Расширение использования распределенных энергетических

ресурсов в Российской энергетике

Саммит деловых кругов «Сильная

Россия-2012»Панельная дискуссия

«Развитие и внедрениеинновационных

технологий в ТЭК»

Генеральный директор ЗАО «АПБЭ»

И.С. Кожуховский

3 июля 2012 г.

2Содержание

1. Характеристика электроэнергетического комплекса России и планов его развития ………………………..3 – 13

2. Примеры мирового опыта и технологии малой энергетики.…... 14 -18

3. Совместное развитие электроэнергетического и теплоэнергетического комплексов страны ………………. 19 - 25

333Электроэнергетический комплекс России в

2011 году

Установленная мощность электростанций: Выработка электроэнергии :

11 %

68%

17 %

15 %

67 %

Структура установленной мощности на 01.01.2012, ГВт

Структура выработки э/э в 2011 году, млрд кВт.ч

РОССИЯ

16 %21%

АЭС

ГЭС

ТЭС

1040,5 млрд кВт.чна 01.01.2012 – 223,6 ГВт

0,2 %

ВИЭ

0,2 %

4

Централизованное и децентрализованное энергоснабжение

в Российской Федерации

По материалам ОИВТ РАН (член ТП «МРЭ»)

5

Характеристика сложившегося электроэнергетического комплекса страны в

качестве централизованной системы (1)

В 2011 году централизованное производство электроэнергии составило 1040 млрд.кВт.ч от объема производства электроэнергии в России. Выработка электроэнергии на объектах малой распределенной генерации составила около 1,5 млрд кВт.ч (в зоне централизованного энергоснабжения электроэнергетического сектора)

В 2011 году установленная мощность электростанций России составила 223,6 ГВт. Установленная мощность объектов малой распределенной генерации составила 3,2 ГВт (в зоне централизованного энергоснабжения электроэнергетического сектора) или 1,4 % от суммарной установленной мощности.

6

• Электроснабжение - концентрация производства на крупных тепловых, гидравлических и атомных электростанциях; передача электроэнергии по ВЛ на большие расстояния (от крупных генераторов к крупным потребителям). Малая генерация составляет 3,2 ГВт или 1,4% от установленной мощности

• Теплоснабжение в большинстве средних и малых населенных пунктов России - на основе котельных, без когенерации (общее количество отопительных котельных 73 тыс., из них 76% - мелкие (мощностью до 3 Гкал/час)*

• ТЭЦ были построены для энергоснабжения больших городов и крупных промпредприятий

В России 157 городов с населением 50-100 тыс.чел, ТЭЦ имеется в половине городов, в остальных теплоснабжение осуществляется от котельных.

Системы ТЭЦ существуют помимо Москвы и Санкт Петербурга только в некоторых крупных городах (Омск, Новосибирск и др.)

Характеристика сложившегося электроэнергетического комплекса страны в

качестве централизованной системы (2)

*По данным Росстата за 2009 г.

7

Электро- и теплоснабжение потребителей энергии в 2011 году

Зона ЕЭС (производство)

8

Недостатки модели централизованного энергоснабжения от крупных источников

• недостаточная чувствительность крупной централизованной электроэнергетики к требованиям потребителей

• высокие потери электроэнергии в длинных и разветвленных электрических сетях

• низкая топливная эффективность конденсационных электрогенерирующих установок по сравнению с когенерационными установками

(КПИТ КЭС ~ 40%,КПИТ ТЭЦ~80%)• низкая неэффективность сжигания топлива в котельных по

сравнению с высокотемпературными когенерационными установками на базе современных ПГУ

• Большие объемы выбросов и теплового загрязнения от крупных источников

999

Рост доли АЭС в структуре генерирующих мощностей (в 1,43 раза)

Снижение доли тепловых электростанций в структуре генерирующих мощностей (на 3,4 процентных пункта), широкое внедрение ПГУ, ПГУ-ТЭЦ и ГТУ-ТЭС

Сокращение доли когенерации

11,1 %

21,0 %

47,2 %

20,5 %

0,2 %

15,6 %

18,1%

43,1 %

21,2 %

2,0 %2010 год 2030 год

2010 г. ГВт 2030 г.219,3 ВСЕГО 323,824,3 АЭС 50,5

46,1 ГЭС 58,6

44,9 ТЭС уголь 68,2

0,4 ВИЭ 6,4

103,6 140,1ТЭС газ

Существующие планы (1)по базовому варианту Генсхемы

Дол

я ко

гене

раци

и –

37 %

(п

о ус

тано

влен

ной

мощ

ност

и)

Дол

я ко

гене

раци

и –

32 %

(п

о ус

тано

влен

ной

мощ

ност

и)

10101010Существующие планы (2)

по базовому варианту Генсхемы 10

* Среднегодовое значение за период

АЭС

ГЭС

ТЭС

МВт

0

2000

4000

6000

8000

10000Среднегодовой уровень вводов с 2011 по 2030 гг. – 8,3 ГВт

Вводы генерирующих мощностей по России с 2010 по 2030 годы составят 173 ГВт

4680

2011

ОТЧЕТ

2011-2020 2026-2030

7208*

9345*

1581

5792662

492

11

2021-2025 гг. 2026-2030 гг.

Программа новых вводов ГТУ-ТЭЦ и ПГУ-ТЭЦ малой мощности (ГВт)

Суммарный ввод за период 2010-2030 гг. - 3,1 ГВт

Объем вводов малой распределённой генерации до 25 МВт составляет 5 % от суммарного объема вводов

В соответствии с Распоряжением Правительства РФ от 08.01.2009 объем производства электрической энергии с использованием ВИЭ к 2020 г. должен достигнуть 4,5 % от суммарной выработки электроэнергии (51 млрд кВт.ч, что соответствует 14,7 ГВт мощности).

В связи с тем, что в настоящее время меры государственной поддержки ВИЭ находятся на стадии разработки, достижения целевого показателя доли ВИЭ в балансе переносится с 2020 года на 2030 год.

Программа новых вводов ВИЭ (ГВт)

Суммарный ввод за период 2010-2030 гг. - 6,1 ГВт2010-2015 гг. 2016-2020 гг. 2021-2025 гг. 2026-2030 гг.

0,1 0,3 0,6

5,1

Существующие планы (3)по базовому варианту Генсхемы

2,0

1,1

1212

Существующие планы (4) по базовому варианту Генсхемы

14,6 %

85,4 %

14,4 %

85,6 %

2010 год 2030 год

Генеральная схема

Станции, мощностью меньше 300 МВтСтанции, мощностью более 300 МВт

223 ГВт 324 ГВтУстановленная мощность

Доля электростанций малой и средней мощности не изменяется. Централизованная модель электроэнергетики сохраняется!

13

Существующие планы (5)по базовому варианту Генсхемы:

основные выводы

• Генеральная схема предусматривает недостаточное развитие малой распределенной генерации

• Генеральная схема не учитывает большие возможности использования потенциала когенерации в России

• Генеральная схема не скоординирована с развитием теплоэнергетического комплекса России: Схемы развития систем теплоснабжения в большинстве населенных пунктов отсутствуют! Модернизация котельных осуществляется на основе ввода нового котельного оборудования. Внедрение когенерации не предусматривается.

• В итоге - консервируется существующая централизованная модель электроснабжения и неэффективная модель теплоснабжения

14

Пример США: снижение эффективности использования крупной генерации

Динамика установленной мощности и ее использования в США (EIA, 2009)

Средний КИУМ по видам технологий в электроэнергетике США (EIA, 2009)

В 2009 г. , пиковая нагрузка в США составила 764 ГВт, а установленная генерирующая мощность - 1013 ГВт. (Energy Information Administration, 2009). Основу этой генерации составляют крупные тепловые электростанции Средний коэффициент использования этой генерации составляет только 47% .

При этом разрыв между установленной мощностью (с учетом новых вводов и вывода из эксплуатации старого оборудования) и использованием этой мощности продолжает расти, нарастает избыточность вводов крупной централизованной генерации.

15

Пример США: рост малой распределенной генерации (МРГ)

Динамика установленной мощности МРГ по видам технологий в США (EIA, 2009)

В США сейчас эксплуатируется около 12 млн. установок МРГ общей установленной мощностью свыше 220 ГВт*, а темпы прироста этой мощности составляют порядка 5 ГВт в год

Более 170 ГВт этой мощности используются как источники резервной мощности для энергоснабжения потребителя в аварийной ситуации и имеют минимальную нагрузку.Основной вызов – перейти к использованию этих мало используемых установок в качестве регулярного источника резервной мощности, сократив потребность в вводах крупной централизованной генерации в энергосистеме. Необходимые инвестиционные затраты составляют ~$175/kW (данные демонстрационного проекта Portland General Electric) в сравнении с ~$800/kW на ввод новой газотурбинной установки.

* Оценено в соответствии с общепринятым определением МРГ как установок мощностью менее 60 МВт, ориентированных на обслуживание локальной нагрузки. Включает как генерацию, работающую в составе энергосистемы (Distributed generation - grid-connected), так и изолированные установки (Dispersed generation - NOT grid-connected)

16

Две стадии развития малой распределенной энергетики

Единая энергосистема

1 стадия

2 стадия

Уход (автономное развитие)отдельных потребителейна распределенноеэнергоснабжение

Повышение надежности Единой энергосистемы за счет большого числа распределенных генераторов, объединяемых в виртуальные электростанции (ВЭ) с помощью технологий Smart grid

ВЭ*

Резервирование мощности, повышение надежности ЕЭС

* ВЭ –виртуаль-ные электро-станции

1717

Примеры технологий малой распределенной энергетики 17

Высокое качество и экономическая эффективность энергоснабжения

Снижение топливных рисков и затрат, тарифов на энергоснабжение

Снижение топливных рисков и затрат, тарифов на энергоснабжение

Повышение коэффициента полезного использования топлива –

до 80-90%

Увеличение использования потенциала ВИЭ до 50-70% по

выработке энергии

Энергоснабжение мобильных и изолированных потребителей,

автономных устройств и т.п.

181818

-сфера коммунального энергоснабжения, где актуально внедрение когенерационных установок, максимально приближенных к потребителям и адаптированных к особенностям их спроса

- труднодоступные и удаленные местности, где энергообеспечение потребителей традиционно связано с дороговизной и сложностью доставки топлива (более 2/3 территории страны)

-мобильные потребители (транспорт, строительство, лесозаготовка, геологоразведка, туризм, охота, сельское хозяйство, аварийные и спасательные службы, бытовые потребители и др.)

- домохозяйства, коттеджи (резервное и «дополнительное» энергоснабжение)

- промышленные потребители, желающие оптимизировать свое энергоснабжение

Сферы, в которых распределенная энергетика

особенно востребована

19Два сценария развития российской энергетики

Традиционный сценарий Сценарий совместного развития

Раздельное развитие «большой» электроэнергетики и теплоэнергетическогокомплекса

Расширение границ объекта оптимизации: «большая» электроэнергетика +системы централизованного теплоснабжения населенных пунктов

Максимально возможное развитие распределенной энергетики, когенерации и тригенерации, ВИЭ

Существующая Генсхема

СОВМЕСТНО!!!

20

• Замена котельных на когенерацию в секторе ЖКХ даст прирост распределенного производства электрической энергии в объеме не менее 250 млрд. кВт.ч

• Это позволит сократить планы вводов мощностей (генерирующих объектов большой энергетики) в объеме не менее 50 ГВт (из 173 ГВт, предусмотренных Генсхемой)

• Вовлечение местных топливных и возобновляемых ресурсов, повышение энергетической безопасности

• Привлечение в строительство объектов энергоснабжения не только крупных, но и средних/малых инвесторов, снижение рисков окупаемости энергообъектов

• Повышение экологической эффективности

Основные преимущества сценария совместного развития электро- и теплоэнергетического

комплекса страны

Реализация нового подхода сильно изменит структуру генерациии создаст новые требования к сетевой инфраструктуре

21

Переход к новой структуре энергообеспечения

Электроснабжение

Теплоснабжение

Сегодня1040 млрд.кВт.ч

2 млн. Гкал

Цель (2030 г.)1627 млрд.кВт.ч

2 млн. Гкал

(Вы

рабо

тка)

(Вы

рабо

тка)

*) *) Без учета увеличения объемовпроизводства теплоэнергиина действующих ТЭЦ

222222

Доля электростанций малой и средней мощности в установленной мощности

электростанций России

30,5 %

69,5 %

2010 год 2030 год

Станции, мощностью меньше 300 МВтСтанции, мощностью более 300 МВт

223 ГВт 324 ГВтУстановленная мощность

14,6 %

85,4 %

Основное направление – ускоренное развитие

распределенной энергетики и когенерации

23

Позитивные последствия сценария совместного развития

• Появляется возможность не только сдерживания роста, но и снижения (!) цен на электроэнергию и тарифов тепловую энергию

• Повышение качества и надежности электро- и теплоснабжения потребителей

• Повышение энергетической эффективности электроэнергетики и систем теплоснабжения

• Рост качества жизни, особенно в малых и средних населенных пунктах, где тарифы на тепло более высокие, чем в крупных городах

24

1. Объединение нормативно-правовых актов в электроэнергетике, теплоснабжении и сфере энергоэффективности в единую связанную систему национальной энергетической политики

2. Принятие комплекса мер по поддержке развития малой распределенной энергетики

3. Введение административного запрета на простое сжигание топлива, ограничение вводов нового оборудования без использования когенерации, введение специальных мер поддержки развития когенерации

4. Принятие законодательной поддержки ВИЭ на розничных рынках электроэнергии и в теплоснабжении

5. Создание в Правительстве единого органа управления, ответственного за координацию и техническую политику в сфере развития электроэнергетического и теплоснабжающего комплексов страны

Меры поддержки совместного развития электроэнергетики и теплоснабжения

25Основные выводы

25

Федеральные органы исполнительной власти Российской Федерации, энергетическое сообщество страны должны переориентироваться с приоритетного развития «большой» (централизованной) энергетики на:

- сочетание развития централизованной и распределенной энергетики,

- совместное развитие электроэнергетического и теплоэнергетического комплексов,

-максимальную реализацию потенциала когенерации.

В 2012-2013 гг. необходимо на основе новых подходов:• провести корректировку Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2030 г.;•разработать региональные схемы и программы развития электроэнергетики;•Разработать муниципальные схемы развития теплоснабжения

262626

Спасибо за внимание!