На основе материалов Esri, оригинал здесь.
Во всем мире растет глобальная озабоченность по поводу изменения климата, и страны-участницы Парижского соглашения, как и различные организации, ставят себе цели по снижению выбросов углекислого газа в атмосферу. В 2019 году доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ, включая гидроэнергию) в мировом энергетическом балансе выросла почти до 27 %, что соответствует восходящей тенденции, начавшейся в 2000-х.
Согласно Парижскому соглашению, Россия должна достичь к 2030 году выбросов парниковых газов не более 70% от уровня 1990 года. В 2018 году уровень выбросов составил 52% от уровня 1990 года, но тем не менее Россия продолжает занимать четвёртое место по выбросу CO2 в мире.
Лидеры в области энергетики пересматривают структуру своего бизнеса, включая в него новые активы на основе возобновляемых ресурсов, таких как солнечная и ветроэнергетика, а изначально «зеленые» фирмы продолжают вести свою деятельность на базе альтернативных источников энергии.
И те, и другие используют ГИС-технологии и анализ местоположения для привлечения выгодных инвестиций в отрасль возобновляемой энергетики.
Пространственный анализ прежде всего включает в себя прогноз затрат на производство, а основными показателями для него являются данные по глубине океана, скорости ветра, уровню инсоляции.
Мотивированные изменением потребительских предпочтений, и под влиянием климатического сообщества, энергетические компании используют продвинутый ГИС-анализ для оценки всех факторов бизнеса — от глубины океана и плотности дорожной сети до рентабельности инвестиций по мере расширения доли возобновляемых источников энергии в портфеле.
Даже в разгар экономического спада, вызванного COVID-19, отраслевые эксперты предсказывают здоровое будущее для сектора возобновляемых источников энергии.
Коротко о ситуации в России
- В России на долю ВИЭ (включая гидроэнергию) приходится около 18 % всего энергетического баланса (сравнимо с США и Японией). Россия пока что является крупнейшей страной, «избегающей ветра и солнца»: всего 0,2% ее электроэнергии вырабатывается за счет этих источников.
- Тем не менее, почти треть новых энергетических объектов, введенных в эксплуатацию в 2019 году в России, основана на использовании ВИЭ (включая гидроэнергетику).
- Отмечается, что в 2018 году на возобновляемые источники энергии приходилось только 7,6% всего введенного в России нового генерирующего оборудования. Однако уже по итогам 2019 года их доля выросла до 29,1% (почти в 4 раза).
- Основная часть (57%) построенных в 2019 году объектов ВИЭ пришлась на солнечные электростанции, а доля новых ГЭС сократилась до 38%. Сегмент ветрогенерации в общем объеме новых объектов ВИЭ за два года сократился с 7 до 5%. Источник
Между тем, стоимость использования возобновляемых источников энергии снижается, а темпы их внедрения растут. По мере того, как разрабатывается все больше и больше новых проектов в этой отрасли, на рынок выходит все больше игроков, что в итоге приводит к снижению цен для производителей и для потребителей электроэнергии.
Крупные производители энергии, такие как Equinor из Норвегии или международная компания Renewable Energy Systems (RES) с головным офисом в Великобритании, наблюдают растущий потребительский спрос на возобновляемую энергию.
Более низкая стоимость электроэнергии из возобновляемых источников сейчас является основным двигателем развития этой отрасли. Не все серьезно относятся к климатической угрозе, однако, как правило, большинству организаций импонирует идея платить меньше за электроэнергию.
Для многих производителей энергии информация о местоположении, подкрепленная сложным анализом с помощью географической информационной системы (ГИС), является важной базовой основой для последующего принятия правильных решений по развитию проекта.
Далее мы рассмотрим два кейса по энергетическим компаниям Equinor и Renewable Energy Systems (RES), демонстрирующие, как они используют пространственный анализ и продвинутые ГИС-технологии для развития своего бизнеса в области возобновляемой энергетики.
RES: картографирование и анализ на всех этапах проекта
Этап 1. Нанесение возобновляемых энергоресурсов на карту
RES позиционирует себя как самую большую в мире независимую компанию по возобновляемой энергетике, с представительством в Северной Америке, Западной и Северной Европе, Турции и Австралии – всего в 10 странах. На сегодняшний день компания разработала или построила проекты, которые в совокупности производят порядка 17 000 мегаватт энергии, что эквивалентно мощности страны размером с Польшу.
Большая часть этой энергии получена от ветра — так сложилось исторически из-за ее низкой себестоимости. Но солнечная энергия постепенно начинает занимать всё большую долю на рынке, так как стоимость гелиотехнологий резко снизилась в последнее время.
Стоимость типовых ветровых и солнечных проектов в США составляет от 100 до 300 миллионов долларов. Как ни странно, самый дешевый участок земли не обязательно будет являться самым экономически выгодным. Огромное количество дополнительных факторов влияют на решение о том, где разместить тот или иной проект. Как и многие компании, RES полагается на информацию о местоположении на нескольких этапах своего бизнеса — от оценки жизнеспособности участка под конкретный проект до ускорения, безопасности и точности строительства станции.
Сегодня RES принимает решения о размещении станций возобновляемых источников энергии быстрее и точнее, чем раньше. Используются ГИС-технологии для получения детализированной информации по местоположению для солнечных и ветровых станций совместно с данными по затратам производства. Учитываются, например, такие факторы как:
- особенности воздушного пространства,
- уклон рельефа,
- скорость ветра,
- затопляемые участки,
- близость к ЛЭП,
- состав почвы,
- существующая инфраструктура.
Полученные с помощью ГИС данные о местоположении помогают компании точечно выбрать оптимальный участок для размещения проекта с высокой окупаемостью.
Этап 2. Оценка проекта
Используя анализ местоположения, разработчики могут заранее понять, сколько энергии может производить потенциальный объект, а затем вместе с коллегами из строительной группы определить затраты на строительство. Все это вносится в финансовую модель — и это говорит вам, какой в итоге будет себестоимость электроэнергии.
Около 50 человек из команды RES используют ГИС. Разные отделы работают вместе, чтобы определить наилучшее местоположение для потенциальных проектов.
Проектные менеджеры просматривают карты территорий, где ограничена хозяйственная деятельность (например, особо охраняемые природные территории) и кадастровые карты, где возникают интересы собственников и сервитуты. В это время ГИС-специалисты углубляются в вопрос с технической точки зрения.
Например, для ветропарков от специалистов требуется нанести на карту высоты и уклоны территории. Если склон слишком крутой, кран не сможет добраться до вершины турбины, и она будет неработоспособной.
Продвинутый анализ: стоимость солнечной и ветровой энергии
- RES недавно завершили крупный проект, чтобы узнать, какая из видов энергии — солнечная или ветровая — является более рентабельной в пределах своего рынка и в зависимости от местоположения.
- Задача заключалась в том, чтобы с помощью ГИС-анализа определить, сколько энергии могло бы быть получено из каждого альтернативного источника в более чем 500 тыс. участков по всему миру, то есть провести ретроспективный анализ.
- В результате получена карта, к примеру, территории США, где можно выбрать интересующий участок и понять, является ли ветровая энергия более конкурентоспособной в этом месте или здесь рентабельна солнечная энергия?
- «Наличие данной информации в самом начале проекта в конечном итоге позволит нам сэкономить время и деньги, поскольку позволит избежать инвестиций в неподходящие и экономически невыгодные территории».
Как истинный инноватор, RES использует дроны, геопространственные данные и умную строительную технику, чтобы сэкономить время строительства, копать с предельной точностью и обследовать поверхность с точностью до сантиметра. Команда создает цифровую модель рельефа на базе снимков с БПЛА, на основе которой создаются чертежи для будущего проекта. Данные объединяются в файл, который считывается программой, установленной на современном бульдозере или экскаваторе.
Когда оператор управляет бульдозером, он считывает поверхность, на которой работает, и перемещает ковш вверх и вниз или из стороны в сторону, в соответствии с моделью рельефа. При рытье фундамента для ветряной турбины информация о рельефе помогает экскаватору достичь точной целевой глубины, поэтому ковш будет каждый раз зачерпывать нужное количество земли.
Таким образом компания может сэкономить до 40% времени, затрачиваемого на рытье фундамента, а также это помогает избежать дорогостоящих ошибок, например, чрезмерной выемки грунта и его последующей засыпки и рекультивации.
ГИС помогает RES работать намного эффективнее с точки зрения времени и затрат.
Одно из основных преимуществ анализа местоположения для выбора участка — это возможность иметь все оперативные слои на карте и совмещать их с особо охраняемыми природными территориями, водно-болотными угодьями и другими критически важными местами обитания животных и растений.
Карты, доступные не только для ГИС специалистов
В мире, который движется (хотя и медленно) к сокращению выбросов углекислого газа, норвежская компания Equinor, занимающаяся добычей и переработкой нефти и газа, расширяет свои активы за счет возобновляемых источников энергии, в рамках преобразования в диверсифицированную энергетическую компанию. В первую очередь, это касается проектов офшорных ветроэнергетических станций и парков (в море, на расстоянии 10-12 км от берега).
Как и RES, Equinor использует данные о местоположении на основе ГИС для принятия решений о размещении проектов. «Сравнительно недавно, если специалистам требовались карты для отчетов, им приходилось звонить в картографический отдел», — говорит Хенрик Хагнесс, ведущий инженер по картографии в Equinor. Но теперь многие профессионалы могут самостоятельно получить информацию с помощью адаптированных интерактивных веб-карт, что значительно повышает производительность и позволяет принимать взвешенные решения на основе данных.
В мире с ограниченными ресурсами и остатками участков нетронутой природы как никогда важно выбирать наилучшее местоположение для проектов, с целью оптимизации выработки энергии и минимального воздействия на среду.
Пространственный анализ выявляет важные факторы окружающей среды (измерения и параметры, относящиеся к водным ресурсам, ветру, морскому дну и геологии), социально-экономические факторы (границы стран, существующая инфраструктура, трубопроводы, кабели, ООПТ, сервитуты), особенности логистических цепочек и транспортные ограничения.
В каждом проекте задействовано множество участников — от правительств и местных властей, которые могут устанавливать сроки, условия и ограничения — до поставщиков инженерных, производственных и строительно-монтажных услуг. ГИС предоставляет менеджерам по развитию бизнеса результаты пространственного анализа и интерактивные веб-карты, что помогает им прийти к правильному решению по вложению инвестиций в тот или иной участок.
Но, как и в случае с RES, выбор местоположения — это только начало. Пространственный анализ необходим на протяжении всего процесса:
- разработка бизнес-стратегии,
- размещение объекта,
- продвижение и развитие проекта,
- эффективное обслуживание и проверка объектов инфраструктуры во время эксплуатации
- рекультивация территории и возвращение природы в исходное состояние.
ГИС-технологии и картографические продукты необходимы на протяжении всей цепочки производственного цикла, в том числе для отчетности для всех заинтересованных сторон.
Инвестиционная стратегия: успеть вовремя
Срок службы ветряных электростанций обычно составляет 30 лет, поэтому очень важно вовремя использовать подходящую возможность. А это значит, что необходимо уделять пристальное внимание стоимости энергии и прогнозируемой выручке, а также другим факторам.
«Если мы хотим построить ветряную электростанцию, например, за пределами Бостона, мы хотим изучить рынок услуг, необходимых для строительства, и как далеко он находится, чтобы произвести инфраструктуру и отправить ее в Бостон для ее сборки», — говорит Хенрик Хагнесс. Важно взглянуть на цепочку поставок в целом, а затем сравнить ее с различными потенциальными участками для размещения проекта.
Финансовые аналитики обычно тратили недели на получение цифр по каждому потенциальному проекту, а затем обновляли свои модели, добавляя все новые и новые данные. Они рассматривают все факторы: от постоянно колеблющегося рынка до изменений в политических ситуациях.
Теперь специалисты компании могут за часы делать то же самое, на что раньше тратили недели. После того, как они проанализируют переменные по стоимости и по проекту, они используют ГИС для создания умных интерактивных карт, на которых обозначены самые перспективные территории.
Менеджер по развитию бизнеса, не являясь ГИС-специалистом, может легко работать со слоями веб-карты, проводить анализ доступности участка к транспортным путям. Ему доступны все слои и соответствующие данные для размещения участка ветряной турбины — высота, уклон, скорость ветра, волны, течения, состав почвы, глубина коренных пород, порты, гавани, административные границы, существующая инфраструктура, маршруты доставки и нормированная стоимость энергии.
Карты обеспечивают желаемую детализацию информации, что особенно важно на ранней стадии проверки объекта.
Общий взгляд на сложные данные
Еще одним преимуществом для бизнес-решений является то, что умные интерактивные карты позволяют специалистам еще раз взглянуть на области, которые они ранее отложили в сторону. Можно взять модель, например, 2017 года, и пересчитать ее показатели на настоящее время. Имея два набора данных, можно легко перемещаться между ними и сравнивать их в веб-ГИС приложении, используя виджет «Шторка». Если цена на сталь упала или процентные ставки стали ниже, новые условия вполне могут быть подходящими для реализации проекта сегодня.
Представление о том, конкурентоспособны ли вы и где вы стоите с точки зрения затрат по отношению к производству, помогает обеспечить положительную рентабельность инвестиций. Веб-ГИС приложения позволяют легко обмениваться сложной информацией, включая модели и оперативные панели наблюдения. В большинстве случаев это просто обмен данными с ГИС-специалистами, которые обновляют и активируют интерактивные веб-карты.
Технология пространственного анализа и выбора местоположения значительно снижает риск растрачивания ресурсов впустую и лишних затрат как для традиционных энергетических компаний, так и для поставщиков энергии из возобновляемых источников.
Если вам интересна тема возобновляемых источников энергии, то посетите специальный раздел нашего сайта с дополнительной информацией, ссылками на обучающие уроки и вебинары.
А если вы используете ГИС в своей деятельности, связанной с возобновляемыми природными ресурсами и альтернативными источниками энергии, и хотите поделиться своей историей, просто напишите нам на tm@dataplus.ru.
Также мы уверены, что ваш опыт и деятельность будут интересны широкому кругу пользователей и единомышленников, поэтому приглашаем вас выступить с докладом на ежегодной Конференции пользователей Esri в России и СНГ, которая в этом году пройдет в онлайн формате с 9 по 12 ноября 2021.
Интересные статьи:
