Геоэнергетика: Влияние ВИЭ на стабильность энергосистем

Аватар пользователя Тояма Токанава
За последнее время на страницах самых разных СМИ стало появляться все больше материалов, посвященных ВИЭ, возобновляемым источникам энергии. Ориентироваться в этом потоке информации не так просто, и нам кажется, что настала пора привести в порядок, систематизировать наши с вами знания об этой отрасли энергетики. Все вполне традиционно – профессиональные навыки не потребуются, оценить сущность и перспективы развития альтернативной энергетики можно, опираясь на логику и школьные знания.

Начнем с терминологии – что такое «альтернативная энергетика», как это понятие соотносится с близкими ему «чистая энергетика», «возобновляемая энергетика». Эти названия мелькают в различных комбинациях друг с другом, зачастую сбивая с толку.

Самое широкое понятие в данном случае это – «чистая энергетика». К чистой энергетике (clear energy) относят все виды электрогенерации, которые не загрязняют в процессе работы атмосферу углекислым газом. Под этот критерий попадают атомная энергетика, гидроэнергетика, солнечная и ветроэнергетика, приливная энергетика.

Термин «загрязнять» тут, пожалуй, уместнее использовать в кавычках, так как ответ на вопрос о том, чем же является углекислый газ для планеты Земля – научно безукоризненного ответа не имеет. Загрязнитель это или безвредное вещество, необходимое для существования жизни? Существует столь огромное количество авторитетных научных и псевдонаучных доказательств «за» и «против» обоих точек зрения, что ответить на него однозначно невозможно. В рамках сформировавшейся на Западе «зеленой религии» постулируется, что необходимо бороться с углекислым газом для спасения планеты от глобального потепления. Помните, что такое аксиома в математике? Определение, не требующее доказательств. Вот и в случае «безусловного вреда углекислого газа» для адептов «зеленой религии» мы имеем дело с религиозной аксиомой.

Немаловажен так же факт, что сторонники «чистой энергетики» игнорируют то загрязнение планеты, которое осуществляется при изготовлении оборудования где-то в далеком Китае. А ведь изготовление солнечных панелей крайне негативно влияет на экологию. Характерно, что при этом адепты «зеленой религии» одновременно боятся атомной энергетики и исключают ее из разряда «чистых». Поэтому очень часто используется термин renewable energy, возобновляемая энергетика – все виды генерации, которые не используют ископаемое топливо: все, перечисленное выше, за вычетом атомной, и с добавлением топливной энергетики, использующей мусор и биотопливо.

Ну и третье понятие, альтернативная энергетика, которое очень часто ошибочно используют в качестве синонима к термину «возобновляемая энергетика». Под альтернативной энергетикой понимаются все недавно ставшие модными виды возобновляемой генерации, за исключением гидроэнергетики. Данный термин используется в качестве «современного, прогрессивного» противопоставления традиционной, «устаревшей» энергетике.

На самом деле, понятия «альтернативная» и «возобновляемая» не могут быть синонимами, так как гидроэнергетика – это не только традиционный вид генерации, но и один из наиболее дешевых и удобных. Казалось бы, какая разница? Но разница есть, и она огромная.

Зеленые активисты очень любят показывать красивые графики с огромной долей «возобновляемой энергетики» в общем балансе, рассказывать о том, как успешно «возобновляемая энергетика» развивается, а потому им и нужно денег для дальнейшего прогресса. График может быть примерно таким:

Мировое энергопотребление по типам топлива

Здесь, как видите, «очевидно», что доля ВИЭ высока и растет. Обман здесь в том, что львиная доля объемов генерации на этих графиках – это как раз традиционная гидроэнергетика, по сравнению с которой альтернативная энергетика составляет считанные проценты. Но просят зеленые активисты денег и субсидий на развитие именно альтернативной энергетики, прикрываясь цифрами возобновляемой энергетики.

И есть еще один критерий, жестко разделяющий виды генерации, относящиеся к возобновляемой и альтернативной энергетике. Это понятие прерывистости/диспетчеризируемости генераци, то есть способности человека управлять процессом генерации по своему желанию. Понятно, что, к примеру, ветрогенерация является прерывистой, так как при исчезновении ветра, которое может произойти в любой момент, генерация электроэнергии на ВЭС (ветроэлектростанциях) мгновенно прекратится вне зависимости от потребностей людей. К диспетчеризируемым видам возобновляемой энергетики относятся гидроэнергетика, сжигание мусора и биомассы, и, до некоторой степени, солнечная термальная энергетика с солевыми аккумуляторами. Прерывистым виды ее же – ветроэнергетика, солнечная фотовальтаика, солнечная термальная без аккумуляторов и приливная энергетика. Для человека, который считает, что электричество берется из розетки, не существует разницы между электричеством, полученным на ГЭС, на мусоросжигательной станции или на ВЭС. Но с инженерной, технической и экономической точки зрения разница между этими видами генерации – беспредельно огромная.

«Зеленые» очень любят манипулировать людьми, заявляя примерно следующее:

«Вы негодяй и ретроград, так как вы выступаете против чистой, светлой, эльфийской возобновляемой энергетики»

«Зеленые» в кавычках не случайно – у поклонников чистой электроэнергии могут быть самые разные политические взгляды, главным является религиозная вера в тотальный вред традиционной энергетики, неизбежно ведущей нас к преждевременному апокалипсису.

Что касается мнения коллектива Аналитического онлайн-журнала Геоэнергетика.ru, то мы отказываемся верить в необходимость тотальной борьбы с углекислым газом, но не являемся мы и противниками возобновляемых видов энергетики. Мы – противники ситуации, когда на религиозно-коррупционных основаниях в энергосистему внедряют те виды альтернативной энергетики, которые являются не только слишком дорогими, но и по своим изначальным качествам (прерывистости) являются разрушительными для энергосистемы. Мы считаем недопустимыми для использования в единой энергетической системе России все виды прерывистой генерации электроэнергии. При этом все виды диспетчеризуемой генерации, как традиционной, так и альтернативной, могут добавляться в ЕЭС без причинения ей вреда.

Ветроэнергетика, приливная энергетика, солнечная энергетика без аккумуляторов вредны и опасны для единой энергосистемы в любых количествах, а при превышении определенного уровня их добавление либо разрушает энергосистему, либо делает ее эксплуатацию запредельно дорогой для общества.

Это значит, что прерывистые виды генерации должны быть запрещены полностью, а не прерывистые виды альтернативной энергетики должны внедряться с учетом экономической и экологической целесообразности, без учета фактора религиозной борьбы с углекислым газом и, по возможности, в локальных, не связанных с ЕЭС энергосистемах.

Электричество – уникальный по своим свойствам товар, его невозможно хранить, каждая произведенная единица энергии должна быть мгновенно потреблена. Даже наличие устройств аккумуляции энергии ничего в данном факте не меняет. С точки зрения энергосетей любое устройство хранения в какой-то момент времени выступает как потребитель энергии, затем в какой-то следующий момент времени оно же выступает уже как генератор энергии. Процесс функционирования энергосистемы заключается в постоянной ежесекундной балансировке производства и потребления – в любой момент времени они должны быть равны. Энергосистема обрушится (вплоть до блэкаута) как в случае недостатка энергии в сети, так и в случае ее избытка в сети. Баланс должен поддерживаться 24 часа в сутки, разбалансировка неизбежно приводит к нарушениям функционирования сетей ЛЭП, подстанций и вплоть до генерирующих мощностей.

График постоянно изменяющегося потребления энергии принято называть «пилой потребления». Он изменяется в зависимости от суточных ритмов жизни человеческого общества, сезонных факторов, климатических факторов и множества иных, включая такие забавные, как, например, трансляции крупных спортивных соревнований.

Изменение потребления энергии в течении суток, «Пила потребления»

Нужно понимать, что потребление энергии является крайне неэластичным, влиять на него можно только очень ограниченно, да и то в основном на уровне дневного графика потребления. Поэтому энергосети всегда предпочитают управлять второй частью уравнения, то есть производством энергии.

Если мы посмотрим на суточный график производства/потребления энергии, то мы увидим, что его можно разделить на две части: прямоугольник снизу – от нуля до уровня минимального дневного потребления, и волна или пила сверху, от уровня минимального дневного потребления до уровня максимального дневного потребления. Прямоугольник – это базовая нагрузка/потребление сети, это тот стабильный гарантированный объем энергии, который требуется сети в определенный отрезок времени. Работа насосов водопроводной и канализационной систем в городах, предприятия круглосуточного цикла производства, всевозможные системы хранения скоропортящихся продуктов – вот то, что «спрятано» внутри прямоугольника.

Волна сверху – это пиковая нагрузка/потребление, постоянно изменяющийся на протяжении дня объем энергии. Начиная с шести часов утра просыпаются жители городов и поселков, начинают работать производства, торговые точки, городской транспорт, обеспечивая рост волны на графике, которая уходит вниз по мере того, как мы уходим с работы и друг за другом выключаем телевизоры, компьютеры и перестаем гладить белье.

Опираясь на простую логику, мы понимаем, что в нашем распоряжении должны иметься два разных вида генерации, наиболее приспособленные для обеспечения, соответственно, для базовой и для пиковых потребностей.

Генерация, обеспечивающая базовую нагрузку в сети должна обладать следующими свойствами:

  • быть диспечеризируемой, то есть управляемой человеком;
  • быть стабильной, способной работать круглые сутки изо дня в день;
  • быть максимально дешевой;
  • иметь максимальный КПД перевода энергии топлива в электрическую энергию.

Так как бесплатный сыр только в мышеловке, то базовой генерации, имеющей указанные положительные свойства, приходится позволять иметь и ряд допустимых отрицательных свойств:

  • базовой генерации допустимо быть маломаневренной, то есть процесс запуска/остановки может занимать часы или даже целые дни;
  • базовой генерации допустимо иметь высокие капитальные затраты.

Такими свойствами обладают атомные станции, угольные станции, парогазовые станции и гидроэлектростанции в ситуации избытка гидроресурсов.

Генерация пригодная для покрытия пиковых нагрузок должна иметь другие «полезные» свойства:

  • быть диспечеризируемой, то есть управляемой человеком;
  • быть максимально маневренной, то есть способной за минуты, а иногда и за секунды начать отдавать энергию в сеть и не выходить из строя при столь же стремительном прекращении работы;
  • иметь минимальные капитальные затраты.

Опять же при этом имеются допустимые недостатки:

  • себестоимость производства энергии может быть достаточно дорогой;
  • КПД работы может быть относительно невысоким.

Свойствами пиковой генерации обладают газовые и жидкотопливные турбины открытого цикла, и, до некоторой степени, современные газовые станции комбинированного цикла, дизельные станции, гидроэлектростанции. ГЭС, как видите, универсальны – они могут работать как в базовом, так и в пиковом режиме.

Современная энергосистема выстраивается на сочетании диспетчиризуемых базовой и пиковой генераций. При разумном подходе, разумеется, стараются свести стоимость всей совокупности получаемого электричества к минимуму, с учетом экологических и логистических факторов. И, следовательно, такая «разумная» энергосистема должна иметь максимальный объем базовой энергетики, дающий дешевую энергетику, и минимальный объем пиковой энергетики, обеспечивающей необходимую гибкость и резервирование на случай форс-мажорных ситуаций, но при этом дорогой.

Понятно, что прерывистая альтернативная генерация (ПАГ) непригодна ни для использования в качестве базовой энергетики, ни для использования в качестве пиковой энергетики, ведь у нее отсутствует главное необходимое свойство – диспетчеризируемость. В какой-то момент энергия у нас есть, а спустя несколько минут или часов энергия у нас резко исчезает. Простой пример – в случае ветроэнергетики турбины на огромной территории могут прекратить работать почти одномоментно в случае усиления ветра выше критической скорости.

Следовательно, при добавлении в энергетическую систему ПАГ-генерации, в энергетической системе возникает новая «пила» – пила производства. И у энергосетей возникает новая задача и новая головная боль – кроме необходимости балансировки пилы потребления, теперь приходится еще и дополнительно балансировать пилу ПАГ-производства.

Визуализация 30-дневных данных с наложением графика потребления (красный), графика генерации энергии ветра (синий) и данных солнечной генерации (желтый). Средние значения отображаются в выделенных цветом черных линиях. Данные, полученные от Администрации энергетики Бонневилля, апрель 2010 г. 

Поскольку отрицать настолько очевидные вещи невозможно, сторонники ПАГ пытаются использовать нечто, кажущееся им «серьезным аргументом»: раз в системе все равно уже есть пиковая генерация, то прибавка ПАГ ничего не меняет, «просто теперь пиковая генерация будет заодно балансировать еще и пилу производства».

До тех пор, пока ПАГ существовала в зачаточной форме, это утверждение было близко к истине. Естественная волатильность энергосистемы – изменчивость спроса и возможные форс-мажоры на стороне производства, существует всегда, и пиковая генерация действительно всегда готова подключиться для спасения ситуации. Но, как мы уже говорили, любая разумная энергосистема стремится к минимизации расходов, и, следовательно, к минимизации количества дорогостоящей пиковой генерации. В «разумной» энергосистеме существуют объемы, требующиеся для покрытия максимально возможной пилы потребления и, разумный, сведенный до необходимого минимума объем дублирования и резервирования на случай выхода из строя объектов генерации.

Пока ПАГ составляет считанные доли процента от диспетчиризуемой генерации, ее пила просто теряется в общем «шуме». Это не значит, что вред от ПАГ отсутствует при ее малой доле, это значит, что вред настолько мал, что им можно пренебречь, вот только в этом случае и любая возможная «помощь» от ПАГ так же настолько мала, что ей тоже можно пренебречь.

Но, как только объемы ПАГ возрастают, на покрытие ее пилы производства требуется выделять или создавать отдельные пиковые генерирующие мощности, дополнительно к существующим в нормальной системе. Таким образом, и расходы, связанные с балансировкой пилы производства ПАГ, так же возникают дополнительно.

Существует ряд методов, с помощью которых можно решать проблемы ПАГ, то есть методы балансировки возникающей пилы производства:

  • перепроизводство альтернативной энергии;
  • расширение сетей;
  • управление спросом;
  • хранение энергии;
  • дублирование традиционной генерирующей энергетики.

По каждому виду балансировки можно писать отдельную статью, в этот же раз ограничимся коротким их описанием.

Перепроизводство прерывистой альтернативной энергии

ПАГ имеет достаточно низкий коэффициент использования установленной мощности (КИУМ). Так, например, для солнечных станций он может составлять 25-35%, для ветроэлектростанций 20-45%. Возьмем для простоты расчета величину несколько завышенную на уровне 33%. Казалось бы, для покрытия потребности некого объекта в размере 100 мегаватт, нам достаточно поставить ветрогенераторов или солнечных панелей мощностью 300 мегаватт (с КИУМ 33%).

Но все не так просто, одно из негативных свойств ПАГ – сильная разница в сезонной выработке энергии. Например, солнечные панели в некоторых районах Европы вырабатывают зимой в пять раз меньше энергии, чем летом. Если предположить, что зимнее и летнее потребление примерно одинаковое (хотя это, как вы понимаете, очень смелое допущение), то чтобы обеспечить закрытие зимней потребности только с помощью солнечных электростанций, придется поставить в несколько раз больше панелей. Они позволят закрывать зимнюю потребность, но эта установка дополнительных панелей приведет к тому, что летом будет генерироваться «лишняя» энергия, в разы превышающая потребность. В результате «летняя» энергия будет просто теряться, снижая тем самым среднегодовой коэффициент использования установленной мощности панелей до величин, полностью убивающих экономическую целесообразность.

Диверсификация за счет расширения сетей

Предполагается, что в одном относительно небольшом районе, например, на балтийском побережье Германии, ветер может отсутствовать, но если взять всю Европу в целом, то ветер где-нибудь, да найдется – к примеру, на каких-нибудь островах возле Англии. На практике использовать это для балансировки прерывистости невозможно по следующим причинам:

  • необходимость строительства двойного-тройного объема генерирующих мощностей в каждом районе, чтобы один район при необходимости мог обеспечить все остальные;
  • необходимость строительства мощных, дорогостоящих сетей, объединяющих все районы;
  • очень часто безветренная погода накрывает сразу огромные территории, например всю Австралию, или почти всю Европу.

Тем не менее, в настоящее время 34 страны Европы пытаются реализовать проект создания единой энергосистемы – ENTSO-E, которая должна работать от Афин до Осло, включая в себя и островные государства.

Управление спросом

Управление спросом можно разделить на несколько направлений:

  • экономически оправданное управление, при котором за счет внедрения относительно недорогих решений сдвигается по времени массовое потребление энергии;
  • экономически неоправданные решения, при которых стоимость нового оборудования и затраты на реконструкцию в разы превышают потенциальную экономию;
  • экономически разрушительные предложения, согласно которым промышленность или транспорт должны работать в прерывистом режиме с учетом наличия/отсутствия «чистой» энергии.

Безусловно, экономически оправданные решения должны все шире использоваться в нашей жизни – для снижения потребности в дорогом «пиковом» электричестве, вот только это не имеет никакого отношения к ПАГ. Во-первых, потенциал таких методов крайне мал, он не превышает нескольких процентов на годовом масштабе. Во-вторых, этого потенциала не хватит даже для выравнивания естественной пилы потребления, и уже точно не хватит для балансировки еще и пилы производства.

Хранение энергии

Хранение энергии – это святой Грааль адептов ПАГ из раздела «Вот прилетят добрые инопланетяне с планеты Нибиру и подарят человечеству технологию мощного и дешевого аккумулятора, и тут же ПАГ заиграет совсем другими красками». Вот только традиционную энергетику убивают уже сейчас, когда взлетно-посадочная полоса для НЛО добрых нибиритян все еще пустует.

Для балансировки сезонного несовпадения между производством и потреблением нужны объемы хранения в десятки тераватт*час. Например, для Германии для увеличения доли ПАГ в ее энергосистеме до уровня в 50%, требуется 5-10 ТВт*ч хранения (Т – это «терра», тысяча миллиардов). Это примерно в сто-двести раз больше не только того, что в Германии уже есть, но и того, что можно создать в обозримом безнибировском будущем.

Нижний бассейн Загорской ГАЭС, Фото: rushydro.ru

При этом единственная технология, позволяющая строить система хранения достаточно масштабные и достаточно дешевые – это гидроаккумулирующие электростанции, ГАЭС. Все остальные технологии (литий-ионные батареи, маховики, сжатый воздух, хранение тепла, и прочие) – слишком дороги.

Дублирование традиционной пиковой генерирующей энергетики

В результате методом исключения у нас остается всего один реальный, а не фэнтезийный, метод балансировки пилы производства – держать в системе резервную, дублирующую структуру пиковой генерации, которая по необходимости включается и спасает ситуацию, обеспечивая стабильность энергосистемы.

Можно называть это дополнительной балансировкой, можно называть это паразитированием ПАГ на традиционной энергетике, можно даже использовать нецензурные выражения, результат будет только один – это всегда увеличивает совокупные расходы на функционирование энергосистемы.

Дублирование системы пиковой генерации – это расходы на капитальные затраты по ее созданию и подключению к энергосистеме, при этом себестоимость производства электроэнергии объектами пиковой генерации, как мы уже говорили, значительно выше, чем в случае генерации базовой. Эти дополнительные затраты с лихвой перекрывают так называемую «экономию топлива». Именно «так называемую» и именно в кавычках.

Какая-то экономия топлива может происходить до тех пор, пока доля ПАГ мала, как только количество установленных альтернативных мощностей прерывистой генерации становится значительным, ПАГ начинает убивать диспетчиризуемую энергетику. Это – следствие существующих методов ценообразования, при которых дотируемая ПАГ имеет возможность занижать цены, а также законодательное предпочтительное предоставление доступа ПАГ-электроэнергии в сеть. В результате в периоды наличия возобновляемого ресурса, например, в полдень летом или во время сильных ветров, традиционные станции вынуждены или останавливать свою работу или платить потребителям (те самые «отрицательные цены», о которых с восторгом пишут адепты «зеленой энергетики») за отдаваемую ими в сеть электроэнергию.

Поскольку станции базовой генерации не предназначены для частных запусков и остановок, такой режим работы для них всегда является убыточным. Согласно отчёту организации «Карбон Трекер», 55% угольных станций Европы работает в убыток. Почти повсеместно в убыток работают и газовые станции с турбинами комбинированного типа. Рано или поздно такие станции закрываются или по экономическим причинам, или из-за устаревания, поскольку в таких условиях их реконструкция нерентабельна, и в результате энергосистема остается без станций базовой нагрузки. Функции этих станций в Европе начинают выполнять комбинации из ПАГ и газовых пикеров. Газовые пикеры по своему замыслу и по конструкции предназначены исключительно для выработки небольшого объема дорогой генерации. Они задуманы, сконструированы таким образом, что используют неэффективные методы работы и тратят больше единиц топлива на выработку единицы электроэнергии – такова плата за возможность в считанные секунды выйти на максимум мощности и мгновенно отключиться, как только необходимость в сглаживании пика пропадает. Получается, что общество в течение 20-35% времени будет «экономить» топливо за счет простаивания базовой генерации, а в течение 65-80% времени будет тратить топливо примерно на 15-20% менее эффективно. В результате суммарный эффект «помощи» ПАГ в деле экономии топлива становится либо близким к нулю, либо отрицательным.

Дублирование традиционной энергетикой за счет соседей

Для энергосистемы любой страны очень дорого нести двойные расходы на создание и поддержание дополнительной структуры пиковой генерации, поэтому на Западе очень модно развивать у себя ПАГ-энергетику, а проблемы по балансировке перекладывать на соседей. При этом дотации получают альтернативные энергетики в «зеленой» стране, а традиционные энергетики у соседей несут убытки и расходы. Такая стратегия развития настолько удобна, что именно ее в настоящее время стараются использовать все страны-лидеры использования ПАГ. И это же стремление привело к тому, что проектирование единой европейской энергосистемы ENTSO-E, начавшееся в 2009 году, продолжается до сих пор, и сказать, когда закончится согласование интересов всех ее потенциальных участников, не может никто.

Яркие примеры

Давайте припомним четыре случая, ставших «классикой жанра».

Южная Австралия

Замечательный (и, к счастью для Австралии, очень небольшой по населению и ВВП) штат, в котором несколько лет назад к власти прорвались лейбористы, фанатики «зеленой религии». Они благополучно довели долю солнца и ветра в своем энергобалансе до 50%, и уничтожили в штате угольную энергетику. В результате штат полностью стал зависеть от работы магистральных интерконнекторов, соединяющих его с энергосистемой ближайшего штата Виктория. Южная Австралия несколько лет частично скидывала свои проблемы и расходы на дублирование ПАГ-генерации на энергосистему Виктории. Частично – потому, что потребительские цены на электричество в штате Южная Австралия одни из самых высоких в мире. Как и следовало ожидать, в результате в штате Виктория была убита крупная угольная станция, работавшая на буром угле и дававшая самое дешевое электричество. Теперь уже два этих штата скидывают свои проблемы по балансировке на угольные станции и гидроэнергетику, которые еще продолжают работать в других австралийских штатах.

Данный эксперимент интересен еще и тем, что энергосистема юго-восточной части Австралии хотя и довольно крупная, но замкнутая, у нее просто нет соседей, на которых можно далее сбросить проблемы. В результате мы можем спокойно наблюдать, что происходит в энергосистеме, власть над которой захвачена фанатиками «зеленой энергии». Население Южной Австралии добровольно взяло на себя роль кроликов для испытаний – нам, сторонним наблюдателям, это весьма удобно и не причиняет хлопот.

Калифорния, США

Штат, имеющий самую бо́льшую долю возобновляемой энергетики в США и, что характерно, самую высокую цену на электричество в этой стране. Сбрасывает расходы по балансировке пилы производства на соседние штаты – Аризону, Неваду и Орегон.

Дания

Лидер Европы по доле ПАГ в энергобалансе, одновременно и лидер по потребительским ценам на электричество. В Дании нормальная энергетика была уничтожена полностью. В настоящее время, помимо ветроэнергетики электричество вырабатывается так называемыми комбинированными станциями, на которых электричество и тепло (в зимний сезон) вырабатывается одновременно. При этом выработка электричества является убыточным видом деятельности и спонсируется за счет высоких цен на тепло. Балансировка осуществляется за счет энергосетей Норвегии, Швеции и Германии.

Германия

Лидер энергии по движению к чистой энергетике. Наверное никого не удивит, что одновременно Германия еще и европейский лидер по ценам на электричество для потребителей. Решает проблемы балансировки пилы производства, скидывая ее на соседей – Польшу, Чехию и Голландию. В основном страдают именно эти три страны, так как они соединены магистралями с севером Германии, основным регионом ПАГ-генерации. Проблема стоит настолько остро, что соседи либо уже установили, либо требуют установки трансграничных блокираторов, которые должны их защищать от притока «бесплатной» энергии.

Понятно, что потенциал решения проблем за счет соседей довольно ограничен, и довольно быстро приводит либо к уничтожению у них нормальной энергетики (Австралия), либо к требованиям прекратить «поставку» нежелательной энергии (США и Европа). В случае использования только одного из указанных методов балансировки расходы очень быстро начинают расти экспоненциально, делая абсолютно бессмысленным переход к «чистой» энергетике. Поэтому эксперты предлагают использовать какую-либо комбинацию из этих методов, чтобы хоть немного снизить суммарные расходы.

Тем не менее, по оценке Международного энергетического агентства, даже при оптимальном управлении процессом трансформации традиционной энергетики в «чистую», при доведении доли ПАГ в энергосистеме до 45% совокупные расходы системы будут увеличиваться на 20-30%. Так как трудно рассчитывать на оптимальное управление столь сложным процессом, то в реальной жизни величина увеличения расходов превышает 50%.

Очевидно, что само по себе это не имеет какого-либо смысла и несет колоссальный экономический ущерб «зараженному» обществу. Развитие ПАГ базируется только и исключительно на религиозном базисе – борьбы с углекислым газом.

2018, Станислав Безгин (also known as Тояма Токанава)

Редактирование - Борис Марцинкевич

Мой твиттер: StanislavBezgin


Канал в Telegram: StanislavBezgin

Авторство: 
Авторская работа / переводика
Комментарий автора: 

Статья, собственно, не дает каких-либо данных, аналитики, доказательств и прочего. По большому счету, цель статьи ввести в обсуждение пояснить ряд терминов (базовая, пиковая генерация, балансировка и другие) для того, чтобы заложить основу для следующих статей цикла.

Цикл статей Геоэнергетика: Альтернативная энергетика

1) - Геоэнергетика: Идеология и мифотворчество альтернативной энергетики

2) - Геоэнергетика: Влияние ВИЭ на стабильность энергосистем

3) - tbc...

 

Комментарии

Аватар пользователя Олежа
Олежа(9 лет 4 месяца)

Согласно неполживой педивикии по состоянию на 2016 год (новее не напейсали) в России на душу населения выработка ГЭС составила в полтора раза больше, чем в США. А выработка псевдоэнергетики, кстати, в США в два раза не дотянула до выработки американских же ГЭС. А о том, как вы выглядите в свете своего трёпа, можете даже не париться.

Аватар пользователя SkySheep80
SkySheep80(9 лет 10 месяцев)

И в 2016 и в 2017 выработка ветра + солнца в США превышала выработку ГЭС в США.  В 2018 значительно превысит.  В 2018 году выработка из ветра и солнца в США будет примерно 35% от всего российского производства электроэнергии, и в полтора раза больше чем выработка всех российских АЭС. 

Комментарий администрации:  
*** Либералиссимус ***
Аватар пользователя Олежа
Олежа(9 лет 4 месяца)

Неудивительно, что вы сливаете Китаю. Столько энергии на унитаз! И, кстати, 2018-й только начался.

Аватар пользователя Поллитрович

В НьюЙорке до сих пор паровое отопление присутствует )))

Аватар пользователя Олежа
Олежа(9 лет 4 месяца)

Так, страна-то неразвивающаяся.

Аватар пользователя Shestpalov
Shestpalov(6 лет 8 месяцев)

замечание по терминологии, у вас написано

установочной мощности (КИУМ)

далее установленной мощности 

Лучше все же установленной, так привычнее.)

Чуть не забыл - статья хорошая, полезная. Спасибо

---

Раз уж пошел разговор о структуризации энергетики в части возобновляемой и невозобновляемой компонент энергетики, то следует ввести еще и квази-возобновляемую, к уже сейчас которой можно отнести ядерную энергетику.

Скрытый комментарий Тояма Токанава (без обсуждения)
Аватар пользователя Тояма Токанава

подправил. спасибо

Аватар пользователя Tony Rich
Tony Rich(7 лет 10 месяцев)

Дизельные турбины ???!!!! Я хочу это видеть!!!!

Аватар пользователя Тояма Токанава

Нда... пожалуй не самый удачный термин...

Имелись ввиду универсальные турбины, которые могут работать на газе и жидком топливе. Такие как поставленные в прошлом году в Южной Австралии.

Что они жгут ? Уж наверно не бензин и не авиационное топливо... Дизельку и жгут скорее всего...

счас поищу

Аватар пользователя Тояма Токанава

Ну да 339 млн. кенгурийских баксов на 4 турбины, которые будут два года работать на дизельке, а потом на газе.

 

Как назвать турбину работающую на дизельке ? - Наверно дизельной турбиной ? ;)

http://www.afr.com/business/banking-and-finance/diesel-generators-cost-3...

Аватар пользователя Tony Rich
Tony Rich(7 лет 10 месяцев)

Скорее имелись ввиду дизель-генераторные установки, хотя в области небольших высокоманевренных мощностей более часто используют газопоршневые установки (ГПУ) и микротурбины, способные хавать все что горит в газообразном состоянии (в основном продукты добычи нефти типа попутного газа).

Камера сгорания обычной энергетической газовой турбины позволяет работать на дизельном топливе. 

Аватар пользователя Тояма Токанава

Нет, там именно универсальные турбины открытого цикла, универсальные в части горючего.

обычные пикеры по сути.

Я так понимаю, что они два года будут готовить место под новую пиковую электростанцию и тянуть туда сети и газ. В это время турбины стоят на временном месте и время от времени их пыркают сжигая дизельку.

Аватар пользователя Tony Rich
Tony Rich(7 лет 10 месяцев)

Согласен. Пикер звучит короче чем "газотурбинная установка открытого цикла на жидком топливе".

Аватар пользователя Тояма Токанава

Не принципиально... просто мы привыкли что дизельная станция это дизель-генератор, а не дизель-турбина.

Например, в указанном мною варианте, эти турбины будут как минимум два года работать на дизельке . А учитывая, что нет ничего более постоянного чем временное, то может быть и всегда. И какие они после этого газовые турбины ?

Но, так как это не принципиально, то поменял на "жидкотопливные турбины", хотя этим жидким топливом будет дизелька.

Аватар пользователя nm53
nm53(6 лет 1 месяц)

А термин "солярка" уже внесён в список матерных слов?

Аватар пользователя Подольский
Подольский(8 лет 7 месяцев)

И какие они после этого газовые турбины ?

Неплохо бы для начала узнать, что газовые турбины называются газовыми не потому что топливо у них - природный газ, а потому что рабочее тело газ, а не водяной пар, т.е. в турбоагрегате нет фазовых переходов и конденсатора. 

 

А потом уже пытаться свои термины выдумать. 

Комментарий администрации:  
*** Батареи Тесла - ни одного взрыва, одни возгорания (с) ***
Аватар пользователя kokunov
kokunov(12 лет 1 месяц)

Лучше тогда уж писать "всетопливные". Это устоявшиеся термин.

Аватар пользователя oksana_ze
oksana_ze(6 лет 6 месяцев)

Спасибо. Особенно за обзор зарубежных подвигов. Возможно, я пропустила ваши публикации про то, что Чехия, Польша и Голландия

требуют установки трансграничных блокираторов, которые должны их защищать от притока «бесплатной» энергии

Можно ссылки? Заранее спасибо.

Аватар пользователя Тояма Токанава

Я не писал отдельные статьи про эти проблемы, но где то в комментариях к моим статьям они были.

Посмотрите в сети, мне кажется было, даже что на русском а уж на английском довольно много статей.

Аватар пользователя SergeyVBNM
SergeyVBNM(11 лет 11 месяцев)

Автор согласен, что ВИЭ (винд и солар) имеют следующие преимущества: бестопливность, быстровозводимость, относительная технологическая простота, хорошая масштабируемость, низкие опекс, технологическая универсальность?

Комментарий администрации:  
*** Зассыха, интеллектуально пресмыкающаяся перед США ***
Аватар пользователя OratorFree
OratorFree(9 лет 3 дня)

А какой в этом смысл если генерация прерывистая?

Напомнило:

 

Аватар пользователя SergeyVBNM
SergeyVBNM(11 лет 11 месяцев)

Прерывистость это чисто технический момент. Есть же ГАЭС, АКБ Тесла))), традиционка. Т.е. ВИЭ хорошо вписываются в энергосистему, замещая неэкологичные и старые мощности. А интегрированная энергосистема нескольких стран в разных часовых поясах позволит ещё более эффективно использовать комбинацию ВИЭ+АЭС+ГТЭС.

Комментарий администрации:  
*** Зассыха, интеллектуально пресмыкающаяся перед США ***
Аватар пользователя OratorFree
OratorFree(9 лет 3 дня)

Нет не технический.

Аватар пользователя SergeyVBNM
SergeyVBNM(11 лет 11 месяцев)

Германия эти проблемы (технические) успешно решает. Идеальная система с ВИЭ была бы такой - единая энергосистема РФ-Европа с базовой медленно выбывающей атомной генерацией, ВИЭ и ГТЭС-пикёрами.

Комментарий администрации:  
*** Зассыха, интеллектуально пресмыкающаяся перед США ***
Аватар пользователя nm53
nm53(6 лет 1 месяц)

А можно то же самое, но без нас?

Аватар пользователя SergeyVBNM
SergeyVBNM(11 лет 11 месяцев)

Уже. Без нас.

Комментарий администрации:  
*** Зассыха, интеллектуально пресмыкающаяся перед США ***
Аватар пользователя nm53
nm53(6 лет 1 месяц)

Отлично. Пусть продолжают медленно выбывать.

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(10 лет 11 месяцев)

Миллер недоуменно ухмыльнулся.

Серёжа, ты хоть изредка думаешь, перед тем как написать что-то на АШ?

Аватар пользователя Vladyan
Vladyan(8 лет 12 месяцев)

Угу - за чужой счет. И надолго это продлится?

Аватар пользователя Олежа
Олежа(9 лет 4 месяца)

Автор согласен, что ВИЭ (винд и солар) имеют следующие преимущества: бестопливность, быстровозводимость, относительная технологическая простота, хорошая масштабируемость, низкие опекс, технологическая универсальность?

Разумеется, стаю крыс развести существенно проще и гораздо дешевле, чем, например,  стадо коров. Но зачем?

Аватар пользователя SergeyVBNM
SergeyVBNM(11 лет 11 месяцев)

Не юли. Согласен или нет? Добавь к этому экологичность, низкую долю труда в стоимости.

Комментарий администрации:  
*** Зассыха, интеллектуально пресмыкающаяся перед США ***
Аватар пользователя BorissAlestar
BorissAlestar(6 лет 3 недели)

А вы нам расскажете, почему расчудесТная, продвинуто-экологичная ПАГ-энергетика минувшей зимой не выручила замерзающие Штаты и Европу? Отчего они, такие замечательные, дошли до того, что скупали танкеры с  СПГ из страшного Мордора? И доля труда низкая, и экологичность высокая - ан вот СПГ потребовался. Что за странность такая?

Аватар пользователя Олежа
Олежа(9 лет 4 месяца)

Хотя насчёт экологичности и имеются некоторые сомнения, при разведении крыс доля труда в себестоимости действительно ничтожна. Однако, невзирая на все эти блестящие перспективы, кушайте сами.

Аватар пользователя SergeyVBNM
SergeyVBNM(11 лет 11 месяцев)

))))) Т.е. признать очевидное ты не хочешь. В этом все углебесы - живёте в своём выдуманном мире. Ну хоть признай, что для Европы и США ВИЭ годный вариант, а РФ вынуждена тратить ресурсы на сопротивление климатическим условиям.

Комментарий администрации:  
*** Зассыха, интеллектуально пресмыкающаяся перед США ***
Аватар пользователя Олежа
Олежа(9 лет 4 месяца)

США и Европа сами загоняют себя в прошлый век, не надо им мешать. Они сами виноваты, надо было экономнее транжирить свои ресурсы. Вот, пусть и жрут крыс.

Аватар пользователя SVG
SVG(10 лет 3 месяца)

А прочитать статью полностью и целиком религия не позволяет?

Аватар пользователя _Radibunda_
_Radibunda_(8 лет 7 месяцев)

Она самая.

Аватар пользователя ВладимирС

А о доле труда сведения точные?  Как то плохо представляю плановый ремонт ветряка  на высоте 100 метров.  Особенно зимой.   Да даже ТО  как то превращается в спецоперацию. 

Аватар пользователя Олежа
Олежа(9 лет 4 месяца)

.

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(10 лет 11 месяцев)

Поверь, всё говно, что производится в процессе изготовления этих ветряков и панелек, не тебе, так твоим детям/внукам/правнукам прилетит сторицей.

Вам, долбогрёбам, что в лоб, что по лбу.

Планета большая, но не настолько, как кажется. Поэтому проще и лучше испробованные веками (ГЭС, ТЭС, АЭС) вместо этой кукольной мишуры "ВИЭ", "сланцевый газ".  Это СМИшный  миф, и ничего более. Чисто политика. В нынешней ситуации, что Трамп, что Мэй, что остальные подсосы - лишь подпевалы с фальшивыми голосами, голосящими про химического Асада и тоталитарного Путина. Если кто-то в это верит - это надо к психоаналисту идти.

Аватар пользователя Vladyan
Vladyan(8 лет 12 месяцев)

В чем экологичность, в стаях погибших птиц в районе ветряков? Или что производство светопанелек перенесено в и так грязный Китай? Как там с утилизацией аккумуляторов, все нормально, да?

Аватар пользователя Поллитрович

Задача - обеспечить отопление поселка в Сибири. Тепловая нагрузка - несколько десятков гигакалорий. Что будем ставить - ветропарк, солнечные батареи или газовую котельную? Что выйдет быстрее, дешевле и надежнее?

Аватар пользователя zz27
zz27(8 лет 8 месяцев)

А что если строить ПАГ в качестве дополнения к пикерам (тем, что уже есть)? Если в момент, когда требуется пиковая генерация светит солнце/дует ветер — включаем альтернативщину, если темно и штиль — пускаем пикеры. Не выйдет ли это дешевле, чем дёргать турбины каждый пик?

Аватар пользователя Georg Karr Санкт-Петербург
Georg Karr Санк...(7 лет 6 месяцев)

Так эта ситуация и разбирается в статье.

Предположим базовую генерацию (смотри пилу суточного потребления) мы закрываем с помощью УАС, АЭС, ГЭС по себестоимости 1 тугрик за квт. Всю дополнительную электроэнергию сверх базовой будем закрывать с помощью СЭС, ВЭС, а в случае нехватки пикерами. У пикеров себестоимость квт - 2 тугрика. У СЭС и ВЭС себестоимость за квт пусть будет тоже 1 тугрик, но это если мы полностью используем всю энергию не отключая в течение суток (обращаю внимание на этот важный факт).

Смотрим: Дополнительная электроэнергия в суточном пике превышает базовую генерацию не менее 2 раз. Таким образом мы должны ввести в эксплуатацию СЭС и ВЭС на эту мощность, но кроме этого мы должны ввести в эксплуатацию и пикеров на эту же мощность (резервную). То есть уже вложения по дополнительной генерации вдвое больше.

Дальше смотрим: ночью придется отключать ВЭС от сети - эта генерация не нужна. В ветренный день тоже часть ветряков придется отключить.

В полдень надо отключать СЭС, так как мощности избыточны (расчет на зимний день, а летом рост до 5 раз).

Нехватку от СЭС и ВЭС - добиваем пикерами. В среднем реально пикерами добывается 50% дополнительной генерации.

А примерно 50% времени придется отключать СЭС и ВЭС от сети из-за избытка над потреблением.

Что получаем по деньгам?

Так как СЭС и ВЭС используются на 50% времени, то себестоимость каждого их квт возрастает до 2 тугриков.

То есть базовую генерацию имеем по 1 тугрику за квт, а дополнительную генерацию имеем за 2 тугрика за квт (или СЭС, ВЭС или пикеры).

А если просто не строить СЭС и ВЭС, а всю дополнительную генерацию покрывать пикерами? Да - тогда расходы на квт и базовой и дополнительной генерации будут равны прошлому варианту! Но! Не не надо тратить кучу ресурсов на строительство СЭС и ВЭС, и вкладывать кучу бабла для модернизации сетей для балансировки этого колхозного, непредсказуемого оборудования.

 

Аватар пользователя Тояма Токанава

Так как пик потребления и пик производства может совпасть только случайно, то мы обязательно будем терять часть энергии. На англицком они это называют "curtailing", а на русском полного аналога слову нет ;).

Чем больше мы добавляем ПАГ тем больше нам придется терять, очень скоро при добавлении очередных 100 мгв генерации, мы будем терять процентов 50-60 генерации. И каждый следующий мегаватт добавленной генерации, будет давать все больший процент потерь.

Это полностью убивают экономику.

единственное спасение это сохранять энергию.

Поэтому сидим на ... ровно, и ждем прилета инопланетян.

Аватар пользователя Prokrust
Prokrust(8 лет 5 месяцев)

единственное спасение это сохранять энергию

Это основная ошибка. Далеко не всем нужна непрерывность. Например жителям - не надо. Да, сейчас они разбаловались, но когда цены резко поползут вверх - сами попросят. Нужно просто разделять линии гарантированной энергии и прерывистой. Проблема Германии что она хочет из прерывной энергии сделать постоянную, не имея достаточно денег на аккумуляцию энергии. Чтож, опыт прочистит им мозги со временем. Нужно воспринимать реальность как есть.

Аватар пользователя Тояма Токанава

Как у вас все просто ! Оказывается нужно разделить все общество  на две касты - белых господ, котором разрешено пользоваться энергией когда она нужна. В том числе кондиционер когда жарко и отопление когда холодно. И на касту нищебродов , которые будут пользоваться объедками энергии, когда они не нужны господам.

Очень либерально и рукопожатно.

Я вот только не помню кому положено кольцо в нос, тем кому можно пользоваться энергией или тем кто недостоин?

Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

Кто-то может себе позволить сжигать в турбинах личного самолёта за пару перелётов мою зарплату за год. Кто-то - нет. Я, например, - нет, что очевидно.

При недостатке какого-то ресурса распределять его через разную стоимость логично, а иное - просто демагогия.

На практике это будет даже вовсе не так страшно, потому что между этими крайностями - миллион промежуточных вариантов (которые есть и сейчас, просто не так выраженно). Кто-то стирает по ночам, чтобы экономить на электроэнергии, кто-то - стирает когда хочет.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя green
green(11 лет 1 месяц)

Все вполне традиционно – профессиональные навыки не потребуются, оценить сущность и перспективы развития альтернативной энергетики можно, опираясь на логику и школьные знания.

Опирайся дальше.Домохозяйки одобряют.

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя Herz
Herz(11 лет 5 месяцев)

Домохозяйки одобряют

Да, стопятьсотый раз по одним и тем же граблям...
Афтару не надоело? А нет же, всё просто, афтар доит хайп на типичных юзверях АШ и ему подобных ресурсов

 

 

Комментарий администрации:  
*** Отключен (знакомьтесь - зеленый пиарщик, коронавирусный хайпожор и систематический дезинформатор) ***

Страницы