Мировая энергетическая революция. Как возобновляемые источники энергии изменят наш мир - Владимир Сидорович

Данные по атомной энергетике в исследовании не приводятся, поскольку Германия полностью отказывается от данного вида генерации к 2022 г. и, соответственно, не строит больше атомные электростанции.

В 2010 г. Международным энергетическим агентством было опубликовано исследование «Прогнозируемые расходы на производство электричества», где среди прочего оценивались капитальные затраты на строительство разных типов генерирующих мощностей[201]. Хотя данные для ВИЭ и потеряли уже свою актуальность по причине быстрого удешевления оборудования, изменения в капитальных затратах традиционных видов генерации происходят не столь быстро, и сравнительная таблица может представлять интерес:

Официальные данные США на 2012 г.[202] позволяют составить следующую картину стоимости строительства разных типов электростанций (без учета стоимости финансирования):

Следует дополнительно подчеркнуть, что здесь приведены данные за 2012 г., с тех пор цены на солнечные модули сократились примерно на 20 %.

Таким образом, газовая генерация в среднем является на текущий момент самым экономичным способом производства электричества с точки зрения объемов необходимых удельных инвестиционных вложений. В то же время стоимость самых эффективных и экологичных современных парогазовых электростанций, применяющих технологии улавливания и захоронения углекислого газа (CCS), зачастую может превышать удельные капитальные затраты на строительство солнечных и ветряных энергетических установок.

Кроме того, продолжающееся снижение стоимости оборудования для строительства солнечных, в первую очередь, электростанций постепенно опускает объем требуемых капитальных затрат до еще более низких уровней. Например, в начале 2015 г. калифорнийская компания Siva Power заявила о начале производства самых дешевых солнечных модулей стоимостью $0,4 за ватт, которая в течение двух лет может опуститься ниже $0,28[203]. При такой стоимости модулей удельные капитальные затраты системы (электростанции) в целом вполне могут быть ниже $1 за ватт установленной мощности.

Показатель удельных капитальных затрат имеет право на существование, хотя очевидна его ограниченность. Стоимость мощности – важный вопрос, но не менее важно понимать, какова будет стоимость производимой электроэнергии (удельные затраты на произведенный киловатт-час).

Стоимость производства электричества

Традиционная энергетика обеспечивает стабильную, круглосуточную, независимую от погоды генерацию и работает с ископаемым сырьем, для которого характерна высокая плотность энергии. То есть на единицу (площади, объема, мощности) электростанция вырабатывает существенно больше электричества, чем, скажем, солнечный модуль, «улавливающий» рассеянное солнечное излучение.

В то же время очевидно, что эксплуатационные расходы, скажем, в ветро– и солнечной энергетике на несколько порядков ниже, чем в традиционной. Солнечным и ветряным электростанциям не нужны сырье и инфраструктура по его доставке. Существенно ниже и затраты на природоохранные мероприятия.

Поэтому для оценки эффективности разных видов электрической генерации применяется показатель, учитывающий, наряду с инвестициями и финансовыми издержками, эксплуатационные расходы в течение жизненного цикла объектов. Таким показателем является приведенная стоимость производства электричества (англ. levelized cost of electricity – LCOE).

Он включает в себя капитальные затраты, расходы на топливо, эксплуатацию, техническое обслуживание, затраты на финансирование… LCOE представляет собой точку безубыточности – цену, при которой производство электроэнергии из того или иного источника оправдывает расходы, связанные с этим производством. Чем ниже LCOE, тем выгоднее инвестировать в генерацию на основе данного источника.

В упомянутом выше исследовании немецкого Fraunhofer ISE (2013 г.) представлены следующие показатели приведенной стоимости производства электричества (€/кВт · ч)[204]:

Разница между максимальными и минимальными величинами обусловлена как используемыми технологиями, так и (в случае солнечной и ветряной энергетики) географическим положением.

Очевидно, что на значение показателя LCOE в возобновляемой энергетике влияют природные условия (например, инсоляция). В представленном выше примере учитывались показатели инсоляции в Германии – 1000–1200 кВт · ч/м² в год, которые примерно соответствуют солнечной радиации в средней полосе России. В регионах, расположенных южнее и имеющих более высокие показатели инсоляции, при равных инвестиционных затратах LCOE будет ниже. Нетрудно заметить, что уже сейчас солнце и ветер конкурируют с газовой генерацией по показателю стоимости производства электричества в условиях весьма посредственной инсоляции в Германии (на уровне Московской области), на юге Германии солнечная генерация уже сейчас дешевле газовой.

В сентябре 2014 г. инвестиционный банк Lazard выпустил очередное исследование LCOE для различных видов электрической генерации (данные для США)[205].

Особое внимание обращает на себя динамика падения затрат на производство одного мегаватт-часа электроэнергии в 2009–2014 гг. Для ветряной генерации падение составило 58 %, для солнечной – 78 %, а результаты исследования в целом чрезвычайно комплементарны возобновляемой энергетике.

Материковая ветроэнергетика здесь, как видите, является по сути самым экономичным способом производства электричества.

Наконец, уже в 2015 г. Международное агентство по возобновляемой энергии (IRENA) выпустило отчет под названием «Стоимость генерации в возобновляемой энергетике в 2014 г.». Вывод исследования: стоимость производства электричества береговыми ветряными электростанциями, в геотермальной и гидроэнергетике, а также на основе биомассы равна или ниже, чем стоимость генерации угольными, газовыми и дизельными электростанциями даже без финансовой поддержки и при падающих ценах на нефть[206].

«Во многих странах, включая Европу, энергия ветра является одним из самых конкурентоспособных источников новых энергетических мощностей. Отдельные проекты в ветроэнергетике регулярно поставляют электроэнергию по $0,05 за киловатт-час без финансовой поддержки, при этом для электростанций, работающих на ископаемом топливе, стоимостный интервал составляет $0,045–0,14 за киловатт-час»[207].

При всем многообразии моделей и исследований вывод получается один. Затраты на производство электроэнергии из возобновляемых источников в настоящее время вполне сопоставимы с традиционной энергетикой, а по некоторым позициям ВИЭ даже переигрывают ее.

«За последние несколько лет приведенная стоимость электроэнергии, произведенная береговыми ветряными и, в особенности, солнечными фотоэлектрическими электростанциями, резко упала. В результате все большее число ветряных и солнечных энергетических проектов реализуется без государственной финансовой поддержки»[208], – отмечает международная организация REN21.

Кроме того, все эксперты сходятся на том, что LCOE возобновляемой энергетики будет и дальше снижаться вследствие технологических прорывов и экономии масштаба, в то время как расходы на производство электроэнергии на традиционных электростанциях будут возрастать в силу исчерпания легкодоступных месторождений ископаемого топлива и соответствующего роста дефицитности сырья, увеличения удельных затрат на добычу углеводородов и т. д. «Цена солнечного электричества упадет вдвое к 2025–2030 гг. Это превратит его в самый дешевый способ производства энергии в большинстве мест земного шара»[209], – утверждают исследователи Технического университета Лаппеенранта в Финляндии. Это мнение подтверждают исследователи немецкой консалтинговой группы Agora Energiewende. В соответствии с их расчетами солнечная энергетика уже конкурирует по стоимости с угольной и дизельной генерацией в ряде регионов. Например, на прошедшем в декабре 2014 г. в ОАЭ тендере на строительство солнечной электростанции мощностью 200 МВт победил консорциум с ценовым предложением (LCOE) в размере 0,0584$/кВт · ч. Такая стоимость солнечного электричества конкурирует с углеводородами даже при цене на нефть 10$/баррель и газ – 5$/МБТЕ[210]. А к 2025 г. солнечная энергетика станет самым дешевым способом производства электричества не только в солнечном арабском мире, но и во многих регионах планеты[211].

Сетевой паритет

Обратимся теперь к показателю, специально придуманному для альтернативной энергетики и называющемуся «сетевой паритет» (grid parity).