Блог им. Teopa

Солнечная энергия - за ней будущее, но не везде!!!

В данный момент в мире активно спорят, по поводу эффективности, рентабельности и соответственно целесообразности солнечной энергии. Одни говорят, что солнечные электростанции, еще не могут конкурировать с генерацией энергии на обычных видах топлива. Другие напротив, говорят, что солнечная энергетика уже выходит на новый уровень — массового, коммерческого использования. 

Для понимания проблемы, следует разобрать ситуацию на конкретном примере.

В Калифорнии в 2014 году, была возведена солнечная электростанция «Ivanpah Solar». Ее мощность составляет 390 Мвт., ее строительство обошлось 2,2 млрд. долларов, она в среднем вырабатывает около 1 млрд. квт, при средней наработке 2800 квт/часов в год на единицу установленной мощности. Себестоимость возведения станции, в перерасчете на 1 квт мощности, составила 5 640 долларов. В то же время, строительство электростанций на обычном топливе, обходиться в 500-2000 долларов. Такая арифметика, с первого взгляда, говорит не в пользу солнечной энергии, и разница кажется еще очень большой, но в расчете главное не себестоимость строительства, а цена произведённого киловатта.

Если взять обычную электростанцию, например на газе, то при сжигании 1 кубометра газа, у современных станций выходит 4 квтч. электроэнергии. Если допустить цену газа равную 200 долларов за тысячу кубометров, то один кубический метр газа будет стоить 20 центов. Следовательно, себестоимость произведенного киловатта электричества по расходам на газ, будет равняться 5 центам. Ресурс современных станций по амортизации, без учета расходов на ремонт равен не менее 200 000 часов работы, станции работают и больше, но за счет дополнительных расходов на ремонт. Если посчитать, что стоимость строительства электростанции на газу равно 1000 долларов, на 1 киловатт возведенной мощности, то при общем ресурсе 200 тысяч часов, один час работы, то есть 1 квтч, будет стоить 0,5 цента. В итоге себестоимость электричества на газу, в этой модели получиться 5,5 центов (газ + амортизация). Но эта картина будет не полной, поскольку в мире капитализма, любой инвестор хочет иметь прибыль, и если кто то вложил 1000 долларов, то по меркам США он хочет иметь хотя бы 2% в виде прибыли от вложенного капитала, то есть 20 долларов с вложенной тысячи. А это означает, что возведенная мощность, в виде 1 квт., должна давать инвестору 20 долларов в год. Обычно тепловые станции имеют годовую наработку 5000 часов, то есть на 1 квт. мощности, производиться 5000 квтч. электроэнергии. И 20 долларов прибыли, то есть 2000 центов, нужно перераспределить на данный объем производства энергии. В итоге, каждый киловатт электроэнергии получает еще 0,4 цента нагрузки на цену. А это в итоге, поднимает стоимость киловатта до 5,9 цента (5+0,5+0,4=5,9). Конечно, есть и другие расходы, но мы их опустим, поскольку для сравнения с солнечной генерацией этих параметров достаточно, ведь остальные расходы, в том числе на рабочую силу, будут примерно сопоставимыми.

У солнечной энергетики расходов на топливо просто нет, поскольку солнце светит бесплатно. Поэтому по данному показателю, себестоимость будет равна нулю. Амортизацию можно посчитать так же, но возникает вопрос по ресурсу солнечных станций, она скорее всего больше чем у газовых и превышает 200 тысяч часов наработки, однако опыта равного 40-70 лет по использованию таких станций нет. Поэтому будем опираться так же на ресурс 200 тысяч часов. При цене строительства электростанции 5640 долларов, на киловатт мощности как у «Ivanpah Solar», себестоимость будет равна 2,82 цента на один киловатт (564 000 центов/200 000 квтч).

Стоимость по инвестициям, при той же величине доходности на капитал, равной 2%, будет равна 112,8 долларов в год, на 1 квт. установленной мощности. Однако годовая выработка у «Ivanpah Solar» 2 800 часов, и соответственно производит она 2800 киловатт часов энергии, которые в год должны оправдать 11 280 центов прибыли. Это дает 4,02 цента на 1 квтч произведённого электричества. В итоге, общая стоимость с учетом амортизации и отдачи на капитал, будет равна 6,82 цента на 1 киловатт-часов произведенного электричества.

В этом расчете, солнечная энергетика уже очень близко по цене производства, подошла к тепловой энергетике, но стоит учитывать, что расчет велся для станции «Ivanpah Solar», которая находиться в калифорнийской пустыне, где много солнца и в стране, где очень дешёвое фондирование. В Германии, где так же есть дешёвые деньги, нет такого количества солнца, и 2800 часов наработки, превратятся в 1000 часов, при этом себестоимость подскочит к 15 центам. В то же время, в солнечном Китае, из-за того что деньги стоят не 2%, а 6%, цена солнечного киловатта так же подскочит до тех же 15 центов.

В заключении, можно сделать достаточно простой вывод. Солнечная энергетика может жить и будет жить, но только там, где на это есть ресурсы — ресурсы солнца и денег. А это только солнечные, развитые страны. Развивающимся странам с доходностями 4% и более, развивать данную энергетику не выгодно, так же как и развитым странам, где солнца менее чем 2000 полных солнечных часов. Поэтому солнечная энергетика имеет право на жизнь, но пока еще не может стать массовой.

Федоров Михаил, ведущий аналитик «Абилити Капитал»

★1
19 комментариев
Вангую взрыв пуканов поклонников зеленого дерьма и вопли «ты ретроград и противник прогресса».

Хотя статья очень взвешенная и вменяемая. Единственная неточность  - игнорирование стоимости земли в стоимости электростанции. Т.е страна для развития солнечной энергетики д.б. не только богатой (для 2% финансов) и солнечной (для приемлимой выработки), но еще и с наличием неиспользуемых площадей. Я вижу ОДНУ такую — это США.
avatar
FXFighter2, есть идеи использовать Сахару под это дело и потом гнать в Европу.
На данном этапе думаю экономически не целесообразно, но в будущем — почему нет?
avatar
Рустам TradeInWest.ru, вы видели ЛЭП от места генерации на 3000 км? Я не припомню.
avatar
FXFighter2, В США труд дорогой. Эти станции в пустыне.
Представьте сколько труда надо для протирания пыли с поверхностей фотоэлементов?
Моно робота приспособить в будущем.
Когда?
Вот тогда давайте и сравнивать затраты не квтч. А это все ложится на себестоимость как цена топлива на тепловых станциях.

Хотя Саудиты наверно могут производить такую энергию и на месте преобразовывать, скажем в водородное топливо, которое уже перевозить к потребителю.
avatar
sergik99, Уже есть роботы для очистки панелей
avatar
FXFighter2, фактор земли думаю включен в 2,2 млрд. 
ну а так да — нужна земля и много и чтоб дешовая и солнечная 
avatar

Ни в коем случаю не ставлю под сомнение пользу и перспективу солнечной энергетике, но хочу обратить внимание, что никак не учитываются в расчетах стоимость аккумулирования энергии.

А для солнечных электростанций это существенный момент.
Когда светит солнце и вырабатывается электричество — это все прекрасно и цена за кВт низка.

Но когда переходим к практическому использованию в полный рост встает вопрос потреблению электроэнергии вечером, а это пиковые нагрузки, ночью и опять утром — и опять пиковые нагрузки.

То есть элеткроэнергию, выработанную днем надо как-то сохранять, накапливать, а вечером и ночью отдавать.

Все эти переделы снижают итоговый КПД системы, а значит увеличивают итоговую стоимость кВт.

avatar
Рустам TradeInWest.ru, у теслы 1 квтч накопителя энергии стоит 500 долл. 
это очень много — даже если снизят до 200 долл.  Тк в сутках 24 часа то надо будет на каждый установленный квт еще 10 квтч акумудятора на 5000 долл. — это в 2 раза дороже получиться.

но солнце в калиформнии светит в пиковые часы нагрузки на систему и солнечная как дополнение к всей системе может быть — скажем до 20% вырабатаывать. Но вот полностью на 100% тут да тут проблема. 
avatar
Федоров Михаил, «у теслы 1 квтч накопителя энергии стоит 500 долл. »
А я про что.

Не думаю, что калифорнийцы сильно отличаются от других людей на планете Земля. И все-таки пик вечером, когда солнце уже не светит.
avatar
Рустам TradeInWest.ru, мы про одно и тоже )))
солнечная и там как дополнение может быть — занять вес более половины энергосистемы не может пока — токо как дополнение 
avatar
Михаил,
Первая часть расчитана хорошо, а вот в расчете эффективности соларов вы не учли деградацию панелей, панели теряют от 10% мощности в первые 2 года эксплуатации, в зависимости от типа элемента и года его выпуска, а далее не менее чем по 1% в год. Самый эффективный и дорогой теллурид кадмия. Можно строить и на них, но себестоимость возрастает. Далее — солнечные электростанции требуют  значительно больший штат работников и значительно большее кол-во работ по обслуживанию. Иначе фатальная деградация. 
Следующий момент — солары надо ставить там где много солнца и не жарко, т.к. чем выше температура тем ниже эффективность панелей (при перегреве панели до более чем 60 C выработка падает примерно в 2 раза), и занимают они значительно большие площади по сравнению с газовиками, но по стечению обстоятельств именно в этих районах развито сельское хозяйство и стоят такие земли не дешево. Если строить в пустынях то эффективность соларов еще более падает, а расходы на обслуживание заметно возрастают (регулярная замена защитных стекол, системы охлаждения и т.д.)
Свин Копилкин (Дмитрий), ну эти детали я уже не допер ))) 
еслиб яб потратил на енто все не 1 день  а 20 то может бы увидел
avatar

Свин Копилкин (Дмитрий), выработка электроэнергии от солнца возможна не только от панелей, для которых ваши замечания верны. 

А ваши замечания конкретно к данному посту и тоже верны. С этим не спорю.
Но есть удачные проекты по выработки солнечной электроэнергии через парогенерацию. В этом случае требования, чтобы не было жарко — нет.
Но там другая проблема: вода.  Хотя замкнутый цикл несколько снижает требования к воде, но все же.

Короче нет на свете идеала.

avatar
Ещё в расчетах отсутствует содержание в чистоте самих панелей не учтено — ветер дует, песочек падает, птички какают и это продолжается все 200000 часов и снижает кпд… А после урагана вообще непонятно что с ними будет…
avatar
«У солнечной энергетики расходов на топливо просто нет, поскольку солнце светит бесплатно.» — это вы рано радуетесь… Когда ВИЭ начнут поджимать нефтяников, то сразу введут налог на солнце, ветер, дождь… ну все по классике из Чиполино.
avatar
1 солнечные электростанции в прошлом году превзошли угольные по себестоимости киловатчаса… и подбираются к газовым… ну а томные им не конкурент вообще...
2 есть запас по кпд… счас достигли кпд в 25… пишут про кпд в 30% http://newvz.ru/info/83407.html
3 только китай к 2020г введет 110Гвт солнечных электростанций… для сравнения вся генерация россии это 350ГВт...
4 На счет продолжительности работы монокристаллический кремний 30-40лет… поликристалический 20лет… аморфный 10лет...
5 идея в том что солнечной энергетике есть куда двигаться и расти в техническом отношении… а вот традиционные электростанции достигли предела возможностей давно
6 на 2015год в омерике срок окупаемости солнечной электростанции был 4ре года… это конечно не биткоины… но тоже сверхприбыльно 
avatar
Не надо забывать, что с 2014 года КПД панелей выросло, стоимость панелей снизилась. Вложения в новые технологии, как правило, не требуют отдачи на капитал, вкладываются в надежде на будущие успехи (например, Тесла). Все это расширяет сферу применения солнечной генерации. 
avatar
7 кстати счас планируют сделать сверпроводящую линию от сахары до европы... 
8 как сделают мировую энергосистему, так у солнечной энергетики остануться только плюсы… всегда на одной стороне планеты светло
avatar

Некорректная статья.
Во-первых, Ivanpah — солнечно-термальная станция (упрощенно — зеркала концентрируют солнце на котел (паровую машину), эта машина крутит генератор электрического тока). Классическая солнечная электростанция — это панели + инвертор. Принципиальная разница — в отсутствии механических частей в классических солнечных станций, за счет чего сейчас у них цена установленной мощности порядка 1$/ватт (в без-аккумуляторном варианте).
en.wikipedia.org/wiki/Ivanpah_Solar_Power_Facility
Во-вторых, рассматривать в середине 2017 проект 2010-2014 года малость некорректно. Экономики проектов солнечной генерации в 2010 и в 2017 отличаются в разы. Если говорить про солнечные панели — то они ежегодно падают в цене где-то на треть (сейчас находятся где-то на 0,3$/ватт в Китае в промышленных партиях, в рознице от 0.5$/ватт). Сопутствующее оборудование — медленнее, но тоже падает в цене.

 

avatar

теги блога Федоров Михаил

....все тэги



UPDONW
Новый дизайн