ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Антон Усачев
Директор Ассоциации солнечной энергетики –
Начальник Управления по внешним связям
ООО «Хевел»
О Компании
51%
49%
Профиль деятельности: комплексное развитие в России солнечной
энергетики (от производства фотоэлектрических модулей до
проектирования, интеграции и эксплуатации фотоэлектрических систем)
Миссия: формирование в России новой высокотехнологичной отрасли
экономики – солнечной энергетики и экспорт отечественной продукции на
зарубежные рынки
Отечественное высокотехнологичное производство
Проект строительства завода по производству солнечных модулей на базе
технологии «тонких плёнок» Oerlikon

Объём производства: 130МВт/год
(более 1 000 000 модулей в год)

Местонахождение: г. Новочебоксарск
(Чувашская Республика)

Участники Проекта: ГК «Ренова» ( 51%)
и ГК «Роснано» (49%)
Общий вид производственного комплекса
Первый в России завод по производству фотоэлектрических
модулей на базе самой перспективной технологии «тонких
пленок» открывает перспективы по развитию солнечной
энергетики в России
“The Stone Age did not end for lack of
stone, and the Oil Age will end long
before the world runs out of oil.”
Ahmed Zaki Yamani
a Saudi Arabian Minister of Oil and
Mineral Resources from 1962 until 1986
4
Мировой опыт развития ВИЭ
Цель развития возобновляемой энергетики в мире (программы развития приняты более
чем в 60 странах): создание условий для развития и модернизации отечественной
производственной и научно-технической базы, создание новых рабочих мест,
энергетическая безопасность, диверсификация энергобаланса, сокращение вредных
выбросов в атмосферу
Предпосылки развития



Мировые
экономики
начинают
приспосабливаться к высоким ценам на
энергоносители через снижение энергоемкости
и обращение к использованию ВИЭ;
С 2000г. среднегодовой темп развития отрасли
около
30-100%
в
год,
что
позволило
совершенствовать
технологии
и
снизить
себестоимость в 10 раз (с каждым удвоением
производства себестоимость снижается на
20%);
конкурентоспособность
солнечной
энергетики («сетевой паритет») в отдельных
странах ЕС уже достигнута (себестоимость на
уровне «пиковой» газовой генерации);
Объемы электроэнергии на основе ВИЭ в мире
составляют, по разным прогнозам, до 30% к
2030 году;
Виды господдержки ВИЭ в мире



Льготное
квотирование
сегментов
производства (потребления) электроэнергии
от ВИЭ и штрафные санкции за
невыполнение установленных обязательств;
Компенсация издержек (фиксированный
тариф или надбавка к тарифам на энергию,
получаемую от ВИЭ);
Прочие:
– льготное налогообложение,
– ускоренная
амортизация
оборудования,
– государственные гранты,
– инвестиционный налоговый кредит,
– учет сальдированного потребления
электроэнергии.
Глобальный потенциал для возобновляемой
энергетики
Прогнозы United Nations Environment Program – UNEP:
Инвестиции в возобновляемую энергетику:
2007г. – $148 млрд.,
2008г. - $155 млрд.
Доход от инвестиций в возобновляемую энергетику:
2006г. - $55млрд.,
2016г. - $255млрд.


Поддержка инвестиций в возобновляемую энергетику:
– G-20 - $3 трлн. в виде стимулирующего пакета для глобальной экономики (апрель, Лондон)
– Цель UNEP к 2016г.: Различные экономические стимулы и рыночные механизмы в области
снижения выбросов CO2 (около $200 млрд.)
– Цель UNEP к 2020г.: ежегодные инвестиции в возобновляемую энергетику $500млрд. (равно
инвестициям в нефтедобычу в 2007-2008г.г.)
– Развитие Киотского протокола (действителен до 2012г.): выработка механизма долгосрочной
стабильной торговли квотами CO2 (т.н. Единицы Сокращения Выбросов, ЕСВ) – конференция
ООН в Копенгагене в декабре 2009г.
Различные глобальные инициативы в партнерстве с производителями оборудования и
инжиниринговыми компаниями:
EMPower (12 потенциальных проектов в 10 странах мощностью 20ГВт):
Спонсоры: UNEP, German Ministry for Economic Cooperation and Development
Партнеры: KfW Development Bank, Lahmeyer International GmbH (инжиниринг),
производители оборудования для солнечных электростанций
Цель: расширение глобального рынка, поиск новых возможностей внедрения солнечной
энергетики, поддержка правительств и энергетических компаний
6
Источник: UNEP Global trend on sustainable energy investment 2009
Глобальная поддержка возобновляемой энергетики
Китай/Япония:
Ряд мероприятий господдержки через Tentative Solar
Energy Photo-electricity Construction Application
Finance Subsidy Fund
Государственные субсидии $2,93/Вт для проектов
более 50кВ
Поддержка только для самых прогрессивных
технологий
Пока нет ограничений на объемы субсидирования и
сроки действия программы
Япония приняла план внедрения субсидий для PV
панелей
Европейский Союз (ЕС):
США:
Федеральная поддержка
Инвестиционный налоговый кредит, другие
налоговые кредиты, государственные гарантии
займов, государственные закупки
Ожидается: утверждение федеральных целей
по доле возобновляемых источников, система
торговли квотами CO2
Региональная поддержка
Калифорния: утверждены цели по доле
возобновляемых источников, внедрен feed-intariff (обязательный тариф на покупку энергии
от возобновляемых источников)
Флорида, Техас, Нью-Йорк: меры поддержки
близки к принятию
Feed-in-tariff – основной драйвер роста
Наиболее устойчивая политика в Германии,
постепенное понижение уровня тарифа потребует
уменьшения себестоимости возобновляемой
энергии
Новые страны: Италия, Греция, Франция, Болгария,
Чехия, Словения
Цели ЕС: PV и прочие технологии
EPIA (European Photovoltaic Industry Association): 12%
электроэнергии от PV к 2020г.
Германия: 47% возобновляемой энергии (7% PV) к
2020г.
ЕС: €50 млрд. инвестиций в ближайшие 10 лет (R&D)
Солнечная энергетика: €16 млрд.
Цель к 2020г.: 15% солнечной энергетики к
7
2020
Потенциал для снижения выбросов парниковых газов
EU ETS (Система торговли выбросами Европейского Союза):
2008г.: объем торговли ЕСВ - $120 млрд. (рост 87% по сравнению с 2007г.).
Подобные системы в США, Австралии, Японии начинают свою работу



США:
– Программа American Recovery and Reinvestment Act 2009 содержит мероприятия по
стимулированию увеличения доли возобновляемой энергетики в энергетическом
балансе США
– Поддержка инициативы локальной биржи эмиссионных квот, в т.ч. с
использованием единых механизмов, которые будут выработаны ООН на
конференции в Копенгагене
ЕС: программа сокращения выбросов
– Цель к 2020г.: уровень выбросов 80% от 1990г.
Европа, Китай: в условиях развития стимулирующих механизмов по снижению выбросов,
разрабатываются различные технологии их улавливания и переработки на традиционных
электростанциях
– CCS (Carbon Capture Storage) – подземное хранение CO2; внедрение CCS на угольных
электростанциях следующего поколения в Европе приведет к увеличению
стоимости проектов на $1,3млрд за каждый энергоблок 660МВт (McKinsey).
– CR (Carbon recycling) – переработка CO2 в топливо для вторичного использования.
8
Источник: UNEP Global trend on sustainable energy investment 2009
Предпосылки роста: масштабные проекты

Desertec Industrial Initiative: ABB, Siemens, E.ON, RWE,
Deutsche Bank и Munich Re (и др., 12 компаний):
– крупнейший в истории план по строительству
гелиотермальных электростанций
– Передача электроэнергии по кабельным линиям
постоянного тока по дну Средиземного моря
– Страны-поставщики: Марокко, Тунис, Египет, Ливия,
Саудовская Аравия, Бахрейн, Иран, Иордания,
Палестина, Йемен и др.
– Потребитель: Европейский союз, страны-участники
– 2009г: 2ГВт действующие или строящиеся
электростанции
– 2050г.: 100ГВт, 15% европейского потребления
– Инвестиции: 400 млрд. евро.
Австралия: строительство четырех гелиотермальных электростанций (1ГВт). К 2020г. 20% возобновляемые источники в энергетическом балансе.
Китай:
Проекты солнечных электростанций мощностью 2,3 ГВт для муниципальных и
государственных заказчиков (Suntech – 1,8ГВт, Renesola – 505МВт)
Проект «Golden Sun» – субсидирование строительства «солнечных ферм» (500МВт в
9
течение 2-3 лет)
Ситуация в мире и положение России
• В настоящее время более чем 60 странах мира в
том числе США, Канаде, странах Европейского
союза, Австралии, Японии, Индии, Китае приняты
программы стимулирования развития ВИЭ
• В ЕС предусмотрено увеличить долю ВИЭ в
общем потреблении электроэнергии до 20% к
2020 г. и установлены целевые показатели для
каждой страны, входящей в ЕС
2010
Основные результаты стимулирования ВИЭ:
• Создание новых рабочих мест (в Германии с начала
внедрения программы в 2000 г. было создано 278.000
рабочих мест);
• Создание условий для развития отечественной
производственной и научно-технической базы;
• Привлечение инвестиций в высокотехнологичные
активы;
• Диверсификация энергетического баланса как часть
стратегии энергетической безопасности.
2020
Развитие инновационных технологий в альтернативной энергетике – один из
ключевых факторов лидерства России в мировом рынке ВИЭ
10
Энергия солнца – самый перспективный ВИЭ





Солнечная энергия - основной источник
энергии во второй половине 21-го века
2030г.: 260ГВт солнечных электростанций
(достаточно, чтобы удовлетворить
потребности 14% населения земли) European Photovoltaic Association (EPIA)
Объем солнечной энергии, поступающей
на Землю, превышает энергию всех
мировых запасов нефти, газа, угля и других
энергетических ресурсов, в т.ч.
возобновляемых.
Использование всего лишь 0,0125%
солнечной энергии может обеспечить все
сегодняшние потребности мировой
энергетики, а использование 0,5% полностью покрыть потребности в
будущем.
Солнечной энергии, поступающей на
Землю каждую минуту, достаточно для
удовлетворения глобальных потребностей
человечества в энергии в течение года.
Источник: German Advisory Council on Global change, 2003
Энергия солнца – самый перспективный ВИЭ
Средний годовой прирост установленной
мощности по видам ВИЭ
Динамичная отрасль
 Темпы роста солнечной энергетики – более 100%
в год в течение последних пяти лет
 Рост установленной мощности солнечных
фотоэлектрических установок (СФЭУ) в 2010г.
составил 102% т.е. 15ГВт в 2010г; ожидается
установка 22 ГВт в 2011г.
120%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
102%
27% 32%
44%
41%
12%
4% 4%
Потенциал
 Достижение «сетевого паритета» напрямую
зависит от темпов снижения себестоимости
производства и повышения КПД;
 Закон Мура: с каждым удвоением объема
производства, себестоимость
фотоэлектрических преобразователей, и,
соответственно, солнечной энергии
уменьшается на 20%;
 Тонкопленочная технология – наиболее
перспективная с точки зрения снижения
себестоимости, повышения КПД и расширения
сфер применения
Средний прирост 2004-2009 гг.
Прирост в 2009 г.
World Energy Outlook 2010, IEA
Темпы снижения стоимости модулей
12
Price reduction curve, NREL
Перспективы в России: солнечная энергетика
*Расчет произведен исходя из следующих допущений:
Технические параметры
-СФЭУ на базе тонкопленочных модулей с КПД
10%
-КПД СФЭУ (инверторы):
90%
-Срок службы СФЭУ:
25 лет
Стоимостные параметры
-Стоимость солнечного модуля:
1 € /Вт
-Стоимость солнечной установки:
2 € /Вт
-Обслуживание:
20 € /кВт/год
Республика
Карелия
Финансовые параметры
-Debt/Equity:
50%/50%
Макроэкономические параметры
-Стоимость кредита:
Чукотский
АО
8%
Камчатский
край
Мурманская
область
Калининградская
область
Магаданская
область
Таймырский АО
(Красноярский край)
30
31
Архангельская
область
29
32
23
28
24
25
21 22
18
17
19
5
26
13
4
16
6
14
9
8
3
7
27
2
10 11 15
Республика Саха
(Якутия)
Республика
Коми
Ямало-Ненецкий АО
(Тюменская обл.)
20
12
Краснодарский край
Ростовская область
Воронежская область
Белгородская область
Курская область
Орловская область
Липецкая область
Тамбовская область
Чувашская республика
Республика Мордовия
Пензенская область
СаратовРеспублика ская обл.
Калмыкия
Ставропольский
край
Республика
Дагестан
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Иркутская
область
Курганская
область
Республика
Башкортостан
Оренбургская
область
Ульяновская область
Самарская область
Рязанская область
Республика Марий Эл
Республика Татарстан
Нижегородская область
Владимирская область
Ивановская область
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
Амурская
область
Красноярский
край
Челябинская обл.
Астраханская
область
Республика
Ингушетия Чеченская
республика
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Свердловская обл.
Томская
область
Волгоградская
область
Сахалинская
область
Ханты-Мансийский
АО (Тюменская обл.)
1
Республика Адыгея
Карачаево-Черкесская
Республика
Кабардино-Балкарская
Республика
Республика Северная
Осетия - Алания
Эвенкийский АО
(Красноярский
край)
33
Омская
область
Республика
Бурятия
Забайкальский
край
Алтайский
край
Республика
Тыва
Республика
Алтай
Тульская область
Брянская область
Калужская область
Москва и Московская обл.
Смоленская область
Ярославская область
Костромская область
Кировская область
Уровень инсоляции,
кВтч/м2/день
Республика
Хакасия
Кемеровская
область
27.
28.
29.
30.
Удмуртская республика
Тверская область
Новгородская область
Санкт-Петербург и
Ленинградская область
Еврейская
АО
Приморский
край
Новосибирская
область
Тюменская
область
Хабаровский
край
31. Псковская область
32. Вологодская область
33. Пермский край
ниже 3
3 - 3,5
3,5 - 4
4 - 4,5
4,5 - 5
Себестоимость
э/э от СФЭУ*, €
0,22
0,19
0,16
0,14
0,13
Перспективы в России: выводы
Факторы развития, возможности
Открывающиеся возможности
 установлены целевые показатели доли
ВИЭ в балансе энергопотребления –
2,5% к 2015 г. и 4,5% к 2020 г. –
постановление Правительства РФ
 использование
ДПМ
в
качестве
механизма стимулирования развития
ВИЭ – проекты поправок в НПА
 потенциал солнечной энергии в РФ – 12,5
млн. тонн условного топлива**
 стремление
руководства
страны
развивать
несырьевые
отрасли
экономики. Президент РФ Дмитрий
Медведев:
«У
нас
исчерпаны
возможности
сырьевого
роста»
(Интервью газете «Ведомости», 2011г.)
 мультипликативный
эффект
в
смежных отраслях производства
 трансферт
технологий
возобновляемой энергетики
 объем инвестиций в ВИЭ в мире 250
млрд. евро к 2020 г.
 экономия от замещения «дорогих
станций» генерациями на основе ВИЭ
– 108,88 млрд. руб. к 2020 г.*
 экономия от снижения выбросов CO2 –
33,345 млн. тонн стоимостью 20,67
млрд. руб. к 2020 г.*
*по данным Mercados EMI
** по данным «Росатом»
Тонкопленочные и кристаллические технологии
PV ТЕХНОЛОГИИ
15
Классификация PV технологий
Твердотельные
кремниевые
(wafer silicon, c-Si)
Монокристаллические
Мультикристаллические
CIS-CIGS (CuInGaSe)
PV модули
Тонкопленочные
(Thin-film)
Теллурид кадмия (CdTe)
Аморфный кремний (a-Si)
Микроморфный кремний
(u-Si)
DYSC и органические
Многопереходные с
концентратором
Прочие
Моно
кристаллические
Арсенид галия (GaAs)
С концентратором
Тонкопленочные
поликристаллические с
несколькими
переходами
Тонкопленочные
16
Сравнение различных технологий
Себестоимость
производства
Восприятие света
Развитие технологии
Применимость
Сегмент потребителей
КПД
На основе кристаллического
кремния (c-Si mono, c-Si multi)
Тонкопленочные технологии
(a-Si, μ-Si, CIGS, CdTe)
Себестоимость производства зависит от цен на
сырье - поликремний
При производстве используется в 200 раз меньше
кремния, что обеспечивает значительное снижение
себестоимости производства
Восприятие только прямого света, необходимость
установки дополнительных систем слежения за
солнцем
Лучшее восприятие рассеянного света, меньший
температурный коэффициент (меньшее снижение
эффективности при повышении температуры)
Технология с ограниченным потенциалом
развития
Новая технология с перспективой развития (повышение
КПД, уменьшение себестоимости, применение в
строительстве и архитектуре)
Крышные установки, солнечные парки
(7-8 м2/кВт)
Крышные установки, фасады и остекление, солнечные
парки
(11-15 м2/кВт)
Генерирующие компании, крупные и бытовые
потребители
Генерирующие компании, девелоперы, крупные и
бытовые потребители
Монокристаллические – 16-18%,
поликристаллические – 13-15%
a-Si – 6,7% (макс 13%),
μ-Si (микроморфная) – 9,3% (макс 15,4%),
CIGS – 11,3% (макс 19,5%),
CdTe – 11,1% (макс 16,5%)
17
Источник: Lux Research, Branan
Продукты: типовые решения
Солнечные
парки
Крупные
крышные
установки
Малые
крышные
установки
BIPV
Системы генерации на
открытых площадях
Системы на плоских
крышах нежилых
помещений
Системы на скатных
крышах жилых домов
Интегрированные в
здание системы
10-1000 кВт
<20 кВт
<100 кВт
>1 МВт
Эффект масштаба
Быстрый и легкий монтаж поверх существующей
кровли
Современные
архитектурные
решения
Автономные системы –
Решения, не подключенные к общим сетям
18
Системы генерации на открытых площадях:
«Солнечные парки»
Мощность систем: 1-100 МВт
Необходимая площадь: 2,5 Га/МВт
 Требования к размещению:
- Плоская поверхность, ровный
участок.
- Допускается размещение на
склонах, направленных на Юг.
- Отсутствие на территории
затеняющих объектов.
 Требования к почве:
- Возможна установка на любых
почвах, однако стоимость
опорных конструкций может
варьироваться.
19
Системы на крышах нежилых помещений
Мощность систем: 10-1000 кВт
Необходимая площадь: ~17 м2/кВт
 Требования к размещению:
- Плоская крыша.
- Допускается размещение на
скатах крыш, направленных на
Юг.
- Возможна установка без
нарушения кровельного покрытия
 Требования к кровле:
- Дополнительные весовые
нагрузки на кровлю до 20 кг/м2
20
Системы крепления для плоских крыш




Уникальная система креплений для тонкопленочных модулей
Быстрая установка и разбор при необходимости
Установка поверх существующей кровли – без повреждения
кровельного материала
Стойкость к ветровым нагрузкам и высокая выработка – угол
наклона модуля 10°
21
Системы на крышах жилых
помещений
Мощность систем: 1-20 кВт
Необходимая площадь: ~17 м2/кВт
 Требования к размещению:
- Плоская крыша.
- Допускается размещение на
скатах крыш, направленных на
Юг.
 Требования к кровле:
- Дополнительные весовые
нагрузки на кровлю до 20 кг/м2
 Возможна реализация автономных
систем, удаленных от общих сетей
электроснабжения
22
Интеграция в фасад и крышу (BIPV)
Встроенные в здания модули будут играть важную роль в архитектуре будущего
23
Принципиальная схема
подключения
Тонкопленочные модули
Инверторы и
трансформаторы
Коммутационные
коробки


Сеть
Потребители
электричества
Функциональная схема фотоэлектрической системы построена таким образом, чтобы
получить максимальную экономическую и энерго- эффективность;
Вырабатываемая фотоэлектрическими модулями электроэнергия после преобразования
подается непосредственно во внутреннюю электрическую сеть здания для приоритетного
потребления, за счет чего достигается следующее:
+
+
+
+
Электроэнергия поступает в сеть во время действия дневного (дорогого) тарифа;
Достигаются минимальные потери электроэнергии (не более 7%, против 35-40% при накоплении в
аккумуляторных батареях - АКБ);
Максимальная надежность за счет минимального числа компонентов в составе системы;
Абсолютно вся вырабатываемая электроэнергия потребляется (отсутствие проблемы недостаточной
емкости АКБ в летний период).
24
Реализованные проекты
25
Реализованные проекты
Саарбрюккен,
Германия
2.77МВт
Июнь 2010
26
Реализованные проекты
Цана,
Германия
3.36МВт
Декабрь 2008
27
Реализованные проекты
Кадис,
Испания
6.2МВт
Испания
0.4МВт
28
Реализованные проекты
Кассель, Германия
1.22МВт
Интеграция в фасад и
крышу (BIPV)
29
Реализованные проекты
Апулия, Италия
1МВт
2009
Марчианизе, Италия
0.4МВт
30
Реализованные проекты
Трасса Mugello, трибуны Феррари; 252 кВт, 2011
31
Реализованные проекты
Стадион в г. Росток, Германия; 700 кВт, 2011
32
Реализованные проекты
33
Реализованные проекты
34
Спасибо за внимание!
123022 Москва, Красная
Пресня, 22
Тел.: (495) 662-35-45
Факс: (495) 662-35-38
[email protected]
http://www.hevelsolar.com