1 «Эффективность российской экономики и роль возобновляемой энергетики» Безруких П.П., д.т.н., академик-секретарь секции «Энергетика» РИА, зам. Генерального директора ЗАО «Институт энергетической стратегии» Москва, ноября 2010 г. II съезд инженеров России

Правовая основа постановки задачи: 1. Указ Президента Российской Федерации от 04 июня 2008 года 889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики.» 2. Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 года 261 ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации 2

Основные задачи: «Снизить к 2020 году удельную энергоемкость ВВП РФ не ниже, чем на 40% по сравнению с 2007 годом» (Указ Президента РФ) «Разработать и утвердить к 1 августа 2010 года региональные и муниципальные программы в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности» (ФЗ 261-ФЗ) 3

Энергоэффективная экономика Энергоэффективность использования топливно- энергетических ресурсов в их производстве, транспортировке и потреблении Эффективность использования минерально-сырьевых ресурсов, материалов и изделий Использование ВИЭ в производстве топлива, электрической и тепловой энергии. (Замещение органического топлива) 4

Энергоэффективность использования ТЭР - достижение научно-обоснованных значений потерь топлива и/или энергии на всех стадиях жизненного цикла, а также удельной энергоемкости производства продукции и удельного энергопотребления продукции, работ, услуг при соблюдении ограничений техногенного влияния на окружающую среду процессов добычи, транспортировки и переработки топлива, производства, передачи и распределения электрической и тепловой энергии 5

Энергоэффективность использования минерально–сырьевых ресурсов, материалов и изделий - это сокращение расхода их на единицу работы, услуг, полезного эффекта, а так же на конечное изделие, здание и сооружение, и в конечном счете сокращение в овеществленном виде топлива и энергии, затраченных на производство (полная энергоемкость). 6

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и технология их использования Солнечная энергия Ветровая энергия Энергия рек и водоемов Геотермал ь-ная энергия Энергия океана Низко- потенциаль- ное тепло Биомасса Прямое преобразование в электрическую энергию (фотоэлектричество). Преобразование в электроэнергию (термодинамический цикл). Преобразование в тепловую энергию (солнечные коллекторы). Производство электрической энергии (ВЭУ). Производство механической энергии (водоподъемные ВЭУ). Производство электрической энергии (ГЭС большой и средней мощности). Производство электрической энергии (малые и микро ГЭС). Производство механической энергии (водяные мельницы). Производство электрической энергии (ГеоЭС). Производство тепловой энергии (геотермальная ТЭС, тепловые насосы). Прямое использование горячей воды. Производство электрической энергии – приливные электростанции (ПЭС); волновые установки; установки, использующие градиент температур. Производство тепловой энергии (тепловые насосы) Производство электрической и тепловой энергии и топлива: -прямое сжигание биомассы (твердое топливо) (электростанции, котельные); -получение жидкого и газообразного топлива (биогазовые и газогенераторные установки, технологии пиролиза и «быстрого» пиролиза); -производство биоэтанола и биодизеля. 7

Удельная энергоемкость ВВП Удельная энергоемкость ВВП = Внутреннее потребление Первичной энергии ВВП = 0,42 тнэ 1000$ 0,6= (В России) тут 1000$ Этот показатель выше (хуже), чем у США в 2,1 раза, Англии – в 3,5 раза, у Франции – в 2,8 раза, Канады – в 1,6 раза. Но! Этот показатель меньше (лучше), чем у США: на Кубе в2 раза, в Турции – в 1,7 раза, в Индии – в 1,3 раза, в Чили – в 1,25 раза. Состояние развития экономики характеризуют еще два показателя: 1)Душевое годовое потребление первичной энергии: 4,75 тнэ/чел = 6,78 тут/чел (в России). 2) Душевое годовое потребление электрической энергии: 6338 кВт*ч/чел (в России). 8 Но главные показатели – удельная энергоемкость и удельное энергопотребление видов продукции, механизмов, работ, услуг.

9 Аргументы ЗА: возобновляемая энергетика (ВЭ) – это наиболее быстрый и дешевый способ решения проблем энергоснабжения (электроэнергия, тепло, топливо) удаленных труднодоступных населенных пунктов, не подключенных к сетям общего пользования, фактически речь идет о жизнеобеспечении 10 – 15 млн. человек; сооружение энергетических установок возобновляемой энергетики – наиболее быстрый и дешевый способ энергообеспечения предприятий малого и среднего бизнеса, а это дополнительные рабочие места в деревнях и малых городах, где безработица – прямой путь к нищете; сооружение объектов возобновляемой энергетики не требует больших единовременных капитальных вложений и осуществляется за короткое время (один – три года), в отличии от 5 – 10 летних периодов строительства объектов традиционной энергетики;

Аргументы ЗА: крупные объекты возобновляемой энергетики – это сокращение дефицита мощности и энергии в дефицитных энергосистемах, т.е. устранение препятствий в развитии промышленности; развитие возобновляемой энергетики – это развитие инновационных направлений в промышленности, расширение внутреннего спроса на изделия машиностроения, а также расширение экспортных возможностей. Только на основе расширения внутреннего спроса возможно устойчивое развитие страны, как справедливо утверждают настоящие экономисты всех общественных формаций. 10

Развитие возобновляемой энергетики означает развитие наукоемких технологий и оборудования. В технологиях возобновляемой энергетики реализуются последние достижения многих научных направлений и технологий: метеорологии, аэродинамики, электроэнергетики, теплоэнергетики, генераторо- и турбостроения, микроэлектроники, силовой электроники, нанотехнологии, материаловедения и т.д. В свою очередь развитие наукоемких технологий имеет значительный социальный и макроэкономический эффект в виде создания дополнительных рабочих мест за счет сохранения и расширения научной, производственной и эксплуатационной инфраструктуры энергетики, а также создания возможности экспорта наукоемкого оборудования. 11

Аргументы ЗА: возобновляемая энергетика стремительно развивается более, чем в 80 странах мира. В условиях кризиса темпы роста в годах по отношению к предыдущему году составили: по ветроэнергетике 20 – 25 % ; по фотоэнергетике 40 – 45 % ; по солнечным коллекторам 10 – 15 %. отсутствие потенциальной опасности техногенных катастроф. 12

13 Развитие возобновляемой энергетики означает: повышение экологической безопасности в локальных территориях, т.е. снижение вредных выбросов от электрических и котельных установок в городах со сложной экологической обстановкой, в местах массового отдыха населения, санитарно-курортных местностях и заповедных зонах. 13

14 Аргументы против: нестабильность производства энергии; низкая плотность энергии; дороговизна оборудования и вырабатываемой энергии; ? необходимость резервирования мощности ВЭС; ? малая мощность ветростанции (по сравнению с традиционными электростанциями);?! потребление реактивной мощности. ?? 14

Производство первичной энергии в мире в 1973 и в 2008 годах млн. т н.э млн. т н.э. Источник: IEA, KEY WORLD ENERGY STATISTICS

Производство электроэнергии в мире в 1973 и в 2008 годах ТВт*ч ТВт*ч Источник: IEA, KEY WORLD ENERGY STATISTICS

Основные показатели возобновляемой энергетики мира в годах Ежегодные инвестиции в ВИЭ, млрд. $ Мощности возобновляемой энергетики (без крупных ГЭС), ГВт Потенциал ВИЭ (включая крупные ГЭС), ГВт Установленная мощность ВЭС, ГВт Установленная мощность ФЭС, подключенных к сети, ГВт 7,613,521 Производство ФЭС, ГВт/год3,76,910,7 Мощности по производству солнечной горячей воды, ГВт (тепл.) Производство этанола, млрд. л Производство биодизеля, млрд. л Страны с политическими целями Страны, регионы, штаты с тарифной политикой Страны, регионы, штаты с нетарифной политикой Страны, регионы, штаты со стимулированием биотоплива Источник: REN 21, Renewables global status report / 2010

Динамика установленная мощности ВЭУ, подключенной к электрическим сетям, в странах мира (МВт), за период годы. 18 Источник: EWEA,

Доля ВЭС в производстве электроэнергии в 2006, 2007 и 2009 годах 19

Динамика установлении мощности ФЭС в странах мира (МВт) 20 Источник: REN 21, Renewable global status report / 2010

Введенные и установленные мощности для солнечного нагрева воды странах мира в 2008 году 21 Страны Введенные мощности Установленные мощности на конец 2008 года ГВт (тепл) млн. кв.м. Китай 21, Европейский Союз 3318,326,1 Турция 0,77,510,7 Япония 0,24,15,9 Израиль 0,22,63,7 Бразилия 0,42,43,4 США 0,22,02,9 Индия 0,31,82,6 Австралия 0,21,42,0 Ю. Корея ~0,041,01,4 Другие страны

Производство биотоплива в 2009г. 22 Источник: REN 21, Renewable global status report / 2010 Страны БиоэтанолБиодизель млрд. л.тыс. т.н.эмлрд. л.тыс. т.н.э США ,52,11674,0 Бразилия ,21,61275,4 Франция0,9455,72,62072,6 Германия0,8405,12,62072,6 Китай2,11063,30,4318,9 Аргентина0 01,41116,0 Канада1,15570,179,7 Испания0,4202,50,6478,3 Таиланд0,4202,50,6478,3 Великобритани я0,2101,30,5398,6 Колумбия0,3151,90,2159,4 Италия0,150,60,4318,9 Бельгия0,2101,30,3239,1 Индия0,2101,30,179,7 Австрия0,150,60,2159,4 Итого в EU3,61822,98,97094,6 Всего в мире , ,6

23 Существующие и перспективные стоимостные ориентиры в области ВИЭ Капитальные вложения, $/кВт Себестоимость производства, цент $/кВт*ч Биомасса ,1-10,33,0-9,6 Геотермальная энергетика ,3-9,73,0-8,7 Традиционная гидроэнергетика ,4-11,73,4-11,5 Малая гидроэнергетика ,65,2 Солнечная фотоэнергетика ,8-54,27,0-32,5 Солнечная теплоэнергетика ,5-23,08,7-19,0 Приливная энергетика ,29,4 Наземная ветроэнергетика ,2-22,13,6-20,8 Морская ветроэнергетика ,6-21,76,2-18,4 АЭС ,0-5,0- ТЭС на угле ,2-5,93,5-4,0 ТЭС на газе ,0-3,53,5-4,5 Источник: Международное энергетическое агентство (IEA) 23

24 Оценка потенциала возобновляемых источников энергии России Ресурсы Валовый потенциал, млн. т у.т./год Технический потенциал, млн. т у.т./год Экономический потенциал, млн. т у.т./год Энергия ветра Малая гидроэнергетика Солнечная энергия Энергия биомассы Геотермальная энергия (гидротермальные ресурсы) * Низкопотенциальное тепло ИТОГО по ВИЭ **320 *Валовый потенциал гидротермальной энергии составляет 29,2 трлн. т у.т. **Технический потенциал приливной энергии трех створов ПЭС (Мезенской, Пенжинской и Тугурской) составляет 253 ТВт*ч или 83 млн. т у.т. с суммарной энергетической мощностью 109 ГВт. 24

25 Общая оценка использования ВИЭ в 2008 г. Производство электроэнерги и, млрд. кВтч Производство тепловой энергии, млн. Гкал Производство первичной энергии, млн. т.у.т. Всего, на базе ВИЭ 5,97462,519,3 Общее производство 1033, (1009)* Доля ВИЭ в общем производстве, % 0,583,9 1,06 (1,91)** * внутреннее потребление; ** к внутреннему потреблению. 25

26 Обобщенные данные производства энергии на базе ВИЭ в 2008 году. п/п Вид энергоустановки Кол-во Установленна я мощность, МВт Производств о электрическ ой энергии, млн. кВтч Отпуск тепловой энергии, тыс. Гкал Примечание 1.Малые ГЭС76683, ,1- Не охвачено статис-тикой 19 МГЭС, с выработкой 260 млн. кВтч 2. Тепловые электростанции, использующие биомассу , ,195 в т.ч. за счет биомассы 2325, ,866 в т.ч. за счет биомассы 14494,492 Доля биомассы в расходе условного топлива 51,4% 3. Геотермальные станции 490,135478,85733,27 4.Ветровые станции1010,675,239- ВЭУ мощностью 2,75 МВт выведены из эксплуатации 5. Системы солнечного горячего водоснабжения ~ тыс.кв. м. ~9,8 МВт(тепл) -16,86 Данные собраны автором 6. Котельные, использующие биомассу Гкал/ч Весьма приблизи- тельные данные, полученные опросом субъектов РФ Источник: ГУ ИЭС 26

27 Системы солнечного горячего водоснабжения и отопления Субъект РФ Количество установок Площадь СК Краснодарский край80~ 6 тыс.кв.м. Республика Бурятия88~ 4,4 тыс.кв.м. Приморский крайн/д~ 2,5 тыс.кв.м. Хабаровский крайн/д~0,5 тыс.кв.м. Костромская область2~14 кв.м. Республика Дагестан3~350 кв.м. Ставропольский край н/д~70 кв.м. Всего~13,8 тыс.кв.м. н/д – нет данных 27

28 Федеральный Закон от 23 ноября 2009 г. 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» в части возобновляемой энергетики установлены следующие требования: увеличение количества случаев использования объектов, имеющих высокую энергетическую эффективность, объектов, относящихся к объектам, имеющим высокий класс энергетической эффективности, и (или) объектов, использующих в качестве источников энергии вторичные энергетические ресурсы и (или) возобновляемые источники энергии; увеличению количества случаев использования в качестве источников энергии вторичных энергетических ресурсов и (или) возобновляемых источников энергии. 28

29 Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 г «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности», в котором в части возобновляемой энергетики среди общих целевых показателей в области энергосбережения и энергетической эффективности установлены следующие целевые показатели: «изменение объема производства энергетических ресурсов с использованием возобновляемых источников энергии и (или) вторичных энергетических ресурсов»; «доля энергетических ресурсов, производимых с использованием возобновляемых источников энергии и (или) вторичных энергетических ресурсов, в общем объеме энергетических ресурсов, производимых на территории субъекта Российской Федерации, муниципального образования». 29

30 Постановлением Правительства РФ от 8 апреля 2010 г. 1р утверждены: "Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года". Установлены показатели доли ВИЭ в производстве электроэнергии: 2010 год – 1,5% 2015 год – 2,5% 2020 год – 4,5% 30

31 Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. (утверждена распоряжением Правительства РФ от 13 ноября 2009г р) Этапы реализации 2008 (факт) I II III 2030 Производство электрическо й энергии млрд. кВтч в том числе на базе ВИЭ, без крупных ГЭС млрд. кВтч 0,6% 5,9 2,5% ,5% %

32 Краткие выводы 1. Доля ВИЭ в производстве электроэнергии без крупных ГЭС в Европе к 2020 году составит около 20% 2. Доля ветровой энергии в производстве электрической энергии в мире к 2020 году составит около 10%, общая установленная мощность ветроустановок достигает 1200 ГВт. 3. Производство жидкого топлива из биомассы к 2020 году возрастет более чем в 15 раз и достигнет 1 трлн. литров в год. 4. Мощность фотоэлектрических установок в мире к 2020 году достигнет 800 – 1000 ГВт. 5. Доля производства электроэнергии в России к 2020 г. должна достичь 4,5% или млрд. кВтч. России необходимо завершить разработку нормативных документов по стимулированию использования ВИЭ, предусмотренных Федеральным законом 37- ФЗ «Об электроэнергетике» и приступить к разработке закона по стимулированию использования ВИЭ для производства тепловой энергии, топлива и автономных энергоустановок. 32

33 Краткие выводы (продолжение) 6. Разработать проект Федерального закона "О дополнительных мерах по стимулированию использования возобновляемых источников энергии", включающий: - стимулирование производства электроэнергии в районах автономного энергоснабжения и физическими лицами; - стимулирование производства тепловой энергии и топлива с использованием ВИЭ. 7. Разработать методические указания по декоиимпозиц целевых показателей по производству электрической и тепловой энергии с использованием ВИЭ по субъектам РФ, компаниям ТЭК и компаниям, имеющим долю в предприятиях ТЭК, представить их к утверждению в Правительство РФ. 33

34 Благодарим за внимание! РИА, Секция «Энергетика» Комитет ВИЭ РосСНИО ЗАО «Институт энергетической стратегии» 34