Реальная себестоимость ветряной генерации

На модерации Отложенный

Категория "Энергетика на возобновляемых источниках" 
в сообществе "Политика, экономика, общество (без банов)" 
 

СМИ тиражируют "аналитику", что ветряная генерация превзошла по выгодности атомную, ссылаясь на результаты аукциона в Британии по возведению новых генерационных мощностей, где проект атомной "Hinkley Point C" предложил £92.50 за мегаватт-час, а две ветряные фермы £57.50 и £74.75 за мегаватт-час.

Конечно же, это чепуха. Сравнение управляемой диспетчером атомной генерации с неуправляемой ветряной - несправедливо. Атомная в наличии все время, ветряная лишь когда он дует. Сравнение корректно только при гарантированном обеспечении базовой нагрузки, а единственный способ обеспечить ее для ветра это создавать хранилища, которые будут использованы когда ветра нет. Таким образом для корректного сравнения себестоимости атомной и ветряной генерации, к ветряной нужно добавить себестоимость хранилищ. Задача данной заметки - представить этот расчет.

Обсуждаемые проекты ветряных ферм - Hornsea Project 2 (1,386 МВт) и Moray East (950 МВт). Себестоимость Moray заявлена в £1.8 миллиарда или £1,895 за киловатт установленной мощности. Для Hornsea Project 2 данных нет, но у Hornsea Project 1 это было £3.36 миллиарда или £2,759 за киловатт установленной мощности.

Расположение проектов:

Нам нужно оценить ожидаемую генерацию. Открытой статистики по британским оффшорным ветрякам нет, но они есть для другой стороны Северного моря в Дании - база данных P-F Bach data base дает для них почасовую генерацию. Дальнейшие расчеты строятся в предположении, что данные Дании позволяют эмулировать и британские проекты. 

Мы просто берем фактические данные за январь 2015 и составляем пропорцию согласно установленным мощностям в Дании (1,271 МВт) и в Британии (1,386 МВт). Вот как выглядит такая сэмулированная генерация для Hornsea Project 2:

Рисунок 1: Данные почасовой генерации датского проекта масштабированные согласно мощностям Hornsea 2

Это был неплохой месяц - в первой половине его загрузка превышала 60%, что неплохо для ветряков. Во второй половине месяца, однако, ветры ослабли, а в период 21-22 почти умерли.

Теперь нам надо эту прерывистую генерацию сконвертировать в базовую устойчивую, компенсируя высокую генерацию ветряных периодов через хранилища.

Базовая мощность получается примерно в 825 МВт, вот как будет выглядит избыток и дефицит относительно уровня:

 

Рисунок 2: Избыток и дефицит относительно базового уровня постоянной генерации в 825 МВт

Сколько энерго-хранилищ потребуется, чтобы выровнять это путем батарей? Мы оценили это двумя способами - сперва, как если батареи в начале месяца пустые, оценивая пиковый заряд, и как если в начале месяца они полные с тем же уровнем заряда, как пиковый (95,800 МВт-час):

Рисунки 3 и 4: Заряд батарей, если они в начале месяца пустые и полные. 

Второй график показывает проблему - емкостей не хватит, и 16% генерации пропадет.  В результате на конец месяца батареи пустые. Это говорит о том, что хранилища в 95,800 МВт-час не хватает (с учетом непредсказуемости генерации в другие месяцы), и для оценки оптимального объема нужно создавать матмодель.  Для целей данной заметки это не нужно - нам достаточно оценки снизу и таковой является 95,800 МВт-час.

Оценим теперь экономику.

Первоначальные инвестиции в ветряную ферму - £3.9 миллиарда

Стоимость батарей - £35.4 миллиарда (95,800 МВт-час для lithium-ion батарей по текущим рыночным ценам, которые составляют примерно £370 за КВт-час)

Совокупно это £39.3 миллиарда.

Себестоимость одного МВт-час такой генерации составит £579.42 - примерно в 10 раз больше от заявленного, и в 6 раз больше, чем у атомного проекта Hinkley (£92.50 за МВт-час).

Конечно, это чисто академическое сравнение. Никто не будет устанавливать такие хранилища - дешевле установить газовую резервную генерацию (примечание alexsword - более правильно, кстати, тогда говорить не о зеленой генерации, а о газовой, дополненной весьма дорогостоящим зеленым адд-оном).

Но это сравнение показывает несостоятельность зеленой или ветряной генерации "самой по себе" с учетом низкого качества генерации, оно показывает почему недопустимо проводить сравнение с другими типами генерации без учета компенсации на "пилу", которая сразу убивает зеленую генерацию экономически.