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
Установленная мощность фотоэлектрических станций по всему миру на конец 2021 года составила около 850 ГВт. Развитие солнечной энергетики является одним из быстрорастущих рынков во всем мире и по состоянию на конец 2021 г мощность солнечных станций впервые опередила установленную мощность ветряков по всему миру. Динамика ввода новых мощностей в солнечной энергетике приведена ниже.
Источник: IRENA
Масштабирование и развитие рынка солнечной энергетики позволило значительно сократить удельные затраты на строительство фотоэлектрических станций. По состоянию на 2021 г средние затраты на строительство составляют 857 долл/кВт, что в 5,6 раз меньше по сравнению с 2010 г. Динамика изменения удельных затрат приведена ниже.
Источник: IRENA
Снижение удельных капитальных затрат на строительство солнечных станций обусловлено рядом причин. Одним из главных факторов снижения затрат является уменьшение цен на фотоэлектрические модули. В период с 2009 г до 2021 г средняя цена на панели из кремния уменьшилась на 88%-95% для европейского рынка. В период с 2020 г наблюдался рост цен на панели, это было связано с увеличением глобального спроса на кремний, наблюдавшийся во время пандемии COVID-19. Динамика цен на фотоэлектрические панели для разных категорий приведена ниже.
Источник: IRENA
Еще одним фактором, влияющим на снижение затрат на строительство фотоэлектрических станций является уменьшение стоимости оборудования электротехнической части станции (в англоязычной литературе именуется BoS - Solar PV Balance-of-System). Сюда относятся кабеля постоянного/переменного тока, инверторные установки, системы мониторинга за работой станции. Тенденция на снижение капитальных затрат на реализацию проектов в области солнечной энергетики наблюдалась во всем мире. Однако наблюдается существенная разница между удельными затратами для разных регионов. Например, удельные затраты в Индии составляют 590 долл/кВт, а в России достигают 1695 долл/кВт. Средние удельные затраты на строительство фотоэлектрических станций по регионам приведено ниже.
Источник: IRENA
Эффективность
В период с 2010 по 2022 эффективность фотоэлектрических станций увеличилась с 13,8% до 17,2%, смотрите рисунок ниже.
Источник: IRENA
Если рассмотреть график, то его можно условно разделить на две части. Первая часть приходится на период с 2010 по 2018 г включительно. На этот период приходится постоянное увеличение коэффициента использования установленной мощности фотоэлектрической станций. Основными причинами роста является повышение эффективности фотоэлектрических модулей и установка станций в местах с высокой инсоляцией. В период с 2019 г наблюдается снижение эффективности использования фотоэлектрических панелей. Главным фактором, способствующим снижению, является уменьшение стоимости строительства солнечных станций. Поскольку при низких капитальных затратах появилась возможность реализовать проекты на площадках, с более низким поступлением солнечной радиации, которые ранее считались нерентабельными. Второй причиной является увеличение рынка двусторонних панелей, поскольку при увеличении мощности за счет двусторонних модулей в 2 раза, не получается увеличение выработки в два раза. В 2021 г наблюдается увеличение коэффициента использования установленной мощности, это связано с развитием технологии двусторонних фотоэлектрических панелей и увеличению доли станций с использованием трековых систем слежения за положением солнца.
Нормированная стоимость электроэнергии
Глобальное значение нормированной стоимости солнечных станций в период с 2010 по 2021 г снизилось на 88% и составило 0,048 долл/кВт*ч.
Источник: IRENA
Снижение стоимости электроэнергии от солнечных станций является основным фактором развития рынка по всему миру. Основными причинами снижения стоимости электроэнергии являются:
- эффект масштаба. Постоянное развитие рынка позволило существенно улучшить логистические цепочки в поставках оборудования. Большой рынок создал высокую конкуренцию, которая заставляет всех участников сокращать свои издержки и улучшать технологические и операционные процессы на всех стадиях реализации проекта;
- уменьшение стоимости панелей. Совершенствование способов выращивания кристаллов кремния позволило значительно уменьшить стоимость модулей, что привило к сокращению капитальных затрат;
- уменьшение стоимости электротехнического оборудования станции. В первую очередь это касается снижения стоимости инверторов;
- увеличение эффективности панелей. Совершенствование технологий производства позволило существенно увеличить КПД модулей за последнее десятилетие.