Ответ злопыхателям солнечной энергетики (часть 2)
Продолжая тему солнечной энергетики, перейду ко второй ее части — стоимости постройки вырабатывающих такую энергию станций.
Почему? Потому что одним из аргументов противников солнечной энергетики является утверждение, что постройка таких станций существенно дороже возведения ТЭС, АЭС и прочих, относящихся к традиционной энергетике, экономически невыгодна и допустима только при наличии субсидий.
Поэтому перейду к фактам.
1. Уравновешенная стоимость электроэнергии (Levelized Cost of Electricity - LCOE)
Стоимость любой энергии включает следующие виды первоначальных затрат:
- Капитальная стоимость строительства
- Стоимость топлива (если есть топливо)
- Фиксированные операционные издержки
- Переменные операционные издержки
- Стоимость финансирования. Тут стоит отступить немного. Одним из факторов стоимости финансирования является риск . Этот риск ниже для зеленой энергетики. Почему? Риск резкого подорожания топлива отсутствует для зеленых источников. Риск инфляции для зеленых источников намного ниже за счет низких операционных расходов, риск законодательных изменений намного ниже для зеленых (вряд-ли в будущем кто-то будет запрещать зеленую энергетику, а вот ужесточение правил по выбросам от традиционных станций вполне вероятно). В результате, без учета всяких субсидий, стоимость финансирования проекта для зеленой энергетики ниже, просто за счет низких рисков для инвесторов.
- Также, следует учитывать коэффициент использования.
Все эти факторы могут отличаться от проекта к проекту, и в зависимости от географического положения. Где-то стоимость топлива дороже, где-то дешевле. Где то много рабочей силы, где-то мало.
Вот в этой таблице приведена средняя стоимость в США для разных технологий. Как видим, без учета субсидий, самая дешевая технология это геотермальная ($44 за мВт*ч). Геотермальные не везде можно строить, поэтому их далее не будем рассматривать
Затем идут газовые станции с $53-$58. Затем ветряные - $56, гидро - $66, солнце - $74, атомная - $96. Замыкают список угольные станции - $123 и $140.
В итоге получаем следующие две таблицы:
В таблицах умышленно приведены средние цифры — поскольку в разных регионах стоимость может значительно отличаться. Например, в пустынях и земля дешевая, и солнца много, и естественно строить солнечную станцию будет выгоднее в разы (что недавно сделал тот же Илон Маск, возведя в австралийской пустыне свою Гигафактори) и что постоянно делаю китайцы, имеющие массу дешевой земли (в северо-западных регионах) и много затопленных водой старых шахт (здесь выгода еще и в том, что вода является естественным охладителем панелей, и электроэнергия получается еще на 30% дешевле).
Наконец, перейдем к сводной таблице — из которой будет видно, что средняя цена постройки солнечной станции даже в 2016 году — 58 млн. долларов, уже практически сравнялась с постройкой самых современных ТЭС (с комбинированным циклом) той же мощности — 51,6 — 61,3 млн. долларов, и стала намного дешевле старых турбинных ТЭС — 85,9 — 98,8 млн. долларов и тем более АЭС — 95,9 млн. долларов.
2. Выровненная предотвращенная стоимость электроэнергии (Levelized Avoided Cost of Energy - LACE)
Далее нужно отметить, что на фактические решения об инвестициях влияют специфические технологические и региональные характеристики проекта, которые включают в себя множество других факторов, не отраженных в значениях LCOE. Одним из таких факторов является прогнозируемый коэффициент использования, который зависит от распределения нагрузки и существующего набора ресурсов в районе, где необходима дополнительная мощность. Существующий набор ресурсов в регионе может непосредственно влиять на экономическую жизнеспособность новых инвестиций, оказывая влияние на экономику, связанную с перемещением существующих ресурсов. Например, ветровой ресурс, который в основном будет замещать существующую добычу природного газа, обычно будет иметь другую экономическую ценность, чем тот, который приведет к смещению существующей добычи угля.
Связанным фактором является "величина емкости", которая зависит как от существующего набора мощности, так и от характеристик нагрузки в регионе. Поскольку нагрузка должна быть сбалансирована на постоянной основе, единицы, выход которых можно варьировать для отслеживания спроса (управляемые технологии), как правило, имеют большую ценность для системы, чем менее гибкие единицы (неуправляемые технологии) или те, чья деятельность связана с доступностью прерывистого ресурса.
Поскольку прогнозируемые коэффициенты использования ресурсов, существующий набор ресурсов и значения мощности могут сильно различаться в регионах, где могут потребоваться мощности нового поколения, прямое сравнение LCOE между технологиями часто проблематично и может вводить в заблуждение как метод оценки экономической конкурентоспособности различных вариантов генерации. Более эффективная оценка экономической конкурентоспособности может быть достигнута путем рассмотрения избегаемых затрат - измерением того, сколько будет стоить для существуещей энергосети выработать электроэнергию, которая будет заменена проектом нового поколения. Для этого применяют показатель - Выровненная предотвращенная стоимость электроэнергии (Levelized Avoided Cost of Energy - LACE)
Когда LACE выше чем LOCE, в конкретном регионе, это значит что эту технологию там экономически выгодно строить.
В итоге получаем две следующие таблицы по этому фактору:
3. Резюме.
Итак, что мы получили в итоге?
Во-первых, что LCOE для газа был от 52 до 83, со средним 57. LACE для газа был от 47 до 80, со средним 58. Это значит что во многих регионах выгодно строить газовые станции.
Во-вторых, что для ветра (который я не упоминал, но который в таблицах присутствует) LCOE был 43 - 75, со средним 63. LACE был от 44 до 76, со средним 53. Это значит, что без всяких субсидий, в очень многих регионах выгодно строит ветряки.
В-третьих, что для солнца LCOE был 58 - 143, со средним 85, LACE был 42-82, со средним 64. Это значит что солнечные станции без субсидий выгодны не везде - только там где низкий LCOE совпадает с высоким LACE. Однако, даже без субсидий, это третий вариант по привлекательности.
Другие технологии на данный момент строить невыгодно вообще.
Именно поэтому не стоит удивляться, что в США почти все построенные новые электростанции — это ветер, газ, и солнце, причем мощность последних растет в геометрической прогрессии, а стоимость — в такой же геометрической прогрессии год от года падает.
______________________________________
В заключение приведу еще один график — предполагаемых перспектив.
Из него следует, что к 2035 году полностью перестанут существовать ТЭС на угле (еще в 2013-2015 г.г. дававших треть всей энергии на планете), а к 2040-му — АЭС. В то же время доля солнечных электростанций впервые станет больше, чем газовых.
P.S. Примерно к этому же времени или чуть позже может появиться недорогая термоядерная энергия. Хотя пока это только прогноз.
Использованы материалы источников: