Глава II. Потенциал ветроэнергетики в намибии
2.1. Демография Намибии
Страна покрывает площадь 824 269 км2 (который примерно равен Франции +Англия), и имеет население 2.2 миллионов человек, с предполагаемой средней популяционной плотностью приблизительно равной 2.6 человек в км ² в 2009г. Из общего числа населения Намибии только 37 % считается городским (2008г). Национальный темп прироста населения в 2009г составлял 0.95 % в год. У Намибии есть рабочая сила приблизительно 660 000 человек. Сельское хозяйство составляет 47 % занятости, промышленности и торговли составляют 20 %, услуг составляет 33 % (оценка 1999г).
Сельское население рассеяно по большим частям страны, которая часто делает расширения электрических сетей невозможными. Стоимость распределения энергосистемы очень высока, и это побудило государство искать, альтернатива децентрализованы технологии, такие как солнечные энергетики. Намибия - самая сухая страна южной Африки, и самые неотразимые особенности климата Намибии - дефицит и непредсказуемость ливня. Эта ситуация далее ухудшена чрезвычайно высокой нормой Намибии испарения воды. Предполагали, что 83 % ливня испаряются, и дальнейших 14 % потеряны через испарение растений. Только 2 % ежегодного ливня Намибии входят в систему дренажа, где дамбы сохраняют часть воды, и только 1 % входит в подземные воды.
Из-за его засушливости, сельское хозяйство в Намибии в основном занимается животноводством. В состав животноводство входят козы, овцы, рогатые скоты, страусы, дичи или комбинацию этого. Только у 6.5 % области земли страны есть подходящие типы почвы и характеристики ливня, чтобы позволить смешанное земледелие. Не больше 5 % Намибии находятся под ирригацией. Большинство Намибийцев, занимаются натуральное хозяйство на относительно маленьких частей земли (5 - 6ha), и это приводит к производству широкого разнообразия продукта, часто не предназначенного для национальных или международных розничных рынок. [20]
2.2. Ситуация энергетики в Намибии
Намибия в настоящее время не производит не угля, не нефти или природного газа, и поэтому она вынуждена импортировать всю её нефть, которая в главным образом используется для транспортировки и промышленности. Бытовое использование энергии состоит, прежде всего, из традиционной биомассы.
Приблизительно 50 процентов электрической энергии (электричества) Намибии производится внутри страны, в основном из 240 МВт Руакканы (Ruccana) гидроэлектростанции. Уровень производства - циклическая, Van EckТепловая Электростанция в Виндхуке (120 МВт), 24 МВт Дизельно-управляемая Электростанция в Вуалвисбеи (Walvisbay), 3 МВт, дизельная электростанция в Катиме Мулило (Katima Mulilo) и двух соединительных электрических линиий из ESKOM Южно- Африканской Республики (200МВт+500 МВт). Импорты из Южно-Африканской Республики необходимы, для покрытия периодических промежуток в производстве Руакканы ГЭС. Руаккана ГЭС недавно испытал серьезный сбой в работе, в результате чего увеличивалась потребность импортированной элекроэнергии.
Намибийское государство в активном поиске новых источников энергии; в том числе предложенную 800МВт - газотурбинную электростанцию в Куду-Газе (Kudu-Gas) в месторождением газа 170 км от Оранжемунда(Oranjemund), предложенную солнечную электростанцию башенного типа на 400 МВт в Пустыне Намиб, 20 МВт - ветероэлектричекую станцию около Людерьтса (Luderitz) и 400-500МВт гидроэлектростанцию ГЭС в нижним бассейне Реки Кунене (Kunene) .Так как Намибия занимает третье место в мире по пройзвоству урана в мире, намибийское государство учитывает, что строение Атомной электростанции вдоли побережье Атлантического океана как первая альтернатива ,сказать пока к проблеме электроэнергии в стране. В ноябре 2004г, гибридная установка мини-электрической системи в Гоабебе (Goabeb) в Пустыне Намиб была открыта и она сталась наибольшей солнечной электростанции в Намибии.
В сентябре 2007г, президент Намибии подписал акт об электричестве, 2007г (Электричество, 2007).Акт,2007г устанавливает Совет управления Электричества (ECB-Electricity control Board) как регулятор сектора электричества страны и формулирует директиву для управления сектором электричества (ECB, 2009).ECB ответственен, для управления и отрегулирования условия, использования и потребления электрической энергии в Намибии, для наблюдения эффективности функционирования и развития промышленности, и обеспечения безопасности норм электричества, EBC гарантирует, чтобы сектор электроэнергетики было конкурентоспособным, и продвинуть инвестиции частного сектора в электроэнергетической промышленности. Акт описывает требования, условия и обязательства для того, чтобы получить лицензии, чтобы произвести, продать, передать, распределить, импортировать и экспортировать электричество. Сеть передачи и распределения электроэнергии включает приблизительно 15 500 км линий электропередачи, имеющих классы напряжений от 22 кВ до 400 кВ. Это система характеризована низкой погрузкой линии и длинными расстояниями, что и приводит к большим потерям мощности в процессе передачи.
В Сеть передачи и распределения электроэнергии в Намибии входят следующие линии электропередачи; 330 кВ ЛЭП от Руаканы ГЭС (Ruаccana) до Передающей подстанции Омбиру (Omburu -T/S),220кВ двухцепная ЛЭП от Омбиру передающей подстанции через Van Eck и Kokerboom до Aggаnis в Южно- Африканской Республике
и 400 кВ ЛЭП от Kenhardt в ЮАР до Auas - составляет основную систему передачи Намибии. От передающей подстанции Омбиру- 220кВ линий электропередачи распространяются на запад к Walmund передающей подстанции на побережье, и другая 220 кВ ЛЭП распространяется до Ошикоту передающая подстанция (Oshikoto T/S),откуда 132 кВ ЛЭП достигает северо-восточных и северно-центральных регионов страны на Распределительной Подстанции Рунду ( Rundu -D/S) и Окатопе передающей подстанции (Okatope-T/S) соответственно.
Еще 132 кВ ЛЭП распространяются от Кокербуум передающей подстанции (Kokerboom T/S) на запад к Намиб распределительной подстанции (Namib D/S) на южном побережье. ЛЭП-132 кВ, связывающая Руакканы ГЭС с Окатопом передающей подстанции (Okatope T/S), была построена и недавно построена HVDC-350кВ,300 МВт ЛЭП соединитель между Замбези, близко к границе Замбии в регионе Каприви (Caprivi region) и Герус (Gerus), приблизительно 970 км в юго-западе центральной части страны.
Рис.2.1.1. Высоковольтная энергосистема Намибии. [21]
2.3. Ветроэнергетика в Намибии До и после независимости Намибии, ветряные мельницы долго использовались для качания воды. Ветроэнергетика уже существенно используется для электроснабжения в других странах, таких как Германия, Индия и Дания (где, приблизительно 7 % полного национального энергопотребления обеспечивается ветроэнергетикой), поэтому правительство Намибии рассмотрело ветроэнергетику как альтернативный источник энергии. Ветроэнергетика является возобновляемым источником энергии, имеет малое воздействие на окружающую среду, и она обладает большим потенциалом, особенно в прибрежных районах. Согласно официальным данным, в прибрежных районах Намибии скорость ветра достигает 6,5 – 7,5 м/с. Такие параметры позволяют использовать ветер для вращения пропеллеров ветряных турбин и производства электроэнергии. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В 1993 году Министерство Горнорудной Промышленности и Энергетики (МГПЭ) Наимибии приступило к реализации программы " Поощрение Использования Возобновляемых источников энергии в Намибии ", который при поддержке Deutsche Gesellschaft ür Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbH. В рамках этой программы, было решено оценить и потенциал энергии ветра для производства электроэнергии. В 1996 году две станции измерения были созданы в Уолфиш-Бей и Людериц. После первых обнадеживающих результатов измерения, станции были модернизированы с использованием непрерывной системой сбора данных. Результаты этих измерений, изложенных в докладе "Программа оценки ветроэнергетики - Уолфиш-Бей(Walvis Bay): Людериц (Luderitz)" и впервые опубликована в качестве промежуточного доклада в июле 1996 года. Данный проект был представлен и обсужден на первый семинар на тему "Употребления ветроэнергетики и солнечнойэнергетики в Намибии ", состоявшейся в Виндхуке в октябре 1996 года. С заключениями и рекомендациями этого включаемого семинара, итоговый отчет был издан в мае 1997. Основываясь на результатах этого измерения кампании, GTZ начало "Проект исследования по ветроэнергетической установке Уолфиш-Бей и Людериц" в рамках международной программы ветроэнергетики " TERNA’ " в марте 1998 года. В октябре 1998 года, обширный промежуточный отчет оценки ветроресурсов и возможные меры ветровой электростанции в предложенных строительных площадках и оценка экономической и финансовой жизнеспособности вариантов ветровых электростанций согласно различным сценариям были представлены и обсуждены во “втором семинаре по использованию ветровой энергии в Намибии”, организованный МГПЭ в Виндхуке 8-9 Февраль 1999. Обсуждения и рекомендации семинара были включены в итоговый отчет, обеспечивающий сжатый краткий обзор проекта: Это выдвигает на первый план главные результаты и дает специальное рассмотрение отобранным решениям для ветровой электростанции в Людериц, которые выглядят самыми многообещающими с точки зрения особенностей участка и с экономической точки зрения.
2.3.1. Ветроресурсы Оценки ветрового потенциала в Уолфиш-Бей и Людериц было проведено в рамках двух различных аспектов, которые требуют также различные подходы и методы:
Для этих расчетов использовались модель атласа ветра и связанная WAsP и WindPro программы. В этих расчетах был предпринят анализ чувствительности относительно подходящего типа ветродвигателя для рассматриваемого участка. Расчеты ветровой электростанции были тогда основаны на идентифицированном ветродвигателе . Оценка потенциала ветра была основана на измеряемых данных от высоты на 10 м, которая была собрана периодически МГПЭ в течение последних 2 лет. Кроме того, долгосрочные метеорологические данные прошлых 20 лет в соответствии с Намибийским Метеобюро и Южноафриканским Метеобюро также рассмотрели. В результате ветрового потенциала на высоте 50м можно охарактеризовать следующим образом(Табл.2.3.1):
Табл.2.3.1. ветровой потенциал на высоте 50м
2.3.2. Ежегодные и ежедневные образцы скорости ветра Людерица
Рис.2.3.2.2.Ежедневные образцы скорости ветра для Людерица
2.3.2. Ежегодные и ежедневные образцы скорости ветра Уолфиш – Бей
Рис.2.3.3.1. Ежегодные образцы скорости ветра для Уолфиш – Бей
Рис.2.3.3.2. Ежедневные образцы скорости ветра для Уолфиш – Бей
2.3.4. Альтернативы ветровой электростанции и оценка ее воздействия на окружающую среду В ходе изучения возможной опасности ветер парк флоры и фауны, а также эффекты, связанные с шумом и тени мерцают на близлежащих поселений человека, изучалось. Первоначально объектах г-жи включены 2 районах. На основании посещения сайта и оценки данных, 2 больше областей были исследованы По имеющимся данным, можно сделать вывод, что экологические проблемы можно свести к минимуму и являются приемлемыми. Все рассматриваемые объекты в Людериц несколько километров от поселений человека, так что шума не будет проблематичным. Эффект мерцания тень должна быть рассчитана в ОВОС, но это не должно привести к какой-либо проблемы. Что касается диких животных, то, есть о возможной опасности, связанной с ветровой парк для перелетных птиц и проживающих в определенных областях, определенных в исследовании, проведенном Министерством охраны окружающей среды и туризма (МЕТ). Таким образом, только те, 3 из 4 объектов, которые находятся за пределами опасных районов были дополнительно исследованы. В Уолфиш-Бей ситуация была особенно проблематичной.
2.3.5.Потенциал производства электроэнергии В текущей конфигурации сети позволит до 20 МВт как максимально возможного размера ветровой электростанции. Среднего размера около 10 МВт, а небольшой размер около 2,5 МВт (размер минимальной нагрузке в локальной сети), были включены в анализ. Из имеющихся данных ветер, представитель временных рядов скорость и направление ветра, были обработаны и читать файлы в библиотеке модель WASP с помощью программного WindPro. На основании результатов оценки энергетического потенциала ветра в сочетании с удельной стоимости различных типов и размеров ВЭС, конкретных преобразователь энергии ветра с 600 кВт генератор индукция была определена как наиболее подходящая для расчета потенциальной выработки электроэнергии для 3 разных сайтах как это указано ниже в таблице 2.3.5.
Табл.2.3.5Ежегодный потенциал производства энергии ветра в Людериц
2.3.6.Экономический и финансовый анализ Инвестиционные расходы и расходы на O + M на этих сайтах и конфигураций системы приведены в следующей таблице. Стоимость Обзор отдельных ветровых электростанции в Людериц (март 1999) (6 $ N = 1 долл. США)
Табл.2.3.6.1. Экономический и финансовый анализ В качестве первого шага, стоимость электроэнергии, вырабатываемой ветром хозяйств были сравнены с фактической стоимости электроэнергии в условиях статус-кво. Экономический анализ оценил потребление энергии ветра для производства электроэнергии с точки зрения страны, полагая, что Намибия еще будет завесить на импорт электроэнергии из ЮАР, как в договоре купли-продажи 1996 года. Это предположение было изменено в чувствительность анализа, с учетом альтернативных вариантов поставок и различных политических условий (например, более высокую степень энергетической самодостаточности). В финансовом анализе, ключевым предположением было то, что выгоды от ветровой энергии измеряются в терминах избежать больших расходов поставок энергии из NamPower, оцененных с точки зрения настоящих сложившихся оптовых тарифов (повышены на 12%) нести ответственность на увеличения тарифов. Прогноз горизонт (срок действия проекта), охватывает период 2000 - 2020, с окупаемости, начиная с 2001 года. Платежи, т. е. денежные средства в и / или отток, обусловлены в начале каждого года, выраженные в N$(долларах Намибии) в постоянных ценах 1999 года. Вышеуказанные в расходы были, затем переведены на "долгосрочные предельные издержки” (ДПИ), указав, издержек производства ветровой энергии в течение срока службы ветровой электростанции(табл. 2.3.6.2):
2.3.6.2.Долгосрочные предельные издержки отдельных ветровых электростанций (N$ / МВт/ч) Однако при сравнении этих расходов с экономической точки зрения выгоды от ветровой энергии в соответствии с избеганием расходов на импорт электроэнергии от 32N $/МВт/ч на 74,5N$/МВт/ч (в том числе потери в линиях электропередач), в зависимости от наличной цены Южно-Африканской Power Pool(South African Power Pool), очевидно, что ни одной из ветровых электростанций не будет экономически выгодной, и даже финансовый анализ добавляет немного, потому что это основано на тех же условиях, как экономический анализ, за исключением финансового значения для развития ветроэнергетики, что 90N$/МВт-ч (тариф, который NamPower предполагает за оптовые поставки энергии). В анализ было исследовано, как данные параметры должны быть изменены в целях обеспечения финансовой срок службы ветровой электростанции. Даже с учетом повышения тарифов на электроэнергию из-за новых генерирующих мощностей, таких как газ Куда комбинированного цикла АЭС, по-прежнему существует значительный объем финансирования, грантов и других финансовую поддержку, необходимую, чтобы ветровая электростанция Людериц стала коммерчески жизнеспособной. В следующей таблице представлены эти взаимоисключающие варианты, как есть:
2.3.7. Альтернативные безубыточности требования к ветровой электростанции Людериц
Табл.4.2.7. Альтернативные безубыточности требования к ветровой электростанции Людериц Приведенные выше цифры показывает, что предполагаемый бонус СО2 для 100N$ долларов за 1 тонну аннулируемого СО2 будет ордера на программы поддержки в значительной степени, но источники для финансирования грантов до сих пор не найдено. В результате семинара, проведенного в марте, все заинтересованные стороны Намибии дали твердые обязательства в отношении варианта дальнейшей реализации и развитии энергии ветра, при условии, что международное сообщество доноров будет выделять дополнительные финансовые поддержки, необходимые, чтобы сделать проект экономически и финансово жизнеспособным. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В рамках усилий по расширению использования новых и возобновляемых источников энергии в Намибии, Министерства Шахт и Энергетики совместно с NamPower исследовали возможность построения ветроэнергетической установки. Подходящего места из этих типов промышленных установок лучше всего соответствующие вдоль побережья линии страны. Полученные результаты были представлены в Министерство Горнорудной Промышленности и Энергетики (МГПЭ) для утверждения. Технико-экономическое обоснование (ТЭО) было поручено в 1999 году и завершено в 2000 году исследование показало, что между 5 МВт до 10 МВт энергии ветра поколения может быть поддержан и построены с учетом статистики ветра потенции в этом районе. Проект был объявлен для проведения торгов и Испанская компания Ellecnor Энерджи была присуждена тендера на строительство ветроэнергетической установки. Ellecnor Энерджи объединился с NamPower построить данную установку. Однако Есть некоторые задержки для проекта по выдаче лицензии для выработки электроэнергии от Комиссии по Управлению Электричеством( Electricity Control Board ). Министерство Шахт и Энергетики все еще оценивает этот проект в своем списке приоритета. Проект будет финансирован Испанским правительством. После выдачи лицензирования от Комиссии по Управлению Электричеством, данный проект будет начать без каких-либо дальнейших задержек. Расположение: Людериц и другие южные прибрежные районы Намибии.
В кочестве преимущества планируется ветровая электростанция на Людериц (предназначенный мощность: 5-10 МВт) ,которая могла бы обеспечить электроэнергией по конкурентоспособным ценам в регионе, а также в сеть, и та же самая технология может быть широко использоваться во всем южном регионе Намибии, т. е.: измерительные приборы могут быть переданы от одного узла к другому и технологии с учетом конкретных местных условий, могут быть применены во всем регионе, и поэтому уменьшается стоимость построения будущих установок значительно.
Вывод
Стоимость проекта составляет около U$ 10млн, и она требует больше, чем 50% грантового финансирования чтобы сделать его экономически жизнеспособными.