ВДЕ вже тепер подекуди явно перевершують традиційні електростанції за показником меншої собівартості електроенергії – доведено новим дослідженням вчених з Інституту систем сонячної енергії ім. Фраунгофера (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, ISE), які опублікували в середині 2021 р. 5-е видання своїх досліджень, посвячене порівнянню зваженої (нормованої) вартості електроенергії (LCOE) для електростанцій різних типів
Під параметром LCOE розуміють середній розрахунковий показник усіх витрат, які необхідні для виробництва електроенергії на генеруючих установках певного типу.
Рис. 1 показує, що в зв’язку з активізацією протидії кліматичних змінам, витрати традиційних електростанцій зростають і будуть продовжувати зростати й надалі. А середньозважена вартість електроенергії, що генерується з відновлюваних джерел, особливо із сонячного світла, продовжує зменшуватися з огляду на об’єктивні причини
Рис. 1. LCOE для генерації різного типу
Джерело: Звіт Fraunhofer ISE «Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien»
«Вітряні та сонячні станції в Німеччині забезпечують значно меншу LCOE, чим звичайні електростанції. Через зростання цін на CO2-сертифікати (які зобов'язані купувати підприємства, що виробляють багато парникових газів) конкурентоспроможність навіть існуючих вугільних та газотурбінних електростанцій у найближчих роки буде падати», – відзначає доктор Кристоф Кост, відповідальний за цей дослідницький проект Fraunhofer ISE.
Важливим фактором також є подальше невпинне зменшення вартості побудови та володіння СЕС і ВЕС.
Поки що LCOE для фотоелектричних установок становить 3,12–11,01 євроценти(₵)/кВт•год, а відповідні витрати на побудову та утримання СЕС – від 530 до 1600 €/кВт встановленої потужності. Сонячні електростанції, об'єднані з акумуляторними сховищами енергії, наразі мають LCOE 5,24–19,72 ₵/кВт•год. Зважена вартість електроенергії для наземних («оншорних») вітроелектростанцій знаходиться в межах від 3,94 до 8,29 ₵/кВт•год. Це відносить їх на друге за дешевизною місце серед джерел електрики після СЕС. LCOE морських вітрогенераторів є вищим – 7,23–12,13 ₵/кВт•год. Морські ВЕС («офшорні») більше, аніж наземні, працюють при повному навантаженні (до 4500 годин в середньому за рік), але їх побудова та експлуатація в Німеччині вимагає більших витрат (3–4 тис. €/кВт). Для нових теплових електростанцій в Німеччині нормована вартість електрогенерації становить наразі мінімум 7,5 ₵/кВт•год.
До 2040 року, за прогнозом дослідників з Fraunhofer ISE, див. рис. 2, показник LCOE для наземних СЕС буде в межах 1,92–3,51 ₵/кВт•год, а витрати на їх побудову в цілому становитимуть менше за 350 €/кВт. Для невеликих дахових сонячних установок ці показники складатимуть 3,58–6,77 ₵/кВт•год і 615–985 €/кВт відповідно.
Рис. 2. Прогноз LCOE в Німеччині 2021–2040 рр.
Джерело: Звіт Fraunhofer ISE «Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien»
На рис. 2. можна бачити, що в 2021 році витрати на виробництво електроенергії з ВДЕ будуть на тому ж рівні, що і експлуатаційні витрати звичайних електростанцій; в деяких випадках експлуатаційні витрати наземних вітряних та фотоелектричних систем будуть навіть нижчими, ніж у звичайних електростанцій, вони вже подекуди становлять менше 4 ₵/кВт•год. Оскільки витрати на виробництво електроенергії для нових систем ₵/кВт•год ще більше впадуть, і в той же час разом із сподіваннями на те, що штрафи за CO2 для досягнення кліматичних цілей будуть продовжувати зростати, експлуатаційні витрати електростанцій з комбінованим циклом (когенераційні установки) у 2030 р. будуть на рівні невеликих дахових систем PV, а у випадку лігніту (бурого вугілля) навіть набагато вищими за цей рівень. Тільки у випадку використання тепла в мережах централізованого теплопостачання (виробленого на спеціалізованих ТЕЦ), електростанції з комбінованим циклом все ще можуть вкластися в експлуатаційні витрати в межах від 4 до 5 ₵/кВт•год. У 2040 р. експлуатаційні витрати електростанцій з комбінованим циклом з утилізацією супутнього тепла будуть більшими за 5 ₵/кВт•год. Звичайні електростанції з комбінованим циклом матимуть експлуатаційні витрати понад 9 ₵/кВт•год, електростанції на бурому вугіллі – понад 13 ₵/кВт•год.
Аналіз показує, що навіть існуючі звичайні електростанції на викопному паливі досягнуть дуже високих експлуатаційних витрат не пізніше 2030 року і що витрати на виробництво електроенергії на нових установках з відновлюваної енергії будуть значно нижчими. Як очікується, вже в 2024 році для всіх фотоелектричних систем LCOE стане меншим за 10 ₵/кВт•год (без врахування витрат на акумулятори). Також передбачається, що СЕС, облаштовані батареями, до 2040 року зможуть продемонструвати LCOE 5–12 ₵/кВт•год (за умови, що ціни на системи акумуляторних батарей впадуть до передбачуваних значень 200–720 €/кВт•год.), але ще в 2030 році вони стануть вигіднішими від парогазових установок.
Рис. 3. Динаміка LCOE за період до 2040 р.
Джерело: Звіт Fraunhofer ISE «Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien»
На рис. 3 наводяться прогнозовані рівні зменшення собівартості для Німеччини до 2040 року. Показані межі витрат відображають існуючі дані для розрахунку (наприклад, ціни на систему, рівень сонячного випромінювання, потужність вітру, кількість повного навантаження годин/рік, супутні витрати на сертифікати на викиди СО2 тощо. Наприклад, для діапазону витрат фотоелектричних установок: верхня межа LCOE є результатом поєднання фотоелектричної системи з високою закупівельною ціною (менша система фотоелектричної покрівлі) в місці з низьким сонячним опроміненням (наприклад, Північна Німеччина ). І навпаки, нижня межа визначається найдешевшими доступними системами в місцях із високим опроміненням на півдні Німеччини. Аналогічно, подібний підхід застосовується також до інших технологій, також детально враховувались звичайні ринкові витрати на поточне фінансування та страхові надбавки (за рівнем інфляції приведеним до 2021 р.)
Для фотоелектричних систем до 2030 р. передбачені темпи щорічного розвитку 15%, потім вони зменшуються до 5%. У 2040 р. зважені витрати на електроенергію становитимуть від 3,58 до 6,77 ₵/кВт•год для невеликих дахових фотоелектричних систем та від 1,92 до 3,51 ₵/кВт•год для систем, що встановлені на відкритому просторі. З 2024 р. витрати на виробництво електроенергії у всіх фотоелектричних системах без акумулятора становитимуть менше 10 ₵/кВт•год.
Витрати на виробництво електроенергії у наземних ВЕС є одними з найнижчих серед усіх технологій разом із наземними фотоелектричними системами. Із поточними зваженими витратами від 3,94 до 8,29 ₵/кВт•год, витрати в довгостроковій перспективі впадуть до 3,40 та 6,97 ₵/кВт•год. Для формування майбутньої тенденції очікується рівень темпів розвитку 5%. Зменшення вартості для вітряних ЕС очікуються головним чином за рахунок більшої кількості годин роботи з повним навантаженням та нових локацій для ВЕС із спеціальними турбінами, що працюють на «низькому вітрі». Порівняно з наземними ВЕС, офшорні вітрогенератори все ще мають великий потенціал для економії витрат. До 2040 р. витрати на виробництво електроенергії впадуть для морських ВЕС до значень від 5,87 до 9,66 ₵/кВт•год, залежно від місця розташування та інтенсивності вітру.
Оскільки для біогазових установок та установок із твердою біомасою очікується невелике скорочення витрат, для цих технологій не прогнозуються значні темпи розвитку, тобто тут до 2040 р. очікується майже постійний рівень витрат на виробництво електроенергії - від 8,45 до 17,26 ₵/кВт•год для біогазу та від 7,22 до 15,33 ₵/кВт•год для твердої біомаси, враховуючи додатковий дохід від виробництва тепла.
Для всіх інших типів генерації витрати на виробництво електроенергії зростуть.
Нагадаємо, що в Німеччині ще в 2010 р. було досягнено так званого «мережевого паритету», тобто коли вартість електроенергії, отримуваної із загальної мережі споживачами зрівнялася з вартістю електрики, що виробляється на власних засобах генерації. Відтоді були відмінені всі засоби штучної підтримки «зеленої» генерації окрім фінансових (кредитних) програм для тих, хто хоче встановити ВДЕ-установки для домогосподарств.
Джерело: Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 2 962
