Энергия от американской солнечной электростанции в 3 раза дешевле, чем от российской АЭС

[skysheep.livejournal.com]

Недавно город Лос Анджелес подписал договор о строительстве крупной солнечной электростанции недалеко от города. Это будет одна из крупнейших станций в мире (но далеко не самая крупная). Проект примечателен тем что заказчиком является муниципальное правительство, и они обязаны раскрывать все свои контракты и документы, поэтому нам известны все технические и экономические подробности проекта. И эти подробности очень интересны.



1. Итак, проект состоит из двух этапов, Eland 1 и Eland 2. Каждый будет иметь мощность по 200 МВт (ac). 375 МВт принадлежат городу Лос Анджелес, и 25 другому городу. Eland 1 и Eland 2 каждый будет иметь систему хранения (батарею) с мощностью 100 МВт и емкостью 400 МВтч, с опционом увеличить батарею до 150 МВт/600 МВтч. Батереи в системах хранения измеряются двумя цифрами - максимальная мощность и запас энергии. Так, например, батарея 150МВт/600МВтч может отдавать 150МВт в течении примерно 4 часов, или 50МВт примерно 12 часов. Итого они строят станцию с мощностью 400 МВт солнечных панелей, и мощностью 200 МВт батарей с емкостью 800 МВтч.




2. Цена энергии от этой солнечной станции будет $32.97 за МВтч на протяжении 25 лет. Цена фиксированная и не индексируется. И сегодня $32.97, и через 20 лет будет $32.97. Эта цена разбита на $19.97 за солнечную станцию, и $13 за батарею. Средняя ожидаемая энергия от Eland 1 (тех 175МВт которые принадлежат Лос Анджелесу) будет 637,800 МВтч в год, и стоимость будет $21.1 миллионов в год в течении 25 лет (526 миллионов). Eland 2 (200МВт) будет давать 729,995 МВтч в год, будет стоить $24.1 миллиона в год в течении 25 лет (601.7 миллионов). Эта цена включает в себя 30% субсидию, и без субсидии было бы дороже на 30%.

3. Если они воспользуются опционом и увеличат батарею на 100МВт/400МВтч, то это увеличит стоимость энергии на $6.65. При этом, за счет батареи, поставляемая энергия увеличится с 1,368,000 до 1,505,000 МВтч в год, и стоимость вырастет с 1.128 миллиардов до 1.4907 миллиардов. Тут можно оценить что строительство и эксплуатацию 100МВт/400МВтч батареи в течении 25 лет они оценивают в $360 миллионов (+30% субсидии, -% по кредитам в течении 25 лет).




4. Контракт подписан в 2019 году, и станция должна полностью работать к концу 2023 года.  В итоге, у них будет станция которая способна гарантированно выдавать 300 МВт мощности в любое время суток.

5. Площадь СЭСбудет около 10 км2.  КИУМ (коэффициент использования установленной мощности) у этой стации будет около 60%.

6. Солнечные панели и батареи деградируют со временем. Деградация поставляемой энергии за 25 лет ожидается в районе 12%.



A что у нас там со строительством российских АЭС?

Росатом подписал контракт на строительство АЭС в Турции в 2010 году, инженерные и подготовительные работы началась в 2011 году, несколько раз останавливались, и вроде строительные работы начались в 2018 году.  Первый блок ожидается в 2023 году (хотя задержки очень вероятны).  Согласно договору, 70% электричества от первых двух энергоблоков будет продаваться по $123.50 за МВтч (контракт на 15 лет).  $123.50  это в 3 раза дороже чем $39.62. Остальные 30% (и после 15 лет все 100%) будут продаваться на рынке по рыночной цене (средняя оптовая цена в 2018 была около 45 за МВтч).  Отсюдя мы видим что если взять КИУМ 90%, то первый энергоблок будет производить 8,700,000 МВтч в год и будет стоить как минимум $17 миллиарда за 25 лет, и это если цены на электричество не вырастут через 15 лет.  То есть этот энергоблок в течении 25 лет будет стоить как минимум в 16 раз дороже чем солнечная станция, и выдает лишь в 6 раз больше энергии.


При таких экономических показателях, стоит ли удивлятся что в США планируют  постепенно заменять АЭС и угольные станции на СЭС/Ветер/Газ?

Comments

[chaynick2008.livejournal.com]

Ой как неожиданно. И бонусом для понимания - на 100% генерации солнечными панелями вы столкнетесь с веерными отключениями без вариантов - не будет возможности быстро отбалансировать разбросы по генерации (тучка пришла - спад, вышла - снова генерация, и так по циклу) с постоянным потреблением.

[andry-cosmos.livejournal.com]

Про батареи Вы забыли?
Не просто же так они составляют значительную часть стоимости СЭС

[chaynick2008.livejournal.com]

Я ничего не забываю, батареи там по проекту отдают четверть/треть от мощности СЭС. С остатками генерации будет половина. Суть в том что эти 400 МВт по сути бумажные, живущие в идеальных условиях, что сильно отличает ветро- и солнечную генерацию от других источников. Калифорния конечно солнечная но энергетика которая работает по принципу "в среднем мы работаем" обречена на веерные отключения.

[sceptikk.livejournal.com]

реальная мощность там 140 МВт исходя из их же собственных цифр генерации

[andry-cosmos.livejournal.com]

Если стоимость электроэнергии, выработанной тем или иным альтернативным способом станет существенно ниже, чем традиционными, то все описанные Вами проблемы найдут свое решение.
То же самое касается и средств накопления электроэнергии. Если батареи или еще какой другой вариант запасания энергии станут дешевле, то появится возможность гораздо большего резервирования.
И лично я не сомневаюсь, что скажем так лет через 20 доля электроэнергии, выработанной СЭС, ветряками и др. способами радикально возрастет. И это здорово.

[chaynick2008.livejournal.com]

Способ накопления чудовищного количества энергии при относительно малой себестоимости существует очень давно. Зовется супермаховик. Почему их не используют в зеленой энергетике? А я сам не знаю, особенно с учетом того что такие вещи в энергосистеме США используются для сглаживания скачков.
И лично я не сомневаюсь, что скажем так лет через 20 доля электроэнергии, выработанной СЭС, ветряками и др. способами радикально возрастет. И это здорово.
Это смерть энергосистемы. Просто потому что когда они отказываются от более стабильных средств генерации энергии (КУИМ высокий) на менее стабильные то система состоящая из тысяч таких источников становится неуправляемой. Это база теории надежности. А чем плохо зеленая энергетика куда лучше распишет Геоэнергетика http://geoenergetics.ru/2018/04/12/vliyaniye-vie-na-stabilnost-energosistem/

[andry-cosmos.livejournal.com]

Любая сколь-нибудь большая энергосистема обладает избыточной максимальной мощностью и позволяет передавать требуемую электроэнергию туда где ее не хватает. Если вырабатывающие станции станут менее стабильными придется повысить эту избыточность. Вопрос, как я уже писал, в основном, в себестоимости.
Кроме того, ничто не мешает в качестве резерва использовать традиционные способы производства электроэнергии. Наверное Вы в курсе, что многие организации, для которых недопустима остановка электроснабжения, имеют на случай аварийных отключений дизель-генераторы, которые автоматически включаются, когда это необходимо. Нечто в этом роде может быть реализовано (а на самом то деле уже реализовано) и в более глобальных масштабах.
Надежность, как Вы и написали, вполне себе просчитывается. И никаких таких неразрешимых задач с понижением стабильности источников нет. Так что никакой смерти энергосистемы, конечно же не будет.

[chaynick2008.livejournal.com]

Нечто в этом роде может существовать (и на самом деле существует) и в более глобальных масштабах.
Существует, на масштабах областей называются балансирующие станции и в силу особенностей использования сейчас это почти сплошь одни газовые электростанции. Вот только переток на большие расстояния это плохо, даже половину РФ так не закроешь.
И никаких таких неразрешимых задач с понижением стабильности источников нет.
Есть. называется теория надежности. Снижение надежности одного элемента в системе не критическое. А когда такое снижение затрагивает все элементы это уже действует на систему очень сильно. Задача о лампочках из тервера в помощь. А теперь вы можете открыть любой сайт погоды и посмотреть какую площадь могут закрывать облака. Или штиль. А если вы загуглите дистанцию передачи электроэнергии внезапно окажется что и передавать ее далеко невыгодно и сложно. И статью-то прочитайте.

[john-jack.livejournal.com]

>многие организации, для которых недопустима остановка электроснабжения, имеют на случай аварийных отключений дизель-генераторы, которые автоматически включаются, когда это необходимо.

А некоторые организации решают, что зачем платить за ненадёжную сеть, когда мы уже купили дорогой, но собственный генератор. И переходят на питание от дизеля полностью.
Меня, как замшелого ретрограда, это весьма радует.

[andry-cosmos.livejournal.com]

Разве что в том случае, когда организация находится на большом отдалении от любых линий электропередач.
Добыча электричества генератором обойдется значительно дороже, да и топливо к нему придется постоянно доставлять. Опять же вряд-ли они в состоянии работать годами.

[john-jack.livejournal.com]

В отдалении как раз начинают окупаться панели-ветряки и аккумуляторы. В близости же достаточно банальной жадности энергосистемы, особенно с поправкой на промышленный тариф и доплатой за большую мощность. Топливо как раз можно доставлять с соседней заправки. Работа годами не важна, ибо предсказуема, важна работа в любой отдельно взятый момент.
Типичное энергоснабжение многих мастерских. Печка на отработке, генератор из автомобильного двигателя. Следующий шаг — к тому же двигателю газген на дровах. Шаг окончательный восхваляет Ренкина, а то и Брайтона, мы работаем над этим.

[andry-cosmos.livejournal.com]

Я имел в виду несколько другие организации.
Если в мастерской пропадет даже на пол дня электричество, то это некоторые убытки, но таки не очень большая неприятность.
Если же организация, к примеру, обеспечивает работу критически важных информационных сервисов (всякие там сервера), к которым предъявляются требования по доступности 24 часа в сутки, то убытки или же штрафные санкции могут оказаться весьма значительными.
Или же мы имеем дело, например, с химическим производством, внезапное отключение электроэнергии может повлечь огромные убытки, если скажем в результате произойдут не те химические реакции.
Ну т.е. речь в моих примерах идет совсем не об удобстве, а о необходимости подстраховаться на случай аварийных ситуаций.

[john-jack.livejournal.com]

Необходимость подстраховаться понятна. Я же развиваю тему и говорю, что необходимость подстраховаться иногда переходит в возможность сэкономить. Не в деньгах прямо, так в удобстве.
Полдня без электричества для мастерской — довольно серьёзная неприятность. Особенно если она делает срочные работы. А полдня без электричества для супермаркета уже потеря всех запасов скоропортящихся продуктов.

[zel-dol.livejournal.com]

Маховик стоит денег и автономность сравнительно небольшая. Например 1360 КВт мощность - 12 секунд. Цена примерно 60-70 тысяч евро за 1 МВт. Потери - 10 КВт при гелиевом наполнении.
Такие системы имеются в банках, мощностью десятки Мвт. Дальнейшая поддержка - дизельными двигателями.

[jr0.livejournal.com]

Если число и разнообразие средств генерации возрастет, то система станет устойчивее. Не наоборот.

Система завязанная на крупные станции уязвима.

[sceptikk.livejournal.com]

Способ накопления чудовищного количества энергии при относительно малой себестоимости существует очень давно. Зовется супермаховик. Почему их не используют в зеленой энергетике?

Вас обманули, это неправда)
Именно поэтому их НИГДЕ не используют. Дорого и сложно. ГАЭС куда проще и надёжнее...

[chaynick2008.livejournal.com]

Да, согласен, нигде не используют, в том числе в energy grid.
https://en.wikipedia.org/wiki/Flywheel_energy_storage#Applications
Стыдно, право слово.

[sceptikk.livejournal.com]

я понимаю, что вам должно быть стыдно)
вот выдержка из вашей цитаты:

Flywheels are sometimes used as short term spinning reserve for momentary grid frequency regulation

Это ведь так похоже на ваше утверждение:
Способ накопления чудовищного количества энергии при относительно малой себестоимости.

Я в курсе о применениях маховиков, это очень нишевое решение, и никто его не применяет для "накопления чудовищного количества энергии"

Полезно вместе с навыком чтения еще и иметь навык понимания прочитанного...)

[chaynick2008.livejournal.com]

400-500 Вт·ч на кг массы. Какие еще системы умеют запасать столько энергии?

[sceptikk.livejournal.com]

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы имеют сравнимые характеристики (до 250 Вт*ч/кг)
Но дело даже не в этом)
Супермаховики сильно уступают в простоте аккумуляторам для малых систем хранения энергии (от мобильника до UPS) и гидроаккумулирующим системам для хранения больших энергий
Если нужна большая плотность хранения энергии-используется органическое или ядерное топливо, плотность энергии которых на порядки превышают таковую для маховиков.
Поэтому узкая ниша супермаховиков- компактные накопители энергии на диапазон примерно в 100-500 МДж с возможностью быстрой отдачи мощности (регуляторы частоты и ЭМ-катапульты)

[jr0.livejournal.com]

Для вас любая глупость в пользу недеяния - лыко в строку.

И э-мобили только помогут новой энергетике. Для чего внедряются гибкие автоматизированные тарифы. Деньги, как всегда, выполнят информационно-регулирующую функцию.

Это не только энергетика, но и экономика - информационная система. Для нее рост мощности и многообразие полезны.

Не наоборот.

Обвалится может только чахлые наскоро и по произволу сделанные решения, вроде АЭС, кстати.

[chaynick2008.livejournal.com]

И э-мобили только помогут новой энергетике.
Они вобьют последний гвоздь в гроб энергетики увеличив разброс в пиле потребления.
Обвалится может только чахлые наскоро и по произволу сделанные решения, вроде АЭС, кстати.
КУИМ у которых 99%. Иначе говоря они 99% времени выдают запроектированную мощность без отклонений. Наскоро сделанные, да да. Помню этого тролля с противолодочным Нимитцем, все так же за грошики работаешь?

[jr0.livejournal.com]

Да-да-да, вот тут-то "эксперт" с пересказом телевизора и двоичным анализом мне глаза откроет. Мощь доводов поразительная... для вас.