Основной причиной развития альтернативных источников энергии является снижение удельных капитальных затрат на реализацию проекта и повышение эффективности их использования и как следствие снижение средневзвешенной нормированной стоимости электроэнергии (LCOE). На основании базы данных международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), включающие
- The IREA Renewable Cost Database - включает данные о затратах и производительности около 21 000 проектов суммарной мощностью около 2 100 ГВт;
- The IRENA Auction and Power Purchase Agreement (PPA) Database - база данных по аукционам и соглашениям о покупке электроэнергии (PPA), которая содержит данные около 13 500 проектов в области ВИЭ.
получены данные о стоимости альтернативных источников энергии, их эффективности и стоимости электроэнергии.
Примечание: в данном материале приведены среднемировые взвешенные значения, которые могут отличаться для различных стран и проектов в зависимости от индивидуальных особенностей каждого проекта.
Стоимость строительства
По сравнению с наземными ветроустановками морские ветряные электростанции имеют более высокие удельные капитальные затраты на реализацию проекта, поскольку:
- разработка проекта морских ВЭУ значительно дороже и дольше, чем у наземных станций. При реализации проектов необходимо собирать данные о характеристиках морского дна, а также получение разрешений и экологических согласований;
- удаленность площадок строительства от береговых линий и необходимых портов значительно увеличивают логистические затраты;
- размещение ВЭУ в море требует более дорогих фундаментов (доля затрат на строительство фундамента в морской ветроэнергетике для «типового» проекта составляет около 13% по сравнению с 5% в наземной ветроэнергетике);
- прокладка морских кабельных линий электроснабжения значительно дороже строительства кабельных линий в наземных станциях;
- монтаж и эксплуатация ветряных турбин в морских условиях требует дорогостоящего оборудования и соответственно более высоких денежных затрат.
Однако оффшорная ветроэнергетика имеет преимущество экономии за счет масштаба, а это означает, что некоторые из приведенных выше затрат непропорционально выше, чем для наземной ветроэнергетики. В то же время для морской ветроэнергетики доступны более высокие коэффициенты мощности и более стабильные ветра. Таким образом, перспективы морской ветроэнергетики всегда были очевидны, и в последние несколько лет они начали реализовать свой потенциал. Ниже представлен ввод новых мощностей оффшорных ВЭУ.
Глобальная средневзвешенная удельная стоимость строительства морских ветровых электростанций увеличилась примерно с 2685 долларов США за кВт в 2000 году до более чем 5 712 долларов США за кВт в 2008 году. Затем она находилась в диапазоне около 5 500 долларов США за кВт в период 2008 до 2015 года. После 2015 года средняя удельная стоимость строительства морских ветровых электростанций начала снижаться, и относительно быстро упав до 2 858 долларов США/кВт в 2021 году. Ниже представлены удельные затраты на реализацию оффшорных станций в период с 2010 по 2021 г.
Рост удельных капитальных затрат, произошедший после 2006 г., объясняется рядом факторов, в том числе:
- переходом к проектам в более глубоких водах и дальше от берега, что значительно удорожало затраты на логистику и строительство;
- увеличение сложности проектов требовало пропорционального увеличения объема разработки технических решений проектов;
- рынок оффшорной ветроэнергетики находился в зачаточном состоянии, и современные специализированные монтажные суда были еще недоступны, что приводило к менее эффективным процессам установки;
- отсутствовали логистические цепочки поставок элементов ВЭУ, а имеющиеся цепочки поставок еще не были оптимизированы;
- рост цен на сырьевые товары в этот период также оказал непосредственное влияние на стоимость реализации проектов.
В период с 2015 года наблюдается снижение удельных капитальных затрат. Основными факторами тенденции к снижению удельных затрат являлись:
- снижение цены на материалы, используемые для изготовления турбин;
- создание специализированных машин, агрегатов для выполнения перевозки, строительства и монтажа оффшорных ветряков;
- масштабирование рынка позволило существенно улучшить логистические цепочки и привело к снижению затрат на доставку турбин;
- усовершенствование самих ветроустановок.
Тем не менее, из-за относительно небольшого объема рынка (по сравнению с наземным ветром и солнечными фотоэлектрическими модулями) удельные затраты на строительство морских станций сильно зависят от конкретных мест и региона установки ВЭУ. Наименьшие средние удельные капитальные затраты на строительство зафиксированы в Дании (2289 долл/кВт) и Китае (2857 долл/кВт) и учитывая их долю в общем объеме, то глобальные удельные затраты были существенно зависимы от этих рынков.
Однако в период с 2020 г. наблюдаются одинаковые тенденции, что в наземной ветроэнергетике, что в морской – увеличение стоимости материалов для производства турбин. Для оффшорной ветроэнергетики особенно чувствительной оказалось изменение цен на сталь, поскольку доля стали в «типовом» проекте морской ветроэнергетики достигает 90%. Поэтому в ближайшем будущем ожидается увеличение удельных затрат на уровне 2-4%.
Эффективность
Диапазон коэффициентов использования установленной мощности для морских ветряных электростанций очень широк из-за различий в метеорологических условиях, используемой технологии и конфигурации ветряной электростанции. В период с 2010 по 2021 год глобальный средневзвешенный коэффициент мощности вновь введенных в эксплуатацию оффшорных ветроустановок вырос с 38% до 39%. Ниже приведено изменение КИУМ для оффшорной ветроэнергетики в период с 2010 по 2021 г.
Снижение глобального средневзвешенного коэффициент мощности с 2017 года преимущественно, но не полностью, обусловлено увеличением доли Китая в мировом рынке ветроэнергетики. Проекты оффшорной ветроэнергетики Китая, как правило, являются прибрежным, для которых обычно характерны меньшие скорости ветра. Кроме того, в китайских проектах используются не такие современные технологии в производстве и проектировании турбин, как в странах Европы.
Нормированная стоимость электроэнергии
В последние годы растущий опыт и конкуренция, достижения в области технологий ветряных турбин, создание оптимизированных местных и региональных цепочек поставок, а также мощная политическая и нормативная поддержка привели к устойчивому росту более конкурентоспособных проектов в области морской ветроэнергетики.
В период с 2010 по 2021 год глобальное средневзвешенное значение нормированной стоимости электроэнергии оффшорной ветроэнергетики упало на 60% с 0,188 долларов США за кВт*ч до 0,075 долл. США/кВт*ч.