Перспективы развития фотоэлектрической энергетики в Японии до 2030 года: сможет ли полуденное электроснабжение в солнечные дни стать определяющим фактором?

30 марта 2022 года Японский институт комплексных исследований энергетических систем опубликовал отчет, в котором представлены фактические данные об установленной мощности фотоэлектрических (ФЭ) систем по состоянию на 2020 год, а также обновленный «Прогноз установки фотоэлектрических систем на японском рынке в 2030 году (издание 2022 года)».

Согласно их оценкам:

• • По состоянию на 2020 год совокупная установленная мощность фотоэлектрических систем в Японии (постоянный ток на выходе, DC) составляла приблизительно 72 ГВт.

• • Традиционный сценарий роста (с сохранением текущего годового темпа роста около 8 ГВт постоянного тока): прогнозируется, что к 2030 финансовому году установленная мощность достигнет 154 ГВт постоянного тока (что соответствует выработке переменного тока приблизительно в 121 ГВт).

• • Ускоренный сценарий развертывания (при условии значительного улучшения условий подключения к сети): установленная мощность достигнет 180 ГВт постоянного тока (что соответствует выходной мощности переменного тока приблизительно в 140 ГВт).

Для сравнения, в «Шестом базовом плане развития энергетики», разработанном Министерством экономики, торговли и промышленности Японии (METI) 22 октября 2021 года, целевой показатель мощности солнечной энергетики к 2030 году установлен на уровне «117,6 ГВт (выработка переменного тока, AC, положительный целевой уровень)». «Положительный целевой уровень» METI практически эквивалентен прогнозу при текущих нормальных темпах роста.

Ключевое преобразование: номинальная мощность и фактическая выходная мощность.

• • Указанные выше номинальные значения мощности фотоэлектрических систем, рассчитанные на основе постоянного тока, являются номинальными значениями в идеальных условиях (например, при определенных температурах и углах падения солнечного света).

• • Фактическая пиковая выработка электроэнергии обычно составляет около 70% от номинального значения (т.е., умножается на коэффициент 0,7).

• • Следовательно, в пиковый полуденный период солнечного дня в 2030 году:

1. 1. 1. При стандартном сценарии роста фактическая выработка электроэнергии переменным током, как ожидается, составит приблизительно 85 ГВт.
      2. В рамках сценария ускоренного развертывания фактическая выработка электроэнергии переменным током оценивается примерно в 98 ГВт.

Анализ соответствия пиковому спросу

• • В последние годы пиковый национальный спрос на электроэнергию в Японии (переменный ток) составлял приблизительно 160 ГВт (до Великого землетрясения в Восточной Японии в марте 2011 года он достигал около 180 ГВт переменного тока, но впоследствии снизился из-за продвижения мер по энергосбережению, замедления экономического роста и экономической реструктуризации).

• • Предположим, что пиковый спрос на электроэнергию в 2030 году останется на текущем уровне (около 160 ГВт переменного тока):

При сценарии ускоренного развертывания, полуденная выработка фотоэлектрической энергии (98 ГВт переменного тока) в солнечный день может удовлетворить приблизительно 61% пиковой потребности страны (98 ГВт / 160 ГВт).

На этом фоне устойчивого роста японской фотоэлектрической промышленности неразрывно связан с изучением разнообразных сценариев применения.

Будучи международной компанией, активно участвующей в энергетическом переходе Японии, Solar First Group в последние годы успешно подключила к сети Японии множество дифференцированных фотоэлектрических проектов: крупномасштабные наземные солнечные электростанции, построенные на равнинной местности, что позволяет максимально эффективно использовать ограниченные земельные ресурсы и повысить эффективность выработки электроэнергии; проект солнечной сельскохозяйственной платформы, реализованный в сельскохозяйственных районах, инновационно устанавливающий фотоэлектрические панели над полями для достижения «дополнительной агрофотоэлектрической эффективности», что не только обеспечивает урожайность, но и добавляет новый канал чистой энергии. Кроме того, распределенная система поддержки солнечных крыш, разработанная в сотрудничестве с местными органами власти, охватила промышленные парки и общественные здания, эффективно снизив нагрузку на электросети городов.

Эти проекты не только напрямую обеспечили десятки мегаватт мощности, подключенной к сети, но и позволили изучить оптимальные модели выработки электроэнергии в сложных географических и климатических условиях Японии посредством технологической адаптации. Например, в проекте сельскохозяйственной платформы удалось сбалансировать потребности сельскохозяйственных культур в свете с выработкой электроэнергии за счет регулирования угла наклона фотоэлектрических панелей, а система крепления крыши была разработана для повышения ветроустойчивости в районах, подверженных тайфунам.

Практика компании Solar First подтвердила ключевое условие «улучшения условий подключения к сети» в условиях ускоренного развертывания энергосистемы. Непрерывное расширение портфеля проектов становится одним из ключевых факторов, приближающих Японию к целевому показателю в 140 ГВт переменного тока.

Основной вывод: Даже при самом оптимистичном сценарии ускоренного внедрения, ожидается, что выработка электроэнергии с помощью фотоэлектрических систем в полдень солнечного дня в Японии в 2030 году покроет приблизительно 60% пиковой потребности страны в электроэнергии.