Инновационная электроэнергетика- 21: д.т.н. проф. Бушуев В.В. Ген. директор ИЭС 29.03.2011 г. Институт энергетической стратегии www.energystrategy.ru Москва, - презентация

1 Инновационная электроэнергетика- 21: д.т.н. проф. Бушуев В.В. Ген. директор ИЭС г. Институт энергетической стратегии Москва, 9-я конференция ТРАВЕК философияфилософия фиксацияфиксация форсайтфорсайт

2 Динамика промышленного развития Индустриализация 1-я Постиндустриальная стадия Неоиндустриальное развитие Тренд 2-я Постиндустриальная стадия Уголь Электроэнергия НефтьАтомГАЗ+ВИЭ ?

3 Смена доминирующих источников энергии Уголь: до 1930 Новые источники энергии После 2030 Газ: после 1970 Нефть: ВИЭ после 2010 Атом: после 1970 ВИЭ после 2010 Повышение структурности (снижение энтропии) потока энергии

4 Целостный энерго-эколого-экономический подход Центральная роль потребителя Энергетика Экономика Человек Экология Много- критериальный выбор Введение

5 Ресурсы и конечные виды энергии Силовая энергия Встроеная энергия Умная энергия

6 Трансформацияпотенциал (ресурс) результат П 1 = Пр - природно-ресурсный капитал П 2 = СПК - социально-производственный капитал П 3 = ЧК - человеческий капитал Капитал – стоимостное выражение потенциала (ресурса)

7 Объем производства (население, ВВП, промышленное производство, энергетическое производство) Количество Надежность и адаптация Качество Системная организация Конструктивность

8 Качество и ценность энергии атомный взрыв: большая мощность (N) малая организованность (S) лазер: малая мощность (N) высокая организованность (S) Э = N·f(s)·T Ценность = Стоимость

9 Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации до 2020 года Долгосрочный прогноз развития экономики России на гг. Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 года Генеральная схема развития нефтяной отрасли на период до 2030 года Генеральная схема развития газовой отрасли на период до 2030 года ЭС-2030 Государственная программа энергосбережения Инвестиционные программы топливно-энергетических компаний Региональные энергетические программы Место ЭС-2030 III. ЭС-2030

10 Энергетическая эффективность экономики Бюджетная эффективность энергетики Энергетическая безопасность Стратегические приоритеты ЭС-2030 Экологическая безопасность энергетики III. ЭС-2030

11 Ресурсная Д остаточность Экономическая Д оступность Технологическа я Д опустимость III. ЭС-2030

12 Эф=Эф= затраты результат - в общем случае Что такое энергоэффективность? IV. Энергоэффективность

13 Что такое энергоэффективность? Эф=Эф= ΔТЭР(стоимость) Капитализация - для компаний Эф=Эф= Затраты Стоимость продукции - для технологий Эф=Эф= Коэффициент полезного действия - для установок

14 Что такое энергоэффективность? Эф=Эф= ΔТЭР потр + ТЭР экспорт ВВП - для ТЭК Эф=Эф= ΔНБ (затраты) ΔНБ(прирост) - экономики Эф=Эф= ΔТЭР Δ Качество жизни - для регионов

15 По энергоэффективности производства национального богатства развитые страны не являются лидерами Электроэффективность производства ВВП долл./кВт час Украина, ЮАР, Канада, Болгария, Китай, Казахстан, Россия, Швеция, Новая Зеландия… Алжир, Италия, Эквадор, Сингапур, Нидерланды, Великобритания, Мексика, Индонезия…

16 Важная причина различий в энергоэффективности – разная структура потребления энергии Структура потребления электроэнергии в мире на 2008 г., %

17 Динамика мировой энергоэффективности, тыс.дол. ВВП /т н. э.

18 Составляющие энергоэффективности Показатели Страны РоссияОПЕКЕССШАМир 0,30,20,70,60,4 0,11,10,90,63 3,22,44,94,113,4 1,30,255,43,72,15 0,40,053,82,20,86

19 Сдвиг энергетики в развивающиеся страны

20 Ключевые тренды в нефтяной отрасли Возможны революционные изменения автопарка Конец нефтяной эпохи и нефтяного бизнеса в инновационном сценарии Вызов для России: спад экспорта нефти в физическом и особенно денежном выражении Потребление нефти, млн т V. Мировая энергетика 2050

21 Ключевые тренды в газовой отрасли развивающиеся страны Сдвиг потребления в развивающиеся страны Безальтернативный тренд - рост с 10% до 15-18% доли нетрадиционного газа Безальтернативный тренд - рост доли СПГ в поставках Вызов для России: ужесточение конкуренции в Европе и в Азии Потребление природного газа, млрд куб. м V. Мировая энергетика 2050

22 Региональные тренды в электроэнергетике Опережающий рост Сдвиг в развивающиеся страны Крупный потенциальный рынок – электромобили Инновационный сценарий – «электрический мир» Вызов для России: развитие «умных сетей» и создание ЕЭС нового поколения Потребление электроэнергии, трлн кВт-ч V. Мировая энергетика 2050

23 Структурные тренды в электроэнергетике Опережающий рост ВИЭ Высокая неопределенность в атомной энергетике Значительный потенциал роста газовой электроэнергетики Возможность сворачивания угольной электроэнергетики Потребление электроэнергии, трлн кВт-ч V. Мировая энергетика 2050

24 Ключевые тренды в возобновляемой энергетике Производство электроэнергии ВИЭ Прирост мощностей ВИЭ в гг., ГВт Вызов для России: крайняя слабость позиций и конкуренция с углеводородами

25 Мировая электроэнергетика: технологические тренды в генерации электроэнергии Зрелые технологииФормирующиеся технологии Инерционное развитие Внедрение новых решений Газовая топливная генерация Прямое получение эл.энергии из окружающей среды Ветровая электроэнергетикаСолнечная фотовольтаика Большая гидроэнергетикаБиоэнергетика Реакторы на тепловых нейтронах Реакторы на быстрых нейтронах

26 Технологические тренды развития электроэнергетических систем Переход к энергетическим системам нового поколения по четырем направлениям: 1. Создание систем управления энергосистемой («умная энергосистема») 3. Развитие технологий накопления электроэнергии в энергосистеме 2. Развитие технологий дальнего транспорта электроэнергии 4. Преобразователи частоты К Единой энергосистеме нового поколения (ЕЭС 2.0) ЕЭС 2.0 ЕЭС 1.0

27 Тренд. Умная энергосистема – обобщение технологий «умных сетей» Развитие умной энергетики 1. Управление спросом в режиме реального времени 2. Адаптивные системы ПАУ 3. Повышение живучести энергосистемы 4. Управление структурой От силовой энергетики к умной Умная энергетика Силовая энергетика

28 Тренды развития транспорта электроэнергии 1. Гибкие системы передачи на переменном токе (FACTS) 3. ЛЭП постоянного тока (HVDC), сверхпроводящие материалы 2. Унифицированная система управления энергопотоками (UPFC) 4. Снижение потерь и рост эффективной дальности передачи электроэнергии От региональных энергетических систем систем к континентальным ЕЭС Евразии? Региональные ОЭС

29 Тренд 3. Развитие технологий накопления электроэнергии в энергосистеме 1.Создание резервов мощности у потребителя 2. Накопители для выравнивания графика АЭС 3. На уровне энергосистемы - ГАЭС, маховые накопители, химические технологии 4. Проблема в аккумуляторах большой мощности 5. Не валовое накопление энергии, а стабилизация режима Резерв мощности Балансирование нагрузки

30 Тренды развития распределенной генерации 1. Интеграция электроэнергетики в техносферу 3. Развитие ВИЭ в рамках технологий «активного здания» 2. Производство энергии потребителями 4. Формирование «Виртуальных электростанций» Виртуальные электростанции Централизованная генерация

31 Мировая электроэнергетика: технологические тренды в потреблении электроэнергии Зрелые технологииФормирующиеся технологии Инерционное развитие, улучшение экономических показателей Быстрый прогресс технико-экономических показателей, внедрение новых решений Электрификация железных дорог Электромобили Обработка металлов резанием Импульсная обработка Лазерные технологии Электробытовые приборыМиниаккумуляторы

32 Сценарии спроса на электроэнергию России Максимальные темпы спроса - в инновационном сценарии, несмотря на рост энергоэффективности, Инновационный сценарий: рост доли электроэнергии в конечном потреблении энергии Неоиндустриализация России как предпосылка роста спроса Спрос на электроэнергию, млрд кВт-ч V. Мировая энергетика 2050 Электроемкость ВВП, 2010 г. = 100%

33 Электроэнергетика России в инновационном сценарии Рост в 2,5 раза к 2050 г. и в 1,7 раза к 2030 г. Опережающий рост мощностей ВИЭ и АЭС, замедленный рост мощностей ТЭС, стабильный рост мощностей ГЭС Доля ВИЭ в мощности выше, чем в генерации, из-за низкого КИУМ Спрос на электроэнергию, млрд кВт-ч Мощность электростанций, ГВт Производство электроэнергии, млрд кВт-ч

34 Электроэнергетика России в инновационном сценарии Опережающий рост потребления и мощностей на Дальнем Востоке и в Сибири Замедленный рост на Урале и в Европейской России Существенные различия в структуре генерации Балансирующие межсистемные связи Мощность электростанций, ГВт Дальний Восток Сибирь Урал Европейская Россия

35 Электроэнергетика России в инновационном сценарии Ввод мощностей необходимо довести в гг. до 7 ГВт в год, в – до 14 ГВт в год В гг. ввод - менее 2 ГВт (2010 г. – 2,8 ГВт) Размеры необходимых вводов мощностей для надежного энергоснабжения страны очень велики Важную роль играет массированное выбытие изношенных мощностей в гг. Необходима государственная программа развития генерирующих мощностей V. Мировая энергетика 2050 Ввод мощности, ГВт

36 Ключевые тренды и требования к России ТрендРискТребования к России Замедление спроса на российские энергоресурсы Замедление экономического роста Модернизация экономики Сдвиг спроса на углеводороды в Азию Сильная конкуренция на европейском рынке Диверсификация направлений экспорта Окончание нефтяной эпохи Бюджетный, финансовый и экономический кризис Снижение зависимости от экспорта нефти Усиление климатической политики, рынков СО 2 Отставание России, проблемы при экспорте Модель работы России на новых рынках Опережающий рост ВИЭ Отставание России, неэффективность Ускоренное развитие ВИЭ в России Регионализация мировой энергетики Невостребованность экспорта и инвестиций Оптимизация трубопроводных проектов Переход развитых стран на новую фазу развития Необратимое отставание России Необходимость инновационного развития Формирование энергетики нового поколения Неэффективность энергетики и экономики Создание энергетики будущего в России

37 Спасибо за внимание д.т.н. проф. Бушуев В.В. Ген. директор ИЭС г. Институт энергетической стратегии Москва