Солнечная энергетика и газовая генерация. Ситуация в США. Последствия для остального мира

27.02.2020
Солнечная энергетика и газовая генерация. Ситуация в США. Последствия для остального мира Благодаря развитию технологий сланцевой добычи США превратились в крупнейшего производителя природного газа. Газовая генерация массово замещает уголь в американской электроэнергетике. Несмотря на предвыборные обещания Дональда Трампа спасти «прекрасный чистый уголь», угольные электростанции в стране закрываются гораздо более высокими темпами, чем при Бараке Обаме.
Развитие газовой промышленности в Северной Америке во многом поспособствовало созданию нынешней ситуации на мировом рынке природного газа, где цены опустились до исторически минимальных уровней. В самих США цены на трубопроводный газ сейчас находятся на уровне двух долларов за миллион БТЕ.
В условиях избыточного предложения крайне дешевого природного газа последний ежегодный прогноз Управления энергетической информации, подразделения Минэнерго США (EIA) выглядит парадоксально, но только на первый взгляд.
В документе «Annual Energy Outlook 2020» EIA, впервые за всю историю, прогнозирует, что возобновляемые источники энергии обойдут природный газ и станут крупнейшими производителями электричества в Штатах к 2050 году. В прошлом прогнозе в 2019 году Министерство энергетики предполагало, что природный газ останется главным производителем электричества до 2050 г. В прежнем центральном сценарии (Reference Case) доля газа в выработке электроэнергии в 2050 г должна была составить 39%, а ВИЭ 31% (включая гидроэнергетику, которая сегодня является основной технологией ВИЭ-генерации). Сегодня, в прогнозе 2020 года говорится, что доля ВИЭ к 2050 г вырастет до 38% (с нынешних 19%), а газа упадёт до 36% (с нынешних 37%). Угольная и атомная энергетика будут вырабатывать 13% и 12% соответственно. В EIA, которое исторически подходило к оценке перспектив возобновляемой энергетики весьма консервативно, ожидают, что «относительно быстрый рост возобновляемых источников энергии, наблюдаемый в течение последних 10 лет, будет продолжаться в течение прогнозируемого периода», и ВИЭ обгонят природный газ в производстве электроэнергии после 2045 года.
Важно отметить, что ключевой технологией ВИЭ, по мнению EIA, станет солнечная энергетика, на долю которой придётся 46% выработки электроэнергии из возобновляемых источников.
Для энергетических экспертов такой разворот консервативного Минэнерго США, в общем-то, не являлся неожиданным. Дело в том, что экономика солнечной энергетики стремительно улучшается, и в ряде штатов солнечные электростанции, даже оснащенные краткосрочными накопителями энергии, предлагают сбытовым компаниям более низкие цены, чем новые объекты газовой генерации.
В соответствии с данными широко цитируемого доклада банка LAZARD (Levelized Cost of Energy Analysis - LCOE 13.0), приведенная стоимость энергии (LCOE), вырабатываемой солнечными фотоэлектрическими электростанциями в США находится в интервале $32-$44 за мегаватт-час. В то же время новые высокоэффективные парогазовые электростанции способны производить электроэнергию стоимостью $44-$68/МВт*ч. То есть нижняя граница LCOE для высокоэффективных парогазовых электростанций ($44/МВт*ч) соответствует верхней границе стоимости солнечной генерации.
Стоимость электроэнергии (LCOE), вырабатываемой газовыми пиковыми электростанции, рассчитанная LAZARD для КИУМ 10%, составляет вообще $150-$199 за МВт*ч.
Неудивительно, что в такой ситуации американский сбытовой бизнес и региональные регуляторы энергетического рынка всё чаще рассматривают солнечную энергетику в качестве альтернативы газовой генерации.
Например, в апреле 2019 года регуляторы штата Индиана отклонили предложение коммунального предприятия Vectren о замене угольных электростанций, работающих в режиме базовой нагрузки, газовой электростанцией мощностью 850 мегаватт (МВт) и стоимостью 900 миллионов долларов США. Регулирующие органы были обеспокоены тем, что в связи с резким снижением стоимости возобновляемой энергии, повышением конкурентоспособности технологий хранения энергии и быстро меняющимся спросом со стороны потребителей, такие крупные инвестиции в газовую электростанцию в будущем могут превратиться в обесцененный актив. Компании было рекомендовано рассмотреть более децентрализованные, низкоуглеродные ресурсы, такие как ветровая, солнечная энергия и системы накопления энергии, которые обеспечат большее разнообразие ресурсов, гибкость и экономическую эффективность.
Тенденции в экономике энергетической отрасли показывают, что стоимость электроэнергии, вырабатываемой солнечными электростанциями, со временем станет ниже операционных издержек газовых электростанций. Другими словами, будет дешевле построить новую солнечную станцию, чем эксплуатировать уже построенную газовую. По оценке McKinsey Energy Insights, этот процесс в целом завершится к 2030 году, во многих регионах мира, не только в США.
Разумеется, солнечная энергетика не является полноценной заменой газовой генерации сама по себе по вполне понятной причине – фотоэлектрические станции отличаются стохастической, вариабельной выработкой.
В то же время американские энергетики считают, что комбинация солнечных электростанций и систем краткосрочного хранения энергии может быть вполне конкурентоспособна с природным газом.
Например, по расчётам NextEra Energy, одной из крупнейших энергетических компаний, обладающей сбалансированным портфелем генерирующих активов (угольная, атомная, газовая генерация, ВИЭ), новые несубсидированные солнечные электростанции, оснащенные СНЭ, будут способны вырабатывать энергию с такой же стоимостью, что и новые газовые - $30-$40 за мегаватт-час, и намного дешевле, чем угольные и атомные.
Что касается газовых пиковых электростанций, то их замена комбинацией «солнце+накопитель» вообще может приобрести массовый характер в солнечных регионах. «Кто в здравом уме сегодня станет строить новую пиковую газовую электростанцию?» - говорит Том Батгенбах (Tom Buttgenbach), президент компании 8minutenergy Renewables LLC, являющейся крупным независимым девелопером солнечных электростанций в США. «Сегодня я могу побить газовую пиковую электростанцию в любой точке страны с помощью солнечной электростанции, оснащенной накопителем энергии. Мы вдвое дешевле».
По недавней оценке Института Роки-Маунтин (Rocky Mountain Institute, RMI), на рынке США существует высокий риск обесценения активов (stranded assets) у инвесторов в новые газовые электростанции, поскольку во многих случаях «оптимизированные портфели возобновляемых источников энергии и других безуглеродных ресурсов» могут заменить газовую генерацию, обеспечив экономию затрат, даже без учёта экологических/климатических факторов. Причем, в данном случае речь идёт не только о пиковых мощностях, но также и о «базовой» генерации на основе природного газа в Соединённых Штатах.
RMI подсчитал, что к 2035 году 90% газовых электростанций, которые сегодня планируются/проектируются в США, будет эксплуатировать дороже, чем построить новые ветряные и солнечные фермы, оборудованные системами хранения. Изменения произойдут столь быстро, что газовые электростанции, которые сейчас находятся «на чертежных досках», станут неэкономичными, прежде чем их владельцы закончат вкладываться в них, говорится в исследовании Института.
Нынешние низкие цены на газ ставят многих американских (и не только) производителей на грань рентабельности. Следствием может стать снижение добычи и последующий рост цен в США и на мировом рынке. В результате инвестиционная привлекательность газовой генерации снизится еще сильнее.
Как мы отмечали выше, подход Минэнерго США к прогнозированию перспектив ВИЭ исторически отличался консерватизмом. Вполне вероятно, расширение возобновляемых источников будет происходить быстрее. Например, глава вышеупомянутой NextEra Energy говорит, что доля ВИЭ в электроэнергетике Соединённых Штатов может достигнуть 50% уже к 2030 году.
В пользу этого играет постоянное улучшение экономики солнечной генерации и накопителей. Изменение энергетической политики Белого дома также может поспособствовать ускорению развития ВИЭ.
В таком случае, мир может столкнуться с избыточным предложением американского природного газа, не находящего достаточного спроса на внутреннем рынке.
В нашей статье мы рассмотрели перспективы развития солнечной энергетики в контексте конкуренции с газовой генерацией на рынке США. Обозначенные тенденции в значительной степени будут характерны и для остального мира. Дело в том, технологии генерации, так сказать, «интернациональны» - везде используется примерно одинаковое оборудование. Различаются природные и организационно-правовые условия, влияющие на экономику и перспективы расширения солнечной энергетики.


Возврат к списку