Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Скачать 0.63 Mb.
|
| Глава 2. Первые последствия «энергетического поворота» Реализация «Энергетической концепции» и отказ от использования атомной энергии, в первую очередь, затронут рынок электроэнергии, который в связи с либерализацией европейского рынка и финансированием возобновляемых источников энергии уже сегодня ощущает серьезные экономические последствия. Кроме этого, Германии необходимо расширение энергосети и внедрение в нее новых технологий. Тенденция в развитии новых технологии на сегодняшний день – это, в основном, движение в сторону использования возобновляемых источников. Важно заметить, что этот аспект является одним из ключевых в рамках всех происходящих на сегодняшний момент изменений на рынке Германии, так как именно технологии определяют успех реализации новой энергетической концепции. 2.1 Развитие новых технологий 2.1.1 Ветроэнергетика Германия начала переходить на возобновляемые источники энергии еще в начале 1990-х годов, и переход начался именно с развития ветросиловой энергетики. В настоящее время наземные ветросиловые установки являются наиболее дешевым возобновляемым источником энергии и генерируют около 8% электроэнергии в Германии, причем большинство из них являются наземными. К 2020 г. правительство Германии планирует увеличить долю энергии, получаемой от наземных и оффшорных ветросиловых установок, почти втрое. Однако оффшорный сектор, находящийся почти полностью в руках крупных корпораций, достаточно сильно отличается от традиционного берегового, который состоит из малых и средних предприятий, владельцами которых являются небольшие инвесторы.  Самый пик появления новых ветросиловых мощностей в Германии произошел в 2002 году, когда за год было установлено около 3,2 ГВт новых ветросиловых турбин. С тех пор рынок стабилизировался, и ежегодно появляется 2 ГВт новых ветросиловых установок, что эквивалентно 2,5% пикового спроса. Для сравнения, США, будучи вторым по величине обладателем ветряных ферм после Китая, должны были бы вырабатывать 20 ГВт новой энергии ветра в год, чтобы достигнуть такого же уровня эффективности. Однако, максимальный уровень – 10 ГВт - был достигнут в 2009 году и с тех пор только снижается. Схема 6. Новые ветросиловые установки в ФРГ, 1992-2011  Источник: DEWI С 1990-х гг. произошли значительные технологические изменения. Так, как видно из Схемы 8, турбины ветросиловых установок стали в 40 раз эффективнее, чем были 20 лет назад. Благодаря значительному технологическому прогрессу на сегодняшний день для производства большего количества электроэнергии потребуется гораздо меньше ветросиловых установок. Наряду с развитием новых технологий появляется необходимость в реконструкции и переоборудовании старых установок, так как ветряной сектор существует в Германии уже около 20 лет и первые ветряные станции достигли своего конца службы, а те, которые еще функционируют, уступают в эффективности более современным ветросиловым установкам. Объем генерируемой энергии турбинами, установленными за последние годы в среднем в 10 раз выше, чем у турбин, сделанных в середине 1990-х гг. Иными словами, путем замены старых турбин на новые правительству Германии удастся производить большее количество энергии, снижая при этом визуальное воздействие ветросиловых электростанций. Схема 8. Технологическое развитие ветросиловых турбин, 1990-2010  Источник: DEWI В 2011 г. приблизительно 7.8% всей энергии в Германии было сгенерировано ветряными турбинами. Для сравнения в 2001 году доля ветряной энергии составляла около 1,8%.20 (по сравнению с 1,8% в 2001 году), из которых почти все были на берегу. Однако Германия также имеет планы на расширение использования оффшорных ветроэнергетических установок: правительство стремится достичь 10 ГВт к 2020 году и 25 ГВт к 2030 году. В 2010 г. была подключена к энергосети первая в Германии оффшорная ветряная ферма Alpha Ventus, за которой в 2011 г. последовали Bard 1 и Baltic 1. Кроме этого, разрешение на подключение к энергосети уже получили 20 других оффшорных ветровых электростанций в Северном Море и 3 в Прибалтике. Хотя оффшорные ветряные фермы связаны с более высокими издержками, они должны обеспечивать питание более надежно, поскольку ветер в открытом море является более постоянным источником, нежели ветер на суше. С другой стороны, стоимость электроэнергии от оффшорных станций примерно в 2-3 раза превышает стоимость электроэнергии, генерируемой наземными ветросиловыми установками. Вместе с тем все больше растет популярность наземных ветряных мельниц. С каждым годом все больше людей готовы заменять традиционные источники энергии энергией ветра, так как видят в этом, прежде всего, энергетическую безопасность и пользу для собственного здоровья. Вопрос визуального воздействия ветряных мельниц также постепенно утрачивает свою значимость, так как все больше людей осознают, что ветряные установки выглядят не хуже опор линий электропередач и производят при этом шума не больше, чем автомобили на дорогах. В Южной Германии, например, особенно в юго-западной земле Баден-Вюртемберг, в который доля энергии ветра до сих пор оставалась очень маленькой, постепенно снимаются барьеры, облегчая установку ветровых турбин на склонах гор и в лесах. В земле Баден-Вюртемберг в ближайшее время планируется увеличить мощности ветросиловых установок более чем в 10 раз. 2.1.2 Биоэнергетика Биомасса является наиболее универсальным из всех видов возобновляемых источников энергии, так как из биомассы можно генерировать все возможные виды энергии. Биомасса применяется для производства тепла, электроэнергии, биотоплива и биогаза. Кроме того, основную часть топливной биомассы (до 80%) составляет древесина, которая используется для обогрева жилищ и в производстве. Ожидается, что доля энергии, полученной из биомассы, к 2020 г. достигнет 2/3 от общего потребления энергии из возобновляемых источников. К другим преимуществам данного вида возобновляемых источников энергии относится легкость и длительность хранения. Таким образом, биомасса может выступать в качестве резервного источника энергии, когда ветра и солнца не достаточно для обогрева жилища или производства электроэнергии. Однако, существует и значительный недостаток энергии, получаемой из биомассы: такой вид топлива требует сторого контроля над объемами потребления. Ведь устанавливая солнечные панели, потребитель электроэнергии никак не сократит запасы солнечных лучей, то же самое и с энергией ветра: не имеет значения, сколько установлено ветросиловых турбин – ветра от этого не станет меньше. Однако, используя в качестве энергетического топлива биомассу, потребитель всегда должен помнить об истощаемости используемого им ресурса. Помимо этого, правительство должно заботиться о сохранении экологического биоразнообразия и осуществлять контроль над тем, чтобы развитые и развивающиеся страны не удовлетворяли свою потребность в электроэнергии за счет третьих стран. Поскольку биомасса охватывает такой широкий диапазон возможностей получения энергии, доля ее мировых поставок значительно превышает гидро- и ядерную энергетику, которая при всем при этом позволяет производить лишь электроэнергию. Согласно данным Международного энергетического агенства21, опубликованным в рамках исследования World Energy Outlook 2011», биомасса покрывает порядка 10% мирового спроса на энергоносители за последние 10 лет, принимая во внимание то, что доля ядерной энергетики упала ниже, чем до 6%. На сегодняшний день, говоря о биотопливе в Германии, все большую популярность приобретает получение этанола из кукурузы, биотоплива из рапса, биогаза из органических отходов, древесных гранул из опилок и т.д. в отличие от дров, навоза и т.п. Как правило, основными источниками биоэнергетики в Германии являются лесное и сельское хозяйство. Германия является крупнейшим производителем древесины, которая, в свою очередь, активно применяется во многих секторах экономики. Около 40% древесины используется для генерации энергии, остальная часть используется в производстве в качестве материала. Кроме этого, Германия является ведущим рынком биогаза – в 2010 г. более 60% биоэнергии, потребляемой Европейским Союзом, было произведено в Германии, и этот тренд продолжает положительно развиваться. В 2011 г. около 17% пахотных земель в Германии уже использовалось для выращивания энергетических культур. Исследования показывают, что их доля может возрасти в ближайшие десятилетия в связи с повышением урожайности в сельскохозяйственном секторе. Однако, есть и негативные стороны: некоторые экологические организации отмечают негативное влияние выращивания подобных культур на почву, подземные воды и окружающую среду, в том числе за счет использования загрязняющих субстратов. Кроме этого, под выращивание энергетических культур часто используются ценные луга. Чтобы избежать подобных негативных эффектов, немецкое правительство ограничило количество зерна и кукурузы, за выращивание которых выплачивается вознаграждение. Эта поправка отражена в переизданном законе “О возобновляемых источниках”. Согласно исследованиям Министерства по охране окружающей среды Германии22 в 2011 г. доля энергии из биомассы составляла 5,5% от общего потребления электроэнергии; 8,7% от общего потребления теплоэнергии и 5,8% от общего потребления топлива. Кроме того, учитывая свойства биомассы, позволяющие сохранять энергию долгое время, такой источник является почти незаменимым в зимнее время, когда потребление энергии в Германии достигает своего максимума, и нет доступа к солнечной энергии. Таким образом, важнейшими факторами, повлиявшими сегодня на широкое использование биомассы в качестве энерготоплива, являются ее универсальность и возможность длительного хранения. 2.1.3 Гелиоэнергетика Солнечная энергетика основывается на использовании солнечных батарей, которые генерируют электричество. Солнечные тепловые батареи могут генерировать тепловую энергию, необходимую, например, для горячего водоснабжения или отопления. Также солнечные батареи могут использоваться для генерации электроэнергии по технологии “концентрированной солнечной энергии”23, однако, она используется преимущественно в пустынях и их редко можно встретить в Германии. Хотя Германия не относится к самым солнечным государствам мира, ей удалось развить крупнейший рынок солнечной электроэнергии в мире. Схема 9. Солнечная энергия и спрос на электроэнергию летом  Источник: REN Несколько лет назад многие страны осуждали выбор немецкого правительства, сделанный в пользу солнечной энергии, так как издержки, связанные с установкой панелей были предельно высоки. Однако, за последние 4 года цена на солнечную энергию упала на 66%, сделав солнечные батареи гораздо доступнее. Исследования также указывают на положительные прогнозы в этой области, и некоторые из них даже преобладание солнечной энергетики над угольной в ближайшем десятилетии.24 Уже сегодня солнечные батареи могут обеспечить около 50% электроэнергии на несколько часов в солнечные дни с низким энергопотреблением (см. Схему 10). В обычный рабочий день солнечной энергии (на схеме обозначена желтым цветом) производится именно тогда, когда спрос на электроэнергию достигает своего максимума. Традиционные электростанции (на схеме обозначены серым цветом) должны лишь увеличивать производство на приблизительно 33 ГВт в районе 3 часов утра и примерно на 42 ГВт в 8 утра и вечера. В середине дня энергии ветра (не указана на схеме) и солнечной энергии достаточно для того, чтобы сэкономить мощность электростанций почти на 60 ГВт, что равносильно тому, как если бы они снабжали страну электроэнергией 20 лет назад. Если учесть темпы развития ветряной энергии, уже в ближайшем будущем понадобится значительно меньше традиционных генерирующих установок. Схема 10. Спрос на электроэнергию и производство солнечной энергии в ФРГ, 2012  Источник: Frauenhofer ISE, EEX Однако рынку солнечной энергии в Германии еще предстоит пережить значительные изменения, так как сегодняшняя солнечная энергия тянет оптовые цены на электроэнергию вниз, делая резервные электростанции все более невыгодными. Несмотря на то, что после того, как цены на солнечную энергию упали более чем на 50% за 4 года, многие потребители электроэнергии продолжают считать, что установка солнечных батарей – слишком дорогое удовольствие. Однако солнечная энергия значительно дешевле энергии, генерируемой на оффшорных ветряных установках. Схема 11. Средняя стоимость солнечных батарей, 2006-2012  Источник: EUPD Research На сегодняшний день в Германии установлено самое большое количество солнечных батарей, чем в любой другой стране мира. Спрос на электроэнергию летом обычно ниже, чем зимой, так как летом немцы могут обойтись без систем кондиционирования воздуха, а зимой значительная часть электроэнергии уходит на отопление и горячее водоснабжение. Так, в 2012 году несколько дней солнечные батареи обеспечивали почти половину всего энергопотребления Германии на протяжении нескольких часов25. На протяжении последних лет сторонники солнечной энергии не раз отмечали, как пик генерации солнечной энергии совпадает с пиком потребления энергии в районе полудня, в результате чего солнечные батареи выигрывают у традиционных генерирующих установок, которые зачастую еще и стоят дороже. На сегодня большая часть пикового спроса на электроэнергию летом покрывается за счет солнечной энергии. А в самый короткий день 2011 года солнечным батареям Германии удалось произвести столько энергии, сколько производит крупный ядерный реактор, тем самым значительно сместив спрос на электроэнергию. 2.1.4 Другие виды возобновляемых источников энергии К другим наиболее часто используемым видам возобновляемых источников энергии относятся солнечное тепло (гелиотермическая энергия) и геотермальная энергия (которая может использоваться для производства электроэнергии и теплоснабжения). При солнечном теплоснабжении излучение Солнца преобразуется в тепловую энергию. Такой тип использования энергии Солнца часто называют «гелиотермией» («термос» - от греч. теплый). Чаще всего для подобного преобразования используются солнечные коллекторы. Чем выше мощность коллектора, тем эффективнее и экономичнее выработка энергии. В Германии тепловая энергия Солнца часто используется для подогрева водопроводной воды или обогрева помещения. В настоящее время, солнечное тепло составляет только около 1% от общего потребления тепловой энергии в Германии. Такая цифра кажется особенно пугающей, если учесть, что на тепловую энергию приходится 40% конечного потребления энергии (20% - электроэнергия, 40% - топливо)26. Во многом причиной этому является факт, что поощрение выработки солнечного тепла в настоящий момент не предусмотрено нормативной базой Германии. Другой вид получения энергии из возобновляемых источников - геотермальная энергетика - направление, основанное на генерации электрической энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях. Первая геотермальная электростанция Германии начала работу в 2003 году, однако ввиду последовавшего финансового кризиса, далее не последовало никаких новых проектов в этой области. Прежде всего, такая задержка в развитии обусловлена высокими затратами, связанными с эксплуатацией, бурением скважин и т.д. Кроме этого, противники данного вида энергии обеспокоены микросейсмической активностью, шумом и негативным воздействием на подземные воды. Как ожидается, рост геотермальной электроэнергетики будет значительно медленнее, чем в случае с энергией ветра и Солнца. 2.2 Экономические последствия для рынка электроэнергии Реализация новой энергетической концепции и отказ от использования ядерной энергетики, прежде всего, значительно скажется на рынке электроэнергии. Значительные изменения здесь имеют место еще с 1998 г., с момента либерализации рынка электроэнергии. Затем решение о расширении использования возобновляемых источников энергии в 2000 г. также повлекло за собой значительные последствия. Обе меры привели к кардинальному разделению производства и потребления энергии, увеличивая необходимость в расширении энергосетей. Не секрет, что поставка электроэнергии от производителя к конечному потребителю требует наличие линий передач. В среднем затраты на постройку километра линии энергопередач выше, чем затраты на расширение уже существующей сети. Это означает, что единая энергосеть - наиболее эффективное решение для транспортировки электроэнергии. Следовательно, такая система отвечает критерию естественной монополии, концентрируя рыночную власть на рынке электроэнергии, что требует постоянного вмешательства государства. Благодаря либерализации рынка электроэнергетики производство, передача и распределение электроэнергии представляют собой три отдельных вида экономической деятельности. Хотя либерализация рынка была предназначена для создания большей конкуренции в электроэнергетическом секторе, в течение многих лет этого не происходило. Вместо этого существовала олигополистическая структура, состоящая из четырех основных производителей электроэнергии. С того времени формирование рыночного уровня цен больше не основывается на цене монополистов. Сегодня единая оптовая цена на электроэнергию определяется на фондовой бирже путем взаимодействия спроса и предложения. 2.2.1 Спрос на электроэнергию В 2009 году общий объем энергопотребления Германии составил 512 млрд киловатт-часов электроэнергии. Почти половина - 45% - приходилась на промышленность, 27% на домохозяйства, 23% на сектор услуг, 3% на транспортный сектор и 2% на сельское хозяйство27. Отсюда видно, что как минимум 70% электроэнергии потребляется для экономической деятельности, внося, таким образом, непосредственный вклад в поддержание необходимого уровня жизни. Спрос на электроэнергию подвергается суточным и сезонным колебаниям. Максимум энергопотребления достигается в полдень в рабочие дни и вечером ближе к концу дня. Из-за трудностей, связанных с хранением и аккумуляцией электроэнергии, оптимизация нагрузки из-за колебаний представляет собой главную задачу для поставщиков электроэнергии. Поэтому в идеале должно достигаться непрерывное соответствие между объемами поставляемой и востребованной электроэнергии В целом, потребление значительно изменилось в ответ на изменение цен на электроэнергию. Тем не менее, здесь важно различать адаптивное поведение потребителей в краткосрочной и долгосрочной перспективе. В краткосрочной перспективе домашние хозяйства не могут проявлять достаточную гибкость в ответ на повышение цен на электроэнергию. Иными словами, невозможно в одночасье заменить все электроприборы в доме на энергосберегающие – для этого требуется время и средства. В долгосрочном периоде предусмотрены более эффективные модели использования электроэнергии. Поэтому исследования зачастую указывают на эластичность спроса на электроэнергию в долгосрочном периоде. Согласно данным, полученным в результате анализа, проведенного Espey and Espey, в котором рассматривались 36 домохозяйств, в среднем эластичность спроса на электроэнергию составила -0,35 в краткосрочном периоде и -0.85 в среднесрочном периоде. В долгосрочной перспективе повышение цен на электроэнергию на 1% повлечет за собой снижение спроса на 0.85%. 2.2.2 Предложение электроэнергии В Германии, как и в других странах, для производства электроэнергии используются различные технологии. Как видно из Схемы 13, наибольшую долю в производстве электроэнергии на сегодняшний день занимает бурый уголь (145.9 млрд. кВт-ч), составляя 24,6% от общего объема производства электроэнергии (624.1 млрд. кВтч). На втором месте стоят возобновляемые источники - 102.3 млрд. кВтч (19,9%) , затем идут каменный уголь - 117.4 млрд кВтч (18,7%), атомная энергия - 17,7% от общего объема, и природный газ - 83.7 млрд. кВтч (13.7%). Наиболее значительные изменения в структуре предложения электроэнергии Германии, безусловно, состоят в растущей доле возобновляемых источников энергии. Как видно из Схемы 12, с 1990 г. рост доли возобновляемых источников и природного газа составил 13,5%, в основном за счет снижения доли угля и ядерной энергии. Схема 12. Производство электроэнергии в ФРГ, 1990-2010 |
Похожие:
 | Программа дисциплины «Сценарный трейдинг» Правительство Российской... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... |
| Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... |  | Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... |
| Правительство Российской Федерации Государственное образовательное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
