прогноза скорости ветра на базе данных НАСА, функционирующей в режиме открытого доступа.


Slide 22

23 Производство электроэнергии на ВЭС в Дании. 2002-2005 годы ( к вопросу о прогнозировании выработки) Источник: EIA Monthly Electricity and Eurostat Monthly Energy Statistics 27


Slide 23

24 В США по данной проблеме проведено много исследований. Вот как звучит вывод по проблеме Utiliti Wind Group ( организация включающая 55 электрических компаний США, имеющих в своих энергосистемах ветростанции). «Устаревшие и непрофессиональное мнение, одно из главных беспокойств, часто выражаемое в энергетике состоит в том, что ветростанции будут нуждаться в резервировании или передаваемой мощности в равном объеме. Сейчас ясно, что как раз при умеренной доле ветроэнергетики, необходимость иметь дополнительную генерирующую мощность для компенсации нестабильности ветростанции, значительно меньше, чем один к одному и часто близко к нулю». Одно из авторитетнейших исследований, проведенное в 2004 году для департамента коммерции штата Миннесота США, подтвердило, что дополнительное включение ВЭС мощностью 1500МВт в энергосистему наибольшего объединения Xeel Energy в штате Миннесота, будет нуждаться в дополнительном вводе мощностей всего лишь 8 МВт на традиционном топливе, для того, чтобы погасить дополнительные вариации мощности. О необходимости резервирования мощности ВЭС 30


Slide 24

25 Об экономической эффективности возобновляемой энергетики (к вопросу о конкурентоспособности) Вот что пишут об экономической оценке ведущие специалисты Мирового Банка. «Традиционный финансовый анализ основан на расчете дисконтированного кеш-флоу. Но такого рода анализ не способен адекватно учесть будущие риски, связанные с ценами на топливо. Он также полностью игнорирует затраты на охрану окружающей среды и здравоохранение, связанные с эмиссиями на электростанциях сжигающих ископаемое топливо. Если мы рассмотрим затраты на полный технический цикл, то некоторые возобновляемые источники уже сейчас могут конкурировать с традиционными энергетическими ресурсами. Несмотря на это, потенциал этих финансово жизнеспособных технологий ВИЭ не реализуется полностью из-за различных барьеров рынка, таких как государственное субсидирование традиционных топлив». По данным этих авторов ежегодное государственное финансирование в России газовой промышленности составляет 25 млрд. долл. США, а электроэнергетики – 15 млрд. долл. США. Источник: Anil Cabraal, Sachin Agarwal, Masaki Takahashi, «Rising tu the challenge»/ Renwable Energy World, July-August 2007


Slide 25

26 К вопросу стоимости ФЭС Динамика цен на модули ($/Втпик) (усредненные значения производителей США) Источник: Ren.Energy World, 07-08/2011 Стоимость современных фотоэлектрических станций примерно в два раза дороже стоимости модулей Куд = 2000 – 3000 Евро/кВт


Slide 26

27 К вопросу использования земли под ВЭС Как правило ВЭС сооружаются на землях не пригодных для использования в сельском хозяйстве. Собственно под ветроустановку требуется мало земли:площадка порядка 25 на 25 метров плюс дорога. Между ветроустановками расстояние составляет 5-10 диаметров ветроколеса (70-90 м.), т.е. от 0,5 до 1 км. Плодородная земля между ветроустановками используется как сельскохозяйственные угодья для выращивания овощей, кормов, рапса. Между ветряками пасется скот, живут насекомые и черви , о жизни которых так заботятся противники ветроэнергетики. Сказанное может подтвердить любой, кто бывал в странах Европы.


Slide 27

28 Много ли надо земли под ФЭС, если ими заменить все электростанции России? В 2010 г. Nуст = 214,8686 млн. кВт, Эвыр = 1004,72 млрд. кВт*ч - Киум = 0,53 Приход солнечной энергии на оптимально ориентированную площадку на широте Екатеринбурга (угол 50 гр.) составляет 1480 кВт*ч/м2 в год. Потери на ФЭС составляют до 25%, а КПД преобразования из постоянного в переменный ток составляют 92%, принятый КПД модуля – 15%. Удельная годовая выработка составляет: 1480*0,75*0,92*0,15=153,75 кВт*ч/м2 в год. Потребная площадь для фотоэлектрических преобразователей равна: 1004,72*109/153,75=6,159*109 м2=6159 км2 Площадь модулей при коэффициенте заполнения 0,89 равна Sм = 6159/0,89=6920 км2 Площадь ФЭС с учетом расстояния между рядами модулей: Sфэс= 6920*3,5=24200 км2 Площадь России равна Sр= 17075400 км2 Под ФЭС нужно: 24200/17075400=0,001417 или 0,142%*Sр


Slide 28

29 А сколько нужно средств? Средний коэффициент использования установленной мощности Киум=0,12 Nфэс=1004,72*109 кВт*ч / ( 0,12 *8,76*103) = 955,8 млн. кВт В 2004 г. удельная стоимость модуля составила на кристаллическом кремнии 1,48 $/Вт Стоимость ФЭС составляет порядка 3 $/Вт Общая стоимость полной замены действующих электростанций на ФЭС: 955,8*106*3*103 = 2867,3 109 долл. США


Slide 29

30 ФЭС мощностью более 20 МВт.


Slide 30

31 ФЭС мощностью более 20 МВт. Примечание: 1. ФЭС, мощностью 20 МВт, занимает около 25 га. 2. Перечень действующих ФЭС мощностью 10 МВт и выше содержит 28 станций общей мощностью 4310,3 МВт. 3. Перечень намечаемых к строительству ФЭС содержит 12 станций, общей мощностью 2000,6 МВт


Slide 31

32 Перечень действующих и строящихся наземных ветростанций мира мощностью 300 МВт и более по состоянию на конец 2008 года


Slide 32

33 Перечень действующих и строящихся наземных ветростанций мира мощностью 300 МВт и более по состоянию на конец 2008 года Примечание: 1. перечень действующих и сооружаемых ВЭС мощностью более 100 МВт содержат 45 ВЭС; 2. Перечень ветростанций, намеченных к строительству содержат: наземных 131, общей мощностью 29669МВт; Морских 49, общей мощностью 56142 МВт


Slide 33

34 34 Краткие выводы 34


Slide 34

35 35 Краткие выводы (продолжение) 35


Slide 35

36 Спасибо за внимание! П.П. Безруких Секция «Энергетика» РИА, Комитет ВИЭ РосСНИО, ЗАО «Институт энергетической стратегии» Эл. почта : [email protected] тел. 8(495) 916-14-61 8(495) 698-52-34


×

HTML:





Ссылка: