Эколого-экономическая оценка конкурентоспособности проектов солнечной энергетики в Российской Федерации

• Автор: Шуткин, Олег Игоревич
• Шифр специальности: 08.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Роль и значение солнечной энергетики в изменении структуры

производства электроэнергии в XXI веке

§1.1 Состояние и перспективы развития мировой энергетики на основе

использования возобновляемых источников энергии

§1.2 Основные тенденции и предпосылки ускорения темпов роста солнечной

энергетики

§1.3 Технологические, экономические и экологические предпосылки

инновационного развития солнечной энергетики в Российской Федерации

§1.4 Анализ технических, экологических и социально-экономических характеристик солнечной энергетики
Глава 2. Методические основы эколого-экономической оценки проектов солнечной энергетики
§2.1 Принципы эффективной государственной поддержки развития
возобновляемой энергетики
§2.2 Эколого-экономическая оценка проектов солнечной энергетики на
основе показателя удельных приведенных затрат на производство электроэнергии

§2.3 Основные подходы к оценке эколого-экономического эффекта от внедрения мер государственной поддержки развития солнечной энергетики
Глава 3. Эколого-экономическая эффективность проектов солнечной энергетики в Российской Федерации
§3.1 Сценарные условия расчета эколого-экономической эффективности
проектов солнечной энергетики
§3.2 Оценка эколого-экономической эффективности проектов солнечной
энергетики на основе системы паритетов
§3.3 Эколого-экономическая оценка эффективности внедрения мер государственной поддержки возобновляемой энергетики
Заключение
Список литературы
Введение
Актуальность диссертационного исследования. Одной из основных тенденций развития мировой энергетики в последнее десятилетие стало существенное увеличение доли электроэнергии, вырабатываемой с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЗ). Ускоренное развитие возобновляемой энергетики стало одной из наиболее значимых составляющих новой энергетической парадигмы, курс на переход к которой правительства многих ведущих стран мира провозглашают в качестве ответной меры на две наиболее важные проблемы - изменение климата и обеспечение энергетической безопасности в условиях увеличения стоимости и монополизации добычи ископаемых видов топлива.
Общая установленная мощность генерирующих объектов на основе использования ВИЗ в 2012 году в мире составила 1 470 ГВт (без учета гидроэлектростанций (ГЭС) - 480 ГВт), при этом новые вводы генерирующих мощностей возобновляемой энергетики составили более половины всех новых вводов генерирующих мощностей в мире или около 110 ГВт. По прогнозам Мирового энергетического агентства (МЭА), такая тенденция сохранится и более половины всех новых мощностей по производству электроэнергии составят объекты генерации на основе использования ВИЗ (с наибольшим развитием в Китае, Индии, странах ЕС, США и Японии), а доля возобновляемой энергетики в мировом энергобалансе может достичь 30% уже к 2030 году [1].
Вместе с тем, необходимо отметить, что генерирующие объекты на основе использования ВИЗ более капиталоемкие, чем их аналоги на основе использования ископаемых видов топлива, поэтому необходимы значительные инвестиции для обеспечения дополнительных вводов мощности возобновляемой энергетики. При этом, большие капитальные затраты компенсируются значительно более низкими эксплуатационными затратами из-за отсутствия затрат на топливо в течение жизненного цикла станции. В этой ситуации,
чрезвычайно важна роль перспективно выверенных, эффективных и прозрачных мер государственной поддержки, вводимых передовыми странами с целью привлечения частных инвестиций в отрасль возобновляемой энергетики.
Успешный опыт многих стран показывает, что внедрение мер государственной поддержки для стимулирования инвестиций в отрасль возобновляемой энергетики не только способствует решению вышеуказанных глобальных проблем изменения климата и энергетической безопасности, но и приводит к существенному эколого-экономическим результатам: созданию новых рабочих мест, стимулированию экономического роста, научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, снижению выбросов парниковых газов, снижению расходов на мероприятия по охране окружающей среды, и, в конечном итоге, к положительному эколого-экономическому эффекту на конкретном временном отрезке. Например, отрасль возобновляемой энергетики в Германии всего за 10 лет (начиная с 2000 г.) стала второй отраслью по числу рабочих мест и уступает только автомобильной промышленности [2], а солнечная энергетика характеризуется наибольшим коэффициентом создаваемых рабочих мест на единицу произведенной электроэнергии среди всех видов энергетики, включая традиционную [3].
Среди всех видов возобновляемой энергетики наиболее быстро развивающейся и перспективной является солнечная энергетика (здесь и далее в диссертационной работе имеется в виду солнечная энергетика на основе фотоэлектрического преобразования). Несмотря на относительно малую долю солнечной энергетики среди других видов возобновляемой энергетики в мире (20% без учета ГЭС или 7 % с учетом ГЭС в 2012 году или около 100 ГВт), эта отрасль отличается самыми высокими темпами роста (в среднем 60% в год в течение последних пяти лет), что связано с более поздним стартом активного развития технологий (начиная с 2000г.) по сравнению, например, с ветряной энергетикой, широкомасштабное применение которой началось уже в 90-х гг. прошлого столетия [1].
постепенно растет за счет существенного снижения себестоимости сырья (поликремния) в последние годы.
Моно c-Si

Рисунок 11. Структура мирового установленного парка СФЭУ в 2009-2011 гг., в
разрезе по технологиям [31].
Технологии производства ФЭП на основе кристаллического кремния хорошо изучены и отработаны. ФЭП на основе монокристаллического кремния в сравнении с ФЭП на основе поликристаллического кремния обладают большим КПД: 14-25% против 13-17%, однако их производство требует больших затрат. В результате стоимость 1 Вт СФЭУ примерно одинакова для обоих технологий на основе кристаллического кремния.
Тонкопленочные ФЭП отличает малый расход сырья, что значительно удешевляет их изготовление. ФЭП из аморфного кремния (a-Si) представляют из себя тонкопленочные солнечные элементы сложной структуры, основой технологического процесса производства которых является послойное нанесение соответствующих соединений различными методами нанесения тонких пленок (метод плазмохимического осаждения из газовой фазы PECVD и др.). Несмотря на достигнутые успехи последних лет, КПД промышленных ФЭП аморфного кремния не превышает 7-8%.
С целью дальнейшего увеличения эффективности ФЭП на основе аморфного кремния некоторыми производителями - Oerlikon Solar (Швейцария), Sharp (Япония) - была разработана модификация данной технологии - тандем аморфного кремния с микрокристаллическим кремнием (a-Si/pc-Si), что