В настоящее время в США на угольные электростанции, общее число которых составляет примерно 1,4 тыс., приходится около 47% суммарного энергопроизводства. Согласно результатам исследования “Coal Retirements and the CHP Investment Opportunity”, проведенного Американским советом по энергоэффективной экономике (“ACEEE”), в ближайшие годы структура энергетической отрасли США претерпит существенные изменения. Это объясняется тем, что у значительной части угольных станций уже давно завершен срок эксплуатации, который вместо первоначально запланированных 30 лет составил 46 лет, а также ростом внутреннего производства газа и ужесточением экологических норм.
Ввиду того, что около 20% выбросов парниковых газов в мире осуществляется угольными электростанциями, а при сжигании угля выделяется множество вредных веществ (ртуть, диоксид серы, оксид азота, серная кислота и др.), Агентство по охране окружающей среды США (“EPA”) в 2011 г. приняло ряд нормативных актов, в том числе “Постановление о принятии мер по защите воздуха от загрязнений” (“CSAPR”) и Стандарты качества работы новых источников генерации (“Standards of Performance for Greenhouse Gas Emissions for New Stationary Sources: Electric Utility Generating Units”), согласно которым выбросы вредных веществ (в СО2-эквиваленте) новыми крупными электростанциями мощностью более 25 МВт не должны превышать 1 тыс. ф./МВт-ч. Наряду с этим было введено обязательное использование специальной химической добавки, которая сокращает (по данным “EPA”, почти на 90%) кислотность дымовых газов.
Вышеуказанные меры вызвали неоднозначную реакцию со стороны общественности и экспертного сообщества: в то время как защитники окружающей среды считают, что это позволит создать новые рабочие места (до 1,5 млн.) и приведет к снижению антропогенной нагрузки на окружающую среду, представители ряда энергетических компаний придерживаются мнения, что реализация намеченных мероприятий может стать причиной кризиса энергетической отрасли США.
Пока новые нормативные акты находятся на стадии обсуждения, большинство национальных предприятий занимают выжидательную позицию и лишь после принятия правительством окончательного решения намерены рассматривать вопрос либо о модернизации действующих мощностей, либо о выведении их из эксплуатации. Согласно прогнозу Администрации энергетической информации (“EIA”), с 2010 г. по 2035 г. суммарная установленная мощность (СУМ) крупных объектов генерации будет расти в среднем на 0,4% в год, причем доля угольных станций будет сокращаться (на 0,5% в год). В результате к 2020 г. СУМ угольных электростанций снизится до 49 ГВт, а доля данных станций в общем производстве электроэнергии будет стабильно уменьшаться – с 31,7% в 2010 г. до 25,1% в 2035 г.
Прогноз изменения СУМ объектов генерации США, ГВт*
| 2010 г. | 2015 г. | 2020 г. | 2025 г. | 2030 г. | 2035 г. | % | |
| Все виды электростанций** | 970,6 | 963,2 | 972,1 | 997,8 | 1028,7 | 1077,0 | 0,4 |
| Угольные электростанции | 308,1 | 276,7 | 269,8 | 269,8 | 269,9 | 270,4 | 0,5 |
| Доля угольных электростанций в суммарной выработке электроэнергии, % | 31,7 | 28,7 | 27,8 | 27,0 | 26,2 | 25,1 |
* – если не указано иное; ** – исключая ТЭЦ.
Примечание. Среднегодовая динамика изменения.
Источник: “EIA”.
Введение новых стандартов по ограничению выбросов загрязняющих веществ потребует коренной модернизации угольных электростанций, активного внедрения новых “чистых” технологий. При этом государство оказывает поддержку компаниям и проектам, связанным с разработкой “ноу-хау”. Компания “ThermoEnergy”, специализирующаяся на продаже запатентованных технологий в области генерации электроэнергии и очистке сточных вод, сообщила, что ее совместное предприятие “Unity Power Alliance” (“UPA”), созданное в сотрудничестве с итальянской компанией “ITEA S.p.a.” (специализирующейся на разработке процессов беспламенного кислородного сжигания, позволяющих сжигать уголь под высоким давлением в высокообогащенном кислородом воздухе), получило грант Министерства энергетики США. Конечной целью данного проекта является строительство электростанции, использующей новую технологию кислородного сжигания угля, мощностью 50 МВт с перспективой ее дальнейшего расширения до 230 МВт.
Выпадающая генерация (ввиду возможного вывода ряда угольных станций из эксплуатации) может быть восполнена путем сооружения тепло-энергоцентралей (ТЭЦ), преимуществами которых являются относительно небольшие сроки строительства, а также более высокая эффективность. По оценке “ACEEE”, себестоимость производства электроэнергии на традиционных тепловых электростанциях, использующих парогазовый цикл и мощностью 20 МВт, составляет около 6 ц., а на парогазовых комбинированных электростанциях, применяющих новые “чистые” технологии и вырабатывающих тепловую и электрическую энергию, – 6,9-9,7 ц./кВт-ч.
В США подавляющее большинство национальных тепловых электростанций, суммарная мощность которых составляет почти 19 ГВт, базируется в 12 штатах. В 2011 г. лидером по СУМ угольных станций являлся шт. Алабама – 32,4 ГВт (более 35% соответствующей национальной СУМ). В долгосрочной перспективе суммарная установленная мощность угольных станций, выведенных из эксплуатации, возрастет с 13 ГВт в 2011 г. до 23 в 2020 г.
Некоторые характеристики угольной энергетики США
| I* | II* | III** | IV** | |
| Всего | 286022 | 47,4 | … | … |
| Алабама | 32417 | 35,3 | 5,9-25,8 | 51 |
| Колорадо | 13777 | 41,4 | 9,3-17,5 | 19 |
| Джорджия | 36636 | 36,1 | 6,4-15,6 | 40 |
| Индиана | 27638 | 69,1 | 10,3-15,5 | 21 |
| Айова | 14592 | 47,7 | 6,0-25,3 | 2 |
| Канзас | 12543 | 41,3 | 0,0-1,8 | 100 |
| Кентукки | 20453 | 71,2 | 13,7-20,1 | 8 |
| Луизиана | 26744 | 12,8 | … | … |
| Северная Каролина | 27674 | 46,1 | 18,4-18,6 | 56 |
| Огайо | 33071 | 64,6 | 10,4-21,1 | 16 |
| Южная Каролина | 23982 | 30,1 | 5,4-2,4 | 100 |
| Западная Вирджиния | 16495 | 89,2 | 11,6-12,5 | 32 |
* – в 2011 г.; ** – прогноз с 2011 г. по 2020 г.
Примечание. I – cуммарная установленная мощность, МВт; II – доля станций в суммарной выработке электроэнергии, %; III – СУМ электростанций, выработавших первоначально установленный ресурс, МВт; IV – доля угольных станций, которые могут быть заменены ТЭЦ, %.
Источник: “ACEEE”.
По оценке “ACEEE”, в 2020 г. технический потенциал ТЭЦ составит 58 ГВт. Для определения соответствующего экономического потенциала “ACEEE” рассматривает два сценария развития (пессимистичный и оптимистичный), согласно которым он может составить 1,3 ГВт и 9,7 ГВт (во втором случае расчеты опираются на более продолжительный амортизационный период).
Некоторые показатели ТЭЦ в отдельных регионах США, МВт
| Суммарные установленные мощности ТЭЦ* | Технический потенциал ТЭЦ** | Экономический потенциал** | ||
| пессимистичный сценарий | оптимистичный сценарий | |||
| Всего | 18815 | 57598 | 1296 | 9683 |
| Алабама | 3303 | 5029 | 137 | 1501 |
| Колорадо | 680 | 1771 | 34 | 192 |
| Джорджия | 1214 | 7767 | 79 | 833 |
| Индиана | 2262 | 3553 | 56 | 611 |
| Айова | 590 | 3112 | 3 | 39 |
| Канзас | 134 | 2942 | 55 | 193 |
| Кентукки | 123 | 5553 | 20 | 245 |
| Луизиана | 6890 | 5327 | 264 | 1485 |
| Северная Каролина | 1530 | 6223 | 151 | 1338 |
| Огайо | 521 | 9241 | 74 | 712 |
| Южная Каролина | 1186 | 5391 | 352 | 1946 |
| Западная Вирджиния | 382 | 1689 | 71 | 588 |
* – в 2011 г., тепловая и электроэнергия; ** – прогноз на 2020 г.
Источник: “ACEEE”.
Одним из факторов, оказывающих негативное влияние на инвестиционную активность в данном секторе, является, по мнению “ACEEE”, отсутствие четкой государственной стратегии его развития. В августе 2012 г. с целью повышения инвестиционной привлекательности сектора правительство США приняло закон “Accelerating Investment in Industrial Energy Efficiency”, в котором указаны различные количественные показатели развития, в том числе и СУМ ТЭЦ, которая к 2020 г. должна расшириться до 40 ГВт. (БИКИ/Энергетика Украины, СНГ, мира)
