Ветро – Дизельные энергокомплексы производства MAN Diesel & Turbo [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 2009/04/01 <1> Содержание Политика в области защиты окружающей среды Нерешенные проблемы в актуальной энергетической политике Решения на основе двигателей и сетевой сервис Затраты на строительство Ветро-Дизельного комплекса Анализ ситуации и модели рынка Рефреренс –лист проектов строительства Ветро - Дизельных электростанций силами компании MAN Diesel & Turbo [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 <2> Политика в области защиты окружающей среды Основная цель - уменьшение степени глобального антропогенного потепления Наша цель – снижение содержания вредных веществ в выбросах … Диоксида углерода, метана, оксидов азота и фторсодержащих газов, таких как фтористая сера и др. Это основные парниковые газы и их содержание регулируется Киотским Протоколом от 1992 г. В области электрогенерации мы можем напрямую воздействовать на уровень оксидов азота с СО2 путем применения самых современных технологий. [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 <3> Политика в области защиты окружающей среды Основным источником парниковых газов при антропогенной деятельности является энергетика (сжигание минерального топлива в электростанциях ), транспорт и вырубка лесов 7 источников CO2 при сжигании минерального топлива Твердые сорта топлива (например уголь): 35% Жидкие виды топлива (например бензин): 36% Газовые топлива (например природный газ): 20% Попутные промышленные и нефтяные газы: <1% Производство цемента: 3% Нетопливные углеводороды: <1% Воздушный и водных транспорт не включенный в государственный реестр: 4% Raupach, M.R. et al. (2007) "Global and regional drivers of accelerating CO2 emissions." Proc. Nat. Acad. Sci. 104(24): 10288–10293. [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 <4> Политика в области защиты окружающей среды Стратегия снижения воздействия антропогенной среды на глобальное потепление как результат генерации электроэнергии – это поддержка внедрения возобновляемых источников энергии , например как ветро- дизельных комплексов •Рост производства электроэнергии ветряными комплексами растет на 20-30% . Общая установленная мощность ветряных электростанций в 2007 году превысила 90 ГВт, что больше в 50 раз по сравнению с 1990. С конца 80-х стоимость ветряных турбин уменьшилась в 4 раза. В 2007 стоимость ветряных турбин устанавливаемых на суше варьируется от 1.2 – 1.8 млн. дол. США за 1 МВт установленной мощности. Стоимость производимой ветряными электростанциями , устанавливаемыми на суше электроэнергии составляет от 75 дол. США /МВтч до 97 дол. США /МВТч при высоком и среднем качестве ветрового потока. Установка ветряной электростанции на суше конкурентоспособна при условии высокого качества ветра и доступа в сеть. Барьеры на пути внедрения ветряных комплексов: высокие капитальные затраты, неопределенность в государственной дотационной политике, сложность подключения к сетям, большие занимаемые площади и др. http://www.iea.org/Textbase/Papers/2008/Wind_Brochure.pdf [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 <5> Нерешенные проблемы … [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 <6> География проектов строительства ветро- дизельных комплексов Евросоюз 27 шт 56,535 МВт Германия 22,096 МВт Компания E.ON 8,687 МВт D 40 % 17 % Источник: EWEA, ISET [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 7 Ветряные электростанции установленные в Германии и других станах Европы установленная мощность в МВт… 180,000 70,000 На море Источники: dena, EWEA На суше 75,000 10,000 57,000 48,000 30,000 22,096 2007 2010 Германия [Wind Diesel Hybrid] 2020 2006 2010 2020 Страны Евросоюза © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 8 Нерешенные проблемы… Доля электроэнергии вырабатываемой ветряными электростанциями при покрытии пиковых нагрузок сети в % 2006 35.0 От максимума 32% до 0 ... 30.0 Ветряная электростанция мощностью 9000 МВт компании E.ON grid Ветер дует когда вздумается 25.0 20.0 15.0 10.0 Необходимы резервные мощности 5.0 0.0 Source: E.ON Netz GmbH Янв Фев Март Апрель Май Июнь Июль Авг [Wind Diesel Hybrid] Сен Oкт Нояб Дек © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 9 2 Проблема: Сложности с прогнозированием … 2nd Challenge: Limited Predictability… Сложно сказать когда подует ветер 3500 3000 прогноз Выработка электроэнегии [МВт] 2500 + 2130 МВт 2000 Инструменты для прогнозирования 1500 1000 Выработка электроэнегии из ветра 500 0 00:00 ч 03:00 ч 06:00 ч 09:00 ч 12:00 ч 15:00 ч 18:00 ч 21:00 ч 00:00 ч + Балансирующая мощность Example E.ON control area [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 10 Соответствовать графику продолжительной нагрузки Задача состоит в том, чтобы сформировать кривую нагрузки так, чтобы наивысшие переменные затраты были при пиковой и неполной нагрузке, а наименьшие при базовой нагрузке. Ветряной энергокомплекс [Wind Diesel Hybrid] Ветер дует когда захочется При пропадании энергии из за изменения погоды следует использовать ДГУ для замещения источника генерации © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 11 Соответствовать графику продолжительной нагрузки… Как выглядит кривая, если доступны все возможные на сегодняшний день технологии генерации. … Ветер дует тогда, когда захочет Пиковая нагрузка Средняя нагрузка Базовая нагрузка Ветряной энергокомплекс [Wind Diesel Hybrid] При пропадании ветра энергия должна генерироваться от ДЭС © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 12 График нагрузки ветро- дизельного комплекса Ветер дует тогда, когда захочет Хранение? Двигатель 3 Двигатель 2 Ветро-энергетический комплекс [Wind Diesel Hybrid] Двигатель 1 При пропадании ветра энергия должна генерироваться от ДЭС © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 13 Трудности и решения • Подключение к сети Управление силой тока и частотой Генерировать столько энергии, сколько требуется Лучшее экономическое решение • Капитальные затраты Снизить затраты Гибрид ные решени я Экологически чистое решение • Резервирование на случай пропадания электричества • Выхлопные газы • Снизить удельные показатели выхлопа на производство кВтч • Операционные расходы • Сократить затраты на топливо • Дополнитель ный доход • Продажа углеводород ных квот [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 14 Решения на базе поршневых двигателей [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 15 > Решения на базе поршневых двигателей Почему следует использовать дизельные двигатели для создания ветрового гибридного комплекса? Самый высокий КПД при работе на частичных нагрузках в сравнении с газовыми турбинами и другими технологиями привода генератора. Меньшее влияние температуры окружающей среды и высоты над уровнем моря на снижение мощности. Самые лучшие возможности работы в параллель с сетью. Малое время запуска. Хорошие способности при работе с сетью в области сглаживания флуктуаций частоты и напряжения Важные эксплуатационные параметры электростанции при выдаче энергии в сеть: Быстрый запуск, Максимальный сброс/наброс нагрузки, Быстрое восстановление после приложения нагрузки [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 16 > Наивысший КПД Газовая турбина в открытом цикле в сравнении Поршневым двигателем внутреннего сгорания Преимущества поршневого двигателя внутреннего сгорания Незначительное снижение мощности по сравнению с газовыми турбинами при температурах более 15 С Поршневые двигатели генерируют электроэнергию постоянной мощности при температурах от -30°C to + 40°C. Wind farm [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 17 Наивысший КПД Газовая турбина в открытом цикле в сравнении Поршневым двигателем внутреннего сгорания Преимущества поршневого двигателя внутреннего сгорания Серьезное снижение КПД и как результат повышенный расход топлива при частичных нагрузках газовой турбины в открытом цикле Wind farm [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 18 Сетевое подключение Важные эксплуатационные параметры работы электростанции для выдачи электроэнергии в сеть Старт ДГУ в течение минуты Максимальная ступенчатая нагрузка Малое время восстановления после приложения нагрузки [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Сетевое подключение Сетевые сервисы: 60% активная регулирующая способность HFO 380cSt Coal USC 20% активная регулирующая способность 20% активная регулирующая способность Coal SC 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Регулируемые сетевые сервисы: Мощность станции может изменяться от среднего значения на Х процентов как в сторону увеличения, так и в сторону снижения в течение 5 мин. Решения на поршневых двигателях лучше для регулирования сетевых колебаний [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 20 > Сетевое подключение КПД при минимальной регулируемой мощности HFO 380cSt -4% -10% Coal USC -10% Coal SC 0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0% 35.0% 40.0% 45.0% 50.0% Решения на базе поршневых двигателей лучше для регулирования колебаний сети и следования нагрузочной кривой [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Сетевое подключение – первичный контроль Работа с сетью: Время старта 0-100% Дизельные двигатели 1 - 5 мин Газопоршневые двигатели 5 - 10 мин Авиац. газовые турбины 5 - 10 мин Пром. газовые турбины 10 - 20 мин ПГУ 30 – 60 мин Паровые турбины 600-720 мин Максимальная ступенчатая нагрузка в течение 5 сек. Дизельные двигатели 10 – 30 % Газопоршневые двигатели 10 – 20 % Пром. Газовые турбины 5 - 10 % ПГУ 10 - 20 % Паровые турбины 2-3% Атомные электростанции 0% [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 22 Сетевое подключение – вторичный контроль Максимальная ступенчатая приложенная нагрузка в %/мин. Ступенчатая приложенная нагрузка – это изменения в выходных характеристиках в течение минуты при работе электростанции параллельно с сетью Дизельные двигатели 6 %/мин Газопоршневые двигатели 6 %/мин Авиа газовые турбины 6 %/мин Пром. Газовые турбины 8 %/мин ПГУ 5 -10 %/мин Паровые турбины 2- 3 %/мин Атомные электростанции 1- 3 %/мин Лучшее решение Гидроэлектростанция [Wind Diesel Hybrid] 40%/мин © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 23 Сетевое подключение синхронизация Выход на номинальные обороты Время синхронизации Дизельные двигатели 20-30 с 5-10 с Авиа газовые турбины 200-300 с 5-10 с Промышленные газовые турбины 300-500 с 5-10 с [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 24 Генераторные установки MAN работающие в резерве Пример : Рынок США Резервирование энергомощностей , сглаживание пиков Двухтопливные агрегаты MAN экономически эффективны и экологически чисты для применения в качестве резерва ветряных электростанций Прием нагрузки двухтопливной установки MAN в горячем резерве составляет примерно 34 кВт/с*…хорошая характеристика для сглаживания колебаний мощности ветряной турбины (…2 МВт в минуту) Проект резервирования электростанции мощностью 100 МВт Двигатели MAN способны принять нагрузку от 0…100% в горячем резерве в течение менее 5 мин, о обычном режиме менее 10 мин. *18V51/60 DF with 17 MWel ->2%/second approx. 34 kW [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Seite 25 MAN Diesel & Turbo Выполненные проекты строительства ветро- дизельных комплексов [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 26 > Референции ветро- дизельных комплексов MAN Diesel & Turbo Бонэр Нидерландские Антильские острова Самый большой в мире ветро - дизельный комплекс Площадь 288 км².Население примерно. 14.000 человек, Потребляемое электричество 75.000 МВтч/год Пиковая нагрузка: 11 МВт….5,3 МВтч [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 27 > Референции ветро- дизельных комплексов MAN Diesel & Turbo Бонэр Нидерландские Антильские острова Самый большой ветро- дизельный комплекс в мире Цель создания ветряного энергокомплекса – энергоснабжение рекреационной зоны без загрязнения выбросами CO2. Ветро- дизельный комплекс снабжает энергией весь остров Бонэр. 12 Ветряных турбин единичной мощностью 900 кВт. 5 ДГУ единичной мощностью 2.5 МВт планирующие к использованию биотопливо (сначала импортное растительное масло, затем масло из водорослей собственного производства). Проблемы традиционный ДЭС на острове • Наличие маленьких и изолированные электросетей Большая часть электроэнергии производится на ДЭС С увеличение цен на диз. топливо увеличиваются цены за электроэнергию Высокая зависимость от поставок топлива с материка [Wind Diesel Hybrid] Ветряной энергокомплекс 10 МВт ДЭС 13,5 МВт Hato © MAN Diesel 2009/07/14 < 28 > Референции ветро- дизельных комплексов MAN Diesel & Turbo Расположение и состав ветро-дизельного энергокомплекса [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 29 > Референции ветро- дизельных комплексов MAN Diesel & Turbo 4-х тактный двигатель MAN Diesel & Turbo модели 8L27/38 Дизель- генераторные установки 5 x 8L27/38 с возможностью использования органического биотоплива Выходная мощность ДГУ : 2,5 МВт Частота вращения коленчатого вала: 750 об/мин (50 Гц) [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 30 > Референции ветро- дизельных комплексов MAN Diesel & Turbo Компоновка ветро-дизельного комплекса (дизельная часть) [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 31 > Референции ветро- дизельных комплексов MAN Diesel & Turbo Ветер на площадке эксплуатации Первая ветровая турбина Enercon была запущена в эксплуатацию в Июле 2007: 4600 FLH, надежность 99%… [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 32 > Референции ветро- дизельных комплексов MAN Diesel & Turbo Ветер на площадке эксплуатации Первая ветровая турбина Enercon была запущена в эксплуатацию в Июле 2007: 4600 FLH, надежность 99%… Единичная мощность 900 кВт Высота до ступицы: 55 м Диаметр ротора: 44 м Класс ветра (IEC): IEC/NVN I A Концепция турбины: Безредукторная, с изменяемой скоростью вращения Площадь покрываемая ротором: 1,521 м2 Конструкция турбины разработана для применения в условиях сильного ветра для международного рынка, Выходная мощность 900 кВт в условиях сильного ветра [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 33 > Референции ветро- дизельных комплексов MAN Diesel & Turbo Финальная стадия строительства ветряного энергокомплекса в г. Моторин, Бонэр (Сентябрь 2009) [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 34 > Референции ветро- дизельных комплексов MAN Diesel & Turbo Финальная стадия строительства ветряного энергокомплекса в г. Моторин, Бонэр (Сентябрь 2009) [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 35 > Референции ветро- дизельных комплексов MAN Diesel & Turbo Система дистанционного мониторинга ветро-дизельного комплекса [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 36 > Ветро - Дизельный комплекс Проектные и Инвестиционные расходы [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 37 > Основные мотивы для принятия инвестиционных решений Понимание структуры затрат на строительство новой электростанции Затраты на строительство новых генерирующих мощностей состоят из 3 элементов: - Капитальные затраты/ стоимость строительства «под ключ» (стоимость оборудования, материалов и трудовых ресурсов необходимых для строительства электростанции) -Стоимость финансирования является частью затрат на строительство . Важный фактор финансовой модели – отношение собственных и заемных средств. - Годовые эксплуатационные затраты. [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Основные мотивы для принятия инвестиционных решений Ранжирование инвестиционных приоритетов для независимых производителей энергии (IPP) 1. Расход топлива. 2. Высокие цены на электроэнергию. 3. Высокая рентабельность. 4. Высокая внутренняя норма доходности на инвестированный капитал. (IRR) 5. Время выполнения проекта 6. % выплачиваемый по кредиту, условия кредита. 7. Гибкая эксплуатация , быстрый старт агрегатов и простая процедура останова. 8. Сравнительно небольшие затраты на обслуживание [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 Проектное финансирование Основные движущие силы проектного финансирования (Капитальные затраты) 1. Первоначальные инвестиции 2. % выплачиваемый по кредиту во время строительства Конфигурация электростанции Ветряной комплекс 150 МВт Биотопливо 180 МВт Мазут 189 МВт Дизель 180 МВт Время строительства в годах 2 1 1 1 1 Первоначальные инвестиционные затраты €/кВт 1400 800 840 648 780 Общие инвестиции млн. € 150 144 158 116 136 [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel Газ 175 МВт 2009/07/14 < 40 > Проектное финансирование Основные движущие силы для проектного финансирования (Эксплуатационные затраты) Полные затраты в течение жизненного цикла (TLCC) Конфигурации электростанции Ветро – дизельный комплекс 150 МВт ТЭС на биотопливе180 МВт ТЭС на мазуте 189 МВт Дизель 180 МВт Газ 175 МВт Период строительства в годах 2 1 1 1 1 Стоимость топлива* млн. €/год - 127 96 140 117 Тех. обслуживание млн. €/год 2,2 7,3 7,6 5,9 5,76 * Работа ДЭС 7500 часов в год, ветряного комплекса 1500 часов в год [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 41 > Проектное финансирование Стратегии 1. Субсидии из фондов агентств по развитию, проценты по кредиту 1,5-2%, льготный период и срок кредита 30 лет. (Например Всемирный Банк , Международная Финансовая Корпорация ) 2. Государственные специальные тарифы и система поддержки энергопроизводителей на возобновляемый источниках энергии 3. Структурное финансирование через поддержку независимых производителей энергии (IPP) 15-20% Фонды агентств по развитию IPP Гос. системы поддержки «зеленой» энергии [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 42 > Проектное финансирование Главный вопрос: Сколько денег в год необходимо затратить на строительство ветро- дизельного комплекса - и какую сумму денег мы можем получить от программы поддержки энергопроизводителей на альтернативных и возобновляемых источниках . Финансовые расчеты сделаны исходя из следующих условий: Финансирование проекта через фонды агентств по развитию 1,5-2%, льготный период и срок кредита 30 лет . [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 43 > Проектное финансирование Результаты расчета затрат на жизненный цикл в % Операционные расходы генерации на биотопливе fuel maintenance Wind power generation maintenance lub 7% 8% 100% 85% Высокое влияние оказывает стоимость топлива в ДЭС-….. Ветряной комплекс подразумевает только расходы на обслуживание [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 44 > Модели рынка [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 45 > Модели рынка Инструменты для поддержки инвестора Долгосрочный договор на покупку энергии (PPA) Фиксированная составляющая в тарифах Платежи за генерацию на возобновляемых источниках Системы поощрения за выработку резервной энергии Сертификаты «зеленой энергии» Субсидии инвесторам (налоговые льготы) Модели владения • BOT Построй – Владей – Передай (BO. BOOT) Независимый производитель энергии (IPP) Частная или государственная собственность [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 46 > Модели рынка Предварительная оценка модели рынка. Комбинирование ДЭС и ветряного комплекса имеет смысл Поддерживающие инструменты и технологии Ветряной комплекс ДЭС на биотопливе Ветро – дизельный комплекс Долгосрочный договор на покупку энергии … необходима полная годовая загрузка оборудования 3 1 1+ Постоянная составляющая в тарифах 1 1 1 Платежи за использование возобновляемых источников 1 1 1 Система бонусов за предоставление резерва 5 1 1+ Сертификаты «зеленой энергии» 3 1 1+ [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 47 > Стоимость генерации [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 48 > Стоимость генерации электричества технические аспекты… Сравнение поршневых ТЭС и ветряных энергокомплексов Технологии генерирующего оборудования Нормированная стоимость топлива €/МВтЧ Постоянные годовые издержки на эксплуатацию и сервис (€/кВт) Переменные издержки €/МВтЧ Постоянные издержки €/МВтЧ Ветряной комплекс 160 МВт 64 x 2,5 Мвт - 16 12 150 44 12 114 107 32 18 103 114 44 8 140 82 32 13 88 130 Биотопливо 164 МВт 16 x 20V32/40 (На расовом масле) Мазут 174 МВт (10 x 18V48/60) Дизель 164 МВт (16 x 32/40CR) Двухтопливный 161 МВт (10 x 51/60DF) * Нормированная стоимость расчитываласть исходя из 20 лет эксплуатации и следующего роста цен на топливо :12% на биотопливо, 29% на диз. топливо и 30% на мазут [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 49 > Стоимость генерации электричества – финансовые аспекты … Сравнение поршневых ТЭС и ветряных энергокомплексов Технологии генерирующего оборудования Время строительства в годах % выплачиваемые в период строительства млн..€ Срок службы в годах Стоимость строительства «под ключ» Ветряной комплекс 160 МВт 2 19 25 1400 1 4,1 25 840 1 5,4 25 840 1 4 25 650 1 5,1 25 800 64 x 2,5 МВт Биотопливо 164 МВт 16 x 20V32/40 (На расовом масле) Мазут 174 МВт (10 x 18V48/60) Дизель 164 МВт (16 x 32/40CR) Двухтопливный 161 МВт (10x 51/60DF) * Соотношение собственных и заемных средств, 40% собственные средства и 60% заемный капитал [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 50 > Затраты связанные с производством электроэнергии Сравнение поршневых и ветряных энергокомплексов Стоимость производства электроэнергии €/МВтЧ 400.0 350.0 €/МВтЧ 300.0 250.0 Локации с сильный ветряным потоком 200.0 150.0 Сильные позиции поршневых двигателей 100.0 50.0 0.0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Часы 160 MW Wind Power 162 MW Dual Fuel Engine 51/60, Gas 174 MW Diesel Engine 18V48/60, HFO 165 MW Diesel Engine Common Rail, LFO 180 MW Gas Turbine, LFO 120 MW Industrial Gas Turbine, LFO [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 51 > Спасибо за внимание MAN Diesel……Moving Toward a Sustainable Future [Wind Diesel Hybrid] © MAN Diesel 2009/07/14 < 52 >