Интеграция возобновляемых источников энергии в систему

Транспортная сеть будущего Интеграция возобновляемых
источников энергии в
систему энергоснабжения
Геральд Кэндлер
Gerald.Kaendler@amprion.net
Содержание
1. Изменение задач транспортной сети
2. Энергетическая концепция Федерального Правительства и ее последствия
3. Почему наступает дефицит в сетях передачи?
4. Координированное планирование сетей в Европе
5. Расширение сетей, производимое Amprion GmbH
6. Дезертек
7. Выводы
2
Транспортная сеть будущего
1
Изменение задач
транспортной сети
3
Транспортная сеть будущего
Участие обычных электростанций ведет
к полному экономическому снабжению
■ Электростанции, работающие
Пиковая
нагрузка
на жидком топливе
■ Газовые электростанции
■ ГАЭС
Средняя нагрузка ■ Газовые и пароэлектростанции.
■ Электростанции, работающие
на каменном угле
■ Электростанции, работающие
на буром угле
Базовая нагрузка
■ Атомные электростанции
■ Гидроэлектростанции
4
Транспортная сеть будущего
Себестоимость,
регулируе
мость
Переменчивая (подверженная колебаниям) энергия
возобновляемых источников требует дополнительного
регулируемого парка электростанций и должна
транспортироваться в населенные пункты
Фактический итог (космическое излучение =КИ)
Подача фотоэлектричества, июнь 2007г.
■ Фотоэлектричество
300
МВт
250
Подверженное
колебаниям
200
150
производство из
100
возобновляемых
источников
энергии
5
Транспортная сеть будущего
50
■ Ветряная энергия на
установках морского
базирования
■ Ветряная энергия на
береговых установках
0
Каждая четверть часа в июне
Фронт-офис - прогноз (450 МВт питания)
Прогноз общей солнечной энергии
в соответствии с КИ
2
Энергетическая концепция
Федерального Правительства
и ее последствия
6
Транспортная сеть будущего
Германия 2020 – 2030 – 2050гг.
Энергетическая концепция, цели 2020/2030гг.
до 2020г.: 35%; до 2030г.: 50% возобновляемых источников энергии
до 2050г.: на 80% сокращение выбросов CO2
Морские ветровые электростанции до
2030г.: 25 ГВт
Долгосрочно: строительство сетей покрытия
в Германии
– более высокие прибыли
экспериментальных линий
7
Транспортная сеть будущего
Сценарии покрывают широкий спектр
вариаций
Максимальная надежность
снабжения электроэнергией
УУУ-Сценарий-улавливание и удержание СО2
Сценарий 2
долговременное хранение
(к 2025 году)
Национальный уровень
надежности поставок
Умеренное
Максимальное
сокращение
выбросов CO2
Сценарий 1
Базовый
сокращение
выбросов CO2
Минимальное
строительство
возобновляемых
энергоустановок
(реалистично?)
Сценарий 3
Возобновляемые источники
энергии
Пониженная надежность
снабжения электроэнергией
8
Транспортная сеть будущего
Сценарии фиксируют растущее использование установок
возобновляемой энергии – с высокой потребностью в
использовании электросетей
9
Транспортная сеть будущего
Все сценарии показывают растущее в дальнейшем
использование энергоустановок возобновляемой энергии
10
Транспортная сеть будущего
Уже в 2009г. наметился серьезный энергопоток
в направлении с севера на юг
транспортная
потребность
около 8.500МВт
11
Транспортная сеть будущего
Сценарий возобновляемых источников энергии
ведет к дополнительной высокой транспортной
потребности из северной Германии в 2020 году
Транспортная
потребность:
около 20.000 МВт
12
Транспортная сеть будущего
3
Почему наступает дефицит в
сетях передачи?
13
Транспортная сеть будущего
Сегодня в Германии имеет место равномерное
распределение баланса производства и потребления
электроэнергии
Ситуация
2010 г.
Мощность [МВт]
14
Транспортная сеть будущего
В будущем большая часть производства удалена от
потребителя
Парк ветров,
++
дующих с берега
?
Ситуация
2020 г.
Ситуация
2010 г.
Мощность [МВт]
15
Транспортная сеть будущего
Мощность [МВт]
Цели энергетической политики могут быть достигнуты только с
помощью расширения транспортной сети
Изменение
структуры
производства
?
Ситуация
2010 г.
Ситуация
2020 г.
Мощность [МВт]
Мощность [МВт]
Расширение сети неизбежно – при высокой производительности и при оптимизации
возникающей сети.
Соединение новых эффективных электростанций и развития рынка электроэнергии
Поддержание надежности энергоснабжения в Германии
Интеграция возобновляемых источников электроэнергии
16
Транспортная сеть будущего
4
Координированное планирование сетей
17
Транспортная сеть будущего
Операторы передающих сетей в Европе также
достаточно тесно сотрудничают
Новая структура объединения была введена ENTSO-E (Европейской
сетью системных операторов передачи электроэнергии)
– восприятие новых задач соответственно новым директивам ЕС
ENTSO-E публикует информацию, релевантную для рынка
– Пример: „Десятилетний план развития сети“
ENTSO-E разрабатывает общий Сетевой Кодекс
Сотрудничество в исследованиях, а также в научно-исследовательских и
опытно-конструкторских проектах
Интернет: http://www.entsoe.eu/
18
Транспортная сеть будущего
5
Расширение сетей, производимое
компанией Amprion GmbH
19
Транспортная сеть будущего
Amprion по мере необходимости расширяет сеть
национальных и интернациональных энергетических
потоков
\NO
Что планирует Amprion?
Конкретно запланированное расширение
сети: 800 км линий, 25 установок
Meppen
PL
Osnabrück
Порядка 3 млрд. € инвестиций
за 10 лет
NL
Gütersloh
Wesel
Dortmund
Риски при реализации
Köln
Публично-правовые разрешения для
проведения воздушной электропроводки
BE
Koblenz
Frankfurt
LU
CZ
Рамочные условия инвестиций
Расширение сети в соответствии с
Исследованием Сети 1
FR
CH
20
Транспортная сеть будущего
AT
Строительство новых линий Amprion
В настоящее время исследуется или
находится в стадии реализации
Исследования в настоящее время или в
Фазе
реализации
Приведено
дополнительно в
приложении к EnLAG (Закон о расширении
электросетей)
6 Дезертек
"Дезертек" является самым амбициозным в мире инфраструктурным
проектом. Он предполагает поставку электроэнергии из пустыни. К 2050 году
за счет этого должно покрываться около 15 % потребляемого в Европе
электричества.
В будущем планируется создание крупных гелиопарков в северной Африке и
на Ближнем Востоке. Ведь в этих регионах один ресурс имеется в избытке –
СОЛНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
По сети специальных высоковольтных линий экологическая энергия должна
транспортироваться в Европу. Стоимость этого грандиозного проекта
оценивается примерно в 400 млрд. евро. Чтобы общими усилиями
реализовать намеченный план, около 20 предприятий, преимущественно из
Германии, объединились в консорциум. Несмотря на высокие начальные
издержки, участие в проекте сулит выгоду всем партнерам.
21
Транспортная сеть будущего
Почему так привлекательна инициатива Дезертек?
Объединение в сеть возобновляемых источников энергии в Европе, Средней Азии и
Северной Африке
Планируемая производительная мощность в 2020 – 2050 гг.: 10 – 100 ГВт
Покрытие 15% европейского потребления электричества к 2050 г.
Размер инвестиций около 400 млрд. €, в т.ч. перенос - 50 млрд. €
22
Транспортная сеть будущего
Вид сети Дезертек
(3 * 5.000 МВт, 105 TВт/час.)
23
Транспортная сеть будущего
Вызовы перевозки на дальние расстояния
электроэнергии
Перенос на большие расстояния электроэнергии требует резервной концепции на случай
оперативных краткосрочных и более долгосрочных помех (форс-мажор, например, непогода)
принимая во внимание:
емкость линий - пропускную мощность
генерируемую мощность в регионе
Очень высокие мощности могут быть транспортированы только с помощью воздушных
линий электропроводки
-> Разрешение на строительство проводки длиной 3000 км??
Только высоковольтные линии постоянного тока подходят для транспортировки на дальние
расстояния
Воздушные высоковольтные линии постоянного тока могут сегодня переносить до
5.000 МВт на систему
Кабельные высоковольтные линии постоянного тока могут сегодня переносить
700 МВт, авизированы 1.000 МВт
24
Транспортная сеть будущего
Развитие концепции Дезертек
Техническая концепция не полностью объяснена
Системная совместимость сегодня не имеет место
Открытые вопросы:
– Модель оплаты/финансирования
– Разрешение, регулирование
Идея концепции
– Объединение регионально доступных возобновляемых
источников энергии с дополнительным региональным парком
электростанций
– Связь регионов и энергетического обмена между ними,
масштабируемое построение
Регионы получают пользу от надежного и
сбалансированного энергоснабжения
CSP-Концентрированная солнечная энергия
(сокр. от concentrated solar power)
25
Транспортная сеть будущего
7
Выводы
26
Транспортная сеть будущего
Высокопроизводительная и высоконадежная
транспортная сеть является необходимым условием
для «зеленой революции»
Чтобы сократить выбросы CO2, электрификация будет дополнительно осуществлена
в других отраслях (электронная мобильность,..)
Будущее производство будет в значительной мере базироваться на электроцентралях
большой протяженности, от удаленных источников (ветер, солнце и вода)
В политической дискуссии должны звучать призывы к одобрению перспективы
расширения сети и транпортировки электричества на большие расстояния
Должна быть обеспечена системная интеграция возобновляемых источников
энергии
Чтобы достичь политические цели, должны существовать стимулы для
– инвестиций (расширение сетей)
– исследований и инноваций (технологический прорыв)
27
Транспортная сеть будущего
Тезисы
В энергетической политике доминирует политика в области климата, при этом
энергетическая безопасность и эффективность не уравновешены
Чтобы сократить выбросы CO2, электрификация будет дополнительно осуществлена
в других отраслях (электронная мобильность,..)
Будущее производство будет в значительной мере базироваться на электроцентралях
большой протяженности, от удаленных источников (ветер, солнце и вода)
Чтобы встроить в систему возобновляемые источники энергии, частные и
промышленные потребители должны будут в будущем гибко
приспосабливаться (без потери комфорта!) к непостоянному производству
Целостная система должна быть спроектирована с учетом флуктуаций электропитания –
все электростанции должны будут вносить свой вклад
28
Транспортная сеть будущего
Надежная энергетическая сеть | www.amprion.net