facebook
Ветер, Солнце, ТЭК

Новый показатель системной приведённой стоимости энергии для сравнения разных технологий

Системная LCOE

Недостатки использования показателя LCOE (приведенная стоимость электроэнергии) при сравнении разных технологий генерации электроэнергии хорошо известны. Сравнение LCOE является упрощенным подходом, поскольку не учитывает специфику технологий, их влияние на функционирование энергосистемы в целом.

Возобновляемые источники энергии (солнце и ветер) зависят от погоды; паровые турбины, работающие на атомных или угольных электростанциях, имеют определенные ограничения по гибкости, а газовые турбины могут работать более гибко. Все эти свойства правильно бы было оценивать.

В исследовании, опубликованном в научном журнале Energy, вводится новый показатель SLCOE (системная LCOE). «В то время как LCOE является функцией только соответствующей технологии, SLCOE является функцией как технологии, так и контекста энергетической системы, в которой она работает», — сообщают авторы.

Сразу отмечу, что вопросы интеграционных или системных расходов в связи с ВИЭ поднимаются давно. Например, мы публиковали материал «Интеграция ВИЭ в энергосистему: практика, мифы и легенды» — большой обзор документов МЭА середины прошлого десятилетия по данной теме. Или в 2017 году разбирали большой британский доклад «Влияние технологий генерации на энергосистему в целом», который не дал каких-то конкретных значений, поскольку «любая количественная оценка затрат существенно зависит от базового сценария, который используется». Министерство энергетики США давно рассчитывало помимо LCOE также «устраненные затраты» (avoided cost) – показатель LACE и т.д.

Посчитать системные расходы «вообще», «в целом», вывести какую-то среднемировую стоимость невозможно, поскольку мы имеем дело со множеством постоянно меняющихся переменных. Можно делать попытки в контексте отдельных энергосистем.

Так же и в новой работе подчеркивается, что показатель SLCOE не имеет смысла в отрыве от конкретной энергосистемы.

В исследовании взята Дания в качестве примера нынешней и будущей (климатически-нейтральной энергосистемы) энергетической системы. «Таким образом, некоторые выводы специфичны для случая Дании. Тем не менее, теоретические и методологические выводы являются общими».

LCOE и SLCOE были рассчитаны для каждой из технологий двух типов энергосистем: 1) «только электроэнергетика» (примерно соответствует нынешнему состоянию), а также 2) энергетическая система будущего климатически нейтрального общества, где электроэнергетика плотно «пересекается» с другими секторами конечного потребления энергии.

При этом оценивалась SLCOE 1) для случаев, когда одна технология вырабатывает всю электроэнергию; 2) для комбинации технологий, обеспечивающей самые низкие затраты.

Системные затраты состоят из стоимости «избыточных» мощностей, электролизеров и хранения водорода, резервных мощностей, стоимости дополнительного горячего резерва и стоимости систем передачи.

Неудивительно, что в случае, если солнечная генерация вырабатывает всю электроэнергию — это получается самым дорогим вариантом (самый низкий LCOE, но чрезвычайно высокие системные затраты). Самым дешевым вариантом из отдельных технологий с учетом системных расходов является газовая генерация (ПГУ).

А вот если мы возьмём оптимальную комбинацию технологий, вырисовывается следующая картина (напомню, для случая Дании): офшорная ветроэнергетика (66%), солнечная энергетика (8%), ПГУ (26%). При этом газовые электростанции могут работать как на природном газе, так и на биометане.

Эти результаты для системы «только электроэнергетика» представлены на верхнем графике.

Отмечу, что предположения по стоимости отдельных технологий взяты авторами из докладов МЭА 2023 и 2024 года (IEA WEO), а также не самых свежих работ Датского энергетического агентства, что может накладывать некоторый «отпечаток» на расчеты.

В случае энергетической системы в климатически-нейтральном обществе системные расходы каждой технологии значительно ниже, чем в системе «только электроэнергетика». Это связано с множеством новых и более оптимальных вариантов интеграции:

Системные расходы при интеграции ВИЭ

Авторы делают следующие выводы:

— решения, в которых одна технология (ядерная энергетика, солнечная фотоэлектрическая или ветровая энергетика) поставляет всю электроэнергию для всей системы, характеризуются высокими системными затратами. Поэтому нужно сочетать технологии.

— В таких странах, как Дания, с доступными ветровыми и солнечными ресурсами, ядерная энергетика, похоже, не является частью оптимального по стоимости решения, ни в сегодняшних энергетических системах, ни в будущих системах климатически нейтральных обществ (даже без учёта стоимости хранения ядерного топлива и альтернативных издержек, связанных с планированием и строительством АЭС, которые занимают гораздо больше времени, чем для объектов ВИЭ).

Наконец отметим, что сегодня в мире накоплены значительные объемы данных, свидетельствующие о низкой стоимости гибридных объектов генерации (солнечные электростанции плюс накопители), обеспечивающих, так сказать, «высокую степень интеграции» переменных ВИЭ в энергосистему. Возьмём, скажем, Индию, где по результатам конкурсных отборов установлены тарифы на уровне 3 центов США за киловатт-час для СЭС с четырехчасовыми накопителями. Эти данные в работе не учитывались, поскольку речь шла о конкретном случае Дании.

Читайте также: Перспективы солнечной энергетики в мировой энергосистеме 2050 года.

Подписывайтесь на RenEn в Telegram | MAX | VK

Предыдущая статьяСледующая статья