Проще всего рост альтернативной энергетики удастся не развитым, а развивающимся странам

Солнечная и ветровая энергетика выдают электричество не по потребностям, а по способностям. Из-за этого граница безопасной для энергосистемы доли возобновляемой энергии обычно оценивается в 20%. Конечно, в отдельных регионах, таких как Крым, или небольших странах типа Дании этот уровень может быть равным даже трети энергобаланса — но только за счет переброски дневных излишков соседям и заимствования у них ночью.

Однако Международное энергетическое агентство (МЭА) решило задаться вопросом: а точно ли граница проходит именно по 20%?

На первый взгляд, идея странная: в США и ЕС (в 2013 году) уже случались моменты, когда стоимость фотоэлементной или ветряной энергии уходила «в минус»; по сути, продавцы доплачивали любому, кто забирал у них пиковую энергию. Как в таких условиях можно говорить о наращивании доли «зеленой» генерации выше 20%?

Авторы доклада, подготовленного агентством, подчеркивают, что здесь все дело в том, как именно эта варьирующаяся генерация организована. В качестве лучшего в мире примера они указывают на Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) — орган, регулирующий взаимоотношения сетей в Техасе (США). Он сводит воедино прогнозы по ветру и облачности по всему штату и учитывает их в выработках среднесрочных и краткосрочных планов, касающихся возобновляемой энергии, после чего выдает нужные предупреждения генераторам энергии тепловой, заставляя их сократить или увеличить производство в зависимости от ситуации с солнцем и ветром в районах тех или иных «зеленых» электростанций.

Специалисты МЭА провели расчеты и пришли к выводу, что на подобной модели организации взаимодействия можно не только достичь 20%-й доли выработки возобновляемой энергии, но и добиться дальнейшего перехода от 20 к 40% без серьезного увеличения доли возобновляемой энергии. Правда, это будет возможным лишь в довольно крупных сетях.

В то же время быстрое повышение доли до 45% (и тем более до 50%) сейчас возможно только тогда, когда владельцы солнечных и ветряных электростанций согласятся отключать свои генерирующие мощности в полдень и при сильных устойчивых ветрах. Иначе говоря, если часть времени такие электростанции не будут работать и только если такая возможность будет заранее заложена в их материальную часть.

Более того, даже при наличии доброй воли владельцев экономические последствия таких шагов будут тяжелы. Быстрое внедрение возобновляемой энергетики приведет к хроническому недоиспользованию основных фондов и снижению отдачи на единицу вложенных инвестиций. Пострадают и ТЭС: их оборудование зачастую создавалось для длительной работы под высокой нагрузкой, а не для старт-стопового режима, нацеленного на «прикрытие» временных спадов «зеленой» генерации. Чтобы компенсировать потери и тепловой, и возобновляемой генерации, цены на электричество придется поднять примерно на 40%.

Здесь мы сделаем небольшое отступление: как показывает опыт, на этот шаг многие правительства не пойдут. Та же КНР стала мировой фабрикой не потому, что там хорошие институты, прозрачная правовая система, низкая коррупция и пр. Doing Business сегодня ставит КНР (96-е место) на четыре позиции ниже России (92-е) и на тридцать три ступени ниже Белоруссии (63-е) в том, что касается легкости ведения бизнеса. В то же время ставить на одну доску гражданскую промышленность России и КНР может только больной. Почему? Причины китайских успехов очевидны: страна, в экономике которой большая часть приходится на госкомпании, лидирует в мировом производстве из-за сравнительно дешевых капиталов, рабочей силы (пока что) и энергии. Ни Индия, ни Бразилия, ни другие государства, желающие выбраться из бедности, не пойдут на такой рост цен на электричество, поскольку это лишит их КНР-подобного будущего, о котором они тайно мечтают.

Но сценарий нереалистичен еще и потому, что быстрое занятие солнцем и ветром половины выработки в крупной энергетике потребует многих лет возведения электростанций и кропотливой перестройки сетей. И это хорошо, полагает МЭА. Потому что за это время и операторы сетей, и генерирующие компании смогут принять меры, которые резко снизят стоимость перехода на новые энергоосновы.

Ключевыми направлениями такой постепенной перестройки должны стать новые станции — особенно ТЭС, которые способны мгновенно и безболезненно варьировать выработку, реагируя на быстрые изменения в генерации «соседей» по энергосистеме — фотоэлементов и ветряков. При этом часть существующих ТЭС, действующих в режиме постоянных нагрузок, по всей видимости, придется законсервировать. Правда, доклад МЭА отмечает, что государствам в этом случае придется определять, кто именно заплатит за этот шаг, ибо в рамках свободных экономических отношений этот вопрос не решить.

Другой стороной развития сетей должна стать их первоочередная ориентация на районы, где выгоднее всего размещать солнечные и эоловые электростанции, одновременно с выработкой комплекса повседневных мероприятий по сокращению общесетевого потребления в бессолнечные и безветренные зимние дни.

Хотя все это звучит довольно неприятно, оценка МЭА говорит, что при постепенном внедрении крупномасштабной возобновляемой энергетики цены на электричество повысятся лишь на 10% — и то лишь при условии, что солнечно-ветровые мощности будут разворачиваться по цене, равной сегодняшней. С учетом технического прогресса тех же солнечных батарей это условие будет очень трудно выполнить. А значит, стоимость перехода к более здоровой энергетике может упасть даже ниже 10-процентного повышения цен.

Для развивающихся экономик, которые, на первый взгляд, и на 10% не согласятся, картина еще лучше, чем для развитых. У них обычно нет достойной тепловой генерации больших масштабов, а потребление энергии растет, что позволяет вводить большие объемы новых электростанций, по сути, избегая консервации имеющихся мощностей и соответствующего омертвления основных фондов. Более того, поскольку их сеть вынуждена постоянно расширяться, ей будет просто учесть рост новой выработки, всего лишь несколько меняя выбранные районы строительства, без нужды в дополнительном создании тысяч километров ЛЭП — ведь их пришлось бы построить все равно, даже если бы возобновляемой энергетики не существовало. Упростится и регуляция собственного ценового рынка: можно будет быстро менять цены на электричество в зависимости от избытка «зеленой» энергии в сети (у развивающихся стран часто больше возможностей для установления своих правил на домашних рынках).

На наш взгляд, неплохим примером таких мероприятий, проводимых уже сегодня и при этом сравнительно эффективных, может стать та же КНР: общие мощности ветряков (более 90 ГВт) и фотоэлементов (более 20 ГВт) там уже сейчас превысили 110 ГВт, что примерно равно всем мощностям бразильской, к примеру, энергетики. То есть каждый двенадцатый киловатт там уже сегодня является солнечно-ветровым. А поскольку эта страна еще и текущий мировой лидер по установке новых солнечных батарей, этот параметр в ближайшие годы будет только расти.

Но не все так радужно: по сути, доклад обещает мягкий переход только к 50-процентной доле возобновляемой энергии в общем балансе крупных стран. Этого недостаточно для достижения поставленных рядом государств Запада целей по быстрой фиксации объемов выбросов парниковых газов, и тем более мало для их последующего быстрого сокращения. Эти задачи, при текущих темпах энергетического перехода, просто не решить: очевидно, к ним нужно искать совершенно новые подходы.

Переход к 40—50%-й генерации от возобновляемых источников потребует создания сети энергонакопителей разной емкости на всех ступенях энергосистемы. Это позволит сохранить устойчивость сети, но вот цена... (иллюстрация IEA)

 

Источник: John Timmer Variable renewable power can reach 40 percent capacity very cheaply — arstechnica.com / А. Березин, compulenta.computerra.ru

 

На заставке фото с сайта s1.blomedia.pl