Стихийное
бедствие
в США
Стихийное
бедствие
в
США
46
СПЕЦВЫПУСК, ноябрь, 2012
ПРЕИМУЩЕСТВА
И
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ
ПЕРСПЕКТИВЫ
МАЛОЙ
РАСПРЕДЕЛЁННОЙ
ЭНЕРГЕТИКИ
И
ВИЭ
Генерация
—
это
термин
,
традиционно
используе
-
мый
для
описания
крупных
централизованных
элек
-
тростанций
,
подключённых
к
энергосистеме
на
уров
-
не
высоковольтных
линий
электропередачи
.
За
более
чем
столетний
период
своего
развития
энергетика
США
прошла
долгий
путь
от
небольших
,
локальных
«
однонаправленных
»
систем
передачи
,
распределения
и
потребления
электроэнергии
к
боль
-
шим
энергосистемам
,
объединяющим
значительное
количество
генерирующих
источников
,
которые
по
-
ставляют
в
крупные
центры
нагрузки
по
мощным
ЛЭП
большой
пропускной
способности
энергию
,
ко
-
торая
далее
распределяется
малым
коммерческим
,
бы
-
товым
и
промышленным
потребителям
.
Однако
со
временем
возникли
серьёзные
причины
,
препятствующие
неограниченному
развитию
крупной
энергетики
:
•
растущие
опасения
по
поводу
вреда
от
электро
-
станций
на
природном
топливе
(
как
от
крупных
,
так
и
от
мелких
);
•
проблемы
надёжности
из
-
за
дефицита
генерирую
-
щих
и
сетевых
мощностей
,
включая
межсистемные
линии
,
что
объясняет
необходимость
обеспечения
определённой
избыточности
в
сетях
и
достаточно
-
го
объёма
резервных
мощностей
;
•
ухудшающаяся
экономика
«
крупной
энергетики
»,
идущая
от
проблем
с
надёжностью
и
приводящая
к
большим
затратам
для
энергокомпаний
,
что
в
свою
очередь
вызывает
рост
потребительских
и
котло
-
вых
тарифов
в
пиках
нагрузки
.
Это
привело
к
тому
,
что
более
широкое
использо
-
вание
местной
, «
локальной
»
энергетики
,
в
том
числе
использующей
ВИЭ
,
становится
целесообразным
.
Пре
-
обладающие
формы
ВИЭ
в
США
в
настоящее
время
—
энергия
ветра
,
солнца
,
фотоэлементы
,
что
требует
при
-
менения
более
сложных
технических
систем
управле
-
ния
для
обеспечения
присоединения
этих
ВИЭ
к
сети
.
За
последние
двадцать
лет
бизнес
-
потребители
при
-
обрели
на
свой
баланс
малые
электростанции
для
по
-
вышения
надёжности
там
,
где
сеть
недостаточно
раз
-
вита
,
и
для
улучшения
экономики
своего
бизнеса
там
,
где
сеть
слишком
дорогая
.
Большое
количество
мелких
электростанций
в
пунктах
по
-
требления
обычно
называют
«
распределённой
генерацией
»
(DG)
или
«
распределёнными
энергетическими
ресур
-
сами
» (DER).
Такая
генерация
почти
всегда
располага
-
ется
на
потребительской
стороне
устройств
учёта
и
по
-
этому
также
называется
«
самогенерация
».
Некоторые
установки
самогенерации
у
крупных
коммерческих
и
промышленных
потребителей
принимают
форму
ком
-
бинированного
производства
тепла
и
электроэнергии
(
ТЭЦ
),
где
электричество
,
пар
и
горячая
вода
произво
-
дятся
в
едином
процессе
когенерации
.
Такая
тенденция
использования
МРЭ
и
ВИЭ
при
снижающемся
акценте
на
установки
на
горючем
то
-
пливе
в
США
видится
перспективной
.
Несколько
лет
назад
некоторые
американские
энер
-
гетические
компании
приступили
к
разработке
планов
по
развитию
и
поддержке
малых
ТЭЦ
для
обеспече
-
ния
бесперебойного
энергоснабжения
потребителей
.
При
этом
экономически
возможность
строительства
ТЭЦ
в
Соединённых
Штатах
определялась
на
основе
сравнения
цен
на
электроэнергию
и
топливо
в
направ
-
лении
от
северо
-
восточных
штатов
к
юго
-
западным
(
Калифорния
)
и
также
на
запад
.
В
некоторых
штатах
на
севере
есть
довольно
большая
доля
энергии
,
произведённой
на
ветряных
и
солнечных
фермах
(
установках
).
Несмотря
на
это
большой
проблемой
в
применении
альтернативной
энергии
является
её
передача
на
большие
расстояния
до
крупных
центров
нагрузки
,
что
требует
в
ближай
-
шем
будущем
создания
более
продвинутых
,
гибких
и
«
умных
»
сетей
передачи
.
Развёртывание
Smart Grid
технологий
,
по
всей
видимости
,
должно
обеспечить
успешное
продвижение
и
управление
этими
рознич
-
ными
энергоресурсами
.
Выработка
электроэнергии
в
точке
потребления
мо
-
жет
удвоить
эффективность
от
турбин
комбинирован
-
ного
цикла
при
более
низких
трудовых
и
капитальных
затратах
.
Некоторые
системы
МРЭ
особенно
полезны
для
районного
применения
,
где
они
могут
перерабаты
-
вать
бытовые
отходы
для
подачи
тепла
/
холода
в
здания
.
Они
имеют
дополнительные
возможности
обеспечения
надёжного
и
бесперебойного
электроснабжения
в
слу
-
чае
отключения
питания
или
аварии
(
хотя
не
все
систе
-
мы
могут
работать
,
когда
сеть
«
полетела
»).
О малой распределённой
энергетике США
Игорь
КОЖУХОВСКИЙ
,
генеральный
директор
ЗАО
«
Агентство
по
прогнозированию
балансов
в
электроэнергетике
»,
сопредседатель
Технологической
платформы
«
Малая
распределённая
энергетика
»
Энергетическая альтернатива
47
[email protected], www.eepr.ru
Снижение
потерь
даже
на
10%
в
сетях
,
оцениваемых
более
чем
в
25
млрд
долл
.
в
год
,
сэкономит
2,5
млрд
долл
.
ежегодно
.
Снижение
на
10%
стоимости
пере
-
грузок
в
сетях
,
оцениваемых
в
диапазоне
4,8—50
млрд
долл
.
в
год
,
сэкономит
до
2
млрд
долл
.
в
год
.
С
точки
зрения
надёжности
DG-
технологии
могут
расширить
возмож
-
ности
коммунальных
энергокомпаний
и
системных
операторов
по
обеспечению
устойчивости
сети
и
повышению
надёж
-
ности
системы
.
Поскольку
возможно
про
-
изводить
продукцию
распределённых
тех
-
нологий
в
малых
масштабах
,
системные
операторы
смогут
размещать
эти
объекты
практически
в
любом
месте
,
и
их
модуль
-
ность
означает
,
что
генераторы
могут
быть
развернуты
в
том
объёме
,
который
обе
-
спечит
точное
удовлетворение
конкрет
-
ного
прироста
спроса
.
В
отличие
от
боль
-
ших
центральных
электростанций
, DG-
технологии
замещают
электроэнергию
,
обычно
производимую
крупной
турбиной
на
угле
или
природном
газе
,
усиленной
вращающимся
резервом
,
и
доставляют
её
по
сети
в
ту
же
точку
потребления
.
По
данным
IEA,
производство
электроэнергии
на
месте
снижает
цену
более
чем
на
30%
из
-
за
отсут
-
ствия
затрат
на
передачу
и
распределение
и
созда
-
ёт
эффективную
альтернативу
строительству
новых
передающих
и
распределительных
сетей
,
трансфор
-
маторов
,
выключателей
и
ОРУ
,
особенно
в
районах
перегруженных
сетей
или
там
,
где
трудно
получить
разрешение
на
новое
сетевое
строительство
.
Снижение
вероятности
длительного
перебоя
с
энергоснабжением
может
уменьшить
значительные
расходы
общества
.
Социальные
расходы
после
аварии
в
августе
2003
года
составили
8,6
млрд
долл
.
в
первые
трое
суток
.
По
оценкам
,
уменьшение
даже
на
20%
затрат
от
аварий
и
снижения
качества
энергопоставок
,
оценива
-
емых
минимум
в
100
млрд
долл
.
ежегодно
,
даст
еже
-
годную
экономию
в
20
млрд
долл
.
В
Нью
-
Йорке
из
-
за
урагана
«
Сэнди
»
произошёл
взрыв
на
электростанции
.
В
Нью
-
Йорке
из
-
за
урагана
«
Сэнди
»
произошёл
взрыв
на
электростанции
.
Дата
съемки
: 30
октября
2012
года
Дата
съемки
: 30
октября
2012
года
EP
A
/
Ф
ото
ИТ
АР
-
ТАС
С
С
точки
зрения
безопасности
малые
распределён
-
ные
технологии
ограничивают
финансовые
риски
и
ка
-
питальные
расходы
.
Руководители
проектов
могут
за
-
крыть
проект
с
модульной
установкой
более
легко
,
та
-
ким
образом
,
что
остановка
проекта
не
обернётся
все
-
общими
потерями
(
транспортабельность
большинства
систем
МРЭ
означает
возможность
возврата
средств
путём
перепродажи
технологий
на
вторичном
рынке
).
Длительность
отключений
у
малых
установок
обыкновенно
короче
,
чем
у
крупных
,
а
ремонт
требует
меньше
временных
,
трудовых
и
финансовых
ресур
-
сов
.
Кроме
этого
,
в
отличие
от
нефтетранспорта
и
за
-
водов
по
переработке
,
распределённая
энергетика
сво
-
дит
к
минимуму
риск
аварий
и
перебоев
в
системах
и
не
требует
транспортировки
опасных
или
радиоактив
-
ных
веществ
.
МРЭ
также
должна
обеспечить
снижение
вероят
-
ности
(
и
последствий
)
масштабных
и
длительных
от
-
ключений
из
-
за
террористических
актов
и
стихийных
бедствий
,
что
даёт
экономию
,
размеры
которой
трудно
оценить
.
Обеспечение
доступа
к
оптовому
рынку
.
До
2010
года
для
участия
(
получения
доступа
)
в
оптовом
рынке
компании
было
необходимо
иметь
минимум
20—30
МВт
собственной
установленной
мощности
.
Сегодня
надо
иметь
минимум
1
МВт
,
то
есть
сей
-
час
в
США
доступ
к
оптовому
рынку
открыт
миллио
-
нам
коммерческих
и
промышленных
потребителей
,
имеющих
собственную
генерацию
.
В
свою
очередь
розничный
рынок
начал
расти
,
но
развит
не
во
всех
штатах
(
только
в
13,
данные
2010
года
).
ПРОБЛЕМЫ
НА
ПУТИ
РАЗВИТИЯ
МРЭ
Несмотря
на
целый
ряд
потенциальных
преиму
-
ществ
перед
централизованной
традиционной
энерге
-
Рис
. 1.
Динамика
роста
мощностей
,
работающих
на
ВИЭ
в
США
(
без
учёта
больших
ГЭС
)
МВт
2001
2002
2003
2004
2007
2008
2009
2000
2010
2006
2005
60000
50000
40000
30000
20000
10000
0
Источник
: Horizon Energy Group
48
СПЕЦВЫПУСК, ноябрь, 2012
тикой
(
эффективность
,
надёжность
,
безопасность
),
ис
-
пользование
большей
части
установок
собственной
ге
-
нерации
ограничивается
периодами
пиковой
нагрузки
.
При
суммарной
установленной
мощности
энер
-
гетики
США
1060
ГВт
и
суммарной
мощности
МРЭ
230
ГВт
и
ежегодном
приросте
на
5
ГВт
лишь
незначи
-
тельная
часть
подключена
к
сети
—
около
1% (
рис
.1, 2).
Это
обусловлено
целым
рядом
причин
техническо
-
го
,
экологического
и
экономического
характера
,
а
так
-
же
субъективными
социально
-
культурными
фактора
-
ми
,
которые
очевидно
препятствуют
достаточно
ши
-
рокому
использованию
потенциальных
преимуществ
ТЭЦ
и
МРЭ
в
США
,
несмотря
на
их
высокую
конку
-
рентоспособность
.
В
частности
,
причина
—
противо
-
речия
в
отношениях
с
крупными
энергокомпаниями
,
которые
рассматривают
малые
ТЭЦ
и
МРЭ
в
качестве
конкурента
,
чья
деятельность
отбирает
у
них
часть
спроса
и
снижает
выручку
,
уменьшая
в
целом
потреб
-
ность
в
крупной
централизованной
генерации
.
Поэтому
компании
искусственно
пытаются
ухуд
-
шить
экономическую
эффективность
ТЭЦ
и
сделать
инвестиции
в
них
более
рискованными
за
счёт
удлине
-
ния
периода
строительства
,
изменения
структуры
та
-
рифа
,
трудоёмкости
подключения
к
сети
и
т
.
д
.
Поэто
-
му
сейчас
лишь
немногие
штаты
могут
похвастаться
положительными
примерами
развития
малых
ТЭЦ
.
Например
,
системный
оператор
PJM,
ответствен
-
ный
за
одну
из
самых
крупных
энергосистем
северо
-
востока
США
,
установил
такую
процедуру
подключе
-
ния
объектов
собственной
генерации
к
своим
сетям
,
при
которой
необходимо
проведение
серьёзного
ТЭО
,
а
также
внесения
оплаты
в
размере
10000
долл
.
неза
-
висимо
от
собственности
,
размера
и
местоположения
установки
.
На
северо
-
западе
некоторые
компании
тре
-
буют
внесения
облигаций
на
сумму
до
2
млн
долл
.
для
обеспечения
защиты
сети
.
Многие
промышленные
потребители
поэтому
не
стремятся
вкладывать
средства
в
объекты
МРЭ
,
пред
-
почитая
заниматься
основным
бизнесом
,
дающим
основную
прибыль
.
Кроме
того
,
проведённое
недавно
(2012
г
.)
совмест
-
ное
российско
-
американское
исследование
по
перспек
-
тивному
развитию
Smart Grid
в
США
и
в
России
пока
-
зало
,
что
,
как
и
в
России
,
системные
операторы
США
вместо
стремления
к
росту
эффективности
и
прибыль
-
ности
предпочитают
сохранять
контроль
над
управле
-
нием
и
негативно
относятся
к
новым
объектам
МРЭ
,
которые
могут
нарушить
устойчивость
работы
и
их
контроль
.
Управление
сотнями
распределённых
гене
-
рирующих
объектов
намного
труднее
для
системных
операторов
,
чем
десятком
объектов
централизованной
генерации
,
с
точки
зрения
стабильности
и
надёжности
,
баланса
потокораспределения
и
синхронизации
.
Подключение
большого
числа
объектов
МРЭ
к
ма
-
гистральным
сетям
дополнительно
усложняет
управ
-
ление
системой
за
счёт
однонаправленного
характера
архитектуры
большинства
локальных
распредсетей
,
предназначенных
для
передачи
в
одном
направлении
(
после
получения
электроэнергии
от
передающей
подстанции
).
Экономика
МРЭ
показывает
,
что
удельные
капи
-
тальные
затраты
(
на
установленный
киловатт
)
на
установку
МРЭ
сравнительно
высоки
по
сравнению
с
централизованной
генерацией
.
Многие
оценивают
это
как
один
из
главных
барьеров
к
развитию
МРЭ
-
технологий
,
так
как
,
несмотря
на
все
преимущества
,
высокий
CAPEX (
капитальные
затраты
—
постоян
-
ные
издержки
)
делает
их
слишком
дорогими
для
бы
-
товых
потребителей
и
слишком
рискованными
для
коммерческих
потребителей
и
энергокомпаний
.
МРЭ
-
технологии
,
использующие
в
качестве
топлива
газ
,
имеют
также
высокий
OPEX (
текущие
расходы
—
пе
-
ременные
издержки
).
Важная
техническая
проблема
—
МРЭ
,
не
исполь
-
зующие
ВИЭ
.
Крупные
объекты
—
это
классические
источники
генерации
загрязняющих
веществ
(
ЗВ
),
для
них
разрабатываются
технологии
и
нормы
по
их
сни
-
жению
,
их
уровень
загрязнения
легко
контролировать
.
В
свою
очередь
малые
генераторы
,
не
использующие
ВИЭ
,
работают
вблизи
конечного
потребителя
,
созда
-
вая
концентрацию
ЗВ
.
Такая
ситуация
приводит
,
в
частности
,
к
серьёзным
противоречиям
,
когда
,
несмотря
на
все
преимущества
и
достоинства
систем
МРЭ
,
в
том
числе
при
обеспе
-
чении
надёжности
,
бесперебойности
и
качества
энергоснабжения
потребите
-
лей
,
отсутствие
окончательно
сформи
-
рованной
политики
и
соответствующей
нормативно
-
законодательной
базы
по
развитию
МРЭ
не
позволяет
использо
-
вать
эти
преимущества
в
полной
мере
,
что
серьёзно
повышает
уязвимость
на
-
циональной
экономики
и
энергетики
США
перед
лицом
значительных
не
-
гативных
факторов
природного
и
ру
-
котворного
характера
,
приводящих
к
тяжёлым
материальным
,
финансовым
и
социальным
последствиям
,
например
таким
,
как
ураган
«
Сэнди
»
в
октябре
—
ноябре
текущего
года
.
Энергетическая альтернатива
Рис
. 2.
Виды
возобновляемых
источников
энергии
,
используемых
в
США
Солнечно
-
тепловые
коллекторы
и
солнечные
фотоэлементы
2%
Источник
: Horizon Energy Group
73%
4%
13%
8%
Биомасса
и
др
.
Геотермальные
источники
Древесина
и
продукты
её
переработки
Ветер
Оригинал статьи: О малой распределенной энергетике США
За более чем столетний период своего развития энергетика США прошла долгий путь от небольших, локальных «однонаправленных» систем передачи, распределения и потребления электроэнергии к большим энергосистемам, объединяющим значительное количество генерирующих источников, которые поставляют в крупные центры нагрузки по мощным ЛЭП большой пропускной способности энергию, которая далее распределяется малым коммерческим, бытовым и промышленным потребителям.
