Москва, 12 ноября 2010 Безруких П.П., д.т.н., зам. Генерального директора ЗАО «Институт энергетической стратегии», Председатель Комитета ВИЭ РосСНИО, академик- - презентация

1 Москва, 12 ноября 2010 Безруких П.П., д.т.н., зам. Генерального директора ЗАО «Институт энергетической стратегии», Председатель Комитета ВИЭ РосСНИО, академик- секретарь секции «Энергетика» РИА К вопросу оценки экономического потенциала ветроэнергетики России Вторая национальная конференция Российской ассоциации ветроиндустрии «Актуальные вопросы развития ветроэнергетики в России на пути к новому энергетическому укладу»

2 2 РЕСУРСЫ НЕТРАДИЦИОННЫХ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ РОССИИ (1994 г.) Ресурсы Валовый потенциал млн.т.у.т/год Технический потенциал млн. т. у. т / год Экономический потенциал млн.т.у.т/год Малая гидро­ энергетика Геотермальная энергия **115 ** Энергия биомассы 10 · Энергия ветра 26 · Солнечная энергия 2.3 · Низкопотенциаль ное тепло Итого по НВИЭ 2.3 · * - по приближенной оценке ресурсы геотермальной энергии в верх­ней толще глубиной до 3-х км составляют около 180 трл.т.у.т., а пригодные для использования - примерно - 20 трл.т.у.т. ** - в качестве экономического потенциала взята оценка запасов пер­воочередного освоения теплоэнергетических вод и парогидротерм с использованием геоциркуляционной технологии.

3 3 РЕСУРСЫ ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ ПО РЕГИОНАМ РОССИИ (1994 г.) Экономический район, регион Валовый потенциал (млрд.кВт*ч/год)/ (млн. тут/год) Технический потенциал (млрд.кВт*ч/год)/ (млн. тут/год) Экономический потенциал (млрд.кВт*ч/год)/ (млн. тут/год) Северный 11040/3.59* /2804.3/1.4 Северо-западный 1280/0.42* /320.5/0.16 Центральный 2560/0.83* /641.0/0.32 Волго-Вятский 2080/0.68* /520.8/0.25 Центрально­черноземный 1040/0.34* /2G0.4/0.13 Поволжье 4160/1.35* /1001.6/0.52 Северный Кавказ 2560/0.83* /621.С/0.32 Урал 4880/1.585* /1241.9/0.6 Западная Сибирь 12880/4.165* /3205.0/1.6 Восточная Сибирь 13520/4.39* /3405.2/1.7 Дальний Восток 24000/7.8* /6009.3/3.0 Россия в целом 80000/26* /200031/10

4 4 Возобновляемые источники энергии Отражение от Земли в космическое пространство Излучение в Космос в инфракрасном диапазоне Вид энергии Тип установок Приливные станции Геотермальные электрические и тепловые установки Биотопливо и установки по переработке биомассы Ветровые и волновые установки Гидроэнергетические установки Электрические и тепловые солнечные установки, преобразователи рассеянной низкопотенциальной тепловой энергии Солнечная и тепловая энергия х Вт Приливная энергия 3 х Вт Тепловая энергия 30 х Вт Фотосинтез 30 х Вт Кинетическая энергия 300 х Вт Превращенная тепловая энергия 40000х Вт Источники и виды энергии Энергия Солнца. Солнечное излучение Энергия орбитального движения. Энергия гравитации Энергия Земли. Геотермальная энергия Мощность солнечного излучения, поглощаемого Землей и его распределение по видам энергии ВСЕГО: 1,2 х Вт = 10 5 ТВт. Мощность всех электростанций мира – 4,3 ТВт Источник: John W. Twidell and Anthony D. Weir. Renewable Energy Resources, 1986 г.

5 5 Ресурсы (потенциал) возобновляемых источников энергии в России (2007 год) Вид ВИЭ Вид ресурсов Валовый ресурс, млн т у.т./год Технический ресурс, млн т у.т./год Экономичес­кий ресурс, млн т у.т./год Всего по Российской Федерации **320 В том числе: Малая гидроэнергетика (млрд. кВтч в год) 402 (1 180)126 (372)70 (205) Геотермальная энергия (гидротермальные ресурсы) * *** Энергия биомассы Энергия ветра (млрд. кВтч в год) ( ) (6 517)11 (33) Солнечная энергия Низкопотенциальное тепло *Валовый потенциал гидротермальной энергии составляет 22,9 трлн т у.т. ** Технический потенциал приливной энергии трех приливных элек­тростанций (Мезенской, Пенжинской и Тугурской) составляет 253 млрд. кВт-ч или 83 млн т у.т. с суммарной электрической мощностью 109 ГВт. *** Суммарные запасы высокопотенциального теплоносителя с тем­пературой 100° С и выше, представленные паром и пароводяной смесью, соответствуют электрической мощности ГеоТЭС около 1000 МВт

6 6 Ресурсы (потенциалы) ветровой энергии России. Сводные данные по федеральным округам. (2007 год) Федеральный округ Валовый ресурсТехнический ресурс Экономический ресурс млрд кВт-чмлн т у.т.*млн ту.т.**млрд кВт-чмлн т у.т.*млн т у.т.**млрд кВт-ч млн т у.т.* млн т у.т.** Всего в том числе: ,62215,6800,532,611,08 4,00 Централь­ный ФО ,7924,418,820,360,120,04 Северо-Западный ФО ,58147,0853,142,160,740,27 Южный ФО ,5860,0421,690,880,300,11 При­волжский ФО ,2680,3329,021,180,400,15 Уральский ФО ,0549,78198,638,082,750,99 Сибирский ФО ,0514,41185,857,562,570,93 Дальне­восточный ФО ,4839,60303,3412,354,201,52 *Расчет ресурсов по замещению органического топлива **Расчет ресурсов по соотношению физических величин

7 7 Валовый потенциал (ресурс) это часть среднемноголетней суммарной ветровой энергии,которая доступна для использования на площади региона. Другими словами: энергия ветра приземного слоя, высотой H, воспринимаемая системой «воздушных плотин», отстоящих друг от друга на расстояния 20H. Валовый потенциал ветровой энергии (1) где: Е в удельная энергия ветра, кВт-ч/(м 2 год); ρ - плотность воздуха, кг/м З ; Т= 8760 ч число часов в году; S -площадь территории, м 2 ; i среднемноголетняя скорость ветра в диапазоне i; t i. - вероятность нахождения скорости в диапазоне i. Принято: H =150 м, h = 75 м – средняя высота ветроустановки

8 8 Технический потенциал ветровой энергии Технический потенциал (ресурс) ветровой энергии региона это часть валового потенциала ветровой энергии, которая может быть использована при современном уровне развития технических средств и соблюдении экологических норм. Площадь территории, на которой реализуется технический потенциал: S T = q·S Площадь территории России, где среднегодовая скорость ветра < 5 м/с составляет 20% Принимается допущение, что не более 10% этой территории может быть занято под ветростанции, тогда: q = 0,02

9 9 Технический потенциал ветровой энергии W T = · T · n W T – технический ресурс, кВт ·ч ; n – возможное количество ветроустановок (n = S T /100D 2, при расстоянии между ветроустановками 10D). Выражение для средней мощности ветроэлектрической установки : при η = 0,3; S T = 0,02S; π = 3,14

10 10 Экономический ресурс (потенциал) ветровой энергии Часть технического потенциала, использование которого для производства электрической энергии экономически эффективно при существующем уровне цен на оборудование, производство работ, электроэнергию и топливо. где N i – ед. мощность агрегата, кВт; - к-т использования уст. мощности; T = 8760 ч. – число часов в году; m – количество ветроустановок сроком окупаемости 10 лет. Простой срок окупаемости: где С, руб./кВт или долл./кВт удельная стоимость сооружения ВЭУ; r э – региональный к-т удорожания стоимости сооружения ВЭУ; Ц э - руб.(цент)/кВт-ч тариф на электроэнергию; γ – экспл. Издержки в долях от удельных кап. вложений.

11 11 Срок окупаемости ВЭУ, год. Стоимость электроэнергии, Ц э, долл. /кВт-ч Коэффициент использования установленной мощности К, % ,0126,6 0,027,9813,026,6 0,052,583,755,927,9812,326,6 0,101,211,782,583,334,707,98 r э C = 1000 долл/кВт; γ = 0,05

12 12 W э (0,5 1,0 %) ·W T Кто больше? Что дальше? Расчет W T и W э для регионов: Мурманская обл. Волгоградская обл. Карачаево-Черкесская респ. Определяем отношение W э / W T Идентификация субъектов РФ по условной принадлежности к трем выбранным и определение экономического потенциала по определенным соотношениям. Определение W э России.

13 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! ЗАО «Институт энергетической стратегии», Комитет ВИЭ РосСНИО, секция «Энергетика» РИА