• Русский
  • English


 Переломный момент: анализ стоимости ветроэнергетики в 2017 году.

В мире: стоимость энергии ветра достигла переломного момента в 2017 году, став самым дешевым источником производства электроэнергии во многих местах.

Ветроэнергетические проекты, свободные от субсидий, возникли в разных местах, и цены на аукционах были значительно ниже, чем у ископаемых источников топлива.

Исследование Международного энергетического агентства (IEA) World Energy Outlook 2017 отразило переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии.
В период с 2010 по 2016 год мощность угольных электростанций увеличивалась на 65 ГВт в год, что делает ее самым массовым источником электроэнергии в глобальном смысле.
В отличие от этого, в течение периода 2017- 40 гг. ожидаемый прирост угольной генерации составляет менее 20 ГВт.
Прирост же газовой генерации ожидается со скоростью чуть менее 50 ГВт в год, что аналогично прогнозу прироста ветроэнергетики. Прирост солнечной енерации ожидается более высоким, 70 ГВт в год.
Однако более высокая производительность ветропарков означает, что их потенциал производства электроэнергии, вероятно, больше.
Международный энергетический прогноз Министерства энергетики США предполагает, что к 2040 году ветер будет обеспечивать около 3 миллионов ТВтч ежегодно.
Согласно этому прогнозу, солнечная фотоэлектрическая энергия будет составлять немногим менее 2 миллионов ТВтч, но самым большим возобновляемым источником энергии будет гидроэнергия, обеспечивающая чуть менее 6 миллионов ТВтч.
Ожидается, что общее мировое производство электроэнергии будет немного ниже 35 миллионов ТВтч, а возобновляемые источники энергии будут поставлять чуть менее 30% от этого, примерно наравне с углем.
Величина прироста возобновляемых источников энергии будет по-прежнему зависеть от цены на ископаемое топливо, особенно газа. Цены на природный газ в США колебались примерно в 10 долл. / МВтч в 2017 году и, как ожидается, будут немного выше в 2018 году.
В Европе цены примерно вдвое выше, но рост цен на нефть, ожидаемый в справочном документе Управления энергетической информации США, как правило, сопровождается ростом цен на газ.

Эти цены на газ переводят на затраты на производство электроэнергии в размере около 40 долл. США / МВтч в США и около 60 долл. США / МВтч в Европе.
Поскольку они не включают каких-либо надбавок к стоимости углерода, они представляют собой целевые затраты на возобновляемые источники энергии. Большинство властей прогнозируют рост этих цен.
Департамент по Деловой, Энергетической и Промышленной стратегии Великобритании (BEIS) в своем справочном материале ожидает, что цены на газ вырастут на 25% к 2023 году, и даже в случае благоприятного прогноза предполагается, что расходы на газ будут расти.

Эффекты скорости ветра

Можно привести достаточно универсальную цифру для стоимости производства электроэнергии на газовом топливе, но то же самое не относится к ветру, поскольку средневзвешенная стоимость капитала оказывает гораздо большее влияние.
Стоимость производства электроэнергии, указанная выше, предполагает срок службы станции 20 лет и процентную ставку 8%.
Уменьшение процентной ставки до 4% лишь незначительно повлияло бы на газ, снизив стоимость электроэнергии в США с 40 долл. / МВтч до 36 долл. / МВтч. Аналогичное изменение процентных ставок для ветра изменило бы стоимость производства примерно на 25%.
Другим фактором, который затрудняет проекцию типичной природы стоимости традиционной генерации на энергию ветра, является скорость ветра.
Например, европейский ветровой атлас показывает, что скорости ветра на высоте 50 метров на открытых равнинах превышают 7,5 м / с в Шотландии, на северо-западе Дании и небольшой территории на юге Франции.
На другом конце спектра большие площади северо-западной Италии, центральной Франции и юго-западной Германии имеют скорость ветра менее 4,5 м / с на открытых равнинах.

 

В каждом случае скорость ветра будет выше на вершинах холмов и ниже в закрытых районах. В большинстве мест прибрежные зоны и горные районы, как правило, самые ветреные, и это особенно верно в США, где ветреные районы находятся в непосредственной близости от Скалистых гор.
Согласно исследованию, проведенному исследовательской лабораторией Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, площадь суши США составляет более 800 000 км2, скорость ветра составляет от 6,4 до 7 м / с, на высоте 50 метров, чуть менее 400 000 км² со скоростью ветра от 7 до 7,5 м / с и около 80 000 км² со скоростью ветра от 7,5 до 8 м / с в США.
В любом другом месте применяется общее правило о прибрежных районах, и особенно привлекательные регионы – это верхняя часть Южной Америки, Тасмании и некоторых частей Японии.
Несмотря на привлекательность использования сильных ветров в горных районах, затраты на строительство там значительно выше, поэтому низкие затраты на строительство не сопряжены с сильными ветрами на графиках.
Оффшорные аналогичные соображения применимы, поскольку скорость ветра увеличивается с удалением от берега, но также и затраты на строительство, а также расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание.
Существует еще одна сложность в том, что глубина воды часто больше на дальних расстояниях от берега, что может потребовать плавающих ветряных турбин.

Затраты на строительство и цены на электроэнергию

При установлении соответствующих затрат на строительство, которые будут использоваться при анализе затрат на производство электроэнергии, существуют довольно небольшие изменения в затратах на строительство на суше, по сравнению с прошлым годом.
Хотя в данных, приведенных в отчете по возобновляемым источникам энергии Renewables 2017: Global Status Report, published by the Renewable Energy Policy Network (REN21), отмечены две величины: стоимость наземных расходов в размере 2000 долл. США / кВт, и значение на уровне 1600 долл. США / кВт.
Нижняя граница стоимости строительства немного снизилась до $ 1200 / кВт, которые преобладают в Китае и Индии.
Связь между скоростью ветра и производительностью была изменена, чтобы отразить более широкое использование ветровых турбин с меньшими размерами, что отражается на более высоких КИУМ.
Связь между скоростью ветра и коэффициентом мощности для оффшорных ветровых турбин отражает использование ветровых турбин с более высокими оценками их размера. Средневзвешенная стоимость капитала была взята как 7% для берегового ветра и 8% для морского ветра.

Наземный ветер

Стоимость береговой генерации при установленной верхней границе капитальных затрат 2000 долл. / КВт. и варьируется от 101 долл. США / МВтч до 6 м / с, до 55 долл. / МВтч при 9 м / с.
При средней стоимости 1600 долл. США / кВт соответствующие цифры составляют 80 долл. / МВтч и 44 долл. США / МВтч.
При самой низкой стоимости величины капитальных затрат 1200 долл. / КВт и скорости ветра 6 м / с стоимость генерации составляет 59 долл. / МВтч, снизившись до 38 долл. / МВтч при 8 м / с.

Оффшорный ветер

Показательные затраты проектов с низкой стоимостью, анонсированным ранее, не были пока обнародованы.
Большинство из них не планируется к запуску до 2022 года. Цель этого анализа – проиллюстрировать краткосрочные затраты, которые в случае оффшорного проекта означают ветровые проекты, которые начнут функционировать в период до 2020 года.
Капитальные затраты на первую ветровую ферму в США свидетельствуют о том, что верхний предел в размере 5500 долл. США / кВт является подходящим, что несколько выше, чем в прошлом году.
Среднюю величину также необходимо принимать немного выше, принимая во внимание данные REN21. Использовалась цифра 4000 долл. США / кВт, хотя на эту величину повлияла величина затрат некоторых ранних (и дорогостоящих) проектов.
Нижняя граница показателя в 2100 долл. США / кВт – такая же, как и в прошлом году, соответствует минимальной цифре REN для Европы и все еще выше, чем анонсированная минимальная стоимость в Китае (1890 долл. США / кВт).
Оценочные затраты на производство электроэнергии в диаграммах генерирующих затрат учитывают затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, которые для оффшорных компаний примерно вдвое превышают затраты на наземный ветер.
Существуют вариации в опубликованных данных, и можно отметить, что значения, как правило, возрастают с возрастом турбины. Целью было использование значений, соответствующих длительности работы турбин, но общие эксплуатационные расходы варьируются в зависимости от местоположения, в зависимости от местных налогов и расходов на передачу.

Затраты на выработку электроэнергии оффшорными ветропарками варьируются от примерно 237 долл. / МВтч при скорости ветра до 8 м / с до 182 долл. / МВт-ч при 9,5 м / с.

При средней величине капитальных затрат 4000 долл. США / кВт они колеблются от 198 долл. / МВтч до 7,5 м / с до 148 долл. / МВт-ч при 9 м / с. При 2100 долл. США / кВт значение составляет 103 долл. / МВтч при 8 м / с.

Однако, если средневзвешенная стоимость капитала снижается с 8% до 4%, эта цифра падает до 80 долл. / МВтч.

Могут быть и другие факторы, такие как снижение эксплуатационных расходов и расходов на обслуживание, что побудило девелоперов представить высококонкурентные заявки на конкурсах в течение 2017 года.

Плавающий пионер … Запущен первый проект 30 МВт Hywind Scotland (фото: Statoil)

Технологии ископаемых источников энергии

Стандартом, относительно которого оценивается стоимость ветровой электроэнергии, является, как правило, цена на газовую генерацию – около 40 долл. / МВтч в США и 60 долл. / МВтч в Европе.
Однако для создания игрового поля необходимо учитывать два фактора. Газ требует, чтобы стоимость углерода была добавлена к стоимости генерации; ветер требует учета затрат на управление изменчивостью.
Оба вопроса чрезвычайно сложны; стоимость углерода, в частности, очень сложно рассчитать.
Затраты на управление изменчивостью зависят от характеристик электрической сети, в которой работает ветер.
Поскольку консенсуса относительно стоимости углерода не существует, в качестве справочной информации можно использовать значение 10 долл. США / т CO2. Это соответствует штрафу за около $ 4 / МВтч за газ и около $ 9 / МВтч за уголь.
Затраты изменчивости зависят от “уровня проникновения” ветра, то есть от того, какова доля ветропарков в конкретной сети. Если она ссоставляет 10% энергии в сети, стоимость составляет около 5 долл. / МВт-ч, увеличиваясь до 6-8 долл. / МВт-ч с 30% -ной долей ветра.
Кроме того, в исследовательской литературе много различных мнений, так как стоимость критически зависит от типа ветроустановки (прямой привод, редуктор и пр.) и от соединений с другими электрическими сетями.
Поскольку добавленные затраты (для углерода и изменчивости) имеют аналогичный порядок, сравнения первого порядка могут быть сделаны, пренебрегая обоими.
Это позволяет утверждать, что ветер является конкурентоспособным по сравнению с европейским газовым генератором, при средней скорости ветра со скоростью свыше 6 м / с.
В США положение более сложное, но следует отметить, что цены на газ меняются между государствами и газ может быть дороже приведенных выше значений.
Помимо газа, ветер не имеет другого конкурента среди источников ископаемого топлива. Не было строительства новых атомных станций, оставив цену британской электростанции Hinkley Point C в качестве эталона – около $ 130 / МВтч в ценах 2017 года.
Управление энергетической информации США (EIA) цитирует капитальные затраты в размере 5 880 долл. США / кВт, что соответствует цене на электроэнергию около 100 долл. США / МВтч, предполагая, что срок службы электростанции составляет 30 лет, а средневзвешенная стоимость капитала – 8%. Более низкие цены были представлены в 2017 году, но только с кредитами с низким процентом.
Обсуждались перспективы небольших модульных реакторов. Но в отчете, подготовленном правительством Великобритании в декабре 2017 года, процитировна оценка стоимости «первой в своем роде» такой генерации около 130 долл. / МВтч, хотя это она может снижаться в серийном производстве.

Угольная генерация уже не является конкурентом.

Американская EIA больше не цитирует данные о затратах для необработанного угля, а самый дешевый вариант – с улавливанием и хранением углерода (CCS) на 30%. Цена электроэнергии при такой выработке составляет чуть более 5000 долл. / КВт, а стоимость генерации составит около 110 долл. / МВт-ч.

Другие источники возобновляемой энергии.

Энергия из отходов … Анаэробные пищеварительные установки являются частью растущего использования биоэнергии (фото. Vortexrealm)

Стоимость солнечныхпанелей продолжает падать быстро – быстрее, чем ветер. Но сравнение стоимости энергии Lazard и отчет о глобальном статусе REN21 показывают, что ветер в среднем немного дешевле.
Согласно REN21, Индия имеет самые низкие капзатраты на строительство солнечных панелей, со средневзвешенной устоимостью 1 064 долл. США / кВт, обеспечивая электроэнергией за 75 долл. / МВтч.
Самый дешевый береговой ветер находится в США, обеспечивая электроэнергией около 60 долларов США / МВтч – опять же, средневзвешенный. Показатели Lazard составляют $ 30-60 / МВт-ч для берегового ветра и $ 43-48 / МВтч для промышленных солнечных панелей.

Аукционные цены на солнечные панели в перспективе 2019 года ниже ветровой энергии и это, вероятно, будет частью общей тенденции. Дальнейшие доказательства конкурентного характера цен на солечную энергию можно найти в Великобритании, где недавно были обнародованы планы создания солнечной фермы без субсидий.

Гидростанции ограничивается потребностью в достаточном напоре воды и объеме, а геотермальные станции нуждается в высокотемпературном паре или воде вблизи поверхности.
Если такой ресурс доступен только для глубокого бурения, это явно увеличивает стоимость. Самые дешевые гидроэнергетические ресурсы (по средневзвешенным затратам) можно найти в США и Китае и самый дешевый геотермальный ресурс в Азии и Южной Америке.

Биоэнергетика определяется МЭА (IEA) как «энергия, получаемая при конверсии твердых, жидких и газообразных продуктов, полученных из биомассы».
Биомасса, в свою очередь, определяется как «любое органическое вещество, то есть биологический материал, доступный на возобновляемой основе. Это сырье, полученное от животных или растений, таких как древесина и сельскохозяйственные культуры, и органические отходы из муниципальных и промышленных источников».
Это охватывает очень широкий спектр процессов, и наиболее широкое использование биомассы для отопления. Но сейчас на биоэнергетике приходится около 500 ТВт электроэнергии в мире.
Затраты широко варьируются в зависимости от различных процессов, но EIA предполагает, что капитальные затраты на типичный завод составляют $ 3,790 / кВт. Термическая эффективность низкая и с 20-летним сроком службы и 8% -ной процентной ставкой, EIA оценивает стоимость генерации примерно в $ 80 / МВтч.

Волновые и приливные технологии вряд ли будут представлять значительную конкурентную угрозу для энергии ветра в ближайшей перспективе.
Пока не принято никакого решения о крупном проекте приливной электростанции в Великобритании, и недавние сокращения государственного финансирования возобновляемых источников энергии не являются хорошим предзнаменованием.
ЕС финансирует демонстрационную программу приливных мощностей, и существует множество экспериментальных волновых и приливных проектов, которые проходят испытания во всем мире.

Волатильность ископаемого топлива

В декабре 2017 года, когда цены на европейский газ выросли, было подчеркнуто ключевое преимущество возобновляемой энергии – стабильная цена на электроэнергию на всем периоде эксплуатации однажды построенной генерации на ВИЭ.
Взрыв на газохранилище в Австрии вывел из строя снабжающие коммуникации к тому же в период холодной погоды.
Несмотря на то, что цены, как ожидается, будут урегулированы после завершения ремонта, инцидент иллюстрирует изменчивый характер цен на ископаемое топливо, что существенно влияет на соответствующие затраты на электроэнергию.

Взрыв … Цены на газ выросли после пожара в узле импорта в Австрии (рис .: Томас Хулик / AFP / Getty Images)

Стоимость генерации: Береговой ветер стремится стать дешевле газа, конкуренция оффшорной ветроэнергетики с атомной.

Установленные затраты на суше для ветра в 2017 году показали небольшую разницу по сравнению с предыдущим годом – чуть ниже по нижней границе, а средний уровень без изменений составил 1600 долл. США / кВт.
Предполагая средневзвешенную стоимость капитала в размере 7% и скорости ветра 7,5 м / с, генерирующие затраты на среднем уровне составляют 56,4 долл. / МВт-ч.
Это немного ниже по сравнению с показателем 2016 года в 58,1 долл. / МВтч, что отражает высокие коэффициенты мощности более высоких турбин с более длинными лопастями ротора.
При нижней границе установленных затрат (1200 долл. США / кВт) это составляет всего 41,5 долл. / МВтч, увеличиваясь до 51,6 долл. / МВтч при скоростях ветра 6,5 млн / с, приближая по стоимости ветер в целом к уровню газа, но значительно ниже ядерного и угольного с CCS.
Из других возобновляемых источников только гидроэнергетика дешевле, хотя солнечная энергия является конкурентоспособной по цене в соответствующих местах.
Разброс стоимости оффшорных ветровых установок лежит намного шире, в зависимости от размера и местоположения проекта. Новые пилотные разработки, такие как Deepwater Wind’s Block Island, первый в водах США и плавучий проект Stawil’s Hywind Scotland, подтолкнули верхнюю границу установленных затрат до 5500 долларов США / кВт.
Предполагая средневзвешенную стоимость капитала в размере 8%, это приводит к увеличению затрат более чем на $ 180 / МВтч даже при скорости ветра 9,5 м / с.
Оффшорная энергия ветра начинает становиться гораздо более конкурентным предложением при более низкой стоимости установленных затрат в размере 2100 долл. США / кВт, что, по последним данным, применимо к более дешевым европейским объектам и эта граница уже пройдена проектами в Китае.

На этом уровне затраты на ветроэнергетику на шельфе снижаются до менее 100 долл. / МВтч – таким образом, они опускаются ниже атомных станций и угля с CCS – со скоростью ветра 8,5 м / с, падая до менее 80 долл. / МВт-ч на уровне 9,5 м / с.

Отказ от ископаемого топлива: Нью-Йорк усиливает атаку.

10 января официальные лица объявили, что Нью-Йорк стремится выделить 5 млрд. долл. США компаний ископаемого топлива из своих пенсионных фондов стоимостью 189 млрд. долл. США в течение следующих пяти лет.
Объявление последовало за рекомендацией центрального банка Норвегии правительству в конце прошлого года о том, что оно должно исключать любые будущие инвестиции в ископаемое топливо и отказаться от тех термальных активов, которыми оно владеет в настоящее время.
Однако Нью-Йорк идет дальше, чем Норвегия, в стремлении очистить свое производство электроэнергии. Он планирует подать в суд на крупнейшие в мире нефтегазовые компании – BP, Exxon Mobil, Chevron, ConocoPhillips и Shell – в федеральном суде за их вклад в изменение климата.
«Мы ведем борьбу с изменением климата прямо с компаниями, работающих на ископаемом топливе, которые знали о последствиях и намеренно вводили в заблуждение общественность, чтобы защитить свою прибыль», – сказал мэр Нью-Йорка Билл де Блазио.
«Поскольку изменение климата продолжает ухудшаться, это зависит от компаний с ископаемым топливом, чья жадность поставила нас в такое положение, чтобы покрыть расходы на то, чтобы сделать Нью-Йорк более безопасным и более устойчивым».

Источник: WindPower Monthly