книги2 / монография 41

Зависимость роста ввода новых генерирующих мощностей и снижение ЧЧИМ можно увидеть в развитии энергетики Китая (рис. 5.14). Недостаточный объем ввода новых мощностей в Китае до 2003 г. на уровне 20 ГВт/год привел к росту ЧЧИМ, начиная с 2000 г. Переход на качественно новый объем ввода генерирующих мощностей (до 106,505 ГВт в 2006 г. при мощности энергосистемы Китая 2005 г. в 519 ГВт) вызвал снижение ЧЧИМ, начиная с 2005 г. Снижение ЧЧИМ Китая последних лет нельзя объяснить массовым строительством возобновляемых источников. В Китае в 2008 г. на долю новых вводов ветроэнергетики (6,26 ГВт) приходилось 93% нововведенной мощности ВИЭ, при этом ЧЧИМ ветроэнергетики Китая 2008 г. составило 1213 ч/год. Суммарная установленная мощность ветроэнергетики Китая в 2008 г. составила 12,17 ГВт, или 1,5% суммарных мощностей страны.

На фазовой плоскости в развитии энергетики выделяются три цикла примерно одинаковой продолжительности ~12 лет (рис. 5.14): 1980–1991 гг., 1991–2003 гг. и цикл, начавшийся в 2003 г. и продолжающийся после 2008 г.

Рис. 5.14. Динамика развития энергетики Китая

Сопоставление данных на рис. 5.14 и 5.7 указывает на практически полную синхронизацию с динамикой, наблюдаемой в энергетике Новой Зеландии. Объяснить данное явление интегрированностью экономик Новой Зеландии и Китая (что наблюдалось при сравнении динамик США и Мексики (рис. 5.2, г и 5.3, в)) невозможно. Требует специального исследования возможная связь этого явления с 12-летним циклом солнечной активности и работами А.Л. Чижевского [326]. При рассмотрении энергетики Китая следует

171

принять во внимание темп роста ее экономики – не менее 7%/год, чем можно объяснить незамкнутость первых двух циклов. Столь высокие темпы экономического роста, вызывающие потребности в новых мощностях, позволяли переходить к росту ЧЧИМ без снижения объемов энергетического строительства, что нашло выражение в характере циклов на фазовых плоскостях (рис. 5.14, в и 5.14, г) в виде смещения нижней части циклов в области с более высокими значениями ординат (объемов новых вводов) [230].

На основе проведенного анализа был сделан прогноз, согласно которому с 2009 г. средний объем ввода новых мощностей традиционной энергетики в Китае не будет далее возрастать и будет менее 80 ГВт/год. В 2020 г. установленная мощность традиционной энергетики Китая увеличилась с 840 до 1670 ГВт, среднегодовой прирост мощностей не превышал 70 ГВт.

в) 1997–2008 гг.

Рис. 5.15. Динамика развития энергетики Индии

На примере Индии можно видеть, что ЧЧИМ определяется в первую очередь технологическими возможностями совокупности электротехнических комплексов и систем потребителей, а не спросом со стороны не готовой ее использовать экономики. При низком подушном потреблении электроэнергии (150 кВт∙ч/чел. в год в начале 1980-х гг. и 655 кВт∙ч/чел. – в 2008 г.), которое было более чем в 10 раз ниже по сравнению с развитыми странами. Проблема невысокой загрузки генерирующих мощностей заключается не в отсутствии потребителей, не в малом удельном подушном электропотреблении, не в структуре энергетических мощностей, а в технологических возможностях

172

часовой стрелки, на которых видна взаимосвязь между динамикой ЧЧИМ и объемом ввода новых энергетических мощностей.

ЧЧИМ Ирана увеличилось с 1796 ч в 1980 г. до 3788 ч в 2008 г. На фазовой плоскости можно видеть цикл 1990–2000 г., иллюстрирующий снижение ЧЧИМ в период 1991–1995 гг. (рис. 5.17). В 1999–2004 гг. в Иране произошел рост объема нового строительства при росте ЧЧИМ. С точки зрения модели «хищник – жертва», данное явление можно объяснить расширением ареала обитания как «жертв», так и «хищников». Как следует из данных на рис. 5.1–5.16, подобное наблюдается крайне редко не только в развитых странах, где экстенсивное развитие электроэнергетики завершилось, но и в странах с развивающейся экономикой, проводящих электрификацию новых ниш народного хозяйства [230].

Как можно видеть, рост эффективности использования энергетического оборудования, как и доступности электроэнергии, является объективным процессом, который прослеживается в развитии энергосистем всех рассмотренных стран за исключением Японии после 1991 г. Возможным объяснением отличительной особенностью ниспадающей динамики ЧЧИМ Японии периода «потерянного десятилетия» (1991–2001 гг.) и последующей стабилизации на низком значении после его окончания является обнуление стоимости кредита в этой стране. Пример Японии указывает на границы функционирования механизм самосогласования эффективности использования оборудования в электроэнергетике и строительства электростанций. При экзогенных воздействиях на финансовую систему страны этот механизм перестает функционировать.

Характерной особенностью энергетики ЮАР является высокий уровень ЧЧИМ в начале 1980-х гг. (4600–4700 ч/год). Столь эффективное использование энергетических мощностей 30 лет назад можно было наблюдать только в СССР и Канаде. До сих пор подобный уровень ЧЧИМ не достигнут в таких высокотехнологичных странах, как США, Австралия, Германия, несмотря на долгосрочный тренд повышения эффективности использования энергетических мощностей. На фоне повышения ЧЧИМ в ЮАР до еще более высокого значения – 5731 ч в 2007 г. рост объема ввода новых мощностей с

174

1986 по 1992 г. и с 1997 по 2000 г. приводил к снижению ЧЧИМ. Это в свою очередь было причиной полного отсутствия нового строительства в 2002–2005 гг. и незначительных объемов ввода новых мощностей, причем в основном – возобновляемых источников энергии уже после 2005 г. (рис. 5.18, в и 5.18, г) [230].

Рассмотрение эволюционной динамики энергосистем ведущих экономик мира будет неполным без стран Европы. Особенностью энергетических балансов европейских стран являются значительные межгосударственные перетоки электроэнергии. Кроме этого, страны Европы в рассматриваемый период являлись лидерами в использовании возобновляемых источников энергии, поэтому при анализе ЧЧИМ у европейских стран больше внимание уделено именно ВИЭ.

в) 1989–1998 гг. г) 1998–2008 гг.

Рис. 5.18. Динамика развития энергетики ЮАР

Наиболее мощная европейская энергосистема – немецкая. Так как с 1980 г. территория Германии претерпела значительные изменения, при построении графиков энергетики Германии до 1990 г. были взяты данные ФРГ, а с 1991 г. – объединенной энергосистемы Германии (рис. 5.19).

175

в) 1984–1991 гг. г) 1998–2008 гг.

Рис. 5.19. Динамика развития энергетики Германии

Фазовая диаграмма 5.19, в показывает, как в результате вывода из эксплуатации оборудования части электростанций на территории Восточной Германии в 1990–1993 гг. удалось сохранить загрузку оборудования объединившейся энергосистемы Германии, несмотря на экономический спад в немецкой экономике. В развитии энергетики Германии после завершения переходных процессов объединения, начиная с 1996 г., можно видеть характерное движение точки на фазовой плоскости против часовой стрелки (рис. 5.19, г) [230].

В Великобритании произошел рост ЧЧИМ с 3700 ч в 1980–1983 гг. до 4400 ч после 1992 г. (рис. 5.20). На фазовой плоскости Великобритании можно выделить цикл, демонстрирующий, как новое энергетическое строительство 1,164 ГВт в 1987 г.; 1,962 ГВт – в 1988 г. и 4,904 ГВт – в 1989 г. (при мощности энергосистемы по состоянию на 1986 г. в 66,5 ГВт) привело к снижению ЧЧИМ с 4188 ч до 3951 ч (рис. 5.20, в). Снижение ЧЧИМ в Великобритании 2006–2008 гг. происходило на фоне практически полного отсутствия ввода новых тепловых мощностей и за счет снижения потребления электроэнергии. В 2007 г. в Великобритании было введено 0,52 ГВт мощностей ветроэнергетики из суммарного ввода 0,89 ГВт, в 2008 г.: 0,93 из 1,1 ГВт. На фазовой плоскости Великобритании 2001–2008 гг. (рис. 5.20, г) можно наблюдать цикл, в котором точка на фазовой плоскости совершает движение против часовой стрелки [230].

176

Во Франции переход ЧЧИМ с уровня менее 3700 ч 1981–1988 гг. на уровень 4600 ч 2003–2008 гг. произошел на фоне снижения объемов строительства новых мощностей (рис. 5.21). Изменение этой динамики – возврат объемов энергетического строительства в 1996–1997 гг. к величинам, характерным в 1980–1988 гг., вызвал снижение ЧЧИМ и формирование цикла на фазовой плоскости. После 1998 г. объемы нового строительства снизились практически до нулевого уровня [230]. Особенностью энергетики Франции является высокая, устойчиво находящаяся на постоянном уровне около 15% доля экспорта электроэнергии. Так как из года в год повторяющийся экспорт электроэнергии, как и ее потери, не влияют на динамику ЧЧИМ, исследования динамики производства электроэнергии стали основой для вывода о закономерностях ее потребления во всех странах. После 1998 г. объемы нового строительства во Франции снизились практически до нулевого уровня. Рост ввода новых мощностей в 2007–2008 г. вызван строительством ветрогенерации (0,81 из 1,2 ГВт в 2007 г. и 0,82 из 1,277 ГВт в 2008 г.). Таким образом, во Франции, как и в Великобритании, большая часть новых мощностей вводится на основе возобновляемых источников энергии [230].

177

а) б)

Рис. 5.21. Динамика развития энергетики Франции

Для анализа влияния ввода ВИЭ на эволюционную динамику энергосистемы, рассмотрена относительно небольшая энергосистема Дании, где доля этих источников на протяжении длительного периода была самой высокой в мире (табл. 5.1). Интенсивный рост генерации электроэнергии за счет ВИЭ в Дании стабилизировался в 2004– 2009 гг. (рис. 5.22, д). Пауза была вызвана необходимостью трансформации энергосистемы для приема, изменяющейся во времени генерации, зависящей от природных условий, а не от потребностей потребителей. Отличием энергетики Дании от ранее рассмотренных стран является отсутствие долгосрочной динамики роста ЧЧИМ, при этом, начиная с 2003 г., страна выводит из эксплуатации ранее созданные мощности, причем преимущественно тепловые. До начала снижения установленной мощности на фазовой плоскости выделяются два цикла (1984–1990 и 1994–1999 гг.), направленные против часовой стрелки (рис. 5.22, в и 5.22, г) [230].

Изменчивая динамика ЧЧИМ Испании находит объяснение при ее совместном рассмотрении с динамикой мощности энергосистемы на фазовой плоскости. В развитии энергетики Испании после 1980 г. выделяется два периода: 1980–1996 гг. и 1996–2008 гг. Первому периоду соответствует замкнутый цикл в левой нижней части фазовой плоскости (рис. 5.23(б)). Второй период представлен незавершенным циклом, начавшимся в 1990-е гг. Растущий массовый ввод в эксплуатацию ветроэнергетики в Испании, как и в Германии, не повлиял на описываемые общие закономерности в развитии энергосистем стран с рыночной экономикой [230].

Развитие энергетики Италии также соответствует модели «хищник – жертва». На рис. 5.24 показан цикл, направленный против часовой стрелки и описывающий динамику энергетики Италии в 1981–1991 гг. Высокие объемы ввода мощностей в 1980– 1985 гг. вызвали снижение ЧЧИМ с 3758 ч в 1980 г. до 3090 ч в 1985 г., что повлекло за собой сужение энергетического строительства до нулевых объемов на следующее пятилетие. Начиная с 2002 г. наблюдается рост объемов нового энергетического строительства при относительно невысоком ЧЧИМ (3999 ч). Соответственно в рамках модели

179

«хищник – жертва» рост числа «хищников» привел к сокращению численности «жертв». ЧЧИМ Италии снизился до самого низкого значения среди всех рассмотренных стран по состоянию на 2008 г. (2991 ч). Подобная эффективность использования мощностей энергосистемы соответствует уровню менее развитых стран: Таиланда начала 1980-х гг., Ирана конца 1980-х гг. Следствием реализации проектов строительства новых мощностей в Италии стали самые высокие цены на электроэнергию для промышленных предприятий в Европе [106, 437]: они были выше, чем в Дании, Германии, Испании, – странах с более интенсивным развитием ВИЭ (рис. 5.25) [230].