Индия является третьим по величине производителем электроэнергии в мире. [9] В течение финансового года (ФГ) 2023–2024 общий объем производства электроэнергии в стране составил 1949 ТВт·ч , из которых 1734 ТВт·ч было произведено коммунальными предприятиями. [3]
Валовая выработка электроэнергии на душу населения в 2023-2024 финансовом году составила 1395 кВтч. [3] В 2015 финансовом году потребление электроэнергии в сельском хозяйстве было зафиксировано как самое высокое (17,89%) в мире. [8] Потребление электроэнергии на душу населения низкое по сравнению с большинством других стран, несмотря на то, что в Индии низкие тарифы на электроэнергию . [10]
Установленная мощность национальной электросети Индии по состоянию на 31 марта 2024 года составляет 442,0 ГВт . [2] Возобновляемые источники энергии, в том числе крупные гидроэлектростанции, составляют 43% от общей установленной мощности.
Производство электроэнергии в Индии является более углеродоемким (713 грамм CO 2 на кВт·ч), чем в среднем по миру (480 г CO 2 /кВт·ч), при этом на уголь пришлось три четверти производства в 2023 году. [11] [12] [13] [14]
Правительство заявило о своих усилиях по увеличению инвестиций в возобновляемые источники энергии. В соответствии с Национальным планом правительства по электроэнергии на 2023–2027 годы Индия не будет строить никаких новых электростанций на ископаемом топливе в коммунальном секторе, за исключением тех, которые в настоящее время находятся в стадии строительства. [15] [16] Ожидается, что вклад неископаемого топлива в производство электроэнергии, вероятно, достигнет около 44,7% от общего валового производства электроэнергии к 2029–2030 годам. [17]
Первая демонстрация электрического освещения в Калькутте (ныне Колката ) была проведена 24 июля 1879 года компанией PW Fleury & Co. 7 января 1897 года компания Kilburn & Co получила лицензию на электрическое освещение в Калькутте в качестве агентов Indian Electric Co, которая была зарегистрирована в Лондоне 15 января 1897 года. Месяц спустя компания была переименована в Calcutta Electric Supply Corporation . Контроль над компанией был передан из Лондона в Калькутту только в 1970 году. Введение электричества в Калькутте было успешным, и затем электроэнергия была введена в Бомбее (ныне Мумбаи ). [18] Первая демонстрация электрического освещения в Мумбаи состоялась в 1882 году на рынке Кроуфорд , а в 1905 году компания Bombay Electric Supply & Tramways Company (BEST) установила электростанцию для обеспечения трамвая электроэнергией. [19]
Первая гидроэлектростанция в Индии была установлена около чайной плантации в Сидрапонге для муниципалитета Дарджилинг в 1897 году. [20] Первый электрический уличный фонарь в Азии был зажжен 5 августа 1905 года в Бангалоре . [21] Первый электропоезд в стране прошел по линии Harbour Line между конечной станцией Бомбея Чхатрапати Шиваджи Махарадж (тогда Виктория-Конечная) и Курлой 3 февраля 1925 года. [22] Первая высоковольтная лаборатория Индии была создана в Государственном инженерном колледже в Джабалпуре в 1947 году. [23] 18 августа 2015 года Международный аэропорт Кочин стал первым в мире аэропортом, полностью работающим на солнечной энергии , с открытием специальной солнечной электростанции (см. Проект солнечной энергетики CIAL ). [24] [25]
Индия начала использовать управление сетями на региональной основе в 1960-х годах. Отдельные государственные сети были объединены в 5 региональных сетей, охватывающих материковую Индию, Северную, Восточную, Западную, Северо-Восточную и Южную сети. Эти региональные связи были созданы для передачи избыточной электроэнергии между штатами в каждом регионе. В 1990-х годах индийское правительство начало планировать национальную сеть. Региональные сети изначально были объединены асинхронными высоковольтными постоянными токами (HVDC) встречными связями, облегчающими ограниченный обмен регулируемой мощностью. Впоследствии связи были модернизированы до синхронных связей высокой мощности. [26]
Первое объединение региональных сетей было установлено в октябре 1991 года, когда были объединены северо-восточная и восточная сети. Западная сеть была объединена с этими сетями в марте 2003 года. Северная сеть также была объединена в августе 2006 года, образовав Центральную сеть, которая была синхронно подключена и работала на одной частоте. [26] Единственная оставшаяся региональная сеть, Южная сеть, была синхронно объединена с Центральной сетью 31 декабря 2013 года с вводом в эксплуатацию линии электропередачи Райчур-Солапур напряжением 765 кВ , создав Национальную сеть . [26] [27]
К концу календарного 2015 года, несмотря на плохую выработку гидроэлектроэнергии, Индия стала страной с избытком электроэнергии, огромные мощности которой простаивали из-за отсутствия спроса. [28] [29] [30] Календарный 2016 год начался с резкого падения мировых цен на энергоносители, такие как уголь, дизельное топливо, нафта , бункерное топливо и сжиженный природный газ (СПГ), которые используются для выработки электроэнергии в Индии. [31] [32] [33] [34] [35] В результате глобального переизбытка нефтепродуктов эти виды топлива стали достаточно дешевыми, чтобы конкурировать с угольными электрогенераторами. [36] Цены на уголь также упали. [37] Низкий спрос на уголь привел к накоплению запасов угля на электростанциях, а также в угольных шахтах. [38] Новые установки возобновляемой энергии в Индии впервые превзошли установки ископаемого топлива в 2016–2017 годах. [39]
29 марта 2017 года Центральное управление электроэнергетики (CEA) заявило, что впервые Индия стала чистым экспортером электроэнергии. Индия экспортировала 5798 ГВт·ч в соседние страны, против общего импорта в 5585 ГВт·ч.
Правительство Индии запустило программу под названием «Энергия для всех» в 2016 году. [40] Программа была завершена к декабрю 2018 года, предоставив необходимую инфраструктуру для обеспечения бесперебойного электроснабжения всех домохозяйств, промышленных предприятий и коммерческих учреждений. [41] Финансирование осуществлялось в рамках сотрудничества между правительством Индии и входящими в ее состав штатами . [42] [43]
Общая установленная мощность генерации электроэнергии представляет собой сумму мощностей коммунальных предприятий, внутренних мощностей и прочих некоммунальных мощностей, что составляет 495,200 ГВт по состоянию на 31 марта 2023 года. [6]
По состоянию на 1 апреля 2021 года в стадии строительства находятся проекты по созданию угольных тепловых электростанций общей мощностью около 32 285 МВт. [47]
Общая установленная мощность генерации электроэнергии по состоянию на 31 марта 2023 года по типу приведена ниже. [46]
Гидроэлектростанции с генерирующей мощностью ≤ 25 МВт включены в категорию возобновляемых источников энергии (классифицируются как МГЭС – Малые гидроэлектростанции).
Установленная мощность внутреннего производства электроэнергии (мощностью более 0,5 МВт), связанная с промышленными предприятиями, составляет 79 340 МВт по состоянию на 31 марта 2024 года. [3] В финансовом году 2023–2024 годов внутреннее производство электроэнергии составило 214 581 ГВт-ч. [3] [49] В стране также установлены дизельные электростанции мощностью 75 000 МВт (за исключением установок размером более 1 МВт и менее 100 кВА). [50] [51] Кроме того, имеется большое количество дизельных генераторов мощностью менее 100 кВА для удовлетворения аварийных потребностей в электроэнергии во время отключений электроэнергии во всех секторах. [52]
Основными штатами, лидирующими по производству электроэнергии внутри страны, являются Одиша, Гуджарат, Чхаттисгарх, Карнатака, Уттар-Прадеш и Раджастхан, на долю которых приходится почти 66% от общего объема производства.
Другие источники возобновляемой энергии включают МГЭС (малые гидроэлектростанции — гидроэлектростанции мощностью ≤ 25 МВт), энергию биомассы, городские и промышленные отходы, солнечную и ветровую энергию.
В проекте национального плана по электроэнергии 2022 года, подготовленном CEA, говорится, что пиковый спрос и спрос на энергию составят 272 ГВт и 1852 млрд кВт·ч (без учета солнечной генерации на крышах) соответственно в финансовом году 2026–2027. [61] Пиковый спрос и спрос на энергию составят 363 ГВт и 2459 млрд кВт·ч (без учета солнечной генерации на крышах) соответственно в финансовом году 2031–2032. Начиная с календарного 2015 года, производство электроэнергии в Индии стало меньшей проблемой, чем ее распределение. [62] [29] [30] [63] [64]
Почти 0,07% индийских домохозяйств (0,2 миллиона) не имеют доступа к электричеству. [1] Международное энергетическое агентство оценивает, что Индия добавит от 600 ГВт до 1200 ГВт дополнительных новых мощностей по производству электроэнергии до 2050 года. [65] Эта добавленная новая мощность аналогична по масштабу общей мощности по производству электроэнергии Европейского союза (ЕС-27) в 740 ГВт в 2005 году. Технологии и источники топлива, которые Индия примет, добавляя эту мощность по производству электроэнергии, могут оказать значительное влияние на глобальное использование ресурсов и экологические проблемы. [66] Прогнозируется, что спрос на электроэнергию для охлаждения ( HVAC ) будет быстро расти. [67]
Согласно анализу, представленному в Плане действий по охлаждению в Индии (ICAP), выпущенном Министерством окружающей среды, лесов и изменения климата, только 8 процентов индийских домохозяйств владеют кондиционерами. Прогнозируется, что спрос на охлаждение по всей Индии будет расти на 15-20 процентов в год, а совокупный спрос на охлаждение вырастет примерно в восемь раз к 2037–38 годам по сравнению с базовым уровнем 2017–18 годов. В Индии ожидается, что 45 процентов пикового спроса на электроэнергию в стране в 2050 году будет приходиться только на охлаждение помещений. [68]
Около 136 миллионов индийцев (11%) используют традиционные виды топлива – дрова , сельскохозяйственные отходы и сухое топливо из навоза – для приготовления пищи и общих нужд отопления. [69] Эти традиционные виды топлива сжигаются в кухонных печах, иногда называемых чула или чулха . [70] Традиционное топливо является неэффективным источником энергии, и при его сжигании выделяется большое количество дыма, твердых частиц PM10, NO x , SO
х, ПАУ, полиароматические соединения, формальдегид, оксид углерода и другие загрязнители воздуха , влияющие на качество наружного воздуха, дымку и смог, хронические проблемы со здоровьем, ущерб лесам, экосистемам и глобальному климату. [71] [72] [73] Всемирная организация здравоохранения оценивает, что от 300 000 до 400 000 человек в Индии умирают от загрязнения воздуха внутри помещений и отравления оксидом углерода каждый год из-за сжигания биомассы и использования чул. [74] Сжигание традиционного топлива в обычных кухонных плитах, по оценкам, выделяет в 5–15 раз больше загрязняющих веществ, чем промышленное сжигание угля, и вряд ли будет заменено, пока электричество или чистое топливо и технологии сжигания не станут надежно доступными и широко распространенными в сельской и городской Индии. Рост сектора электроэнергии в Индии может помочь найти устойчивую альтернативу традиционному сжиганию топлива.
В дополнение к проблемам загрязнения воздуха, исследование 2007 года показало, что сброс неочищенных сточных вод является единственной наиболее важной причиной загрязнения поверхностных и грунтовых вод в Индии. Большинство государственных очистных сооружений остаются закрытыми большую часть времени отчасти из-за отсутствия надежного электроснабжения для работы установок. Несобранные отходы скапливаются в городских районах, создавая антисанитарные условия, и выделяют тяжелые металлы и загрязняющие вещества, которые вымываются в поверхностные и грунтовые воды. [75] [76] Для решения проблемы загрязнения воды в Индии и связанных с этим экологических проблем требуется надежное электроснабжение.
Годовое потребление электроэнергии на душу населения в Индии в 2009 году составило 96 кВтч в сельской местности и 288 кВтч в городских районах для тех, у кого был доступ к электричеству. В глобальном масштабе среднегодовое потребление на душу населения составляет 2600 кВтч, а в Европейском союзе — 6200 кВтч. [77]
Вдобавок к этому недавний угольный кризис вызвал тревогу, поскольку более 60 процентов электроэнергии, производимой в стране, вырабатывается на тепловых электростанциях и, таким образом, зависит от угля. [78]
В 2021 году в потреблении электроэнергии в Индии доминировал промышленный сектор — 43,9%. Жилой сектор использовал 25,3%, сельское и лесное хозяйство — 19,0%, а коммерческие и общественные услуги — 6,6%. Наименьшая доля была у транспорта — 1,6%. [12]
* Данные за финансовый год, заканчивающийся 31 марта каждого года.
** Относится к финансовому году, заканчивающемуся 31 декабря.
Примечание: Валовая выработка электроэнергии на душу населения = (валовая выработка электроэнергии всеми источниками плюс чистый импорт) / среднегодовая численность населения. «Потребление» — это «валовая выработка электроэнергии всеми источниками плюс чистый импорт» после вычета потерь при передаче и дополнительного потребления при выработке электроэнергии.
Министерство энергетики Индии запустило Deen Dayal Upadhyaya Gram Jyoti Yojana (DDUGJY) в качестве одной из своих флагманских программ в июле 2015 года с целью обеспечения круглосуточной подачи электроэнергии в сельские районы. Программа была сосредоточена на реформах в секторе сельской энергетики путем разделения линий электропередач для сельских домохозяйств от линий для сельскохозяйственных нужд и укрепления инфраструктуры передачи и распределения. Предыдущая схема электрификации сельских районов, Rajiv Gandhi Grameen Vidyutikaran Yojana (RGGVY), была включена в новую схему. [82] По состоянию на 28 апреля 2018 года, на 12 дней раньше установленной даты, все индийские деревни (в общей сложности 597 464 переписных деревень) были электрифицированы. [83]
Индия также достигла почти 100% электрификации всех сельских и городских домохозяйств. По состоянию на 4 января 2019 года 211,88 млн сельских домохозяйств были обеспечены электричеством, что составляет около 100% от общего числа 212,65 млн сельских домохозяйств. [1] По состоянию на 4 января 2019 года 42,937 млн городских домохозяйств были обеспечены электричеством, что составляет около 100% от общего числа 42,941 млн городских домохозяйств.
Примечания: Потребление на душу населения = (валовая выработка электроэнергии + внутренняя выработка электроэнергии + чистый импорт) / среднегодовая численность населения. Разница между продажами и валовой выработкой составляет около 24% из-за потребления электроэнергии тепловыми электростанциями, потерь при передаче и распределении (T&D) и т. д. Максимальная пиковая нагрузка (МВт) в год составляет около 25% от общей подключенной нагрузки.
Индия зафиксировала быстрый рост производства электроэнергии с 1985 года, увеличившись с 179 ТВт-ч в 1985 году до 1057 ТВт-ч в 2012 году. [88] Большая часть прироста пришлась на угольные электростанции и нетрадиционные возобновляемые источники энергии (ВИЭ), при этом вклад природного газа, нефти и гидроэлектростанций снизился в 2012–2017 годах. Валовое производство электроэнергии коммунальными службами (без учета импорта из Бутана) составило 1484 млрд кВт-ч в 2021–2022 годах, что представляет собой годовой рост на 8,1% по сравнению с 2020–2021 годами. Вклад возобновляемых источников энергии (включая крупные гидроэлектростанции) составил почти 21,7% от общего объема. В 2019–2020 годах весь прирост производства электроэнергии вносится возобновляемыми источниками энергии, поскольку производство электроэнергии из ископаемого топлива сократилось. [89] В течение 2020–2021 годов выработка электроэнергии коммунальными службами снизилась на 0,8% (11,3 млрд кВт·ч) при сокращении выработки электроэнергии из ископаемого топлива на 1%, а выработка электроэнергии из неископаемых источников осталась примерно на уровне предыдущего года. В 2020–2021 годах Индия экспортировала больше электроэнергии, чем импортировала из соседних стран. [90] Выработка солнечной энергии в 2020–2021 годах заняла третье место после выработки угля и гидроэнергии, обогнав ветровую, газовую и ядерную генерацию.
В 2022–2023 годах выработка возобновляемой электроэнергии составила 22,47% от общей выработки электроэнергии коммунальными предприятиями, при этом общая выработка электроэнергии коммунальными предприятиями увеличилась на 8,77% до 1614,70 млрд кВт·ч. В 2023–2024 годах выработка возобновляемой электроэнергии составит почти 20,76% из-за снижения вклада гидроэлектростанций.
Примечания: Уголь включает лигнит; Разное: включает вклады от аварийных дизельных генераторных установок, солнечных батарей на крышах, внутренней генерации электроэнергии от установок мощностью менее 1 МВт и т. д.; * Гидроэнергия включает генерацию с помощью гидроаккумулирующих станций; na = данные отсутствуют. Приведенные выше данные не включают чистый импорт из Бутана.
_units.jpg/1280px-NTPC_(2_x_500)_units.jpg)
В апреле 2024 года в электроэнергетическом секторе Индии произошел значительный сдвиг в сторону угля из-за дефицита гидрогенерации, вызванного меньшим, чем ожидалось, количеством осадков. Как сообщил Grid Controller of India Ltd. в апреле, доля угля в общем объеме генерации электроэнергии увеличилась до 77% в первую неделю месяца по сравнению с предыдущим годом. Этот сдвиг в сторону угля является стратегическим ответом на растущий спрос на электроэнергию, ожидаемый в летний сезон и в преддверии предстоящих выборов. И это несмотря на то, что запасы угля в Индии были на 34% выше, чем в предыдущем году. Зависимость от угля в краткосрочной перспективе подчеркивает напряженность между потребностями Индии в энергетической безопасности и ее целями в области чистой энергии. [99]
.png/1280px-Demand,_production_and_import_of_coal_(in_million_tonnes).png)
В Индии коммерческая энергия составляет 74% от общего объема энергии, из которых производство энергии на основе угля составляет около 72–75%, по данным за 2020 год. Для выработки электроэнергии Индия потребила 622,22 млн тонн угля в 2019–2020 годах, что на 1% меньше по сравнению с 628,94 млн тонн в 2018–2019 годах. Однако импорт угля для выработки электроэнергии увеличился на 12,3% в 2019–2020 годах до 69,22 млн тонн с 61,66 млн тонн в 2018–2019 годах. [100] Большая часть запасов угля в Индии похожа на уголь Гондваны : он имеет низкую теплотворную способность и высокую зольность, с плохой топливной ценностью. В среднем индийский уголь имеет общую теплотворную способность (GCV) около 4500 ккал/кг, тогда как в Австралии, например, GCV составляет около 6500 ккал/кг. [101] В результате индийские электростанции, использующие индийский уголь, потребляют около 0,7 кг угля на кВт·ч выработки электроэнергии, тогда как в Соединенных Штатах тепловые электростанции потребляют около 0,45 кг угля на кВт·ч. В 2017 году Индия импортировала около 130 Мтнэ (почти 200 миллионов тонн) энергетического угля и коксующегося угля, что составляет 29% от общего потребления, для удовлетворения спроса на электроэнергию, цемент и производство стали. [102] [103]
Центр науки и окружающей среды оценил индийский угольный энергетический сектор как один из самых ресурсоемких и загрязняющих секторов в мире, отчасти из-за высокого содержания золы в индийском угле. [104] Поэтому Министерство окружающей среды и лесного хозяйства Индии предписало использовать уголь, содержание золы в котором было снижено до 34% (или ниже) на электростанциях в городских, экологически уязвимых и других критически загрязненных районах. Индустрия снижения золы в угле быстро росла в Индии, и в настоящее время ее мощность превышает 90 мегатонн. [ когда? ] [ необходима цитата ]
Прежде чем тепловая электростанция будет одобрена для строительства и ввода в эксплуатацию в Индии, она должна пройти обширный процесс рассмотрения, включающий оценку воздействия на окружающую среду. [105] Министерство окружающей среды и лесного хозяйства выпустило техническое руководство, чтобы помочь заявителям проектов избежать загрязнения окружающей среды тепловыми электростанциями. [106] По оценкам, по состоянию на 2016 год существующим угольным электростанциям в коммунальном и внутреннем энергетическом секторах требовалось около 12,5 млн индийских рупий на МВт мощности для установки оборудования для контроля загрязнения в соответствии с последними нормами выбросов, установленными Министерством окружающей среды и лесного хозяйства. [107] [108] [109] [110] Большинство угольных станций не выполнили установку установок десульфурации дымовых газов для снижения загрязнения. [111] В апреле 2020 года CPCB заявило, что более 42 000 МВт тепловых электростанций отслужили свой срок. [112] Индия также запретила импорт нефтяного кокса для использования в качестве топлива. [113] Как страна, подписавшая Парижское соглашение , Индия также сокращает производство электроэнергии из угля, чтобы контролировать выбросы парниковых газов . [114] Выбросы твердых частиц, NO x и SO x (исключая выбросы твердых частиц в виде дрейфа из мокрых градирен и выбросы ртути из дымоходов) угольных, нефтяных и газовых электростанций в секторе коммунальной энергетики (исключая внутренние электростанции) регулярно контролируются. [115]
Правительство Индии разрешает государственным и центральным компаниям по производству электроэнергии минимизировать стоимость транспортировки угля, используя гибкие обмены угля с неэффективных станций на эффективные станции и с станций, расположенных далеко от угольных шахт, на станции, расположенные близко к шахте, что приводит к снижению стоимости электроэнергии. [116] Хотя импорт угля для потребления в коммунальном секторе снижается, общий импорт энергетического угля увеличивается, поскольку местное производство угля не в состоянии удовлетворить потребности угольных электростанций. [117] [118] Индия вводит аукционы/биржи с одним местом для всех типов потребителей угля. [119]
В 2021 году большая часть выбросов CO2 от производства электроэнергии в Индии была произведена за счет угля, составив 96,7% от общего объема. Природный газ ответственен за 2,6% выбросов, а нефть — за 0,5%. [12]
Тепловые электростанции Индии, работающие на угле, нефти и природном газе, неэффективны, и их замена на более дешевые возобновляемые технологии открывает значительный потенциал для сокращения выбросов парниковых газов (CO 2 ). Тепловые электростанции Индии выбрасывают на 50–120 % больше CO 2 на кВт·ч по сравнению со средними выбросами их аналогов в Европейском союзе (ЕС-27). [120] Центральное правительство планирует вывести из эксплуатации угольные электростанции, которым не менее 25 лет и которые вносят чрезмерный вклад в загрязнение окружающей среды общей мощностью 11 000 МВт. [121] По состоянию на 2018 год аналогичного плана вывода из эксплуатации для сектора внутренней энергетики не существовало . В 2020 году Carbon Tracker подсчитал, что постепенный вывод из эксплуатации угольных электростанций возрастом 20 или более лет и строящихся угольных электростанций с ценой продажи электроэнергии, превышающей 4 индийских рупии/кВт·ч, с новыми возобновляемыми источниками энергии более экономичен, поскольку эти угольные электростанции налагают тяжелое финансовое бремя на Discoms. [122]
Некоторые дизель-генераторные установки и газотурбинные установки также были выведены из эксплуатации в 2016 году, хотя они лучше всего подходят для вспомогательных услуг общественного питания . [123]
Индия взяла на себя обязательство установить 275 000 МВт мощности возобновляемой энергии к 2027 году. [124] Существующие угольные и газовые электростанции с базовой нагрузкой должны быть достаточно гибкими, чтобы приспособиться к переменной возобновляемой энергии. Кроме того, возможности наращивания, снижения, теплого запуска, горячего запуска существующих угольных электростанций имеют решающее значение для приспособления к частым изменениям в производстве возобновляемой энергии. [125] [126] Также рассматривается возможность использования выведенных из эксплуатации угольных электрогенераторов в качестве синхронных конденсаторов для улучшения инерции сети, когда в ней доминируют статические источники генерации энергии, такие как солнечная и ветровая энергия. [127] Поскольку солнечные электростанции простаивают в ночные часы, реактивная мощность инверторов, установленных как часть солнечной электростанции, также может использоваться в ночное время для решения проблемы очень высокого напряжения, которое возникает из-за низких нагрузок на линиях электропередачи. [128] Ветровые и солнечные электростанции также способны обеспечивать быструю частотную реакцию при наращивании падающей частоты сети. [129] Инверторы, формирующие сеть, также могут перезапустить отключенную сеть, обеспечивая питание для черного запуска от таких источников на основе инверторов, как солнечная энергия, ветер и батареи. [130]
Установленная мощность электростанций, работающих на природном газе (включая станции, готовые к вводу в эксплуатацию с началом поставок природного газа), составляла около 26 765 МВт на конец финансового года 2014–2015. Эти станции работали с общим коэффициентом загрузки (PLF) 22% из-за острой нехватки природного газа в стране [131] и того факта, что импортируемый сжиженный природный газ (СПГ) был слишком дорогим для выработки электроэнергии. Многие электростанции были закрыты в течение года из-за отсутствия поставок природного газа. [132] Дефицит природного газа только для энергетического сектора составил почти 100 миллионов кубических метров в день при стандартных условиях . [133] Цена безубыточности при переходе с импортируемого угля на СПГ при выработке электроэнергии оценивалась примерно в 6 долларов США за миллион британских тепловых единиц (20 долларов США/ МВт-ч ) (тепловая энергия). [134] Правительство Индии предприняло шаги по увеличению выработки электроэнергии на газовых электростанциях, отменив импортные пошлины и налоги. [135] [136]
Газификация угля, лигнита, нефтяного кокса или биомассы производит синтетический газ или синтез-газ (также известный как угольный газ или древесный газ ), который представляет собой смесь водорода, оксида углерода и углекислого газа. [137] Угольный газ может быть преобразован в синтетический природный газ с помощью процесса Фишера-Тропша при низком давлении и высокой температуре. Угольный газ также может быть получен путем подземной газификации угля , если угольные месторождения находятся глубоко в земле или добыча угля нерентабельна. [138] Технологии производства синтетического природного газа обещают значительно улучшить поставки природного газа в Индию. [139] Угольный комплекс Данкуни производит синтез-газ, который подается по трубопроводу промышленным потребителям в Калькутте. [140] Многие угольные заводы по производству удобрений также могут быть экономически модернизированы для производства синтетического природного газа. По оценкам, себестоимость производства синтез-газа может быть ниже 6 долларов США за миллион британских тепловых единиц (20 долларов США/МВт-ч). [141] [142]
Ранее считалось, что использование природного газа в производстве электроэнергии является промежуточным топливом, поскольку он выделяет гораздо меньше CO 2 (менее 50%) по сравнению с использованием угля в производстве электроэнергии, пока возобновляемая генерация электроэнергии без выбросов CO 2 не стала экономичной. [143] Возобновляемая генерация электроэнергии уже дешевле, чем угольная и газовая генерация электроэнергии в Индии. Теперь концепция промежуточного топлива больше не актуальна, и существующая газовая генерация должна конкурировать с угольной генерацией, когда нет адекватной возобновляемой генерации электроэнергии (включая гидроэлектростанции с хранением и пиковым типом). Проблема неиспользуемых активов/мощностей более глубоко укоренилась для газовых электростанций, чем для угольных электростанций, поскольку уголь в Индии намного дешевле природного газа.
По состоянию на 31 марта 2022 года в Индии было 6,78 ГВт установленной мощности атомной энергетики или почти 1,7% от общей установленной мощности коммунальной энергетики. Атомные станции выработали 47 063 млн кВт·ч при 79,24% PLF в 2021–2022 годах. [144]
Развитие атомной электростанции в Индии началось в 1964 году. Индия подписала соглашение с General Electric (США) о строительстве и вводе в эксплуатацию двух реакторов с кипящей водой в Тарапуре. В 1967 году эти усилия были переданы в ведение Департамента атомной энергии Индии . В 1971 году Индия установила свои первые реакторы с тяжелой водой под давлением при сотрудничестве с Канадой в Раджастхане .
В 1987 году Индия создала Nuclear Power Corporation of India Limited для коммерциализации ядерной энергетики. Nuclear Power Corporation of India является предприятием государственного сектора, полностью принадлежащим правительству Индии и находящимся под административным контролем Департамента атомной энергии. Государственная компания имеет амбициозные планы по созданию заводов общей мощностью генерации 63 ГВт к 2032 году. [145]
Усилия Индии по производству ядерной энергии подлежат многим гарантиям и надзорам. Ее система управления окружающей средой сертифицирована по стандарту ISO-14001 и проходит экспертную оценку Всемирной ассоциации операторов ядерных установок , включая экспертную оценку перед запуском. Корпорация Nuclear Power Corporation of India Limited отметила в своем годовом отчете за 2011 год, что ее самой большой проблемой является рассмотрение общественного и политического восприятия безопасности ядерной энергетики, особенно после ядерной катастрофы на Фукусиме-1 в Японии. [146]
В 2011 году в Индии действовало 18 реакторов с тяжелой водой под давлением, а также было запущено еще четыре проекта общей мощностью 2,8 ГВт. Индия находится в процессе запуска своего первого прототипа быстрого реактора-размножителя , использующего топливо на основе плутония , полученное путем переработки отработанного топлива реакторов первой ступени . Прототип реактора расположен в Тамил Наду и имеет мощность 500 МВт. [147]
В Индии действуют атомные электростанции в следующих штатах: Махараштра , Гуджарат , Раджастхан , Уттар-Прадеш , Тамилнад и Карнатака . Установленная мощность генерации электроэнергии на этих реакторах составляет от 100 МВт до 1000 МВт каждый. АЭС Куданкулам (KNPP) является крупнейшей атомной электростанцией в Индии. Блок 1 KNPP мощностью 1000 МВт был введен в эксплуатацию в июле 2013 года, а блок 2, также мощностью 1000 МВт, достиг критичности в 2016 году. Два дополнительных блока находятся в стадии строительства. [148] Станция претерпела несколько остановок, что привело к призывам к созданию экспертной комиссии для расследования. [149] Первый блок PHWR мощностью 700 МВт в рамках второй фазы атомной электростанции Какрапар достиг первой критичности в июле 2020 года, а его коммерческая эксплуатация, как ожидается, начнется к декабрю 2022 года. [147] [150]
В 2011 году уран был обнаружен на урановой шахте Туммалапалле , крупнейшей в стране и, возможно, одной из крупнейших в мире. Запасы оценивались в 64 000 тонн, и могли достигать 150 000 тонн. [151] Шахта начала работу в 2012 году. [152]
Доля Индии в мощности генерации атомных электростанций составляет 1,2% от мировых мощностей по производству атомной энергии, что делает ее 15-м крупнейшим производителем атомной энергии. Индия стремится обеспечить 9% своих потребностей в электроэнергии за счет атомной энергии к 2032 году и 25% к 2050 году. [146] [153] Проект атомной электростанции Джайтапур , крупнейший проект атомной электростанции в Индии, планируется реализовать в партнерстве с Électricité de France в соответствии с соглашением, подписанным 10 марта 2018 года. [154]
Правительство Индии разрабатывает до 62 дополнительных ядерных реакторов, в основном использующих ториевое топливо, которые, как ожидается, будут введены в эксплуатацию к 2025 году. Это «единственная страна в мире с подробным, финансируемым, одобренным правительством планом» по сосредоточению внимания на ядерной энергетике на основе тория . [153]
12 августа 2021 года мощность генерации электроэнергии, подключенной к сети, в Индии достигла 100 ГВт за счет нетрадиционных возобновляемых технологий [44] [156] и 46,21 ГВт за счет традиционных возобновляемых источников энергии или крупных гидроэлектростанций. По состоянию на 12 августа 2021 года около 50 ГВт проектов находятся в стадии разработки, а 27 ГВт выставлены на тендер и еще не выставлены на аукцион. [44] Твердый и диспетчерируемый тариф на возобновляемую электроэнергию (FDRE) снизился до 4,98 ₹/кВт·ч (0,06 $/кВт·ч) в августе 2024 года, что ниже тарифа новых угольных электростанций в Индии. [157]
Гидроэлектростанции в Дарджилинге и Шиванасамудре были одними из первых в Азии и были построены в 1898 и 1902 годах соответственно .
Потенциал гидроэнергетики Индии оценивается примерно в 125 570 МВт при коэффициенте нагрузки 60%. [159] Индия занимает четвертое место в мире по недоиспользованию гидроэнергетического потенциала. Оценочный объем жизнеспособной гидроэнергетики, включая потенциал гидроаккумулирующих электростанций, зависит от усовершенствованных технологий и стоимости производства электроэнергии из других источников. [160] Кроме того, оценивается потенциал малых, мини- и микрогидрогенераторов в 6740 МВт, а также было выявлено 56 площадок для схем гидроаккумулирования с общей мощностью 94 000 МВт. [161] [162] В 2020 году тариф на электроэнергию от солнечных фотоэлектрических установок в сочетании с гидроаккумулирующими электростанциями упал ниже тарифов на электростанции на основе угля при обеспечении базовой и пиковой нагрузки. [163] [164]
Установленная мощность гидроэлектростанций по состоянию на 31 марта 2024 года составляла 46 928 МВт, что составляет примерно 10,7% от общей установленной мощности коммунальных предприятий. [2] Малые, мини- и микрогидрогенераторы добавляют еще 5 005 МВт мощности. Доля этого сектора, управляемого публичными компаниями, составляет 97%. [165] Компании, занимающиеся развитием гидроэлектроэнергии в Индии, включают National Hydroelectric Power Corporation (NHPC), Northeast Electric Power Company (NEEPCO), Satluj Jal Vidyut Nigam (SJVNL), Tehri Hydro Development Corporation и NTPC-Hydro.
Схемы гидроаккумулирования предлагают потенциал для централизованных пиковых электростанций для управления нагрузкой в электросети. [166] [167] Они также производят вторичную / сезонную электроэнергию без дополнительных затрат, когда реки разливаются избытком воды. Хранение электроэнергии альтернативными системами, такими как батареи , системы хранения сжатого воздуха и т. д., обходится дороже, чем производство электроэнергии резервным генератором . Индия уже установила почти 4785 МВт гидроаккумулирующей мощности как часть своих установленных гидроэлектростанций . [168] [169]
Гидроэнергетика — это низкоуглеродный, возобновляемый источник электроэнергии. Однако ее преимущества не ограничиваются только выработкой электроэнергии. Фактически, многие из ее других услуг становятся все более важными в контексте энергетического перехода и изменения климата. Гидроэлектростанции предлагают широкий спектр услуг для сети, включая балансировку и вспомогательные услуги. Кроме того, гидроэнергетика может предоставлять водные услуги, такие как борьба с наводнениями, контроль орошения, распределение воды, рекреационные сооружения и контроль сточных вод. [170]
В апреле 2024 года Grid Controller of India Ltd. отметил падение производства гидроэлектроэнергии в марте на 11% по сравнению с предыдущим годом, что привело к большей зависимости от угля для удовлетворения спроса на энергию. Это подчеркивает чувствительность гидроэнергетики к осадкам и ее влияние на энергетический баланс Индии. [99]
Сектор солнечной энергетики в Индии предлагает потенциально огромную мощность, хотя до сих пор мало что из этого потенциала было использовано. Солнечное излучение около 5000 триллионов кВт·ч в год падает на территорию Индии, при этом средний ежедневный потенциал солнечной энергии составляет 0,25 кВт·ч/м² используемой площади земли с доступными коммерчески проверенными технологиями. [173] По состоянию на 31 марта 2024 года установленная мощность составляла 81,813 ГВт переменного тока и почти 6,7% от выработки электроэнергии коммунальными службами. [156] Индия является третьим по величине производителем солнечной энергии в мире. [11]
Солнечные электростанции требуют почти 2,0 гектара (0,020 км 2 ) земли на МВт мощности, что аналогично угольным электростанциям, если учитывать жизненный цикл добычи угля, водохранилища и зольные отходы, а также гидроэлектростанциям, если учитывать площадь затопления водохранилища. [174] Солнечные электростанции мощностью 1,33 млн МВт могут быть установлены в Индии на 1% ее территории, что составляет около 32 000 км 2 (3 200 000 гектаров). Большие участки земли, которые непродуктивны, бесплодны и лишены растительности, существуют во всех частях Индии, превышая 8% от ее общей площади. Они потенциально подходят для солнечной энергетики. [175] Было подсчитано, что если бы 32 000 кв. км этих пустошей были использованы для генерации солнечной энергии, можно было бы произвести 2000 млрд кВтч электроэнергии, что вдвое превышает общую мощность, выработанную в 2013–2014 годах. При цене 2,75 ₹/кВт·ч и годовой выработке 1,8 млн кВт·ч/МВт это приведет к годовой производительности/урожаю земли в размере ₹ 1,0 млн (12 000 долларов США) с акра, что выгодно отличается от многих промышленных районов и во много раз превышает самые продуктивные орошаемые сельскохозяйственные земли. [176] Строительство солнечных электростанций на малопродуктивных землях дает возможность солнечной электроэнергии заменить все потребности Индии в ископаемом топливе (природный газ, уголь, лигнит и сырая нефть) [177] и может предложить потребление энергии на душу населения на уровне США/Японии для пикового населения, ожидаемого во время демографического перехода . [178]
Цена продажи электроэнергии, вырабатываемой солнечными фотоэлектрическими установками, упала до 2,00 рупий (2,4 цента США) за кВт·ч в ноябре 2020 года, что ниже, чем у любого другого типа генерации электроэнергии в Индии. [179] [180] В 2023 году выровненный тариф в долларах США на солнечную электроэнергию упал до 1,62 цента/кВт·ч, что намного ниже тарифа на продажу солнечной электроэнергии в Индии. [181] [182] В 2020 году тариф на электроэнергию от солнечных фотоэлектрических установок в сочетании с гидроаккумулирующими установками или аккумуляторными батареями упал ниже тарифов на электростанции на основе угля при обеспечении базовой и пиковой нагрузки. [164]
Приобретение земли является проблемой для проектов солнечных ферм в Индии. Некоторые правительства штатов изучают инновационные способы решения проблемы доступности земли, например, путем развертывания солнечных мощностей над оросительными каналами. [183] [184] Это позволяет собирать солнечную энергию, одновременно сокращая потери оросительной воды из-за солнечного испарения. [185] Штат Гуджарат был первым, кто реализовал проект Canal Solar Power Project , используя солнечные панели на 19 000 км (12 000 миль) сети каналов Нармада по всему штату для выработки электроэнергии. Это был первый подобный проект в Индии.
Синергия с другими типами генерации электроэнергии
Основным недостатком солнечной энергии является то, что она вырабатывает электроэнергию только днем, а не ночью или в пасмурное время суток. Этот недостаток можно преодолеть, добавив мощности для хранения энергии, такие как гидроаккумулирующие электростанции . [186] Предлагаемый гигантский многоцелевой проект по соединению индийских рек предусматривает прибрежные водохранилища для использования речных вод, которые также создадут достаточную мощность гидроаккумулирующих электростанций для хранения энергии на ежедневной/еженедельной основе за счет потребления излишков солнечной энергии, доступных в дневное время. [160] [187] Существующие и будущие гидроэлектростанции также могут быть расширены за счет дополнительных гидроаккумулирующих установок для удовлетворения ночного потребления электроэнергии. Большая часть требуемой мощности перекачки грунтовых вод может быть напрямую покрыта солнечной энергией в дневное время. [188]
Концентрированные солнечные электростанции с тепловым аккумулятором также становятся более дешевыми (5¢ США/кВт·ч) и более чистыми электростанциями, следующими за нагрузкой, чем электростанции на ископаемом топливе. [189] Они могут реагировать на спрос круглосуточно и работать как электростанции базовой нагрузки при избытке солнечной энергии. Сочетание солнечных тепловых и солнечных фотоэлектрических установок дает возможность соответствовать колебаниям нагрузки без необходимости дорогостоящего хранения в аккумуляторах.
В 2021 году потенциал ветроэнергетики на суше оценивался в 302 ГВт на высоте 100 метров и 695,50 ГВт на высоте 120 метров над уровнем земли. [190] Оценочный потенциал находится на более высокой стороне, поскольку текущая установленная мощность работает ниже 20% CUF в среднем по сравнению с минимальными 30% CUF, рассматриваемыми при оценке ветрового потенциала. [191] Из потенциала в 695 ГВт на высоте 120 м над уровнем земли, потенциал в 132 ГВт оценивается как имеющий более 32% CUF. [192]
Индия занимает четвертое место в мире по установленной мощности ветроэнергетики . По состоянию на 31 августа 2023 года установленная мощность ветроэнергетики составляла 44,081 ГВт , распределенная по многим штатам Индии. [156] [193] В 2022–2023 годах ветроэнергетика составляла почти 10% от общей установленной мощности Индии и 4,43% от выработки электроэнергии в стране. Тариф на ветроэнергетику около 2,5 индийских рупий/кВт·ч является самым дешевым из всех источников генерации электроэнергии в Индии. [194] Башни и лопасти ветряных турбин также могут быть изготовлены из дерева, что делает их еще более экологичными и может превзойти высоту ступицы над местным уровнем земли, что экономически целесообразно со стальными башнями. [195] [196]
Потенциал морской ветроэнергетики Индии составляет около 112 ГВт на глубине до 50 метров и около 195 ГВт на глубине до 1000 метров. [197] Индия объявила предварительный график для запроса котировок (RfQ) на создание проектов морской ветроэнергетики. [198] Нормированная стоимость электроэнергии (LCOE) снизилась до 50 долларов США за МВт-ч для морских ветровых электростанций. [197]
Биомасса — это органическое вещество живых организмов. Как возобновляемый источник энергии , биомасса может использоваться либо напрямую через сжигание для производства тепла, либо косвенно после преобразования ее в различные формы биотоплива с использованием ряда методов, которые в целом классифицируются как термические, химические и биохимические методы. [199] Биомасса, жом , лесное хозяйство, бытовые органические отходы, промышленные органические отходы, органические остатки от биогазовых установок, а также сельскохозяйственные остатки и отходы могут использоваться в качестве топлива для производства электроэнергии. [200] [201] Почти 750 миллионов тонн биомассы, которая не является съедобной для крупного рогатого скота, ежегодно доступны в Индии. [202] [203]
Общее использование биомассы для производства тепла в Индии составило около 177 Мтнэ в 2013 году. [204] 20% домохозяйств в Индии используют биомассу и древесный уголь для приготовления пищи. Это традиционное использование биомассы заменяется сжиженным нефтяным газом в сельской местности, что приводит к увеличению сжигания биомассы на полях. Это стало основным источником загрязнения воздуха в близлежащих городах. [205] [202]
Большие объемы импортного угля используются на угольных электростанциях, работающих на пылевидном угле . Сырая биомасса не может использоваться непосредственно на угольных мельницах, поскольку ее трудно измельчить в мелкий порошок из-за спекания . Однако торрефикация позволяет биомассе заменить уголь. [206] Горячий дымовой газ существующих угольных электростанций может использоваться в качестве источника тепла для торрефикации, так что биомассу можно сжигать совместно с углем. [207] [208] Излишки сельскохозяйственных/растительных остатков биомассы начинают использоваться для этой цели. [209] [210] Вместо закрытия/вывода из эксплуатации угольных электростанций из-за опасений по поводу загрязнения, утверждается, что эти блоки можно экономично модернизировать для производства электроэнергии из биомассы. [211] [212] Биомасса содержит значительное количество кислорода и меньше золы, что делает модернизацию старых блоков менее капиталоемкой. Электростанции на биомассе также могут продавать сертификаты на возобновляемую энергию, что повышает их прибыльность. [213] [214] Совместное сжигание биомассы до 10% с углем на существующих электростанциях, работающих на пылевидном угле, успешно реализовано в Индии. [215] [216] Центральное правительство сделало совместное сжигание (минимум 5%) биомассы обязательным с октября 2022 года на всех угольных электростанциях. [217] [218]
В 2011 году Индия начала новую инициативу, чтобы продемонстрировать полезность средних пилотных установок по производству биогаза и удобрений из смешанного корма. Правительство одобрило 21 проект общей мощностью 37 016 кубических метров в день, из которых 2 проекта были успешно введены в эксплуатацию к декабрю 2011 года. [219] Индия ввела в эксплуатацию еще 158 проектов в рамках своей программы распределенной/сетевой генерации электроэнергии на основе биогаза с общей установленной мощностью около 2 МВт. В 2018 году Индия поставила цель производить 15 миллионов тонн биогаза/био-СПГ, установив 5000 крупных коммерческих биогазовых установок, которые могут производить ежедневно 12,5 тонн био-СПГ на каждой установке. [220] По состоянию на май 2022 года в эксплуатации находится около 35 таких установок. [221] Отбракованные органические твердые частицы с биогазовых установок могут использоваться на угольных электростанциях после торрефикации .
Биогаз в первую очередь является метаном и может также использоваться для получения богатого белком корма для крупного рогатого скота, птицы и рыбы путем выращивания Methylococcus capsulatus , бактерии, которая растет непосредственно на метане. Это можно сделать экономически выгодно в деревнях с низкими требованиями к земле и воде. [222] [223] [224] Углекислый газ, получаемый в качестве побочного продукта из этих установок, может использоваться для более дешевого производства масла из водорослей или спирулины из выращивания водорослей , которые в конечном итоге могут заменить сырую нефть. [225] [226] Использование биогаза для производства богатого белком корма также имеет право на углеродные кредиты, поскольку это изолирует углерод из атмосферы. [227] Существует значительный потенциал для извлечения полезной биомассы из пивоваренных заводов, текстильных фабрик, заводов по производству удобрений, бумажной и целлюлозной промышленности, установок экстракции растворителем, рисовых мельниц, нефтехимических заводов и других отраслей. [228]
Правительство изучает несколько способов использования агроотходов или биомассы в сельской местности для улучшения сельской экономики. [229] [230] Например, технологии газификации биомассы изучаются для производства электроэнергии из избыточных ресурсов биомассы, таких как рисовая шелуха, стебли урожая, мелкая древесная щепа и другие агроотходы в сельской местности. Самая большая электростанция на основе биомассы в Индии в Сирохи, Раджастхан, имеет мощность 20 МВт. В 2011 году Индия установила 25 систем газификации на основе рисовой шелухи для распределенной генерации электроэнергии в 70 отдаленных деревнях Бихара , включая в общей сложности 1,20 МВт в Гуджарате и 0,5 МВт в Тамил Наду. Кроме того, системы газификации были установлены на 60 рисовых мельницах в Индии. [219] Дорожная карта зеленого водорода постоянно развивается в Индии путем консолидации различных возможностей в институциональных и исследовательских центрах. [231] [232]
Установленная мощность геотермальной энергии Индии экспериментальная, а коммерческое использование незначительно. По некоторым оценкам, в Индии имеется 10 600 МВт геотермальной энергии. [233] Карта ресурсов Индии сгруппирована в шесть геотермальных провинций: [234]
В Индии насчитывается около 340 горячих источников, разбросанных по всей стране. Из них 62 распределены вдоль северо-западных Гималаев, в штатах Джамму и Кашмир , Химачал-Прадеш и Уттаракханд . Они сосредоточены в термальной полосе шириной 30-50 км, в основном вдоль речных долин. В провинциях Нага-Лусаи и Западное побережье также есть ряд термальных источников. Андаманская и Никобарская дуга — единственное место в Индии, где продолжается вулканическая активность, потенциально хорошее место для геотермальной энергии. Геотермальный пояс Камбей имеет длину 200 км и ширину 50 км, с третичными отложениями. Сообщалось о термальных источниках из пояса, хотя они не имеют очень высокой температуры или уровня потока. Высокая подземная температура и термальная жидкость были зарегистрированы в глубоких скважинах в диапазоне глубин от 1,7 до 1,9 км во время бурения в этой области. Выброс пара также был зарегистрирован в скважинах на глубине от 1,5 до 3,4 км. Термальные источники в полуостровном регионе Индии больше связаны с разломами, которые позволяют воде циркулировать на значительных глубинах. Циркулирующая вода получает тепло от нормального термического градиента в этом районе и может выходить при высокой температуре. [234]
В отчете за декабрь 2011 года Индия определила шесть перспективных геотермальных участков для развития геотермальной энергетики. В порядке убывания потенциала это:
Районы Пуга и Чуматанг в Ладакхе считаются наиболее перспективными геотермальными полями в Индии. Эти районы были обнаружены в 1970-х годах, а первые разведочные работы были предприняты в 1980-х годах Геологической службой Индии (GSI). 6 февраля 2021 года Энергетический центр ONGC (OEC) подписал Меморандум о взаимопонимании (МоВ) с Ладакхом и Советом по развитию автономных гор Ладакха, Лех, в присутствии нынешнего вице-губернатора Радхи Кришны Матхур . [235]
В 2011 году Министерство новой и возобновляемой энергетики, правительство Индии и Агентство по развитию возобновляемой энергетики Западной Бенгалии совместно одобрили и договорились о реализации первого в Индии проекта мини- приливной электростанции Дургадуани мощностью 3,75 МВт . [236]
Другая технология приливных волн собирает энергию из поверхностных волн или из колебаний давления под поверхностью моря. В отчете Центра океанической инженерии при Индийском технологическом институте Мадраса подсчитано, что годовой потенциал энергии волн вдоль побережья Индии составляет от 5 до 15 МВт/метр, что предполагает теоретический максимальный потенциал для сбора электроэнергии вдоль 7500-километровой береговой линии Индии около 40 ГВт. [237] Однако реальный экономический потенциал, вероятно, будет значительно меньше этого. [237]
Третий подход к сбору приливной энергии — это технология тепловой энергии океана. Этот подход собирает солнечную энергию, удерживаемую в океанских водах. Океаны имеют температурный градиент, поверхность намного теплее, чем более глубокие уровни океана. Этот температурный градиент может быть собран с использованием модифицированного цикла Ренкина . Национальный институт океанических технологий Индии (NIOT) пытался использовать этот подход, но безуспешно. В 2003 году NIOT попытался построить и развернуть демонстрационную установку мощностью 1 МВт совместно с японским университетом Сага [238] , но механические проблемы помешали успеху. [ необходима цитата ]
По состоянию на 2013 год в Индии действует единая широкомасштабная синхронная сеть , охватывающая всю страну, за исключением отдаленных островов. [239] По состоянию на 31 марта 2024 года протяженность высоковольтных линий электропередачи (66 кВ и выше) составляет 817 972 километра, а протяженность линий передачи и распределения (ниже 66 кВ) составляет 14 077 053 километра. [3]
Общая длина линий электропередачи высокого напряжения (220 кВ и выше) была бы достаточной для формирования квадратной матрицы площадью 266 км2 ( т.е. квадратной сетки со стороной 16,3 км, так что в среднем на расстоянии 8,15 км находится по крайней мере одна линия электропередачи высокого напряжения) по всей территории страны. Это составляет в общей сложности почти на 20% больше линий электропередачи высокого напряжения, чем в Соединенных Штатах (322 000 км (200 000 миль) 230 кВ и выше). Однако индийская сеть передает гораздо меньше электроэнергии. [243] Установленная длина линий электропередачи 66 кВ и выше составляет 649 833 км (403 788 миль) (в среднем на расстоянии 4,95 км по всей стране находится по крайней мере одна линия электропередачи ≥66 кВ). [8] Длина вторичных линий электропередачи (400 В и выше) составляет 10 381 226 км (6 450 595 миль) по состоянию на 31 марта 2018 года. [8] Распространение всех линий электропередачи (≥400 В) было бы достаточным для формирования квадратной матрицы площадью 0,36 км 2 (т. е. в среднем, по крайней мере, одна линия электропередачи на расстоянии 0,31 км) по всей территории страны. В будущей сети, в которой доминирует децентрализованная генерация энергии, такая как солнечная и ветровая энергия, ненаучное расширение электрической сети даст отрицательные результаты из-за парадокса Браеса . [244]
Максимальная пиковая нагрузка за все время составила 182 610 МВт 30 мая 2019 года. [245] Максимально достигнутый коэффициент спроса подстанций составляет почти 60% на уровне 220 кВ. Однако эксплуатационные характеристики системы неудовлетворительны для удовлетворения пиковых нагрузок электроэнергии. [246] [247] Это привело к началу подробных инженерно-технических исследований с планом сделать капитальные вложения в интеллектуальную сеть , которая максимизирует полезность существующей инфраструктуры передачи. [248] [51]
Введение тарифа на основе доступности (ABT) изначально помогло стабилизировать индийские сети электропередач. [ требуется цитата ] Однако, по мере перехода сети к избытку электроэнергии, ABT стал менее полезным. Отключение электроэнергии в июле 2012 года , затронувшее север страны, стало крупнейшим отказом электросети в истории по числу пострадавших людей. [ требуется цитата ]
Совокупные потери при передаче и коммерческие потери (ATC) в Индии составили почти 21,35% в 2017–2018 годах. [249] [8] [250] Это невыгодно по сравнению с общими потерями ATC в электроэнергетическом секторе Соединенных Штатов , которые составили всего 6,6% из 4404 млрд кВтч электроэнергии, поставленной в течение 2018 года. [251] Правительство Индии поставило цель сократить потери до 17,1% к 2017 году и до 14,1% к 2022 году. Высокая доля нетехнических потерь вызвана незаконным подключением к линиям, неисправными электросчетчиками и фиктивной генерацией электроэнергии, которая занижает фактическое потребление, а также способствует снижению сбора платежей. Исследование в Керале показало, что замена неисправных счетчиков может сократить потери при распределении с 34% до 29%. [65]
Национальная электросеть Индии синхронно соединена с Бутаном и асинхронно с Бангладеш , Мьянмой и Непалом . [252] Было предложено построить подводный соединительный элемент со Шри-Ланкой (соединение HVDC Индия–Шри-Ланка). [ 253 ] Сингапур и ОАЭ заинтересованы в импорте электроэнергии из Индии путем создания подводной кабельной линии для сокращения выбросов углерода, поскольку импортируемая электроэнергия не будет способствовать выбросам углерода при ее использовании, независимо от того, производится ли она из возобновляемых источников или нет в стране-экспортере. [254]
Индия экспортирует электроэнергию в Бангладеш , Мьянму и Непал, а также импортирует излишки электроэнергии из Бутана. [255] [256] С 2016–2017 годов Индия была чистым экспортером электроэнергии с экспортом 9232 ГВт·ч и импортом 7597 ГВт·ч, в основном из Бутана, в 2021–2022 годах. [6] [257] [258] В 2018 году Бангладеш предложила импортировать 10 000 МВт электроэнергии из Индии. [259]
Чистый экспорт (-) и чистый импорт (+). Вышеуказанный экспорт в Бангладеш не включает экспорт с тепловой электростанции Godda мощностью 1600 МВт , которая расположена в Индии, но не подключена к индийской электросети.
Для поощрения производства солнечной энергии с нулевым уровнем выбросов углерода разрабатываются планы по преобразованию индийской национальной сети в транснациональную сеть, которая будет расширяться до Вьетнама на востоке и до Саудовской Аравии на западе, охватывая почти 7000 км в ширину. [261] [262] Находясь в центре расширенной сети, Индия сможет импортировать излишки солнечной энергии, доступные за пределами ее территории, по более низким ценам для удовлетворения утренних и вечерних пиковых нагрузок без значительного увеличения затрат на хранение энергии. [263]
Министерство энергетики является высшим органом профсоюзного правительства Индии, регулирующим сектор электроэнергетики в Индии. Министерство было создано 2 июля 1992 года. Оно отвечает за планирование, разработку политики, обработку проектов для инвестиционных решений, мониторинг реализации проектов, обучение и развитие рабочей силы, а также администрирование и принятие законодательства в отношении производства, передачи и распределения электроэнергии. [264] Оно также отвечает за администрирование Закона об электроэнергии Индии (2003 г.) , Закона об энергосбережении (2001 г.) и несет ответственность за внесение поправок в эти законы, когда это необходимо для достижения политических целей профсоюзного правительства.
Электроэнергия является предметом параллельного списка в пункте 38 в списке III Седьмого приложения Конституции Индии . В федеральной структуре управления Индии это означает, что как союзное правительство, так и правительства штатов Индии участвуют в разработке политики и законов для сектора электроэнергии. Это требует от союзного правительства и правительств отдельных штатов заключения меморандумов о взаимопонимании для ускорения проектов в отдельных штатах. [265] Для распространения информации среди общественности о закупках электроэнергии распределительными компаниями (discoms) правительство Индии недавно начало ежедневно публиковать данные на своем веб-сайте. [266]
Оптовые покупатели электроэнергии могут покупать электроэнергию ежедневно на краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной основе на обратном электронном аукционе. [267] Цены на электроэнергию, устанавливаемые на обратном электронном аукционе, намного ниже цен, согласованных в двусторонних соглашениях. [268] Биржа товарных деривативов Multi Commodity Exchange запросила разрешение на предложение рынков фьючерсов на электроэнергию в Индии. [269] Союзное правительство Индии также планирует процесс обратных закупок, в рамках которого производители и дискаунтеры с излишками электроэнергии могут подавать заявки на электронные торги на поставку электроэнергии на срок до одного года, чтобы положить конец двусторонним контрактам и определить рыночную цену на электроэнергию. [270]
Сертификаты энергосбережения (PAT), различные обязательства по закупкам возобновляемой энергии (RPO) и сертификаты возобновляемой энергии (REC) также регулярно торгуются на энергетических биржах. [271] [272]
Министерство энергетики Индии управляет центральными государственными компаниями, участвующими в производстве электроэнергии в Индии. К ним относятся National Thermal Power Corporation , Neyveli Lignite Corporation , SJVN, Damodar Valley Corporation , National Hydroelectric Power Corporation и Nuclear Power Corporation of India . Power Grid Corporation of India также управляется министерством; она отвечает за межгосударственную передачу электроэнергии и развитие национальной сети.
Министерство работает с правительствами штатов по вопросам, связанным с государственными корпорациями в секторе электроэнергетики Индии. Примерами государственных корпораций являются Telangana Power Generation Corporation , Andhra Pradesh Power Generation Corporation Limited , Assam Power Generation Corporation Limited , Tamil Nadu Electricity Board , Maharashtra State Electricity Board , Kerala State Electricity Board , West Bengal State Electricity Distribution Company и Gujarat Urja Vikas Nigam Limited.
Министерство энергетики Индии управляет Rural Electrification Corporation Limited и Power Finance Corporation Limited. Эти государственные предприятия, принадлежащие центральному правительству, предоставляют кредиты и гарантии для государственных и частных проектов в области инфраструктуры электроэнергетического сектора в Индии. Чрезмерные кредиты на строительство электростанций в размере 75% от завышенной стоимости на завышенные мощности электростанций привели к неликвидным активам в размере от 40 до 60 миллиардов долларов США. [273] [274] Центральные и государственные производители электроэнергии избежали этого кризиса, поскольку они заключили соглашения о закупках с государственными монополистическими дисконтами на основе «затраты плюс» по более высоким, чем преобладающие на рынке, тарифам на электроэнергию, не проходя конкурсные торги. Различные секторы получают множество прямых и косвенных субсидий. [275]
После принятия Закона об электроэнергии 2003 года бюджетная поддержка сектора электроэнергии незначительна. [276] Многие государственные электроэнергетические советы были разделены на составные части после вступления закона в силу, создав отдельные субъекты для генерации, передачи и распределения электроэнергии. [277]
's_High_Voltage_Lab.jpg/1280px-Jabalpur_Engineering_College_(JEC)'s_High_Voltage_Lab.jpg)
Быстрый рост сектора электроэнергетики в Индии породил высокий спрос на обученный персонал. Индия прилагает усилия по расширению энергетического образования и позволяет существующим образовательным учреждениям вводить курсы, связанные с добавлением, производством, эксплуатацией и обслуживанием энергетических мощностей. Эта инициатива охватывает традиционные и возобновляемые источники энергии .
Министерство новой и возобновляемой энергии объявило, что государственные агентства по возобновляемой энергии получают поддержку для организации краткосрочных учебных программ по установке, эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту систем возобновляемой энергии в местах, где реализуются интенсивные программы возобновляемой энергии. Кафедры возобновляемой энергии были созданы в Индийском технологическом институте Рурки и Индийском технологическом институте Харагпура . [219] Центральный учебный институт Джабалпур является учебным заведением по проектированию и управлению распределением электроэнергии. [ требуется ссылка ] Школа бизнеса NTPC в Нойде инициировала двухгодичную программу послевузовского образования по программе управления, ориентированную на энергетику, и годичную программу послевузовского образования по программе управления (руководителя), чтобы удовлетворить растущую потребность в специалистах по управлению в этой области. [ требуется ссылка ] Ожидается, что образование и наличие квалифицированных рабочих станут ключевыми проблемами в усилиях Индии по расширению своего электроэнергетического сектора.
Электроэнергетический сектор Индии сталкивается со многими проблемами, в том числе:
Ключевые проблемы внедрения для электроэнергетического сектора Индии включают эффективное управление и реализацию новых проектов, обеспечение доступности и соответствующего качества топлива, разработку крупных угольных и газовых ресурсов, имеющихся в Индии, приобретение земли, получение экологических разрешений на уровне штата и центрального правительства, а также подготовку квалифицированной рабочей силы. [297]
Чистый импорт сжиженного нефтяного газа (СНГ) в Индию составляет 16,607 млн тонн, а внутреннее потребление — 25,502 млн тонн, что составляет 90% от общего потребления в 2021–2022 годах. [298] Импортная доля СНГ составляет почти 57% от общего потребления в 2021–2022 годах. [299] Доступный розничный тариф на электроэнергию (860 ккал/кВт·ч при 74% тепловой эффективности) для замены СНГ (низшая теплотворная способность 11 000 ккал/кг при 40% тепловой эффективности) в домашнем приготовлении пищи составляет до 10,2 ₹/кВт·ч, когда розничная цена баллона СНГ составляет 1000 ₹ (без субсидий) с содержанием СНГ 14,2 кг. [300] Замена потребления СНГ на электроэнергию существенно сократит импорт. [301]
Объем природного газа, поставляемого в Индию для нужд бытового приготовления пищи, составил 12 175 миллионов стандартных кубических метров (мм. ст. куб. м.), что составляет почти 19% от общего объема потребления природного газа в 2021–2022 годах. [298] Импорт природного газа/СПГ составляет почти 56% от общего объема потребления в 2021–2022 годах. [298] Доступный розничный тариф на электроэнергию (860 ккал/кВт·ч при 74% эффективности отопления) для замены PNG (чистая теплотворная способность 8500 ккал/ст. куб. м. при 40% эффективности отопления) в бытовом приготовлении пищи составляет до 9 ₹/кВт·ч, когда розничная цена PNG составляет ₹47,59 за ст. куб. м. [302] [303] Замена потребления PNG на электроэнергию существенно сократит дорогостоящий импорт СПГ.
Внутреннее потребление керосина составляет 1,291 млн тонн из 1,493 млн тонн общего потребления в 2021–2022 годах. Субсидированная розничная цена керосина составляет 15 ₹/литр, тогда как экспортно-импортная цена составляет 79 ₹/литр. Доступный розничный тариф на электроэнергию (860 ккал/кВт·ч при 74% тепловой эффективности) для замены керосина (низшая теплотворная способность 8240 ккал/литр при 40% тепловой эффективности) в домашнем приготовлении пищи составляет до 15,22 ₹/кВт·ч при розничной цене керосина 79 ₹/литр.
В 2022–2023 годах коэффициент загрузки (PLF) угольных тепловых электростанций (почти 212 ГВт) составил всего 64,15%. [5] Эти станции могут работать на уровне выше 85% PLF при наличии адекватного спроса на электроэнергию. Возможная дополнительная чистая выработка электроэнергии при 85% PLF составляет почти 450 млрд кВт·ч, что достаточно для замены всего потребления сжиженного нефтяного газа, PNG и керосина в бытовом секторе. [304] Дополнительные затраты на выработку дополнительной электроэнергии составляют только стоимость угольного топлива, менее 3 ₹/кВт·ч. Повышение PLF угольных станций и поощрение бытовых потребителей электроэнергии заменять электроэнергией сжиженный нефтяной газ, PNG и керосин при приготовлении пищи в домашних условиях приведет к сокращению государственных субсидий. Было предложено, чтобы бытовые потребители, которые готовы отказаться от субсидируемых разрешений на сжиженный нефтяной газ/керосин, получили бесплатное подключение к электричеству и субсидируемый тариф на электроэнергию. [305] [306] Чтобы избежать возможности смертельного поражения электрическим током и повысить стандарт безопасности по сравнению с приготовлением пищи на сжиженном нефтяном газе, питание на электрическую плиту подается через автоматический выключатель остаточного тока .
Потребность в электроэнергии в Индии достигает пика в утренние и вечерние часы, в основном из-за потребления электроэнергии для нагрева воды. Для смягчения пиковой потребности в электроэнергии доступны водонагреватели с тепловым насосом , которые потребляют в 2-3 раза меньше электроэнергии при той же тепловой нагрузке. [307]
Значительные возможности также присутствуют в микро-, малых и средних предприятиях ( MSME ) для перехода на электроэнергию с ископаемого топлива, чтобы снизить себестоимость производства при условии обеспечения бесперебойного электроснабжения. [308] С 2017 года IPP предлагают продавать солнечную и ветровую энергию по цене ниже 3,00 ₹/кВт·ч для подачи в высоковольтную сеть. После рассмотрения расходов на распределение и потерь солнечная энергия представляется жизнеспособным экономически выгодным вариантом для замены сжиженного нефтяного газа, PNG, керосина и т. д., используемых в бытовом секторе и секторе MSME. В августе 2024 года производители возобновляемой энергии предлагают надежную и диспетчерскую возобновляемую электроэнергию по цене 4,98 ₹/кВт·ч (0,06 $/кВт·ч), что является экономичным для замены ископаемого топлива в вышеуказанных приложениях. [157] [309]
Розничные цены на бензин и дизельное топливо в Индии достаточно высоки, чтобы сделать электромобили относительно экономичными. [310] Розничная цена на дизельное топливо составляла 101,00 ₹/литр в 2021–2022 годах, а розничная цена на бензин — 110,00 ₹/литр. Доступная розничная цена на электроэнергию для замены дизельного топлива составит до 19 ₹/кВт·ч (860 ккал/кВт·ч при 75% входной электроэнергии для КПД мощности на валу по сравнению с чистой теплотворной способностью дизельного топлива 8572 ккал/литр при 40% топливной энергии для КПД мощности на коленчатом валу ), а сопоставимое количество для замены бензина составит до 28 ₹/кВт·ч (860 ккал/кВт·ч при 75% входной электроэнергии для КПД мощности на валу по сравнению с чистой теплотворной способностью бензина 7693 ккал/литр при 33% топливной энергии для КПД мощности на коленчатом валу). В 2021–2022 годах Индия потребила 30,849 млн тонн бензина и 76,687 млн тонн дизельного топлива, оба в основном произведены из импортируемой сырой нефти. [298] Для быстрого распространения использования электромобилей и сокращения потребления импортируемого ископаемого топлива цены на электроэнергию в центрах быстрой зарядки могут быть субсидированы до уровня ниже 5 ₹/кВт·ч. Таким образом, владельцы коммерческих пассажирских и грузовых автомобилей могут быть привлечены к переходу на дорогостоящие электромобили, которые не способствуют загрязнению приземного воздуха. [311]
Ожидается, что электромобили станут популярными в Индии, когда технология хранения энергии/ аккумуляторов обеспечит улучшенный запас хода, более длительный срок службы и более низкое обслуживание. [312] [313] Переоборудование старых бензиновых и дизельных автомобилей в аккумуляторные электромобили также возможно, поскольку цены на аккумуляторные батареи станут доступными. Варианты подключения автомобиля к сети также привлекательны, потенциально позволяя электромобилям помогать смягчать пиковые нагрузки в электросети. [314] Отработанные батареи электромобилей также используются в качестве систем хранения энергии экономически выгодно. [315] Потенциал непрерывной зарядки электромобилей с помощью технологии беспроводной передачи электроэнергии изучается индийскими и другими компаниями. [316] [317] [318]
Индия обладает богатым потенциалом солнечной, ветровой, гидроэнергии (включая гидроаккумулирующие) и биомассы. Кроме того, по состоянию на январь 2011 года Индия имела приблизительно 38 триллионов кубических футов (Tcf) доказанных запасов природного газа, 26-й по величине запас в мире. [319] Управление энергетической информации США оценивает, что Индия добыла приблизительно 1,8 Tcf природного газа в 2010 году, потребляя приблизительно 2,3 Tcf природного газа. Индия уже добывает угольный метан .
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )