Новости энергетики

Специалисты из американской Lawrence Berkeley National Laboratory (подразделение Министерства энергетики США) провели масштабное исследование последствий распространения «высоко вариабельных» источников (солнечной и ветровой генерации) для рынка США.

В рамках работы было проведено моделирование сценариев на 2030 год для системных операторов CAISO (Калифорния), NYISO (Нью-Йорк), SPP (Юго-Запад) и ERCOT (Техас).

Авторы рассматривали суммарную долю солнечной и ветровой энергетики в этих системах в размере примерно 40% в разных комбинациях и моделировали их влияние на цены на электроэнергию и системные (вспомогательные) услуги.

Выводы исследования не удивляют. Специалисты Berkeley Lab выяснили, что с увеличением доли вариабельных ВИЭ во всех регионах исследования отмечается снижение среднегодовых почасовых оптовых цен на электроэнергию, повышение волатильности цен, а также изменение привычных шаблонов суточного ценообразования. Цены на вспомогательные услуги (ancillary services) существенно возрастают, и часы пиковых нагрузок с высокой стоимостью мощности сдвигаются на всё более позднее вечернее время, особенно в сценариях высокой доли солнечной генерации.

Снижение оптовых цен на электроэнергию, изображенное на следующем рисунке, весьма значительно.

В Докладе отмечается, что частота периодов низких цен (ниже $5 за МВт*ч) возрастает от нуля в сценарии с низкой долей вариабельных ВИЭ (Low VRE) до 3% и 19% часов года в сценариях с высоким уровнем VRE в зависимости от региона и сочетания возобновляемых источников энергии.

Генерация на основе солнца и ветра объемом примерно 40% суммарной выработки системы приводит к сокращению объемов производства электростанций, работающих на ископаемом топливе на 25-50% — в зависимости от региона.

На один из выводов Доклада я хотел бы обратить особое внимание читателей. Как мы знаем, развитие ВИЭ у нас часто сопровождается мифотворчеством. В частности, периодически приходится слышать, что «ВИЭ надо резервировать». Данное утверждение является ложным, поскольку резервируется не объект или источник энергии, а система, которая в любое время должна быть способной выдать необходимые энергию и мощность. Авторы из Berkeley Lab приходят к выводу, что рост солнечной и ветровой энергетики до отметки в 40% выработки приведёт к незначительному сокращению «твердых» мощностей (firm capacity). Причина понятна. Хотя солнце и ветер дают стохастическую выработку, большой объем объектов, распределенный по широкой территории, всё-таки обеспечивает выдачу некоторой «твердой» мощности, которая может заменить выбывающие объекты угольной и газовой генерации. В Техасе (ERCOT), в котором велика доля ветровой генерации, способной выдавать более стабильную мощность по сравнению с солнечной, к 2030 году могут быть выведены из эксплуатации угольные и газовые электростанции мощностью до 13 ГВт (14%).

Любопытно, что рост доли ВИЭ до 40% не приводит к однозначному росту цены мощности (capacity price). Как видно на следующем графике, распространение солнца и ветра в разных регионах оказывает разное влияние на цену мощности, но в целом ситуация не сильно отличается от сценария (Low VRE), в котором доля ВИЭ низка.

Более сильная волатильность цен в условиях высокой доли ВИЭ будет благоприятствовать внедрению высокоманевренных технологий, включая накопители энергии, отмечается в Докладе.