Энергетика-21: философия, фиксация, форсайт
реклама
электроэнергетика21: •философия •фиксация •форсайт Институт энергетической стратегии www.energystrategy.ru д.т.н. проф. Бушуев В.В. Ген. директор ИЭС 29.03.2011 г. Москва, 9-я конференция ТРАВЕК Динамика промышленного развития Неоиндустриальное развитие Индустриализация Тренд 1-я Постиндустриальная стадия Нефть Атом ГАЗ+ВИЭ Электроэнергия Уголь 1890 1930 2-я Постиндустриальная стадия 1970 2010 ? 2050 Смена доминирующих источников энергии Нефть: 19301970 Уголь: до 1930 Атом: после 1970 Газ: после 1970 Повышение структурности (снижение энтропии) ВИЭ после 2010 ВИЭ после 2010 Новые источники энергии После 2030 Целостный энерго-эколого-экономический подход Человек Энергетика Экономика Многокритериальный выбор Центральная роль потребителя Экология Введение Ресурсы и конечные виды энергии Силовая энергия Встроеная энергия Умная энергия Трансформация “потенциал (ресурс) результат” П1 = Пр - природно-ресурсный капитал П2 = СПК - социально-производственный капитал П3 = ЧК - человеческий капитал Капитал – стоимостное выражение потенциала (ресурса) Количество • Объем производства (население, ВВП, промышленное производство, энергетическое производство) • Надежность и адаптация Качество • Системная организация Конструктивность Качество и ценность энергии атомный взрыв: лазер: большая мощность (N↑) малая организованность (S↓) малая мощность (N↓) высокая организованность (S↑) Э = N·f(s)·T Ценность = Стоимость Место ЭС-2030 Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации до 2020 года Генеральная схема развития газовой отрасли на период до 2030 года Долгосрочный прогноз развития экономики России на 2009-2030 гг. ЭС-2030 Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 года Генеральная схема развития нефтяной отрасли на период до 2030 года Государственная программа энергосбережения Региональные энергетические программы Инвестиционные программы топливно-энергетических компаний III. ЭС-2030 Стратегические приоритеты ЭС-2030 Энергетическая безопасность Энергетическая эффективность экономики Бюджетная эффективность энергетики Экологическая безопасность энергетики III. ЭС-2030 Ресурсная Достаточность Экономическая Доступность Технологическа я Допустимость III. ЭС-2030 Что такое энергоэффективность? Эф= результат затраты - в общем случае IV. Энергоэффективность Что такое энергоэффективность? Эф= Эф= Капитализация - для компаний ΔТЭР(стоимость) Стоимость продукции - для технологий Затраты Эф= Коэффициент полезного - для установок действия Что такое энергоэффективность? Эф= Эф= Эф= ВВП - для ТЭК ΔТЭРпотр + ТЭРэкспорт ΔНБ(прирост) - экономики ΔНБ (затраты) Δ Качество жизни ΔТЭР - для регионов По энергоэффективности производства национального богатства развитые страны не являются лидерами Алжир, Италия, Эквадор, Сингапур, Нидерланды, Великобритания, Мексика, Индонезия… Украина, ЮАР, Канада, Болгария, Китай, Казахстан, Россия, Швеция, Новая Зеландия… Электроэффективность производства ВВП долл./кВт час Важная причина различий в энергоэффективности – разная структура потребления энергии Структура потребления электроэнергии в мире на 2008 г., % Динамика мировой энергоэффективности, тыс.дол. ВВП /т н. э. Составляющие энергоэффективности Показатели Д ТЭР Пр Эл П ТЭР ЭЛ ЭН ВВП Эл ВВП ТЭР ВВП П ( Д П ЭЛ ) Страны Россия ОПЕК ЕС США Мир 0,3 0,2 0,7 0,6 0,4 0,4 0,1 1,1 0,9 0,63 3,2 2,4 4,9 4,11 3,4 1,3 0,25 5,4 3,7 2,15 0,4 0,05 3,8 2,2 0,86 Сдвиг энергетики в развивающиеся страны Ключевые тренды в нефтяной отрасли Потребление нефти, млн т 6000 Возможны революционные изменения автопарка 5000 4000 Конец нефтяной эпохи и нефтяного бизнеса в инновационном сценарии 3000 2000 1000 0 2010 2050, инерционный сценарий Автомобильный транспорт Котельно-печное топливо Прочие сектора 2050, 2050, стагнационный инновационный сценарий сценарий Вызов для России: спад экспорта нефти в физическом и особенно денежном выражении Другие виды транспорта Нефтехимия V. Мировая энергетика 2050 Ключевые тренды в газовой отрасли Потребление природного газа, млрд куб. м Сдвиг потребления в развивающиеся страны Безальтернативный тренд - рост с 10% до 15-18% доли нетрадиционного газа Безальтернативный тренд - рост доли СПГ в поставках Вызов для России: ужесточение конкуренции в Европе и в Азии V. Мировая энергетика 2050 Региональные тренды в электроэнергетике 60 50 Потребление электроэнергии, трлн кВт-ч Опережающий рост Сдвиг в развивающиеся страны 40 Крупный потенциальный рынок – электромобили 30 20 Инновационный сценарий – «электрический мир» 10 0 2010 ЕС 2050, 2050, 2050, инерционный стагнационный инновационный сценарий сценарий сценарий США ОЭСР-другие Россия Китай Индия Вызов для России: развитие «умных сетей» и создание ЕЭС нового поколения Другие РС V. Мировая энергетика 2050 Структурные тренды в электроэнергетике 60 Потребление электроэнергии, трлн кВт-ч Опережающий рост ВИЭ 50 Высокая неопределенность в атомной энергетике 40 30 Значительный потенциал роста газовой электроэнергетики 20 10 0 2010 2050, 2050, 2050, инерционный стагнационный инновационный сценарий сценарий сценарий Нефть Газ Уголь Атом Большие гидро Новые ВИЭ Возможность сворачивания угольной электроэнергетики V. Мировая энергетика 2050 Ключевые тренды в возобновляемой Вызов для России: крайняя слабость позиций и конкуренция с энергетике углеводородами 30 трлн кВт-ч % 60 Производство электроэнергии ВИЭ 25 50 1000 Прирост мощностей ВИЭ в 2000-2050 гг., ГВт 900 800 20 40 700 600 15 30 10 20 500 400 300 5 10 200 100 0 0 2010 ЕС Россия Другие РС 2050, инерционный сценарий 2050, стагнационный сценарий США Китай Доля ВИЭ, % 2050, инновационный сценарий ОЭСР-другие Индия 0 2005 2010 2015 2020 2025 Факт Инерционный сценарий Стагнационный сценарий Инновационный сценарий 2030 Мировая электроэнергетика: технологические тренды в генерации электроэнергии Зрелые технологии Инерционное развитие Формирующиеся технологии Внедрение новых решений Газовая топливная генерация Прямое получение эл.энергии из окружающей среды Ветровая электроэнергетика Солнечная фотовольтаика Большая гидроэнергетика Биоэнергетика Реакторы на тепловых нейтронах Реакторы на быстрых нейтронах Технологические тренды развития электроэнергетических систем Переход к энергетическим системам нового поколения по четырем направлениям: 1. Создание систем управления энергосистемой («умная энергосистема») 3. Развитие технологий накопления электроэнергии в энергосистеме 2. Развитие технологий дальнего транспорта электроэнергии 4. Преобразователи частоты ЕЭС 1.0 К Единой энергосистеме нового поколения (ЕЭС 2.0) ЕЭС 2.0 Развитие умной энергетики Тренд . Умная энергосистема – обобщение технологий «умных сетей» 1. Управление спросом в 2. Адаптивные системы режиме реального времени 3. Повышение живучести энергосистемы ПАУ 4. Управление структурой От силовой энергетики к умной Силовая энергетика Умная энергетика Тренды развития транспорта электроэнергии 1. Гибкие системы передачи на переменном токе (FACTS) 3. ЛЭП постоянного тока (HVDC), сверхпроводящие материалы 2. Унифицированная система управления энергопотоками (UPFC) 4. Снижение потерь и рост эффективной дальности передачи электроэнергии От региональных энергетических систем систем к континентальным Региональные ОЭС ЕЭС Евразии? Тренд 3. Развитие технологий накопления электроэнергии в энергосистеме 1.Создание резервов мощности у потребителя 2. Накопители для 3. На уровне выравнивания графика энергосистемы - ГАЭС, АЭС маховые накопители, химические технологии 4. Проблема в 5. Не валовое накопление аккумуляторах большой энергии, а стабилизация мощности режима Балансирование нагрузки Резерв мощности Тренды развития распределенной генерации 1. Интеграция электроэнергетики в техносферу 3. Развитие ВИЭ в рамках технологий «активного здания» 2. Производство энергии потребителями 4. Формирование «Виртуальных электростанций» Централизованная генерация Виртуальные электростанции Мировая электроэнергетика: технологические тренды в потреблении электроэнергии Зрелые технологии Формирующиеся технологии Инерционное развитие, Быстрый прогресс улучшение экономических технико-экономических показателей показателей, внедрение новых решений Электрификация железных Электромобили дорог Обработка металлов Импульсная обработка резанием Лазерные технологии Электробытовые приборы Миниаккумуляторы Сценарии спроса на электроэнергию России 3000 2400 1800 Электроемкость ВВП, 2010 г. = 100% 100 80 Спрос на электроэнергию, млрд кВт-ч 60 1200 40 600 20 0 2010 0 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Максимальные темпы спроса в инновационном сценарии, несмотря на рост энергоэффективности, Инновационный сценарий: рост доли электроэнергии в конечном потреблении энергии Неоиндустриализация России как предпосылка роста спроса Спрос на электроэнергию, инновационный сценарий Спрос на электроэнергию, инерционный сценарий Спрос на электроэнергию, стагнационный сценарий Электроемкость ВВП, инновационный сценарий Электроемкость ВВП, инерционный сценарий Электроемкость ВВП, стагнационный сценарий V. Мировая энергетика 2050 Электроэнергетика России в инновационном сценарии Производство электроэнергии, млрд кВт-ч 600 3000 Спрос на электроэнергию, ИЭ млрдВкВт-ч ГЭ С 2500 АЭ С ТЭС 500 Мощность электростанций, ГВт В ИЭ ГЭ С АЭ С ТЭС 400 2000 Рост в 2,5 раза к 2050 г. и в 1,7 раза к 2030 г. Опережающий рост мощностей ВИЭ и АЭС, замедленный рост мощностей ТЭС, стабильный рост мощностей ГЭС 300 1500 Доля ВИЭ в мощности выше, чем в генерации, из-за низкого КИУМ 200 1000 500 100 0 0 2010 2020 2030 2040 2050 2010 2020 2030 2040 2050 Электроэнергетика России в инновационном Мощность сценарии Опережающий рост потребления и мощностей на электростанций, ГВт Дальнем Востоке и в Сибири 600 500 Замедленный рост на Урале и в Европейской России Дал ь ний В ос ток С ибирь Существенные различия в структуре генерации Балансирующие межсистемные связи Урал 400 Е в ропейс кая ч ас ть Р ос с ии 300 200 Европейская Россия 100 Сибирь Урал Дальний Восток 0 2010 2020 2030 2040 2050 2010 2050 150 Электроэнергетика России в инновационном Ввод мощности, ГВт сценарии Ввод мощностей необходимо довести в 2011-2020 гг. до 7 ГВт в год, в 2021-2030 – до 14 ГВт в год 120 90 В 1992-2010 гг. ввод - менее 2 ГВт (2010 г. – 2,8 ГВт) 60 Размеры необходимых вводов мощностей для надежного энергоснабжения страны очень велики Важную роль играет массированное выбытие изношенных мощностей в 2021-2030 гг. 30 0 2010-2020 2020-2030 2030-2040 2040-2050 -30 Необходима государственная программа развития генерирующих мощностей -60 АЭ С - в ы в од АЭ С - в в од Г Э С - в ы в од Г Э С - в в од В ИЭ - в в од Т Э С - в ы в од Т Э С - в в од V. Мировая энергетика 2050 Ключевые тренды и требования к России Тренд Риск Замедление спроса на Замедление российские экономического энергоресурсы роста Требования к России Модернизация экономики Сдвиг спроса на углеводороды в Азию Сильная конкуренция Диверсификация на европейском направлений экспорта рынке Окончание нефтяной эпохи Бюджетный, финансовый и экономический кризис Снижение зависимости от экспорта нефти Усиление климатической политики, рынков СО2 Отставание России, проблемы при экспорте Модель работы России на новых рынках Опережающий рост ВИЭ Отставание России, неэффективность Ускоренное развитие ВИЭ в России Регионализация мировой энергетики Невостребованность экспорта и инвестиций Оптимизация трубопроводных проектов Спасибо за внимание Институт энергетической стратегии www.energystrategy.ru Москва д.т.н. проф. Бушуев В.В. Ген. директор ИЭС 29.03.2011 г.
