Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) выпустило очередную версию ежегодного сборника статистических данных по установленной мощности возобновляемой энергетики по странам мира Renewable Capacity Statistics 2022. Материал подготовлен Институтом развития технологий ТЭК (ИРТТЭК).
В прошлом году, сообщается в докладе, мощности ВИЭ-генерации в мире выросли на 257 ГВт, что близко к приросту 2020 года (266 ГВт).
Суммарная мощность ВИЭ-электростанций превысила 3064 ГВт, при этом установленная мощность солнечной энергетики достигла 849 ГВт, ветровой – 825 ГВт, а их доля в общей установленной мощности мировой энергосистемы выросла за год с 36,6% до 38,3%.
В 2021 году мощность возобновляемых источников энергии увеличилась на 257 ГВт (+9,1%). Солнечная энергетика продолжала лидировать в расширении мощностей, увеличившись на 133 ГВт (+19%), за ней последовала энергия ветра с 93 ГВт (+13%).
Гидроэнергетическая мощность увеличилась на 19 ГВт (+2%). Установленные мощности ГЭС по итогам года достигли 1360 ГВт, включая 130 ГВт ГАЭС.
Биоэнергетика выросла на 10 ГВт (+8%). Геотермальная энергия увеличилась на 1,6 ГВт. Солнечные и ветряные электростанции составили 88% новых мощностей ВИЭ.
Рост установленной мощности ВИЭ-генерации, 2016-2021 гг.
Возобновляемые генерирующие мощности по источникам энергии
На Азию в 2021 году пришлось 60% новых мощностей, увеличив ее возобновляемые мощности на 154,7 ГВт до 1,46 ТВт (48% от общемирового объема). Огромная часть этого увеличения пришлась на Китай (+121 ГВт). Мощности в Европе и Северной Америке расширились на 39 ГВт (+6,4%) и 38 ГВт (+9,0%) соответственно, с особенно большим расширением в США (+32 ГВт).
В Африке рост ВИЭ составил 2,1 ГВт (+3,9%). Океания прибавила 5,2% ВИЭ, почти вся экспансия пришлась на Австралию.
Агентство особо подчёркивает, что доля ВИЭ в приросте генерирующих мощностей в мире за 2021 год составила 81%, в Азии этот показатель 88%.
Доля возобновляемых источников энергии в ежегодном увеличении мощности
По итогам 2021 года, сообщалось ранее, доля солнечной и ветровой генерации в производстве мировой электроэнергии впервые превысила 10% и достигла 10,3%. При доле в установленной мощности в мировой генерации 38,3% средний КИУМ ВИЭ оценивается в 26,9%.
Хотя солнечная генерация растет быстрее ветряной, из-за ее низкого КИУМ основная мощность ВИЭ-генерации находится в ветроэнергетике. Вследствие проблем с выделением земельных участков под оншорные ВЭС сегодня активно развиваются оффшорные ВЭС, не ограниченные по занимаемой площади и не сталкивающиеся с протестами населения.
Через тридцать лет после ввода в эксплуатацию первого в истории морского ветропарка датской компанией Ørsted в 1991 году мощностью 5 МВт оффшорные ветровые проекты распространились во многих странах мира. Оффшорный ветер фигурирует в многочисленных национальных планах развития.
По данным Enerdata, по состоянию на конец 2021 года в первой десятке стран по объему установленных морских ветровых мощностей доминирует Китай.
Установленная морская ветроэнергетическая мощность (МВт), первая десятка стран в 2021 году
В 2021 году в стране зафиксирован исторический максимум новых установленных оффшорных мощностей 16,9 ГВт. Этот показатель больше, чем у европейских стран, вместе взятых с 2016 года (15 ГВт). В конце 2021 года мощность оффшорной ветроэнергетики в Китае (25,9 ГВт) почти достигла мощности Европы (26,2 ГВт).
Европейский рынок возглавляет Великобритания, которая зарегистрировала устойчивый рост с ежегодным добавлением 880 МВт в среднем с 2010 года, и Германия (+ 750 МВт/год).
США даже не входят в первую десятку стран со своими 40 МВт, хотя в настоящее время в стадии разработки в стране находятся проекты на 16 ГВт.
Суммарные мощности морской ветроэнергетики (ГВт) по странам, 2010-2021 гг.
В соответствии со Стратегией ЕС 2020 года Еврокомиссия предлагает достичь 60 ГВт морских ветроэнергетических мощностей к 2030 году и 300 ГВт к 2050 году.
В ЕС бесспорным лидером по ветроэнергетике является Дания. Датское энергетическое агентство разрабатывает концепцию энергетических островов в Северном море и в районе острова Борнхольм в Балтийском море, которые будут служить инфраструктурными центрами для соединения морских ветряных парков и энергетических систем Дании и других стран в регионе вокруг двух морей.
В конце 2021 года в США было введено в эксплуатацию только 42 МВт морских ветровых мощностей, несмотря на богатый ветром потенциал вдоль восточного и тихоокеанского побережий США. Тем не менее, 16 ГВт уже находятся на различных этапах разработки, и Министерство энергетики США сообщило о потенциале в 35 ГВт морских ветровых проектов в своем отчете за 2021 год.
В конце 2020 года 400 китайских ветроэнергетических компаний подписали Пекинскую декларацию и обязались устанавливать более 50 ГВт в год новых ветровых мощностей (наземных и морских) с 2021 по 2025 год и более 60 ГВт ежегодно с 2026 года. По оценкам Глобального совета по ветроэнергетике (GWEC), с 2019 по 2030 год к сетям Китая будет подключено в общей сложности 52 ГВт морских ветровых мощностей.
Годовые показатели КИУМ ветряных парков в 2012-2020 годах демонстрируют высокую стабильность в районе около 40%.
Среднегодовые коэффициенты загрузки для морских ветряных парков в отдельных странах (%), 2012-2020 гг.
Показатели оффшорных ветровые станций LCOE в проектах с нулевым субсидированием уже конкурентоспособны на европейских рынках, например, в Германии и Нидерландах.
Исторические оффшорные ветровые LCOE (EUR) за период 2010-2021 гг. для Европы и США, WACC 5%
Для справки: WACC – средневзвешенная стоимость капитала (рентабельность капитала)
Оффшорные ветровые LCOE (EUR) за период 2010-2021 гг. для Азии, WACC 5%
Стоит отметить, что если КИУМ достаточно стабилен для разных стран, то показатель LCOE, средняя стоимость электроэнергии за все время существования проекта, значительно различается, до трех раз, что свидетельствует об отсутствии общепринятой методики оценки показателя.
В планах многих стран дальнейшее развитие оффшорной ветроэнергетики в текущем году.
Завершенный и планируемый аукционный объем оффшорной ветроэнергетики с 2015 года (ГВт)
Согласно отчету IRENA Future of Wind, ожидается, что в среднем LCOE упадет с диапазона от 50 до 90 долларов США (2018)/МВт-ч в 2030 году до диапазона от 30 до 50 долларов США (2018)/МВт-ч в 2050 году. При этом авторы доклада Enerdata предупреждают, что LCOE следует рассматривать с осторожностью, так как многие переменные рассматриваются в расчете LCOE с высокой неопределенностью.
Наиболее существенным препятствием к развитию ВИЭ является неустранимая прерывистость этой генерации. В расчетах LCOE не учитывается стоимость резервирования провалов в ВИЭ-генерации за счет традиционной генерации. Разница в выдаваемой мощности ветрогенераторов может достигать 10. Вот данные по ветряной генерации нескольких ветропарков Великобритании в январе текущего года.
Суточная выработка колеблется от 8322 до 84984 МВт-ч, при среднемесячном значении 49245 МВт-ч. Было тринадцать дней, когда выработка была ниже 45000 МВт-ч, более чем на 10% ниже среднего. Было семь дней в месяце, когда генерация не достигала 25000 МВт-ч. Средний показатель по этим дням составлял 17000 МВт-ч, что эквивалентно их работе на 15% мощности. В худший день, когда мощность составляла 8322 МВт-ч, оффшорный ветер работал только на 7% мощности.
Пока доля ВИЭ-генерации в общем объеме невелика, традиционная генерация может справляться с ее колебаниями. С ростом мощности эта проблема становится принципиальной для стоимости электроэнергии в сети. Например, в январе в отдельные маловетренные дни сетевому оператору Великобритании пришлось запрашивать подключение дополнительных мощностей газовой и угольной генерации, которые запросили за работу огромные средства – до $5,5 тыс. за МВт-ч. Для сравнения: на 20 апреля оптовая цена электроэнергии в Великобритании 162,46 фунтов стерлингов.
Специалисты предсказывают рост проблем с поддержанием стабильной работы электросети Великобритании в связи с планами ускоренного строительства оффшорной генерации.
Внутридневные распределения колебаний ветра и солнца в Великобритании (ГВт), 2021 г. и прогноз на 2030 г.
Компенсировать внутридневные провалы более чем в 30 ГВт может оказаться нечем, так как новых газовых и угольных станций в стране не строят, и, возможно, Лондону придется прибегнуть к веерным отключениям потребителей. В Германии, например, Федеральное сетевое агентство уже подтвердило, что обсуждает с бизнесом подготовку к "неизбежным отключениям" в случае возможного недостатка топлива для диспетчеризуемой генерации на угле и газе.
Комментарии читателей (1):