Малая солнечная энергетика — факторы роста

Глобальном внедрению возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в немалой степени способствует развитие PV-генерации всех уровней мощности. Однако эксперты отмечают, что процесс изменения энергетической модели из углеводородного на возобновляемую был бы замедленный, если бы к нему массово не присоединились частные домохозяйства и предприятия коммунального сектора, составляющих основу так называемой малой солнечной энергетики. Куда и как будет развиваться этот сектор?

Фото: Частные здания с PV-панелями в сообществе Mueller, Остин, Техас, США, соединенные с накопителями электричества и доеднани коммунальной распределенной энергетической сети по федеральной программе SHINES - «Sustainable and Holistic Integration of Energy Storage and Solar PV» ( «Стала и всеобъемлющая интеграция хранилищ энергии и солнечной PV-генерации »). Начало программы - 2016, тестовый запуск - 2018, полный запуск в эксплуатацию - апрель 2019
Фото: Частные здания с PV-панелями в сообществе Mueller, Остин, Техас, США, соединенные с накопителями электричества и доеднани коммунальной распределенной энергетической сети по федеральной программе SHINES - «Sustainable and Holistic Integration of Energy Storage and Solar PV» ( «Стала и всеобъемлющая интеграция хранилищ энергии и солнечной PV-генерации »). Начало программы - 2016, тестовый запуск - 2018, полный запуск в эксплуатацию - апрель 2019

Уменьшение себестоимости солнечной энергии

Во всем мире PV-энергетика пока ускоренно развивается и имеет лучшие показатели уменьшения себестоимости по сравнению с другими способами генерации из ВИЭ и достигла показателей, сопоставимых со стоимостью генерации из традиционных углеводородных источников.

Рис 1. Мировая стоимость электроэнергии из ВИЭ - ценовой диапазон и средневзвешенная стоимость. Источник: IRENA - Boosting solar PV markets: The role of quality infrastructure, 2017.
Рис 1. Мировая стоимость электроэнергии из ВИЭ - ценовой диапазон и средневзвешенная стоимость. Источник: IRENA - Boosting solar PV markets: The role of quality infrastructure, 2017.

Развитие солнечной энергетики происходит во всех секторах — от сверхмощных солнечных электростанций (СЭС) национального и регионального масштаба в малых систем в местном коммунальном секторе и индивидуальных крышных установок в частных домохозяйствах. И если мощные станции находятся в сфере интересов крупного бизнеса, имеющего доступ к механизмам привлечения инвестиционных средств, сейчас также ускоренно развивается имела и индивидуальная PV-энергетика, главным образом опирается на индивидуальные частные вложения и средства местных общин. По 2000 — 2016 гг. Среднегодовой добыча энергии на малых СЭС увеличился в целом на 44%, с 0,8 ГВт до 291 ГВт, цены на PV-модули в 2009-2016 гг. Уменьшились на 80-85%. Скорость развертывания малой PV-энергетики пока оценивается показателями от 18% до 22% в год.

Рис 2. Стоимость в 2010 г.. И на середину 2016 домашних PV-систем ($ / Вт)) в зависимости от мощности в Калифорнии (США) и в Германии. Источник: IRENA - Cost and competitiveness indicators: Rooftop solar PV.
Рис 2. Стоимость в 2010 г.. И на середину 2016 домашних PV-систем ($ / Вт)) в зависимости от мощности в Калифорнии (США) и в Германии. Источник: IRENA - Cost and competitiveness indicators: Rooftop solar PV.

Статистика и расчеты показателей стоимости оборудования и средневзвешенной цены электроэнергии, полученной от PV-установок, которые были проведены Международным агентством возобновляемой энергетики (IRENA), показывают, что имела генерация с PV-станций увеличивает свою конкурентную способность среди других секторов энергетики и имеет большой потенциал дальнейшего ускоренного развития.

Себестоимость построения солнечных PV-установок и средневзвешенная цена энергии (LCOE) для коммунального сектора и для частных домохозяйств уменьшилась за последние пять лет в среднем на 65% и 67% соответственно, а иногда — еще больше. На рис. 2 показаны сравнения динамики расходов средств на домашние PV-системы малой мощности (до 5 кВт и 5-10 кВт) в Калифорнии (США) и в Германии.

Снижение себестоимости PV-систем коммунального назначения проиллюстрировано на рис. 3 в разрезе уровней мощности для малых СЭС. Отрасль в целом стала более эффективной — светло-синяя зона охватывает 90% расходов на строительство систем и устойчивое снижение стоимости установленной мощности различного уровня за последние годы. По прогнозам IRENA, расходы в отрасли и в дальнейшем уменьшаться, и средняя мировая совокупная стоимость построения PV-систем может снизиться с показателя ~ 1,8 $ / Вт в 2015 до 0,8 $ / Вт в 2025, сократившись в среднем на 57% за 10 лет (то есть, с учетом факторов неопределенности, стоимость проектов составит от 43% до 65% от уровня 2015).

Рис 3. Диапазон стоимости установленной мощности и средневзвешенные затраты на коммунальные PV-системы, 2010-2015 $ / кВт. Источник: IRENA - Boosting solar PV markets: The role of quality infrastructure, 2017.
Рис 3. Диапазон стоимости установленной мощности и средневзвешенные затраты на коммунальные PV-системы, 2010-2015 $ / кВт. Источник: IRENA - Boosting solar PV markets: The role of quality infrastructure, 2017.

Ожидается, что наибольшее снижение расходов (~ 70%) произойдет за счет уменьшения расходов на BoS (PV-система, за исключением собственно солнечной батареи). На протяжении всей своей истории снижение затрат на PV-установки более всего было обусловлено снижением стоимости самих PV-модулей см. рис. 4, но в дальнейшем этот фактор потеряет свой удельный вес.

Рис 4. Тенденции изменения цен на PV-модули по типам и происхождению. Источник: IRENA - Cost and competitiveness indicators: Rooftop solar PV, 2018.
Рис 4. Тенденции изменения цен на PV-модули по типам и происхождению. Источник: IRENA - Cost and competitiveness indicators: Rooftop solar PV, 2018.

Учитывая, что мировая цена PV-панелей сейчас составляет от 0,5 $ / Вт до 0,7 $ / Вт, даже в условиях очень быстрого роста масштабов использования PV-энергии, вклад от снижения цены на панели в общую стоимость системы будет в дальнейшем незначительным.

Возможности дальнейшего снижения мировой цены PV-систем в следующем десятилетии связываются с постепенным сокращением расходов на BoS на фоне уменьшения

стоимости цене фотопреобразователей, но главным фактором влияния на стоимость в следующем может стать средневзвешенная стоимость капитала и другие финансовые факторы, например, страхование, поскольку финансирование есть и будет важным элементом в реализации PV-проектов.

По прогнозам IRENA средневзвешенное значение LCOE для PV-отрасли может снизиться с 0,13 $ / кВт · ч в 2015 г.. До 0,055 $ / кВт · ч в 2025 (на 59%), см. рис. 5. В 2025 диапазоны расходов LCOE для индивидуальных проектов солнечных домашних и коммунальных PV-установок могут упасть в соответствии с уровнем между 0,12 — 0,03 $ / кВт · ч, что на 68% и 60% соответственно ниже, чем в 2015 Улучшение качества всех составляющих PV-установок и внедрение стандартов остаются актуальными. Например, сейчас нет стандартного метода расчета LCOE для малых СЭС.

Рис 5. Падение мировой средневзвешенной стоимости PV-системы для коммунального сектора. Источник: IRENA - Boosting solar PV markets: The role of quality infrastructure, 2017.
Рис 5. Падение мировой средневзвешенной стоимости PV-системы для коммунального сектора. Источник: IRENA - Boosting solar PV markets: The role of quality infrastructure, 2017.

Риски реализации проектов малых СЭС

Вопросы управления качеством влияет на технические риски и на устойчивость добычи PV-энергии. Несмотря на значительный прогресс, глобальный рынок солнечных PV-проектов все еще сдерживается неопределенностью показателей жизненного цикла PV-технологии см. рис. 6. На этапах планирования и разработки проекта качество всех составляющих, например, точные данные о солнечной инсоляции в данной местности, имеет значительное влияние на устанавливаемую мощность, ожидаемый финансовый результат, выбор компонентов системы (скажем — применение трекеров) и др. На ранних стадиях реализации проекта риски отказа обычно ложатся на подрядчика (EPC) за счет предоставленных им гарантий, то есть он настроен на краткосрочную качество компонентов системы. В дальнейшем риски отказа от некачественной работы системы ложатся на собственника (сообщество). В конце жизненного цикла гарантии поддержания системы в работоспособном состоянии требуют дополнительных затрат и выплат, в том числе страховых, что отражается на окончательных финансовых показателях. Итак, вопрос качества всех составляющих PV-проекта, включая качеством примененных компонентов и оптимизированной локализации для уменьшения рисков для малых кровельных и коммунальных станций имеет большое значение и требует пристального внимания, так как эти проекте основном реализуются на условиях коммерческого кредитования или за собственные средства.

Рис 6. Кривая отказов для PV-установки. Источник: IRENA - Boosting solar PV markets: The role of quality infrastructure, 2017
Рис 6. Кривая отказов для PV-установки. Источник: IRENA - Boosting solar PV markets: The role of quality infrastructure, 2017

Рост инвестиций

По данным исследования UNEP-BNEF по глобальных инвестиций в возобновляемую энергетику «Global trends in renewable energy investment, 2018» в 2017 сумма вложений в малые солнечные проекты мощностью до 1 МВт увеличилась на $ 6300000000, то есть на 15% по сравнению с годом ранее. За $ 49400000000. Было построено 28 ГВт мощностей именно малых СЭС — домашнего и коммунального назначения.

Однако всякое сравнение должно учитывать, что каждый год уменьшается фактическая сумма затрат по отношению к получаемой мощности. Например, в 2010 г.. Средняя стоимость 1 Вт домашней PV-установки в Германии составляла $ 3,9, а к началу 2018 она снизилась до $ 1,68, то есть на 57%. В Австралии такое падение еще более показательно — стоимость PV-системы на 4 кВт в 2010 г.. Там составляла ~ 6,40 $ / Вт, а к началу 2018 — упала на 78% к показателю 1,40 $ / Вт.

В 2018 ожидается также очередное снижение мировой стоимости самих PV-модулей минимум на 15% в связи с запуском новых производственных мощностей.

Дополнительные преимущества

Однако, ценовые характеристики — это не единственное, что способствует развитию малой солнечной генерации. Небольшие установки, размещаемые на крышах зданий, позволяют получить доступ к преимуществам потребления электроэнергии там, где они не были доступны ранее, и позволяет не зависеть от ограничений по подключению к существующим электросетям. Эти возможности также способствуют развитию в данной местности малых предприятий. Кстати, в Украине пока также готовятся законодательные инициативы, снимут некоторые ограничения и побуждать к большему использованию кровельных PV-установок для использования в промышленности и коммунальном секторе.

«Зеленый тариф», действующей в Украине, также способствует проявлению частной инициативы. По данным Госэнергоэффективности с момента введения в 2015 «зеленого тарифа» для объектов с мощностью <30 кВт было установлено PV-панели общей мощностью 121 МВт в 6 тыс. Частных домохозяйств, что составляет около 10% от всей установленной мощности солнечных станций страны, для чего были привлечены € 120 млн. в основном индивидуальных средств. И хотя абсолютные цифры пока не впечатляют, динамика частных инвестиций имеет четкое экспоненциальный рост, см. рис. 7. По 2017 были построены 1901 кровельных PV-установки, а только за 9 месяцев этого года уже более 3000 семей уложились в малую солнечную генерацию (это в 2,5 раза больше, чем за весь прошлый год). За I-й квартал 2017 солнечную энергию начали использовать 200 домохозяйств, а за последние 1,5 года каждый квартал к употреблению «зеленой энергии» приобщались уже по меньшей мере 400 украинских семей.

Рис 7. Динамика увеличения количества солнечных электроустановок частных домохозяйств в Украине. Источник: Госэнергоэффективности Украины, 2018.
Рис 7. Динамика увеличения количества солнечных электроустановок частных домохозяйств в Украине. Источник: Госэнергоэффективности Украины, 2018.

Автономные и сетевые решения

Согласно данным IEA, сегмент автономных PV-решений коммунального сектора пока занимает примерно 1% от общей мощности малых СЭС и крышных установок (см. Рис. 8). Однако тенденция к автономности впоследствии станет мощной учитывая, что потребности в энергии для частных домов и в коммунальном секторе растут быстрее, чем расширяется и модернизируется централизованная электросеть и возможности подключения к ней. Ведь сообщения PV-установок с системами накопления электроэнергии позволяет иногда достичь конкурентного цены со стоимостью электричества от электросети. Например, ожидаемая LCOE течение всего жизненного цикла коммунальной распределенной энергосистемы, внедрена в Остине, Техас, США, которая выйдет на режим полноценной эксплуатации в апреле 2019 см. фото, оценивается в $ 0,14 за кВт · ч. В то же время, средняя стоимость киловатта электричества для коммунальных и индивидуальных потребителей составляет в США в среднем $ 0,13, колеблясь от показателей $ 0,09 до $ 0,30 за кВт · ч.

Рис 8. Установленные PV-установки по типам и их судьба в мире. Источник: IRENA - Boosting solar PV markets: The role of quality infrastructure, 2017.
Рис 8. Установленные PV-установки по типам и их судьба в мире. Источник: IRENA - Boosting solar PV markets: The role of quality infrastructure, 2017.

Устойчивость развития малых СЭС для домашнего и коммунального применения независимо, они автономны, или сетевые, в дальнейшем неразрывно связывается с внедрением систем накопления и хранения электроэнергии (ESS) и его использованием аккумуляторов электромобилей (V2G) и «умным» управлением перераспределением энергии.

Солнечные электростанции — это одна из ключевых и многократно подтвержденных на практике компетенций для компаний, входящих в группу Авенстон. Мы оказываем все необходимые услуги для проектов солнечной энергетики, начиная от сопровождения девелопмента или предпроектных изысканий и заканчивая сервисным обслуживанием уже построенных фотоэлектрических станций или систем. Все этапы реализации подобных проекты выполняются нами самостоятельно или с привлечением тщательно отобранных партнеров. В последнем случае, все ключевые процессы управляются контролируются штатными менеджерами проектов Авенстон. В перечне наших солнечных проектов большое количество спроектированных и построенных промышленных солнечных электростанций, коммерческих солнечных электростанций и домашних солнечных электростанций. Если у вас есть планы по строительству собственной солнечной электростанции любого типа и размера, пожалуйста, обращайтесь в компанию Авенстон. Мы с большим удовольствием поможем вам реализовать ваш проект самым оптимальным образом.

 

Ключевые направления деятельности Авенстон

Промышленные солнечные электростанции

Строим сетевые промышленные солнечные электростанции для работы по "зеленому" тарифу или продажи электроэнергии через систему аукционов. Наземные солнечные электростанции "под ключ" - проект, генподряд, подключение к сетям.
Узнать больше

Коммерческие солнечные электростанции

С 2010 года выполняем полный комплекс работ по разработке проектов, строительству и сервисному обслуживанию солнечных фотоэлектрических электростанций всех типов. Огромный практический опыт строительства солнечных электростанций для бизнеса. 
Узнать больше

Плавучие солнечные электростанции

Мы предлагаем все необходимые услуги и инновационные решения по внедрению плавучих солнечных электростанций (FPV) в Европе и на Ближнем Востоке. Технические консультации, проектирование и услуги EPC под ключ.
Узнать больше

Системы накопления электроэнергии

Полный спектр услуг по внедрению технологий хранения энергии (BESS) для солнечных электростанций и других объектов ВИЭ, промышленности и коммерческого сектора. Девелопмент, проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию.
Узнать больше