Дипломная работа: Влияние декарбонизации на потребление природного газа в европейской электроэнергетикеv-evropeyskoy-elektroenergetike_101945

Источник: расчеты автора

Срок службы станций и заводов примем для рассматриваемых трех видов ресурсов в 40 лет. Следовательно, на один год приходится 97,5% новой генерации, так как если 1 год поделить на срок службы, то получается, что на амортизацию приходится 2,5% (табл. 8). Для газовых электростанций амортизацию будем учитывать сразу начиная с 2018 года, а для генерации с ветра (2026 г.) и солнца (2031г.) немного позже, с учетом только ввода мощностей.

Таблица 8. Амортизация

Источник: расчеты автора

Далее вычисляем долю в новой генерации исходя из приоритетов (табл. 9) и их максимальных долей. Доли определяем в соответствии с рангами, полученными при LCOE.

Таблица 9. Доли с учетом приоритетов

Источник: расчеты автора

Если бы газ сильно выигрывал по LCOE, то мы могли бы всю мощность (максимальную долю) распределить на него. Но если будет выгоднее другой ресурс, то все 100% мы не можем уже передать на генерацию из газа, соответственно его доля снизится. Однако для ветра мы определяем максимальную допустимую долю в 70%, а для солнца 60%.

Таким образом получаем сразу доли в новой генерации (табл. 10), а потом вычисляем их в абсолютных величинах (табл 11).

Таблица 10. Доля в новой генерации

Таблица 11. Новая генерация

Источник: расчеты автора

Последним этапом является распределение запроса генерации и получение искомых данных.

Таблица 12. Газовая, ветряная и солнечная генерация в период с 2017 по 2050 годы, ТВт.ч.

Источник: расчеты автора

Более наглядно можно проследить ежегодные тенденции по данным трем видам энергоресурсам на рисунке 17.

Рисунок 17. Газовая, ветряная и солнечная генерация в период с 2017 по 2050 годы, ТВт.ч.

Источник: расчеты автора

В соответствии с произведенными расчетами и приведенными результатами на рисунке 18 и в таблице 13, можно выделить такие тенденции: сокращение угольной генерации к 2050 году на 87% и атомной на 86%, стабильный рост происходит в био- и гидроэнергии и составляет с разницу между годами соответственно в 49% и 72%.

Доля нефти, морской энергии и концентрированной солнечной энергии остается в меньшинстве в абсолютных выражениях, однако важным является отметить колоссальный рост в 650% в морской энергии.

Исходя из расчетов, тенденции по газовой генерации следует разделить на два этапа: с 2018 до 2026 год происходит стремительный рост и достигается максимальный показатель в 1254 ТВт.ч., рост составил 59%; после чего происходит постепенное уменьшение абсолютных значений, спад составил 24%.

Очень большими темпами увеличивается доля ветра и солнца, рост составил по ВЭС характеризуется в 213%, а выработка из СЭС увеличится в 426%.

Рисунок 18. Общая генерация электроэнергии в странах ЕС-28, ТВт.ч.

Источник: МЭА, расчеты автора

Сравнивая абсолютные величины, то большую часть в энергобалансе будет составлять ветер с 27,6%, с небольшим отставанием на втором месте сразу же будет газ с 24,6% и завершает тройку лидеров солнце с 17%.

Исходя из полученных результатов модели, можно сделать вывод, что сформированная гипотеза о том, что при выводе мощностей угольной и атомной генерации и в то же время стремительным ростом ВИЭ, генерация из газа к 2026 году будет увеличиваться достигая своего максимального значения, после чего пойдет на спад.

Таким образом гипотеза подтверждается, потому что и в абсолютном выражении произошло увеличение на 372 ТВт.ч, и в доле общей генерации произошло изменение с 15,1% доля составила 24,6% в 2050году.

Табл.13 Общая генерация электроэнергии в странах ЕС-28, ТВт.ч.

Источник: МЭА, расчеты автора

Сравним результаты наших расчетов и представленного сценария NPS от МЭА до 2040 года на рисунках 18-20.

Рисунок 18. Генерация электроэнергии по видам ресурсов в странах ЕС-28, %

Источник: Источник: МЭА

Проводя анализ по трем выбранным наиболее перспективным ресурсам, следует главным образом отметить разные доли генерации по газу в 10%, по ветру в 7% и солнцу в 8%. То есть по сравнению с 2016 базисным годом, доля газа в нашей модели заметно увеличилась.

Рисунок 19. Генерация электроэнергии по видам ресурсов в странах ЕС-28, %

Источник: Источник: МЭА, расчеты автора

Рисунок 20. Генерация электроэнергии из газа, ветра и солнца в странах ЕС-28, ТВт.ч.

Источник: МЭА, расчеты автора

Также тенденции периодов роста и спада соблюдаются, однако абсолютные выражения имеют различия.

Рисунок 21. Потребление газа в электроэнергетике

Источник: МЭА, расчеты автора

В дополнение к модели расчетов доклада «100% Clean and Renewable Wind, Water, and Sunlight All-Sector Energy Roadmaps for 139 Countries of the World» был построен сценарий потребления газа в электроэнергетике через значения КПД.

3.3 Анализ чувствительности

Дополнительно к расчетам модели был произведен анализ чувствительности к входящим параметрам модели - генерации и LCOE ветра, солнца и соответственно газа. В первом варианте предположим снижение нормированной стоимости ветра и солнца на 10% и получим данные, представленные ниже в таблице 14.

Таблица 14. Снижение LCОE ветра и солнца на 10%

Источник: расчеты автора

На рисунке 22 можно увидеть изменение в генерации по данным позициям.

Следует отметить, что значение по ветряной и солнечной генерации увеличилось и это оказало существенное изменение в количестве вырабатываемой энергии из газа.

Рисунок 22. Сравнение результатов модели и новой генерацией, при условии снижение LCОE ветра и солнца на 10%

Источник: расчеты автора

Во втором случае предположим снижение нормированной стоимости теперь уже газа на 10%. Полученные данные представлены в таблице 15.

Таблица 15. Снижение LCОE газа на 10%

Источник: расчеты автора

Изменения показали обратный результат: распределение по газу заметно выросло и стало первым по объему в общей генерации, следовательно доля солнца и ветра сократились, однако разница между ними стала существенно ниже.

Рисунок 23. Сравнение результатов модели и новой генерацией, при условии снижение LCОE ветра и солнца на 10%

Источник: расчеты автора

Выводы по 3 главе

Были проанализированы несколько подходов к прогнозированию доли газа в общей структуре генерации электроэнергетики.

В основу построения модели было выбрано исследование учёных Стэнфордского университета «100% Clean and Renewable Wind, Water, and Sunlight All-Sector Energy Roadmaps for 139 Countries of the World». Из данного анализа взята была методология распределения долей в генерации по ресурсам, с помощью которых вырабатывается электроэнергия.

Основываясь на нормированной стоимости электроэнергии, которая также рассчитывалась самостоятельно, строится ранжирование приоритеты распределения долей между интересующимися ресурсами. Для этого обозначались максимальные доли, то есть сколько процентов из новой генерации допустимо распределить на интересующийся ресурс.

Данная методология прогнозирования нами была дополнена по ряду показателей. В анализ был включен и природный газ, так как в исследовании ученые учитывали только ВИЭ. Были введены показатели амортизации и в результате мы получили искомую генерацию, добавлены собственные расчеты потребление газа в электроэнергетике через значения КПД.

Поэтапные шаги расчёта модели были описаны в работе. Следует отметить, что гипотеза подтверждается, потому что и в абсолютном выражении произошло увеличение на 372 ТВт.ч, и в доле общей генерации произошло изменение с 15,1% доля составила 24,6% в 2050году.