Большое чисто сообщений о новых проектах оффшорной ветроэнергетики и росте ее доли в энергоснабжении некоторых стран соседствует с фактом снижения инвестиций в этот вид генерации. Рост цен на сырье и энергию опрокинул планы правительства Великобритании на снижение стоимости. Приведенная стоимость электроэнергии ветряков вкупе с их нестабильной работой не оправдывает их использование в качества базового компонента энергосистемы.

Материал подготовлен Институтом развития технологий ТЭК.

«Истинная стоимость ветровой энергии ошеломляет: стоимость оффшорной ветровой энергии астрономическая: последняя более чем в шесть раз превышает стоимость энергии, работающей на газе, которая доступна круглосуточно, в любую погоду», — пишет Дэвид Тернер в своем анализе проблем отрасли.

Стоимость сырья, энергии и процентные ставки резко возросли за последние годы, что привело к увеличению стоимости капитала. Эти факторы оказали сильное влияние на стоимость оффшорной ветроэнергетики. Прогнозы правительства Великобритании на снижение стоимости энергии не оправдались.

Модель дисконтированных денежных потоков, пишет Тернер, была построена с использованием параметров, изложенных в отчете правительства Великобритании за 2020 год. Это дает нулевую чистую приведенную стоимость с использованием страйк-цены в размере 56,94 фунта стерлингов за МВтч, что дает результаты, очень близкие к правительственной модели. Затем были изменены различные факторы затрат для условий конца 2022 года, чтобы проверить чувствительность цен к различным параметрам. 

Цены на морскую ветроэнергетику наиболее чувствительны к увеличению затрат на строительство и инфраструктуру, а также стоимости финансирования. Увеличение стоимости строительства на 35% приводит к увеличению цены на электроэнергию на 18,8%. Увеличение стоимости капитала на несколько процентных пунктов привело к росту цен на электроэнергию на 26,5%. Уменьшение коэффициента загрузки, срока службы активов и увеличение времени сборки имеют относительно небольшой эффект. Если все изменения в факторах затрат произойдут, то цены на морские ветряные электростанции вырастут на 74% до 99,10 фунтов стерлингов.

В данной статье сравнивается фактическая производительность четырех ветряных электростанций – Sheringham Shoal, Dudgeon, Beatrice, East Anglia One – с прогнозами правительства и отраслевыми публикациями.

На рисунке 1 показан доход на МВтч произведенной электроэнергии (£/МВтч) за последние два финансовых года. Горизонтальные пунктирные линии показывают прогнозы BEIS (Business, Energy and Industrial Strategy Committee – комитет парламента Великобритании) по приведенной стоимости энергии для морских ветровых электростанций. Красная линия показывает их оценку (100 фунтов стерлингов/МВтч) для новых ферм, которые будут запущены в 2025 году, взятую из отчета за 2016 год. Зеленая линия показывает ориентировочную стоимость морских ветряных электростанций, подсчитанная правительством Великобритании, которые будут введены в эксплуатацию в 2025 году (57 фунтов стерлингов за МВтч), взятую из отчета за 2020 год. В каждом случае достигнутые фактические цены намного выше, чем оценки для новых ферм в 2020 году. 

Между отчетами за 2016 и 2020 годы правительство внесло некоторые важные изменения в свои предположения относительно ветряных электростанций, которые будут введены в эксплуатацию в 2025 году. Они показаны на рисунке 2.

Базовый размер проекта увеличился с 844 МВт до 1000 ГВт. Это, вероятно, оправдано, учитывая, что ветряные электростанции, недавно введенные в эксплуатацию, имеют мощность более 1 ГВт. Коэффициент загрузки увеличился с 47,67% до 51%. Срок строительства сократился с трех до двух лет. Ожидаемый срок службы ветряной электростанции увеличился с 22 до 30 лет. Затраты на строительство упали с 2100 фунтов стерлингов/кВт мощности до 1500 фунтов стерлингов/кВт. Фиксированные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание снизились с 45 400 фунтов стерлингов/МВт/год до 36 300 фунтов стерлингов/МВт/год, и, что очень важно, пороговая стоимость капитала снизилась с 8,9% до 6,3%.

Давайте взглянем на каждый из этих факторов и оценим, насколько они реалистичны.

Капитальные затраты на турбины, установку и инфраструктуру являются ключевым фактором, влияющим на цену энергии ветра. В отчете правительства за 2020 год предполагается, что затраты на строительство ветряных электростанций, развернутых в 2025 году, снизятся на 28% по сравнению с тем, что они предполагали в своем отчете за 2016 год. Частично это сокращение обусловлено увеличением размера ветряной турбины. Чем больше турбина, тем меньше машин требуется для обеспечения той же мощности. 

Однако каждая турбина больше, поэтому содержит больше материалов и требует еще большего бетонного фундамента. По сути, затраты на строительство представляют собой стоимость материалов, необходимых для изготовления турбин и их закрепления на дне океана, плюс затраты энергии и труда на преобразование сырья в готовое изделие. Эти цены резко выросли. Цена на нефть марки Brent выросла примерно вдвое с ~ 40 долларов за баррель в 2016 и 2020 годах до более чем 80 долларов за баррель сегодня. Цены на газ в Великобритании выросли примерно в шесть раз с ~ 20 пенсов за терм (терм – 100 тыс. британский тепловых единиц, примерно 105,5 МДж) в 2016 и 2020 годах до 128 пенсов за терм в настоящее время. Цены на уголь выросли в 3 раза с $60-70/т в 2016 и 2020 годах до $209/т сегодня. Цены на железную руду выросли примерно с 60 долларов за тонну в 2016 году до более 127 долларов за тонну сегодня. Цены на медь выросли примерно вдвое с ~ 2 долларов за фунт в 2016 и 2020 годах до более 4 долларов за фунт сегодня. Цены на неодим (ключевой элемент для изготовления постоянных магнитов) более чем удвоились с ~40 тыс. юаней/тонну до более чем ~93 тыс. юаней/тонну.

Представляется маловероятным, что значительное увеличение стоимости товаров будет компенсировано эффектом масштаба, полученным за счет более крупных турбин. Это подтверждается недавними презентациями для инвесторов от Vestas и Siemens Gamesa и, конечно же, отчетами Energy UK и RenewableUK.

Vestas убыточна, и общий объем заказов сокращается. В целом количество заказов на шельфовые проекты выросло, но для Европы оно было очень небольшим – всего 60 МВт, или четыре их очень больших турбины. На рисунке 4 показано, что средняя цена продажи морских ветряных турбин увеличилась на 34% с 4 квартала 2021 года по 4 квартал 2022 года.

Siemens также убыточен, и количество его заказов также сокращается. В первом квартале 2023 года компания продала мало, и цены на наземные установки выросли на 25% с первого квартала 2022 года по первый квартал 2023 года и более чем на 50% с первого квартала 2020 года.

Стоимость капитала, или ставка дисконтирования, является решающим фактором, определяющим стоимость оффшорной ветровой электростанции. На основе ставок на ценные бумаги Великобритании автор предсказывает реалистичную пороговую ставку на 2025 год в размере 10,23%.

Правительство сократило предполагаемое время строительства на 50% с 3 до 2 лет между отчетом за 2016 год и отчетом за 2020 год, но в 2 года не уложился ни один проект.

На рисунке 6 показана фактическая производительность ветряных электростанций по сравнению с предположениями правительства на 2020 и 2025 годы. В 2016 году правительство приняло коэффициент нагрузки в размере 47,67% для новых ветряных электростанций, введенных в эксплуатацию в 2020 и 2025 годах. В отчете за 2020 год предполагается коэффициент нагрузки в размере 51% для турбин, введенных в эксплуатацию в 2025 году.

Производительность Dudgeon в 2020 году следует рассматривать как разовую, поскольку в другие годы работы у нее были гораздо более низкие коэффициенты нагрузки.

Правительство Великобритании изменило свое предположение о сроке службы морских ветряных электростанций между своими отчетами за 2016 и 2020 годы. В отчете за 2016 год предполагался срок службы 22 года, а в отчете за 2020 год срок службы был увеличен на 36% до 30 лет.

На рисунке 9 представлена политика амортизации в счетах многих компаний ветряных электростанций. Ожидаемая продолжительность жизни значительно меньше 30 лет и составляет в среднем около 24 лет.

Дэвид Тернер показал, насколько планы европейских правительств не соответствуют реальности. В результате в 2022 году Европа инвестировала в новые ветряные электростанции всего 17 млрд евро. Это меньше, чем 41 млрд евро в 2021 году, и это самый низкий показатель инвестиций с 2009 года. Особенно упали инвестиции в оффшорный ветер – до 0,4 млрд евро.

При этом мощность одобренных проектов выросла.

Цифры приведенной стоимости генерации LCOE различаются у разных источников, но все же некоторую картину можно составить. По мнению ИРТТЭК, достаточно объективную информацию представляет EIA (Energy Information Administration, США).

Расчетная взвешенная по мощности выровненная стоимость электроэнергии (LCOE) и выровненная стоимость хранения (LCOS) для новых ресурсов, вводимых в эксплуатацию в 2027 году (2021 долларов за мегаватт-час)

В третьей колонке справа видно, что стоимость генерации на газе в комбинированной цикле практически равна стоимости оншорной генерации. Но наземная генерация нестабильна, поэтому нуждается в резервном источнике (тех же газовых турбинах) или в системах хранения, в которых цена за киловаттчас в три раза выше цены генерации. 

EIA не приводят стоимость оффшорной генерации, но можно сравнить их в последнем докладе компании Lazard, специализирующейся на анализе LCOE. 

Сравнение стоимости энергии по уровню затрат

Диапазон наземного ветра – 24-75 $/МВтч, диапазон оффшорного ветра – 72-140 $/МВТч. Известно правило: даже если исследователи ошибаются, он ошибаются одинаково, то есть абсолютным цифрам стоимости энергии можно не верить, а двух-трехкратной разнице в стоимости наземного и оффшорного ветра верить можно. Разрыв в цене объясним: обслуживание гондолы наземной турбины на высоте 100 м – дорогое занятие, а обслуживание этой турбины в море – стоит баснословно дорого.

К тому же ветрогенераторы – опасные конструкции. Он могут ломаться и гореть, причем потушить пожар наверху стометровой трубы невозможно. По статистике за срок службы пожар уничтожит 1 из 2000 ветряных турбин. Поэтому при приказе «внедрять ВИЭ» исполнители выбирают солнечные панели, они если и не дешевле, то гораздо безопаснее.