Влияние возобновляемых источников энергии на себестоимость производства электрической энергии

В исследовании проведено сценарное моделирование, основой которого служило построение энергетических цепочек, определяющих поток энергии от добычи и импорта энергоресурсов через технологии трансформации форм энергии, передачу и распределение к конечному потребителю. Построена принципиальная модель энергетической системы Республики Беларусь. В качестве целевой функции для проведения моделирования выбран принцип минимизации общих системных затрат при условии выполнения ряда ограничений, накладываемых на энергосистему. Для целей балансирования энергосистемы предложено использовать потенциал гидроэнергетики: существующих гидроэлектростанций для сценария 1 и технически возможного потенциала для сценария 2. В результате моделирования получена структура производства электроэнергии по двум сценариям. На базе полученной структуры определена себестоимость производства электрической энергии. Рассматривались два подхода: первый учитывал себестоимость производства электроэнергии на атомных электростанциях, которые можно отнести к новой, второй – к существующей генерации. Производственная себестоимость электроэнергии к 2030 г. прогнозируется: при подходе 1 на уровне 63,3 дол. США/(МВт·ч) по сценарию 2 против 65,3 дол. США/(МВт·ч) по сценарию 1; при подходе 2 – 37,5  против 39,4 дол. США/(МВт·ч) соответственно. Определен экономически целесообразный потенциал использования энергии солнца, который к 2025 г. составит 0,91–1,45 млрд кВт·ч/год, а к 2030 г. – 2,15–3,46 млрд кВт·ч/год; энергии ветра – 1,55–2,39 и 3,69–5,67 млрд кВт·ч/год соответственно; энергии движения водных потоков – 1,11–1,45 млрд кВт·ч/год на протяжении всего рассматриваемого периода до 2030 г. На основе проведенного исследования удалось установить, что в Республике Беларусь экономически целесообразно и технически возможно к 2030 г. заместить до 20 % выработки электрической энергии энергией, произведенной за счет возобновляемых источников энергии.

1. Rečka, L. The MESSAGE model description [Electronic resource]. 2013. Mode of access: https://www.researchgate.net/profile/Tahereh-Vaezi/post/MESSAGE_Model_for_Energy_Supply_Strategy_Alternatives_and_their_General_Environmental_Impact/attachment/5ca5b3103843b01b9b976d86/AS%3A743867129278465%401554363152501/download/MESSAGE+description_CUNI.pdf. Date of access: 02.02.2021.

2. Modelling Nuclear Energy Systems with MESSAGE: A User’s Guide / International Atomic Energy Agency. Vienna : IAEA, 2016. 140 p.

3. MESSAGE [Electronic resource] // Energy Plan. Mode of access: https://www.energyplan.eu/othertools/global/message/. – Date of access: 02.02.2021.

4. Model for Energy Supply Strategy Alternatives and their General Environmental Impact (MESSAGE) [Electronic resource] / International Institute for Applied Systems Analysis. 2012. Mode of access: https://webarchive.iiasa.ac.at/Research/ENE/model/message.html. Date of access: 03.02.2021.

5. Messner, S. User’s Guide for MESSAGE III / S. Messner, M. Strubegger // International Institute for Applied Systems Analysis, 1995. 160 p.

6. Концепция развития электрогенерирующих мощностей и электрических сетей на период до 2030 года [Электронный ресурс]. Приложение к постановлению Министерства энергетики Республики Беларусь от 25 февраля 2020 № 7. Режим доступа: https://minenergo.gov.by/wp-content/uploads/Koncepcija-razvitija-jelektrogen.moshhnostej-i-jel.setej-do-2030-g._2020.docx.

7. Любчик, О. А. Исследование потенциала получения биогаза в животноводческих комплексах Республики Беларусь / О. А. Любчик // Энергоэффективность. 2021. № 5.

8. С. 24–27.

9. Любчик, О. А. Оценка потенциала солнечной энергии в Республике Беларусь /

10. О. А. Любчик // Наука – образованию, производству, экономике: матер. 19-й междунар. науч.-техн. конф., Минск, 2021 / Белорус. нац. техн. ун-т; редкол.: В. Г. Баштовой [и др.]. Минск, 2021. С. 11–14.

11. Любчик, О. А. Оценка потенциала энергии движения водных потоков в Республике Беларусь / О. А. Любчик // Наука – образованию, производству, экономике: матер. 19-й междунар. науч.-техн. конф., Минск, 2021 / Белорус. нац. техн. ун-т; редкол.: В. Г. Баштовой [и др.]. Минск, 2021. С. 15–19.

12. Любчик О. А. Использование древесной биомассы в качестве топлива как направление укрепления энергетической безопасности Республики Беларусь: оценка и прогноз потенциала / О. А. Любчик // Агропанорама. 2021. № 4. С. 26–30.

13. Любчик, О. А. Определение потенциала возобновляемых источников энергии в Республике Беларусь и оценка их использования в аграрном секторе / О. А. Любчик // Энерго- и ресурсосбережение: новые исследования, технологии и инновационные подходы: Сборник трудов междунар. конф., Карши, 24–25 сент. 2021 г. Т.: Voris-nashriyot, 2021. С. 281–286.

14. Красовский, В. И. Накопители энергии для улучшения режимов работы электрической энергосистемы с возобновляемыми источниками энергии / В. И. Красовский, П. В. Яцко // Сахаровские чтения 2020 года: экологические проблемы XXI века : материалы 20-й международной научной конференции, 21–22 мая 2020 г., г. Минск, Республика Беларусь: в 2 ч. / Междунар. гос. экол. ин-т им. А. Д. Сахарова Бел. гос. ун-та; редкол.: А. Н. Батян [и др.]; под ред. С. А. Маскевича, М. Г. Герменчук. Минск: ИВЦ Минфина, 2020. Ч. 2. С. 393–396.

15. Разработка энергетического баланса энергосистемы Беларуси с учетом развития возобновляемых источников энергии, в том числе ветроэнергетики: научно-технический отчет / А. Ф. Молочко [и др.]. Минск: ООО «Альфа-книга», 2019. 238 с.

16. Добрего, К. В. Моделирование функционального взаимодействия блоков гибридного накопителя энергии / К. В. Добрего, И. А. Козначеев // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2023. Т. 66, № 5. С. 405–422. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-5-405-422

17. Любчик, О. А. Минимизация влияния возобновляемых источников энергии на работу энергосистемы путем совместного использования солнечной и ветряной генераций / О. А. Любчик, С. В. Быстрых, А. Н. Казак // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2023. Т. 66, № 5. С. 423–432. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-5-423-432

18. Разработка методических подходов к повышению энергетической безопасности в рамках концепции устойчивого развития с учетом интеграции возобновляемых источников энергии и АЭС в энергобаланс : отчет о НИР (заключит.) / РНПУП «Институт энергетики НАН Беларуси»; рук. А. А. Михалевич. Минск, 2020. 569 с. № ГР 20190609.

19. Global Trends [Electronic resource] / International Renewable Energy Agency. 2021. Mode of access: https://www.irena.org/Data/View-data-by-topic/Costs/Global-Trends. Date of access: 06.09.2022.

20. Stacy, Th. S. The Levelized Cost of Electricity form Existing Generation Resources / Th. S. Stacy, G. S. Taylor. Institute for Energy Research, 2016. 62 p.

21. Зорина, Т. Г. Интеграция возобновляемых источников энергии в структуру энергопроизводства Республики Беларусь: сценарное моделирование / Т. Г. Зорина // Информационные и математические технологии в науке и управлении. 2021. №1(21). С. 66–79.

22. Удельные расходы топлива на отпуск электро- и теплоэнергии и потери в электро- и теплосетях, используемые в 2023 году в расчетах экономии топливно-энергетических ресурсов [Электронный ресурс] // Департамент по энергоэффективности Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь. Режим доступа: https://energoeffect.gov.by/programs/forming/spravka/30230201_sprav. Дата доступа: 12.09.2023.

23. О расчетной стоимости 1 тонны условного топлива в 2023 году [Электронный ресурс] // Департамент по энергоэффективности Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь. Режим доступа: https://energoeffect.gov.by/supervision/framework/information/ 20220317_cost1. Дата доступа: 12.09.2023.

24. Отраслевая программа развития электроэнергетики на 2016–2020 годы [Электронный ресурс]: Постановление Министерства энергетики Республики Беларусь от 31.03.2016 № 8. Режим доступа: https://minenergo.gov.by/wp-content/uploads/31.pdf

25. Обзор сектора электро- и теплоэнергетики в Республике Беларусь: отчет о НИР (заключит.) / РУП «БЕЛТЭИ»; рук. Ф. И. Молочко. Минск, 2018. 296 с. № NEEP/CQS/17/01.

26. Uranium market outlook [Electronic resource] // UxC. Mode of access: https://www.uxc.com/p/products/rpt_umo.aspx. Date of access: 07.09.2023.