Электроснабжение Великобритании в 2023 году [1]
Соединенное Королевство является лучшим местом для ветроэнергетики в Европе и одним из лучших в мире. [2] [3] Сочетание длинной береговой линии , мелководья и сильных ветров делает прибрежный ветер необычайно эффективным. [4]
К 2023 году в Великобритании было более 11 тысяч ветряных турбин с общей установленной мощностью 30 гигаватт (ГВт): 16 ГВт на суше и 15 ГВт на море , [5] шестая по величине мощность среди всех стран . [6] Ветроэнергетика является крупнейшим источником возобновляемой энергии в Великобритании , но при доле менее 5% все еще намного меньше первичной энергии, чем нефть или ископаемый газ . [7] : 13 Однако ветровая энергия генерирует электроэнергию, которая намного мощнее с точки зрения полезной энергии , чем такое же количество тепловой первичной энергии. Ветер генерирует более четверти электроэнергии в Великобритании , и по состоянию на май 2024 года генерирует больше, чем газ за целый год. [8]
Опросы общественного мнения неизменно демонстрируют сильную поддержку ветроэнергетики в Великобритании: почти три четверти населения согласны с ее использованием, даже люди, живущие вблизи береговых ветровых турбин . [9]
Правительство взяло на себя обязательство по значительному расширению морской мощности до 60 ГВт к 2030 году [10] , из которых 5 ГВт будут получены от плавучих ветровых электростанций. [11] Одной из причин этого является повышение энергетической безопасности . [12] Эксперты отрасли TGS 4C Offshore сообщают, что в настоящее время Великобритания не в состоянии достичь этой цели из-за проблем в процессе получения разрешений, цепочке поставок и ценах реализации, однако с недавней сменой правительства и распределением бюджета на 6 раунд это, вероятно, может ускорить наращивание мощности к 2030 году [10] .
Первая в мире ветряная турбина, вырабатывающая электроэнергию, была зарядной машиной для аккумуляторов, установленной в июле 1887 года шотландским академиком Джеймсом Блайтом для освещения его загородного дома в Мэрикирке , Шотландия. [15] В 1951 году компания John Brown & Company построила первую ветряную турбину, подключенную к коммунальной сети, которая работала в Соединенном Королевстве . [ 15 ] [16] В 1970-х годах ветрогенерация в промышленных масштабах была впервые предложена в качестве источника электроэнергии для Соединенного Королевства. В статье о стоимости ветроэнергетики того периода предполагалось, что капитальные затраты на установленный киловатт будут находиться в диапазоне от 150 до 250 фунтов стерлингов, но с учетом инфляции это будет конкурентоспособно, и предсказывалось, что вскоре появятся более дешевые новые конструкции ветряных мельниц. [17]
В 2007 году правительство Соединенного Королевства согласилось с общей целью Европейского Союза по производству 20% энергоснабжения ЕС из возобновляемых источников к 2020 году. Каждому государству-члену ЕС была дана своя собственная выделенная цель: для Соединенного Королевства это 15%. Это было формализовано в январе 2009 года с принятием Директивы ЕС о возобновляемых источниках энергии . Поскольку производство возобновляемого тепла и возобновляемого топлива в Соединенном Королевстве находится на крайне низком уровне, RenewableUK подсчитала, что для этого потребуется, чтобы 35–40% электроэнергии Соединенного Королевства к этой дате вырабатывалось из возобновляемых источников, [18] что будет в основном достигнуто за счет 33–35 гигаватт (ГВт) установленной мощности ветроэнергетики.
В декабре 2007 года правительство объявило о планах расширения ветроэнергетики в Соединенном Королевстве, проведя стратегическую экологическую оценку до 25 ГВт ветровых электростанций в открытом море в рамках подготовки к новому раунду развития. Эти предлагаемые площадки были в дополнение к площадкам на 8 ГВт, уже выделенным в двух предыдущих раундах распределения площадок, Раунд 1 в 2001 году и Раунд 2 в 2003 году. В совокупности было подсчитано, что это приведет к строительству более 7000 ветровых турбин в открытом море. [19]
В 2010 году было введено в эксплуатацию 653 МВт офшорного ветра. В следующем году была завершена только одна офшорная ветровая электростанция, фаза 1 ветровой электростанции Уолни , в 2011 году с мощностью 183 МВт. 28 декабря 2011 года ветровая энергетика установила рекордный вклад в спрос Соединенного Королевства на электроэнергию в размере 12,2%. [20]
2012 год стал знаменательным для оффшорной ветроэнергетики: в эксплуатацию вступили 4 крупных ветровых электростанции с более чем 1,1 ГВт генерирующей мощности. [21] В период с июля 2012 года по июнь 2013 года были установлены оффшорные ветровые электростанции мощностью 1,463 ГВт, что впервые превысило рост наземной ветроэнергетики, которая выросла на 1,258 ГВт. [22] В 2013 году оффшорная ветроэнергетика продолжила развиваться, и в 2013 году была введена в эксплуатацию некогда крупнейшая ветровая электростанция в мире London Array с более чем 630 МВт генерирующей мощности. [23]
В 2013 году ветроэнергетика выработала 27,4 ТВт·ч энергии, что составило 8,7% спроса на электроэнергию в Великобритании. [24]
1 августа 2013 года заместитель премьер-министра Ник Клегг открыл ветровую электростанцию Lincs Offshore Wind Farm. После ввода в эксплуатацию общая мощность ветроэнергетики превысила 10 ГВт установленной мощности. [ требуется ссылка ] В 2014 году премьер-министр Дэвид Кэмерон заявил, что люди «сыты по горло» строительством ветряных турбин вблизи домов; субсидии на береговую ветроэнергетику были отменены, а в 2015 году правила планирования изменились, чтобы предоставить местным властям строгий контроль над развитием ветряных турбин, что значительно сократило размещение на суше. [25]
В 2014 году 28,1 ТВт·ч энергии было выработано ветровой энергией (в среднем 3,2 ГВт, около 24% от 13,5 ГВт установленной мощности на тот момент), что составило 9,3% потребности Великобритании в электроэнергии. [26] В том же году Siemens объявила о планах построить завод стоимостью 310 миллионов фунтов стерлингов (264 миллиона долларов США) [ сомнительно – обсудить ] для производства офшорных ветровых турбин в Полле, Англия, поскольку мощность ветроэнергетики Великобритании быстро росла. Siemens выбрала район Халл на восточном побережье Англии, потому что он находится недалеко от других крупных офшорных проектов, запланированных на ближайшие годы. Новый завод начал производить лопасти ротора турбины в декабре 2016 года. [27] На заводе и связанном с ним сервисном центре в Грин-Порт-Халл неподалеку будут работать около 1000 человек. [28]
В 2015 году 40,4 ТВт·ч энергии было выработано ветровой энергией, а квартальный рекорд генерации был установлен в трехмесячный период с октября по декабрь 2015 года, при этом 13% спроса на электроэнергию в стране было удовлетворено ветром. [30] В 2015 году было введено в эксплуатацию 1,2 ГВт новых мощностей ветроэнергетики, что на 9,6% больше общей установленной мощности Великобритании. Три крупных морских ветровых электростанции были введены в эксплуатацию в 2015 году: Gwynt y Môr ( макс. мощность 576 МВт), Humber Gateway (219 МВт) и Westermost Rough (210 МВт).
В 2016 году генеральный директор DONG Energy (теперь известной как Ørsted A/S ), крупнейшего оператора ветряных электростанций Великобритании, предсказал, что в будущем ветряная энергия сможет обеспечить более половины спроса на электроэнергию в Великобритании. Он указал на падающую стоимость зеленой энергии как на доказательство того, что ветер и солнце могут вытеснить ископаемое топливо быстрее, чем ожидалось. [31]
К 2020 году обеспокоенность изменением климата привела к большей общественной поддержке ветряных турбин, но, несмотря на политику правительства, утверждающую, что наземный ветер является «ключевым строительным блоком» для выработки электроэнергии, было неясно, будут ли смягчены ограничения на планирование наземных электростанций 2015 года. [25] В 2022 году три четверти населения Великобритании поддержали дальнейшую выработку энергии с помощью ветра в Великобритании, и большинство было бы радо, если бы рядом с ними была построена ветряная электростанция. [32]
В 2022 году ветрогенерация в Великобритании впервые превысила 20 ГВт, достигнув 20,9 ГВт между 12:00 и 12:30 2 ноября 2022 года. [33] За этим последовал рекордный показатель в 2023 году в 21,6 ГВт 10 января в период сильных ветров. [34]
Общая установленная мощность морской ветроэнергетики в Соединенном Королевстве на начало 2022 года составила 11,3 ГВт. Соединенное Королевство стало мировым лидером по производству морской ветроэнергетики в октябре 2008 года, обогнав Данию . [50] В 2013 году ветряная электростанция London Array с 175 турбинами , расположенная у побережья Кента , стала крупнейшей морской ветряной электростанцией в мире; в 2018 году ее превзошла Walney 3 Extension.
По оценкам, Соединенное Королевство обладает более чем третью часть всех ресурсов морской энергии ветра в Европе, что эквивалентно трем потребностям страны в электроэнергии при текущих темпах потребления электроэнергии [51] (В 2010 году пиковый зимний спрос составил 59,3 ГВт, [52] летом он падает до примерно 45 ГВт). Согласно одной из оценок, ветряные турбины в одной трети вод Соединенного Королевства , которые находятся на глубине менее 25 метров (82 фута), в среднем будут генерировать 40 ГВт; турбины в одной трети вод глубиной от 25 метров (82 фута) до 50 метров (164 фута) в среднем будут генерировать еще 80 ГВт, т.е. 120 ГВт в общей сложности. [53] Оценка теоретического максимального потенциала ресурсов морской энергии ветра Соединенного Королевства во всех водах глубиной до 700 метров (2300 футов) дает среднюю мощность в 2200 ГВт. [54]
Первые разработки в области морской ветроэнергетики в Соединенном Королевстве начались в рамках ныне отмененного Обязательства по неископаемому топливу (NFFO), что привело к созданию двух ветровых электростанций : Blyth Offshore и Gunfleet Sands . [55] NFFO был введен как часть Закона об электроэнергии 1989 года и обязывал компании по поставкам электроэнергии в Соединенном Королевстве обеспечивать определенные объемы электроэнергии из неископаемых источников, [56] что дало первоначальный толчок коммерческому развитию возобновляемой энергетики в Соединенном Королевстве.
В 2001 году 17 заявок получили разрешение на продолжение так называемого Раунда 1 проекта по развитию морской ветроэнергетики в Соединенном Королевстве. [57]
Оффшорные ветровые проекты, завершенные в 2010–2011 годах, имели нормированную стоимость электроэнергии в размере 136 фунтов стерлингов/МВт·ч, которая снизилась до 131 фунта стерлингов/МВт·ч для проектов, завершенных в 2012–2014 годах, и до 121 фунта стерлингов/МВт·ч для проектов, одобренных в 2012–2014 годах; отрасль надеется снизить стоимость до 100 фунтов стерлингов/МВт·ч для проектов, одобренных в 2020 году. [58]
Стоимость строительства офшорных ветряных электростанций упала почти на треть с 2012 года, в то время как технологии совершенствовались, и разработчики считают, что новое поколение еще более крупных турбин позволит еще больше снизить затраты в будущем. [59] В 2017 году Великобритания построила 53% от 3,15 ГВт европейской мощности офшорных ветряных электростанций. [60] В 2020 году Борис Джонсон пообещал, что к концу десятилетия офшорный ветер будет генерировать достаточно энергии, чтобы обеспечить электроэнергией каждый дом в Великобритании. [61]
В начале 2022 года общая установленная мощность офшорной ветроэнергетики составляла 11,26 ГВт. [46] В течение 2022 года было добавлено еще 3,2 ГВт мощности с вводом в эксплуатацию ветровых электростанций Moray East , Triton Knoll и Hornsea Project Two . [62] [63] [64] Еще 13,6 ГВт мощности либо находятся в стадии строительства (Neart Na Gaoithe, Sofia, Seagreen & Doggerbank A), либо были присуждены по контракту на разницу в раунде 3 [65] или раунде 4. [66]
Великобритания ускорила вывод из эксплуатации угольных электростанций , стремясь к поэтапному выводу из эксплуатации в 2024 году; [67] эта цель была достигнута 30 сентября 2024 года с закрытием электростанции Ratcliffe-on-Soar . [68]
Недавние британские программы строительства атомных электростанций столкнулись со значительными техническими проблемами и перерасходами средств по проектам, что привело к значительному увеличению стоимости проекта. [69] Эти проблемы привели к тому, что новые ядерные проекты в Великобритании не смогли обеспечить финансирование проекта. Аналогичным образом, технология SMR в настоящее время экономически неконкурентоспособна с морской ветровой энергетикой в Великобритании. После ядерной катастрофы на Фукусиме общественная поддержка новых ядерных установок упала. [70] В ответ на это правительство Великобритании увеличило свои предыдущие обязательства по 40 ГВт морской ветровой мощности к 2030 году. [71] По состоянию на 2020 год это представляет собой увеличение на 355% по сравнению с текущей мощностью за 10 лет. Ожидается, что Crown Estate объявит о нескольких новых раундах аренды и увеличении существующих площадей торгов в течение периода 2020–2030 годов, чтобы достичь цели правительства в 40 ГВт.
В 2023 году правительство Великобритании увеличило запланированную Великобританией к 2030 году мощность морской ветроэнергетики до 50 ГВт [72] и имеет в запасе проекты по морской ветроэнергетике мощностью 100 ГВт [73] .
В дополнение к аукциону UK Round 3, шотландское правительство и Crown Estate также объявили о торгах на потенциальные участки в шотландских территориальных водах. Первоначально они считались слишком глубокими, чтобы обеспечить жизнеспособные участки, но 17 компаний подали заявки, и Crown Estate изначально подписали эксклюзивные соглашения с 9 компаниями на участки стоимостью 6 ГВт. После публикации отраслевого морского плана шотландского правительства для морской ветроэнергетики в шотландских территориальных водах в марте 2010 года [74] шесть участков получили одобрение при условии получения подробного согласия. Впоследствии 4 участкам были предоставлены соглашения об аренде. [75]
В 2022 году Crown Estate объявила о результатах процесса подачи заявок на ScotWind Leasing — первый раунд лизинга шотландских ветроэнергетических установок за более чем десятилетие и первый с тех пор, как управление правами на ветроэнергетику было передано Шотландии. Было отобрано 17 проектов мощностью 25 ГВт.
В Шотландии поставлена цель к 2030 году, поставленная в 2023 году, — достичь мощности ветроэнергетики в 11 ГВт к 2030 году. Это будет означать увеличение ветроэнергетики на 400% и увеличение общей вырабатываемой ветроэнергетикой энергии на 60% [76]
Первая коммерческая ветряная электростанция была построена в 1991 году в Делаболе в Корнуолле; [78] она состояла из 10 турбин, каждая из которых могла генерировать максимум 400 кВт. После этого в начале 1990-х годов наблюдался небольшой, но устойчивый рост, и каждый год вводилось в эксплуатацию около полудюжины ферм; более крупные ветряные электростанции, как правило, строились на холмах Уэльса, например, в Райд-и-Гроус, Лландинаме, Брин-Титли и Карно . Более мелкие фермы также появлялись на холмах и пустошах Северной Ирландии и Англии. В конце 1995 года в Шотландии в Хагшоу-Хилл была введена в эксплуатацию первая коммерческая ветряная электростанция. В конце 1990-х годов наблюдался устойчивый рост по мере созревания отрасли. В 2000 году были установлены первые турбины, способные генерировать более 1 МВт, и темпы роста начали ускоряться, поскольку крупные энергетические компании, такие как Scottish Power и Scottish & Southern, все больше вовлекались в процесс, чтобы соответствовать юридическим требованиям по выработке определенного количества электроэнергии с использованием возобновляемых источников энергии (см. Обязательства по возобновляемым источникам энергии ниже). Развитие ветровых турбин продолжалось быстрыми темпами, и к середине 2000-х годов турбины мощностью 2 МВт+ стали нормой. В 2007 году немецкий производитель ветровых турбин Enercon установил первую модель мощностью 6 МВт (« E-126 »); паспортная мощность была изменена с 6 МВт до 7 МВт после проведения технических ревизий в 2009 году и до 7,5 МВт в 2010 году.
Рост продолжился с появлением более крупных ферм и более крупных, более эффективных турбин, установленных на все более высоких мачтах. Малонаселенная, холмистая и ветреная сельская местность Шотландии стала популярным районом для застройщиков, и первая в Соединенном Королевстве ферма мощностью 100 МВт+ была введена в эксплуатацию в 2006 году в Хэдъярд-Хилл в Южном Эйршире. [79] В 2006 году также впервые была использована турбина мощностью 3 МВт. В 2008 году на Скаут-Мур была завершена крупнейшая наземная ветровая электростанция в Англии [80] , а переоснащение ветровой электростанции Слив-Рашен создало крупнейшую электростанцию в Северной Ирландии. [81] В 2009 году в Уайтли на Иглшем-Мур в Шотландии была введена в эксплуатацию крупнейшая ветровая электростанция в Соединенном Королевстве . [82] Это ветровая электростанция мощностью 539 МВт, состоящая из 215 турбин. Получено разрешение на строительство еще нескольких ветряных электростанций мощностью более 100 МВт на холмах в Шотландии, на которых будут установлены турбины мощностью 3,6 МВт.
По состоянию на сентябрь 2013 года в Соединенном Королевстве насчитывалось 458 действующих наземных ветровых электростанций с общей паспортной мощностью 6565 МВт. В настоящее время ведется строительство еще 1564 МВт мощности, а еще 4,8 ГВт схем имеют разрешение на планирование. [21]
В 2009 году наземные ветровые электростанции Великобритании выработали 7564 ГВт-ч электроэнергии; это составляет 2% от общего объема выработки электроэнергии в Великобритании (378,5 ТВт-ч). [83]
Крупные наземные ветровые электростанции обычно напрямую подключены к национальной энергосистеме , но более мелкие ветровые электростанции подключены к региональной распределительной сети, называемой «встроенной генерацией». В 2009 году почти половина мощности ветрогенерации была встроенной генерацией, но ожидается, что в будущем она сократится по мере строительства более крупных ветровых электростанций. [84]
Получение разрешения на планирование для наземных ветровых электростанций по-прежнему остается сложной задачей, поскольку многие схемы застряли в системе планирования и имеют высокий уровень отказов. [85] [86] Данные RenewableUK (ранее BWEA) показывают, что наземные схемы общей мощностью около 7000 МВт ожидают разрешения на планирование. В среднем рассмотрение заявки на планирование ветровых электростанций местными органами власти занимает два года, а уровень одобрения составляет 40%. Это крайне невыгодно по сравнению с другими типами крупных заявок, такими как жилье, торговые точки и дороги, 70% из которых решаются в течение установленного законом срока в 13–16 недель; для ветровых электростанций этот показатель составляет всего 6%. [ необходима цитата ] Примерно половина всех заявок на планирование ветровых электростанций, схемы общей мощностью более 4 ГВт, имеют возражения со стороны аэропортов и управления движением из-за их воздействия на радары . В 2008 году NATS en Route, BWEA, Министерство обороны и другие правительственные ведомства подписали Меморандум о взаимопонимании, направленный на создание механизма разрешения возражений и финансирования дополнительных технических исследований.
Ветряные электростанции в Великобритании часто должны соответствовать максимальному пределу высоты в 125 м (410 футов) (исключая Шотландию). Однако современные недорогие ветровые турбины, установленные на континенте, имеют высоту более 200 м (660 футов). [87] Этот критерий планирования затормозил развитие наземного ветра в Великобритании.
С 2002 по 2015 год ветряные электростанции субсидировались через Обязательство по возобновляемым источникам энергии , в соответствии с которым британские поставщики электроэнергии были обязаны по закону предоставлять часть своих продаж из возобновляемых источников, таких как энергия ветра, или платить штрафную пошлину. Затем поставщик получал Сертификаты обязательств по возобновляемым источникам энергии (ROC) за каждый МВт·ч купленной электроэнергии. [115] Закон об энергетике 2008 года ввел диапазонные ROC для различных технологий с апреля 2009 года. Береговой ветер получает 1 ROC за МВт·ч, но с момента Обзора диапазонов обязательств по возобновляемым источникам энергии в 2009 году морской ветер получил 2 ROC, чтобы отразить более высокие затраты на его генерацию. [116] В Северной Ирландии диапазон из 4 ROC доступен для небольших наземных турбин. [117]
Ветроэнергетика получила приблизительно 40% от общего дохода, полученного в рамках Обязательства по возобновляемым источникам энергии, [118] а ROC обеспечили более половины дохода задействованных ветровых электростанций. [119] Общая годовая стоимость Обязательства по возобновляемым источникам энергии достигла 6,3 млрд фунтов стерлингов в 2019–2020 годах, из которых 67% приходилось на ветроэнергетику. [120] Эта стоимость была добавлена к счетам за электроэнергию конечных потребителей. Сэр Дэвид Кинг предупредил, что это может повысить уровень топливной бедности в Великобритании . [121]
Правительство закрыло Обязательство по возобновляемым источникам энергии для новых проектов в области ветроэнергетики на суше в 2016 году. [122] Поддержка ветроэнергетики на море была переведена в режим правительственного контракта на разницу (CfD). [123] Поддержка ветроэнергетики в рамках этой программы выросла до 1,7 млрд фунтов стерлингов в 2020 году, причем 1,6 млрд фунтов стерлингов из этой общей суммы были распределены между шестью ветропарками на море. [124]
В 2023 году был введен эффективный налог на непредвиденную прибыль. [125] [126]
Экономика ветроэнергетики обусловлена такими факторами, как капитальные, эксплуатационные и финансовые затраты, а также эксплуатационная производительность или коэффициент мощности . На эти факторы, в свою очередь, влияют такие вопросы, как местоположение, размер турбины и расстояние между ними, а для морских ветровых электростанций — глубина воды и расстояние от берега. Эксплуатационные расходы и производительность изменяются в течение срока службы ветровых электростанций, и требуются данные за несколько лет, прежде чем можно будет сделать оценку траектории этих показателей. [127]
Обзор финансовых счетов, опубликованный Фондом возобновляемой энергии в 2020 году, показал, что капитальные затраты на морские ветровые электростанции в Великобритании неуклонно росли с 2002 по 2013 год, прежде чем стабилизироваться и, возможно, немного снизиться. [127] Эксплуатационные расходы неуклонно росли до момента проведения исследования, но расходы на финансирование упали. Эта картина была подтверждена всесторонним обзором проверенных данных счетов для морских ветровых электростанций в Великобритании, который показал, что нормированные затраты выросли с примерно 60–70 фунтов стерлингов/МВт·ч для ранних проектов до примерно 140–160 фунтов стерлингов/МВт·ч к 2010–2013 годам, прежде чем стабилизироваться. [128]
Исследование Фонда возобновляемой энергии также рассмотрело стоимость наземного ветра, обнаружив, что капитальные затраты выросли примерно до 2011 года, а затем немного снизились, в то время как эксплуатационные расходы неуклонно росли. [127] Оценки приведенной стоимости наземного ветра в Великобритании более старые. Исследование 2011 года, проведенное инженерно-консалтинговой компанией Mott MacDonald, установило стоимость наземного ветра в размере 83 фунтов стерлингов/МВт-ч, что ниже стоимости новой ядерной энергии в размере 96 фунтов стерлингов/МВт-ч. [129]
На аукционах контрактов на разницу цен в Великобритании в 2017 и 2019 годах морские ветряные электростанции делали заявки на поставку электроэнергии в сеть по ценам исполнения, намного более низким, чем когда-либо прежде: 57,50 фунтов стерлингов/МВт·ч на аукционе 2017 года [130] и 39,65 фунтов стерлингов/МВт·ч на аукционе 2019 года [131] . Эти значения ниже предполагаемых затрат на ветряные электростанции, описанных в предыдущем разделе, и поэтому широко воспринимаются как свидетельство фундаментальных изменений в экономике морской ветроэнергетики; другими словами, технический прогресс привел к значительному снижению затрат.
Аналогичного снижения цен на торгах от береговых ветровых электростанций не наблюдалось. Самая низкая успешная ставка в режиме CfD составила £79,99/МВт-ч. [132]
Исторически ветроэнергетика немного повышала стоимость электроэнергии. В 2015 году было подсчитано, что использование ветроэнергетики в Великобритании добавило 18 фунтов стерлингов к среднему годовому счету за электроэнергию. [133] Это были дополнительные расходы потребителей на использование ветра для выработки около 9,3% от годового общего объема (см. таблицу ниже) — около 2 фунтов стерлингов за каждый 1%.
Строительство ветряных электростанций в Великобритании поддерживалось через Обязательство по возобновляемым источникам энергии , а с 2016 года — также ценовой гарантийной поддержкой через режим Контрактов на разницу . В 2018 году приведенная стоимость электроэнергии (LCOE) морского ветра находилась в диапазоне 100–150 фунтов стерлингов/МВт·ч. [128] Однако на недавних аукционах CfD для проектов морского ветра были согласованы цены исполнения вплоть до 39,65 фунтов стерлингов/МВт·ч, что привело к предположению об эквивалентном снижении базовых затрат. [134] [135] Из-за структуры соглашений о контрактах на разницу ветровые генераторы платят правительству, когда цены на электроэнергию превышают цену исполнения. [136] Средние оптовые цены на электроэнергию составили 57 фунтов стерлингов/МВт·ч в 2018 году и 113 фунтов стерлингов/МВт·ч в 2021 году, прежде чем подняться выше 400 фунтов стерлингов/МВт·ч в 2022 году. [137]
Исторически морской ветер был дороже наземного, но в 2016 году прогнозировалось, что в 2020 году он будет иметь самую низкую приведенную стоимость электроэнергии в Соединенном Королевстве, когда к технологиям генерации будет применена стоимость углерода. [138] : стр. 25 На аукционе AR4 CFD 2022 года морской ветер был продан по средней цене 37,35 фунтов стерлингов/МВт·ч против средней цены наземного ветра 42,47 фунтов стерлингов/МВт·ч (обе цены 2012 года). [139]
Статистический и эконометрический анализ большинства наземных и морских ветряных электростанций, построенных в Соединенном Королевстве с 2002 года мощностью более 10 МВт, был проведен бывшим профессором Школы экономики Эдинбургского университета по поручению антиветровой организации. Он обнаружил, что фактическая стоимость наземной и морской ветровой генерации существенно не снизилась. Напротив, капитальные и эксплуатационные затраты на МВт увеличились, причем последнее было обусловлено более высокой, чем ожидалось, частотой отказов оборудования и профилактическим обслуживанием, связанным с новыми поколениями более крупных турбин. Исследование приходит к выводу, что после истечения срока действия текущих контрактов, гарантирующих цены выше рыночных, ожидаемые доходы от генерации будут меньше эксплуатационных расходов. Если это подтвердится, финансовым регуляторам потребуется наложить высокие коэффициенты риска на кредиты операторам морских ветряных электростанций, что фактически сделает их слишком рискованными для пенсионных фондов и мелких инвесторов. [140]
Генерируемая ветром энергия является переменным ресурсом, и количество электроэнергии, произведенной в любой момент времени данной установкой, будет зависеть от скорости ветра, плотности воздуха и характеристик турбины (среди прочих факторов). Если скорость ветра слишком низкая (менее примерно 2,5 м/с), то ветряные турбины не смогут производить электричество, а если она слишком высокая (более примерно 25 м/с), то турбины придется отключить, чтобы избежать повреждений. Когда это происходит, другие источники энергии должны иметь возможность удовлетворить спрос, [51] [142] Три отчета об изменчивости ветра в Соединенном Королевстве, выпущенные в 2009 году, в целом согласны с тем, что изменчивость ветра не делает сеть неуправляемой; и дополнительные расходы, которые являются скромными, могут быть количественно оценены. [143] Для проникновения на рынок ветроэнергетики до 20% исследования в Великобритании показывают стоимость £3-5/МВт-ч. [144] В Соединенном Королевстве спрос на электроэнергию выше зимой, чем летом, как и скорость ветра. [145] [146]
В то время как выходная мощность одной турбины может сильно и быстро меняться в зависимости от местных скоростей ветра, по мере того, как все больше турбин подключаются на все больших и больших площадях, средняя выходная мощность становится менее изменчивой. [147] Исследования Грэма Синдена показывают, что на практике изменения в тысячах ветряных турбин, разбросанных по нескольким различным участкам и ветровым режимам, сглаживаются, а не прерывисты. По мере увеличения расстояния между участками корреляция между скоростями ветра, измеренными на этих участках, уменьшается. [141] [148]
Кризис поставщиков природного газа в Соединенном Королевстве в 2021 году привел к росту цен на электроэнергию, [149] что еще больше усугубилось ростом спроса на фоне отсутствия ветра. [150] [151] И наоборот, высокая выработка во время штормов привела к тому, что цены на электроэнергию иногда становились нулевыми или даже отрицательными. [152]
Развитие сети Великобритании характеризовалось непосредственной близостью основных источников и спроса на электроэнергию. Поскольку ветряные электростанции, как правило, располагаются далеко от центров спроса, пропускной способности может быть недостаточно для доставки электроэнергии потребителям, особенно при высокой скорости ветра. Когда сеть не может поставлять вырабатываемую электроэнергию, операторам ветряных электростанций платят за отключение. Обычно необходимо платить другому генератору — обычно газовой электростанции — по другую сторону ограничения за включение, чтобы обеспечить удовлетворение спроса. Эти два стимула называются « платежами за ограничение » [153] или сокращением [152] , и они являются одним из источников критики использования ветряной энергии и его внедрения; в 2011 году было подсчитано, что будет получено около 10 миллионов фунтов стерлингов в виде платежей за ограничение, что в десять раз превышает стоимость потенциально потерянной генерации электроэнергии. [154] Платежи за ограничение ветряных электростанций существенно выросли из года в год, составив 224 миллиона фунтов стерлингов из общей суммы в 409 миллионов фунтов стерлингов в 2020–2021 годах. [155] Кроме того, 582 миллиона фунтов стерлингов были потрачены на последующую перебалансировку системы, в основном на газовые электростанции. [152]
Существуют некоторые разногласия относительно необходимого объема резерва или поддержки, требуемого для поддержки крупномасштабного использования ветровой и солнечной энергии из-за изменчивой природы ее поставок. В представлении 2008 года в Комитет по экономическим вопросам Палаты лордов E.ON UK утверждала, что необходимо иметь до 80–90% резерва. [156] Другие исследования дают требование от 15% до 22% установленной прерывистой мощности. [144] National Grid, которая несет ответственность за балансировку сети, сообщила в июне 2009 года, что распределительная сеть электроэнергии может справиться с ветровой энергией в режиме on-off, не тратя много на резервирование, но только путем нормирования электроэнергии в часы пик с использованием так называемой « интеллектуальной сети », разработки увеличенной технологии хранения энергии и увеличения взаимосвязи с остальной Европой. [157] [158] В июне 2011 года несколько энергетических компаний, включая Centrica, сообщили правительству, что к 2020 году понадобятся 17 газовых электростанций стоимостью 10 миллиардов фунтов стерлингов для резервной генерации для ветра. Однако, поскольку они будут простаивать большую часть времени, им потребуются «платежи за мощность», чтобы сделать инвестиции экономически выгодными, в дополнение к субсидиям, уже выплаченным за ветер. [ необходима цитата ] В 2015–2016 годах National Grid заключила контракты с 10 угольными и газовыми электростанциями для поддержания резервной мощности для всех режимов генерации, на сумму 122 миллиона фунтов стерлингов, что составило 0,3% от среднего счета за электроэнергию. [159]
Сетевое аккумуляторное хранилище разрабатывается для того, чтобы справиться с изменчивостью ветровой и солнечной энергии. По состоянию на май 2021 года было активно [обновлять]1,3 ГВт сетевых аккумуляторных батарей, [160] [161] наряду с традиционными 2,5 ГВт гидроаккумулирующих станций в Динорвиге , Круачане и Фестиниоге . Какую емкость это представляет, неясно, поскольку значения в ГВт-ч не раскрываются.
С увеличением доли энергии, вырабатываемой ветром и солнцем в сети Великобритании , наблюдается значительное снижение синхронной генерации . Поэтому, чтобы обеспечить стабильность сети, Национальная сетевая ESO пилотирует ряд продуктов частотного отклика на стороне спроса и предложения. [162]
Опросы общественного мнения по всей Европе и во многих других странах показывают сильную общественную поддержку ветроэнергетики. [163] [164] [165] Около 80 процентов граждан ЕС поддерживают ветроэнергетику. [166]
Опрос 2003 года жителей, проживающих вокруг 10 существующих ветряных электростанций Шотландии, выявил высокий уровень общественного признания и сильную поддержку ветровой энергии, с большой поддержкой со стороны тех, кто жил ближе всего к ветряным электростанциям. Результаты этого опроса подтверждают результаты более раннего опроса Scottish Executive «Отношение общественности к окружающей среде в Шотландии 2002», который показал, что шотландская общественность предпочла бы, чтобы большая часть их электроэнергии поступала из возобновляемых источников энергии, и который оценил энергию ветра как самый чистый источник возобновляемой энергии. [168] Опрос, проведенный в 2005 году, показал, что 74% людей в Шотландии согласны с тем, что ветряные электростанции необходимы для удовлетворения текущих и будущих потребностей в энергии. Когда людям задали тот же вопрос в шотландском исследовании возобновляемых источников энергии, проведенном в 2010 году, 78% согласились. Рост значителен, поскольку в 2010 году ветряных электростанций было в два раза больше, чем в 2005 году. Опрос 2010 года также показал, что 52% не согласны с утверждением, что ветряные электростанции «уродливы и портят ландшафт». 59% согласились, что ветряные электростанции необходимы, а их внешний вид не важен. [169] Шотландия планирует получать 100% электроэнергии из возобновляемых источников к 2020 году. [170]
Опрос, проведенный в Великобритании в 2015 году, показал, что 68% поддерживают и 10% выступают против строительства наземных ветряных электростанций. [171]
В Великобритании консервативное правительство ранее выступало против дальнейшего строительства наземных ветровых электростанций и отменило субсидии на строительство новых наземных ветровых электростанций с апреля 2016 года. [172] Бывший премьер-министр Дэвид Кэмерон заявил, что «Мы остановим распространение наземных ветровых электростанций» [173] и заявил, что «люди устали от наземного ветра», хотя опросы общественного мнения показали обратное. [174] Лео Мюррей из Possible (ранее 10:10 Climate Action ) сказал: «Выглядит все более абсурдным, что консерваторы фактически запретили самый дешевый источник новой энергии в Великобритании». [175] Поскольку консервативное правительство Великобритании выступало против наземной ветроэнергетики, оно попыталось отменить существующие субсидии на наземные ветровые электростанции на год раньше с апреля 2016 года, хотя Палата лордов отменила эти изменения. [176]
В 2015 году они также ввели сноски в Национальную структуру политики планирования , которые ввели ограничения на новые проекты ветровых электростанций на суше, которые были де-факто близки к полному запрету. Эта политика была отменена лейбористским правительством 2024 года . [177]
Ветроэнергетическая отрасль заявила, что эта политика приведет к повышению цен на электроэнергию для потребителей, поскольку наземный ветер является одной из самых дешевых энергетических технологий, [173] хотя правительство оспаривает это, [172] и предполагается, что 2500 турбин теперь не будут построены. [172] Были подняты вопросы о том, будет ли страна теперь выполнять свои обязательства по возобновляемым источникам энергии, поскольку Комитет по изменению климата заявил, что к 2030 году может потребоваться 25 ГВт наземного ветра. [178]
В 2020 году правительство под руководством Бориса Джонсона приняло решение разрешить использование наземной ветровой энергии, и с декабря 2021 года разработчики наземной ветровой энергии смогли конкурировать на аукционах субсидий с солнечной энергией и морским ветром. [179] [180] 24 сентября 2020 года Борис Джонсон подтвердил свою приверженность возобновляемым источникам энергии, особенно ветровой энергии и ядерной энергии в Соединенном Королевстве. Он сказал, что Великобритания может стать «Саудовской Аравией ветровой энергии», [181] и что
У нас огромные, огромные порывы ветра, проходящие по северу нашей страны — Шотландии. У нас есть совершенно необычайный потенциал для ветра. [182]
Декабрь 2014 года стал рекордным месяцем для ветроэнергетики Великобритании. Всего за месяц было выработано 3,90 ТВт·ч электроэнергии, что составило 13,9% от общего спроса Великобритании на электроэнергию. [183] 19 октября 2014 года ветроэнергетика обеспечила чуть менее 20% электроэнергии Великобритании в тот день. Кроме того, в результате того, что восемь из 16 ядерных реакторов были отключены для обслуживания или ремонта, в тот день ветер выработал больше энергии, чем ядерная энергетика. [184] [185] За неделю, начавшуюся 16 декабря 2013 года, ветер выработал рекордные 783 886 МВт·ч, что составило 13% от общей потребности Великобритании в электроэнергии на той неделе. А 21 декабря был выработан рекордный дневной объем электроэнергии — 132 812 МВт·ч, что составило 17% от общей потребности страны в электроэнергии в тот день. [186]
В январе 2018 года измеренная ветроэнергетика достигла пика более 10 ГВт и составила 42% от общего объема поставок электроэнергии в Великобритании. [187] В марте максимальная выработка ветроэнергетики достигла 14 ГВт, что означает, что почти 37% электроэнергии страны было выработано ветроэнергетикой, работающей на мощности более 70%. [188] 5 декабря 2019 года максимальная выработка ветроэнергетики достигла 15,6 ГВт. [189] Около 2 часов ночи 1 июля 2019 года ветроэнергетика производила 50,64% электроэнергии, возможно, впервые, когда более половины электроэнергии в Великобритании было произведено ветром, [190] в то время как в 2 часа ночи 8 февраля 2019 года ветроэнергетика производила 56,05% электроэнергии. [191] Ветроэнергетика впервые превысила 16 ГВт 8 декабря 2019 года во время шторма Атья. [192]
В День подарков 2020 года рекордные 50,67% энергии, используемой в Соединенном Королевстве, были получены с помощью энергии ветра. Однако это не был самый высокий дневной объем энергии, когда-либо вырабатываемый ветряными турбинами; это произошло ранее в декабре 2020 года, когда спрос был выше, чем в День подарков, и ветряные турбины поставляли 40% энергии, необходимой Национальной энергосистеме (17,3 ГВт). [193] [194] Однако 26 августа 2020 года ветер на короткое время обеспечил 59,9% электроэнергетического баланса сетей. [195]
В 2022 году новый рекорд был установлен 24 мая, когда максимальная выработка ветровой энергии достигла 19,916 ГВт. [196] Затем, 2 ноября, выработка ветровой энергии достигла 20,896 ГВт, что обеспечило 53% электроэнергии Великобритании в период с 12:00 до 12:30. [197]
10 января 2023 года было выработано 21,620 ГВт электроэнергии, что стало первым случаем, когда в Великобритании ветроэнергетика выработала более 21 ГВт электроэнергии. [198]
Текущий рекорд ветроэнергетики составляет 21,8 ГВт генерации и установлен 21 декабря 2023 года. [199]
По состоянию на 2020 год в Великобритании не было крупных производителей ветряных турбин: большинство из них расположены в Дании, Германии и США.
В 2014 году Siemens объявила о планах строительства объектов для морских ветровых турбин в Кингстоне-апон-Халле , Англия, поскольку ветроэнергетика Великобритании стремительно расширяется. Ожидалось, что новый завод начнет производить лопасти ротора турбины в 2016 году. К 2019 году лопасти будут поставляться в больших количествах. [200] На заводе и в связанном с ним сервисном центре в Грин-Порт-Халле неподалеку будет занято около 1000 рабочих. Объекты будут обслуживать рынок Великобритании, где электроэнергия, которую основные производители электроэнергии вырабатывают из ветра, выросла примерно на 38 процентов в 2013 году, что составляет около 6 процентов от общего объема электроэнергии, согласно правительственным данным. В то время планировалось продолжить увеличение ветрогенерирующих мощностей Великобритании до 14 ГВт к 2020 году. [28] Фактически, эта цифра была превышена в конце 2015 года.
16 октября 2014 года компания TAG Energy Solutions объявила о консервации и частичном закрытии своей строительной базы Хавертон-Хилл недалеко от Биллингема с увольнением от 70 до 100 сотрудников после того, как не удалось обеспечить выполнение дальнейших работ после заказа на 16 стальных фундаментов для эстуария Хамбер в Восточном Йоркшире. [201]
В июне 2016 года Global Energy Group объявила, что подписала контракт с Siemens на изготовление и сборку турбин для ветряной электростанции Beatrice на ее площадке Nigg Energy Park. Она надеется в будущем стать центром передового опыта и открыла академию навыков, чтобы помочь переподготовить бывших оффшорных рабочих для проектов в области зеленой энергетики. [202]
В 2021 году в производство морской ветроэнергетики в Великобритании было инвестировано 900 млн фунтов стерлингов. [203] В 2021 году в британской морской ветроэнергетике было занято 19 600 человек, а тысячи других работали в смежных отраслях. [204]
Ветроэнергетика является самой быстрорастущей технологией возобновляемой энергии в Шотландии , с 5328 МВт установленной мощности по состоянию на март 2015 года. Это включает 5131 МВт наземного ветра и 197 МВт морского ветра. [205]
Ветряная электростанция Whitelee недалеко от Иглшема, Восточный Ренфрушир, является крупнейшей наземной ветряной электростанцией в Соединенном Королевстве с 215 ветряными турбинами Siemens и Alstom общей мощностью 539 МВт. [206] Ветряная электростанция Clyde недалеко от Абингтона, Южный Ланаркшир, является второй по величине ветряной электростанцией в Великобритании, состоящей из 152 турбин общей установленной мощностью 350 МВт. [207] В Шотландии есть много других крупных наземных ветряных электростанций , находящихся на разных стадиях развития, включая некоторые, находящиеся в общественной собственности .
Ветряная электростанция Robin Rigg в заливе Солуэй-Ферт — единственная в Шотландии коммерчески масштабная оффшорная ветровая электростанция. Завершенная в 2010 году, электростанция состоит из 60 турбин Vestas общей установленной мощностью 180 МВт. [208] Шотландия также является домом для двух демонстрационных проектов в области ветроэнергетики в открытом море: двухтурбинный проект Beatrice Demonstrator Project мощностью 10 МВт, расположенный в заливе Морей-Ферт , привел к строительству ветряной электростанции Beatrice Wind Farm с 84 турбинами мощностью 588 МВт, которое должно начаться в 2017 году, и одной турбины Fife Energy Park Offshore Demonstration Wind Turbine мощностью 7 МВт в заливе Ферт-оф-Форт . Также на стадии планирования находятся несколько других коммерческих и демонстрационных проектов. [209]
Размещение турбин часто является проблемой, но многочисленные опросы показали высокую степень принятия ветроэнергетики местным сообществом в Шотландии. [210] [211] [212] Существует дальнейший потенциал для расширения, особенно в открытом море, учитывая высокую среднюю скорость ветра, и планируется строительство ряда крупных морских ветровых электростанций.
Правительство Шотландии достигло своей цели — производить 50% электроэнергии Шотландии из возобновляемых источников к 2015 году и надеется достичь 100% к 2020 году. Возобновляемые источники энергии произвели 97,4% чистой электроэнергии Шотландии в 2020 году, в основном за счет энергии ветра . [213]
В июле 2017 года начались работы по вводу в эксплуатацию экспериментальной плавучей ветряной электростанции Hywind в Питерхеде . Ожидается, что ветряная электростанция будет обеспечивать электроэнергией 20 000 домов. Плавучие турбины, производимые компанией Statoil, могут располагаться в воде на глубине до километра. [214] За первые два года эксплуатации объект с пятью плавучими ветряными турбинами, дающими общую установленную мощность 30 МВт, в среднем имел коэффициент мощности более 50% [215]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )UKERC: Затраты и последствия прерывистого производства электроэнергии: оценка данных о затратах и последствиях прерывистого производства электроэнергии в британской электросети.[Graham Sinden] проанализировал более 30 лет почасовых данных о скорости ветра с 66 участков, разбросанных по Соединенному Королевству. Он обнаружил, что коэффициент корреляции ветровой энергии упал с 0,6 на расстоянии 200
км до 0,25 на расстоянии 600
км (идеальная корреляция имела бы коэффициент, равный 1,0). В наборе данных не было часов, когда скорость ветра была ниже скорости включения ветра современной ветряной турбины по всему Соединенному Королевству, а события с низкой скоростью ветра, затрагивающие более 90 процентов Соединенного Королевства, имели среднюю повторяемость всего один час в год.
Почему растут оптовые цены? Растущий спрос [...] Нехватка ветра
словам г-на Константинова, ветровые электростанции Великобритании в определенные дни вырабатывали менее одного гигаватта. Полная мощность составляет 24 гигаватта
