Электроэнергетическая политика Онтарио

Электроэнергетическая политика Онтарио относится к планам, законодательству, стимулам, руководящим принципам и политическим процессам, введенным правительством провинции Онтарио , Канада, для решения вопросов производства, распределения и потребления электроэнергии. Разработка политики в электроэнергетическом секторе включает экономические, социальные и экологические соображения. По прогнозам, перспективы электроснабжения Онтарио в ближайшем будущем ухудшятся из-за растущего спроса, старения инфраструктуры электроснабжения и политических обязательств, в частности, поэтапного отказа от угольной генерации . Директивным органам предоставляется целый ряд политических вариантов решения этой ситуации, как с точки зрения общего проектирования и структуры системы, так и с точки зрения конкретных технологий производства электроэнергии.

Онтарио оказывается перед выбором, который определяет дебаты по энергетической политике во всем западном мире: роль рынков в сравнении с централизованным планированием и то, что Эмори Ловинс назвал «жесткими» и «мягкими энергетическими путями» ; т.е. продолжающаяся зависимость от крупной централизованной генерации, особенно атомной и угольной, или переход к децентрализованным технологиям, включая энергоэффективность и возобновляемые источники энергии с низким уровнем воздействия. Таким образом, то, как будет развиваться электроэнергетическая политика Онтарио в ближайшем будущем, будет иметь значение для других юрисдикций, сталкивающихся с аналогичными вариантами или проблемами.

По состоянию на декабрь 2021 года мощность 18 958 МВт разделена на 30,5% атомной энергии, 39,5% гидроэнергетики, 1% биомассы, 0,25% солнечной энергии, 25,5% газа (остальное не указано). Использование угля было прекращено в 2014 году (1-я юрисдикция Северной Америки).

История планирования спроса на электроэнергию в Онтарио

Ранняя история

В 1925 году государственная электроэнергетическая компания Онтарио, основанная в 1906 году, Гидроэнергетическая комиссия Онтарио (HEC) (позже Ontario Hydro ) построила крупнейшую на тот момент в мире гидроэлектростанцию ​​Квинстон-Чиппава (ныне Бек 1). С этого раннего начала и до послевоенного экономического бума 1950-х годов компания Ontario Hydro смогла удовлетворить растущий спрос на электроэнергию за счет расширения сети гидрогенерирующих мощностей. Планирование электроэнергетической системы Онтарио было относительно простым по двум причинам: 1) электричество почти полностью получалось за счет гидроэлектростанций; и 2) электроэнергетическая система состояла из нескольких более мелких систем, что значительно облегчало управление.

Проблемы с системой начали возникать в 1950-х годах: доступные гидроэнергетические объекты эксплуатировались; а мощность системы распределения электроэнергии провинции была ограничена. Чтобы решить эти проблемы, HEC начала строительство новых угольных электростанций рядом с основными источниками спроса на электроэнергию и запустила планы строительства атомных электростанций по всей провинции Онтарио. В период с начала 1970-х по начало 1990-х годов двадцать энергетических реакторов CANDU были введены в эксплуатацию на атомных электростанциях Пикеринга (8 реакторов), Брюса (8 реакторов) и Дарлингтона (4 реактора).

Планирование спроса на электроэнергию 1970–1990-е годы

Закон об энергетической корпорации требовал от Ontario Hydro (ранее HEPCO, переименованной в 1974 году) предоставлять «энергию по себестоимости». Эта философия стала частью культуры и традиций электроснабжения в Онтарио. Коммунальное предприятие не платило налоги и не преследовало цели получения прибыли.

Комиссия Портера

На фоне растущей обеспокоенности по поводу стоимости ядерной энергетики, а также инфляции и рецессии, которые снизили спрос на электроэнергию, Комиссия Портера (1975–1979) провела подробный анализ проблемы электроснабжения. Выводы Комиссии Портера были просты: в центре планирования электроэнергетики Онтарио должно быть управление спросом, а не планирование поставок.

Отчет о плане спроса/предложения (DSP)

Однако только в 1989 году компания Ontario Hydro опубликовала свой первый отчет о плане спроса и предложения (DSP) «Обеспечение баланса сил». Согласно плану, разрыв между спросом и предложением возникнет в середине 1990-х годов и достигнет 9700 МВт к 2005 году и 21300 МВт к 2014 году. Чтобы устранить этот разрыв, Ontario Hydro предложила построить несколько дополнительных атомных и угольных электростанций. В 1992 году компания Ontario Hydro опубликовала пересмотренный отчет о плане предложения/спроса. Как государственный орган, все проекты Ontario Hydro, включая DSP, подпадали под действие Закона провинции об экологической оценке. Однако к 1993 году, столкнувшись с растущей критикой со стороны независимого, квазисудебного Совета по экологической оценке провинции, рецессией и экономической реструктуризацией, которые резко сократили промышленный спрос на электроэнергию, а также с переизбытком электроэнергии после ввода в эксплуатацию атомной электростанции Дарлингтон, DSP была отозвана компанией Ontario Hydro, и никаких дополнительных генерирующих мощностей построено не было.

Короткий эксперимент Онтарио с конкурентными розничными рынками

В 1990-х годах огромный долг Ontario Hydro из-за строительства атомной электростанции Дарлингтон стал серьезной политической проблемой. Ontario Hydro становилась финансово и эксплуатационной неработоспособной. Ситуация вынудила Ontario Hydro резко сократить инвестиции в персонал и передачу электроэнергии. Ontario Hydro также опубликовала документ под названием Hydro 21. В этом отчете предлагалось реструктурировать электроэнергетическую систему Онтарио в более рыночном направлении.

Политический импульс реструктуризации усилился после избрания в 1995 году правительства Майка Харриса . В том же году Майк Харрис создал Комитет Макдональда. Комитет рекомендовал ликвидировать монополию Ontario Hydro на управление генерирующими мощностями и открыть рынок электроэнергии для конкуренции. В ответ на рекомендации Комитета Макдональда правительство Онтарио в 1997 году опубликовало «Направление перемен: курс на конкурентоспособную электроэнергию и рабочие места в Онтарио», в котором подробно описаны планы правительства по открытию рынка поставок электроэнергии.

Конкурентный рынок фактически открылся только в мае 2002 года. Участие в розничном рынке было добровольным, при этом клиенты имели возможность заключать контракты или устанавливать ставки на пятиминутном спотовом рынке. Розничные потребители также могли свободно заключать контракты с фиксированной ставкой. Для тех, кто отказался от контрактного варианта, тарифы на электроэнергию определялись сглаженной ценой на спотовом рынке. Когда рынок открылся в мае, оптовые цены составляли в среднем 3,01 цента за кВтч. Однако по ряду причин, включая особенно жаркое лето, сокращение внутренних генерирующих мощностей и растущую зависимость от ограниченных импортных мощностей, цены начали резко расти. В июле средняя оптовая цена составила 6,2 цента за кВтч. Преодолевая давление со стороны потребителей, правительство в декабре 2002 года приняло Закон о ценах, сохранении и снабжении электроэнергией (EPCS). Законодательство ограничивало розничные цены на уровне 4,3 цента за кВтч, а компания Ontario Power Generation (преемница подразделения по производству электроэнергии Ontario Hydro) должна была предоставить клиентам скидки на 100% всех платежей за электроэнергию, превышающие эту отметку, ретроактивно с момента открытия рынка и продолжаться до тех пор, пока 1 мая 2006 г. Тарифы на передачу и распределение также были заморожены на существующих уровнях и останутся неизменными до 1 мая 2006 г. Конечным результатом стало полное прекращение новых инвестиций в генерирующие мощности и значительное сокращение новых инвестиций в передачу и распределение.

Обеспокоенность по поводу старения атомных электростанций

В 1996 году возникли серьезные вопросы относительно статуса атомных электростанций Онтарио. Самые старые из этих заводов, построенные в 1970-е годы, старели, и в начале 1990-х годов надежность начала значительно снижаться. Ситуация привлекла внимание федерального ядерного регулятора, Совета по контролю за атомной энергией Канады (AECB) (ныне Канадская комиссия по ядерной безопасности), и была признана компанией Ontario Hydro. В 1996 году AECB счел ситуацию на Пикеринге А особенно критической и выдал заводу шестимесячную лицензию на эксплуатацию. В следующем году наблюдательный совет отраслевых экспертов пришел к выводу, что работа атомных электростанций Онтарио была «ниже стандартов» и «минимально приемлемой». Правительство Онтарио в ответ одобрило План оптимизации ядерных активов, предложенный Ontario Hydro. План преследовал три основные цели: 1) закрытие семи старейших из 19 действующих ядерных реакторов предприятия для реабилитации; 2) перераспределение кадров; и 3) расходы от 5 до 8 миллиардов долларов на реализацию плана. Чтобы восполнить потерю мощности из-за закрытия реакторов, Ontario Hydro использовала свои пять угольных электростанций. Результатом стало удвоение выбросов парниковых газов, смога и предшественников кислотных дождей от этих объектов в период с 1997 по 2001 год. Это событие произошло в то время, когда плохое качество воздуха уже было растущей проблемой общественного здравоохранения. в южном Онтарио. В ответ на обеспокоенность по поводу воздействия на здоровье населения увеличения выработки электроэнергии на угле, все три основные провинциальные политические партии включили план поэтапного отказа от угля в свои предвыборные платформы 2003 года. Победитель выборов, Либеральная партия Онтарио, возглавляемая Далтоном МакГинти, взяла на себя обязательство отказаться от использования к 2007 году.

Целевая группа по энергосбережению и снабжению электроэнергией

Отключение электроэнергии в августе 2003 года в восточной части Северной Америки усилило обеспокоенность по поводу будущего электроснабжения в Онтарио. В ответ была сформирована Целевая группа по энергосбережению и энергоснабжению (ECSTF), представившая свои рекомендации в январе 2004 года. потребности, в те сроки, в которых они нам нужны». Целевая группа также предположила, что необходим долгосрочный план по производству и сохранению.

Создание Управления энергетики Онтарио

Следуя рекомендациям ECSTF, новое правительство провинции, избранное в октябре 2003 года, приняло Закон о реструктуризации электроэнергетики Онтарио. Законодательство предусматривало создание Управления энергетики Онтарио (OPA). Одним из четырех мандатов OPA было решение вопросов планирования энергосистемы.

Закон о зеленой энергии

Закон Онтарио о зеленой энергетике (GEA) и соответствующие поправки к другому законодательству получили королевскую санкцию 14 мая 2009 года. Положения и другие инструменты, необходимые для полной реализации законодательства, были введены в действие в сентябре 2009 года как часть плана из десяти шагов по реализации GEA. GEA попытается ускорить развитие чистых возобновляемых источников энергии, таких как ветер, солнечная энергия, гидроэнергия, биомасса и биогаз , с целью сделать Онтарио лидером Северной Америки в области возобновляемых источников энергии.В частности, это будет предпринято путем создания « зеленого» тарифа , гарантирующего определенные тарифы на энергию, вырабатываемую из возобновляемых источников, установления права на подключение к электросети для проектов возобновляемой энергетики, которые отвечают техническим, экономическим и другим нормативным требованиям, установления единой остановки. упрощенный процесс одобрения, предоставление гарантий обслуживания для проектов в области возобновляемых источников энергии, которые соответствуют нормативным требованиям, и, мы надеемся, внедрение «умной» электросети 21-го века для поддержки разработки новых проектов в области возобновляемых источников энергии, которые могут подготовить Онтарио к новым технологиям, таким как электромобили.

1 января 2019 года Онтарио отменил Закон о зеленой энергетике.

План интегрированной энергосистемы (IPSP)

2006 г. Существующая установленная генерирующая мощность.

	Мощность (МВт)	Количество станций	% от общей мощности
Ядерный	11,419	5	36.6
гидроэлектростанция	7,768	68	24.9
Уголь	6,434	4	20.6
Нефть/Газ	5,103	22	16.4
Ветер	395	4	1.3
Биомасса/свалочный газ	70	4	0.2
ОБЩИЙ	31,189	107	100

Ожидается, что в течение следующих 20 лет потребуется заменить примерно 80% существующих мощностей по производству электроэнергии в провинции Онтарио. В мае 2005 года министр энергетики Дуайт Дункан попросил OPA предоставить рекомендации относительно того, каким будет подходящее сочетание источников электроснабжения для удовлетворения ожидаемого спроса в 2025 году с учетом целей сохранения и новых источников возобновляемой энергии.

Онтарио столкнулся с тремя основными проблемами в сфере электроэнергетики: 1) поэтапный отказ от угля как источника генерирующей мощности к 2007 году; 2) предстоящее прекращение эксплуатации атомных генерирующих мощностей в период с 2009 по 2025 год; и 3) устойчивое увеличение летнего пикового спроса при нормальных погодных условиях.

Процесс оценки и разработки IPSP

В декабре 2005 года OPA опубликовало консультативный отчет по структуре поставок в ответ на запрос министра. Основная рекомендация отчета заключалась в сохранении важной роли атомной энергетики в Онтарио, что подразумевало бы реконструкцию существующих объектов и даже строительство новых электростанций, в то время как угольные генерирующие мощности были бы заменены возобновляемыми источниками энергии (в основном ветровыми) и газовыми. уволенное поколение. Неспособность этого предложения включить значительные улучшения в общую энергоэффективность провинции и продолжающуюся сильную зависимость от атомной энергетики стала предметом широкой критики со стороны экологического движения провинции и представителей общественности, принимавших участие в консультациях по отчету OPA.

13 июня 2006 года Дуайт Дункан, министр энергетики Онтарио, издал директиву о подготовке 20-летнего плана интегрированной энергосистемы провинции. Директива министра включала минимальные цели по сохранению энергии (существенно увеличенные по сравнению с отчетом о рекомендациях по структуре поставок) и возобновляемым источникам энергии, а также максимальный лимит производства ядерной энергии примерно на мощности существующих 20 реакторов. С тех пор OPA опубликовало восемь дискуссионных документов , а также предварительную версию IPSP . Ожидается, что OPA представит IPSP Совету по энергетике Онтарио (OEB), регулирующему органу, который рассмотрит, а затем либо примет, либо отклонит план в зависимости от того, соответствует ли он директивам министра и правилам IPSP, и независимо от того, является ли это разумным и экономически эффективным. Если OEB не одобряет IPSP на основании этих критериев оценки, IPSP отправляется обратно в OPA на доработку. Если OEB одобрит план, OPA введет IPSP в силу.

В тот же день (13 июня 2006 г.), когда Министерство энергетики издало свою директиву, правительство Онтарио приняло постановление, освобождающее IPSP от прохождения экологической оценки (ЭО) в соответствии с Законом Онтарио об экологической оценке. Это встретило сопротивление со стороны экологических групп, которые утверждают, что ЭО IPSP является «лучшим способом для жителей Онтарио понять риски и затраты государственного плана электроснабжения».

Существующий политический процесс.

Существующий процесс экологической политики

Вместо экологической оценки плана, как это было в случае с DSP 1989 года, постановлением, принятым в соответствии с Законом об электроэнергетике 1998 года , OPA было поручено «обеспечить, чтобы безопасность, защита окружающей среды и экологическая устойчивость учитывались» в разработка Плана интегрированной энергосистемы (IPSP). Подход OPA к устойчивому развитию изложен в дискуссионном документе IPSP №6: Устойчивое развитие .

OPA определяет устойчивое развитие в соответствии с определением, согласованным в докладе Всемирной комиссии по окружающей среде и развитию 1983 года « Наше общее будущее» : «Устойчивое развитие — это развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности». ."

OPA заявляет, что оно основывало свое рассмотрение устойчивости в IPSP на «Оценке устойчивого развития: критерии и процессы» Роберта Б. Гибсона . OPA определило шесть критериев, зависящих от контекста: осуществимость, надежность, стоимость, гибкость, экологические показатели и общественное признание.

Подход OPA подвергся критике по ряду причин. Дискуссионный документ OPA по вопросам устойчивости был опубликован как после того, как правительству Онтарио были даны рекомендации по структуре поставок, так и после того, как министр энергетики Онтарио дал OPA директивы по структуре поставок. Кроме того, некоторые элементы системы оценки устойчивости Gibson не были реализованы и не обсуждались в документе для обсуждения № 6: Устойчивость .

Постановление IPSP требует, чтобы OPA учитывало экологическую устойчивость в IPSP. OEB, орган, ответственный за оценку IPSP, определяет слово «рассмотреть» как «взвешенное и оцененное». Таким образом, OPA несет ответственность только за оценку устойчивости IPSP, а не за включение устойчивости в IPSP.

Централизованное планирование и традиционное регулирование в сравнении с конкурентными рынками

Хотя правительство провинции официально описывает созданную им систему как «гибрид» моделей планирования и рынка, дебаты о преимуществах централизованной плановой системы по сравнению с конкурентным рыночным подходом продолжаются.

Централизованное планирование и традиционное регулирование

Централизованное или традиционное планирование электроэнергии предназначено для расширения ресурсов предложения для удовлетворения растущего спроса и минимизации экономических издержек этого расширения за счет повышения эффекта масштаба при производстве электроэнергии. Для вертикально интегрированной электроэнергетической компании существует эффект масштаба, поскольку более крупная генерирующая система может обеспечивать электроэнергией множество пользователей, а дополнительных пользователей можно обслуживать с небольшим увеличением затрат на электроэнергию.

Системы централизованного планирования обычно сопровождаются нормативной базой, призванной ограничить или заменить конкуренцию административными ограничениями прибыли. В Онтарио тарифы на электроэнергию обычно устанавливались компанией Ontario Hydro как приближенные к средней долгосрочной стоимости услуг плюс надбавка для возмещения капитальных вложений, хотя тарифы никогда не подвергались официальному утверждению Энергетическим советом Онтарио.

Говард Хэмптон , бывший лидер Новой демократической партии Онтарио , утверждает, что такое усреднение стоимости электроэнергии гарантирует, что предложение удовлетворяет спрос экономически эффективным способом. Например, для обеспечения общей надежности системы значительная часть генерирующих мощностей пиковых электростанций должна большую часть времени простаивать. Однако эксплуатационные расходы пиковых электростанций обычно высоки, поскольку они неэффективно преобразуют дорогостоящее ископаемое топливо в электроэнергию.

В государственной монопольной системе Онтарио затраты усреднялись между базовыми и пиковыми станциями. Другими словами, стоимость страхования надежности распределяется поровну между всеми клиентами. В условиях дерегулированной системы, в которой каждая генерирующая станция «должна стоять на своих собственных финансовых ногах», стоимость обеспечения такой надежности будет значительно выше, поскольку пиковые электростанции будут взимать плату столько, сколько сможет выдержать рынок, как это рационально ожидается. делать.

Те, кто защищает сочетание традиционного регулирования и централизованного планирования в электроэнергетическом секторе, такие как Хэмптон, часто основывают свои аргументы на основной предпосылке, что электричество является важным товаром, необходимым для благосостояния потребителей. По мнению Хэмптона, централизованное планирование и регулирование необходимы для обеспечения надежности как в снабжении и доставке, так и в аспектах генерации и инфраструктуры. В то время как планирование в условиях рыночного режима ориентировано на получение прибыли, централизованное планирование может гарантировать, что будут учтены интересы Онтарио, а не только интересы частных инвесторов. Стефан Шотт, например, заявил, что, по крайней мере теоретически, государственная собственность в электроэнергетическом секторе может удовлетворять всем критериям социально эффективного и экологически устойчивого производства электроэнергии. Это включает в себя полную интернализацию внешних социальных издержек производства электроэнергии и ценообразование на электроэнергию в соответствии с колебаниями спроса, даже при сохранении стабильного предложения.

Однако централизованное планирование не лишено ограничений. Централизованное планирование имеет недостаток, связанный с риском политического вмешательства. Тенденция правительств заключалась в том, чтобы избегать создания политики, которая могла бы сделать потребление электроэнергии более дорогим или потребовала бы от граждан корректировки своих потребительских привычек.Более того, централизованное планирование, направленное на улучшение эффекта масштаба, исторически «приводило к почти универсальной стратегии быстрого расширения мощностей и стимулирования роста спроса, при этом мало учитывалась необходимость или эффективность использования энергии». Это относится и к компании Ontario Hydro, которая, столкнувшись с угрозой дешевого природного газа в конце 1950-х годов, приняла злополучное решение защитить свою долю на рынке, поощряя потребителей использовать больше электроэнергии. Компания Ontario Hydro была вынуждена построить новые, более дорогие электростанции, а также инфраструктуру передачи и распределения, чтобы удовлетворить спрос.

Хотя к началу 1970-х годов появились признаки того, что рост потребительского спроса падает, Уэйн Скин утверждает, что «правление и руководство Ontario Hydro оставались в режиме мегапроекта, сохраняя уверенность в том, что спрос будет удваиваться каждое десятилетие». Таким образом, просто с точки зрения масштаба операций можно утверждать, что централизованное планирование в Онтарио, переоценивая будущий спрос и создавая ненужные мощности, было экономически неэффективным и привело к неоправданным затратам на окружающую среду.

Дерегулирование и конкурентные рынки

Сторонники дерегулирования и реструктуризации электроэнергетического сектора использовали эти ограничения для усиления своей позиции, утверждая, что такие недостатки типичны для регулируемых/централизованно планируемых систем. Рональд Дэниелс и Майкл Требилкок, например, утверждают, что в процессе принятия решений предпочтение следует отдавать инкрементализму и децентрализации, а не планированию «некоего разового, общесистемного набора коллективных решений относительно будущее [электроэнергетики]». Более того, они утверждают, что конкурентные рынки имеют дополнительное преимущество, поскольку могут полагаться на знания и опыт, которыми обладают инвесторы, для более рациональной оценки предполагаемых достоинств конкретного проекта.

Дерегулирование обеспечит, чтобы ставки больше не основывались на долгосрочных средних издержках, определяемых центральным регулирующим органом, а стали ценообразованием, основанным на краткосрочных предельных издержках . Предельные затраты завода значительно варьируются в зависимости от возраста, технологии, эффективности преобразования топлива и так далее. Как регулируемые, так и дерегулируемые системы работают для минимизации издержек, которых можно избежать, на удовлетворение мгновенного спроса.

Поскольку спрос сообщается диспетчеру энергосистемы, этот принцип работы с наименьшими затратами требует, чтобы диспетчер сначала использовал установки с наименьшими предельными затратами. Другими словами, тарифы в дерегулированной системе «определяются голодными конкурентами, борющимися за последний мегаватт спроса на рынке, который очищается каждые пять минут». Устранение средней стоимости тарифов на услуги создает необходимость в определении тарифов на электроэнергию рынком.

Термин «реструктуризация» обычно относится к созданию этих рынков и распаду вертикально интегрированных коммунальных предприятий. Теоретические выгоды от реструктуризации многочисленны. Конкуренция в сочетании с освобождением производителей электроэнергии от стоимости услуг должна дать производителям мощные стимулы к сокращению затрат, что приведет к снижению потребительских цен в долгосрочной перспективе. Другими словами, дерегулирование, как утверждается, подвергает электроэнергетический сектор воздействию «инновационных и производительных сил конкуренции».

Конкуренция потребует от генерирующих предприятий занять гораздо более жесткую позицию при переговорах по контрактам на источники топлива, рабочую силу и техническое обслуживание. Это также потребует от коммунальных предприятий сосредоточиться на инновациях для повышения технологической эффективности и сохранения конкурентоспособности. Кроме того, Тимоти Консидайн и Эндрю Клейт утверждают, что конкуренция повысит эффективность распределения электроэнергии.

Как объясняет Дон Дьюис, инвесторы на конкурентном рынке будут создавать новые мощности, когда они рассчитывают возместить «все капитальные и эксплуатационные затраты за счет ожидаемой рыночной цены. Если рыночные цены не покрывают стоимость инвестиций, такие инвестиции являются социально чрезмерными». Теоретически этот конкретный аспект дерегулирования должен скорректировать системные тенденции к чрезмерной экспансии режимов централизованного планирования.

Однако конкурентные рынки не лишены ограничений. Базовая экономическая теория утверждает, что для существования конкуренции необходимо большое количество участников рынка. Однако опыт дерегулирования в США и Великобритании показал, что конкурентные рынки могут привести к концентрации рыночной власти и манипулированию рынком . В этих юрисдикциях рынку угрожает стратегическое поведение действующих игроков и новых участников, владеющих слишком большой долей рынка. случай Enron в Калифорнии Ярким примером является . Чтобы конкурентный рынок функционировал, фирмы не могут существенно влиять на цены путем индивидуальной корректировки или прекращения поставок.

Более того, обещание конкурентных рынков снизить потребительские цены по большей части еще не материализовалось. Данные из США, например, показывают, что, хотя в Пенсильвании и Коннектикуте после реструктуризации цены на жилье были довольно стабильными, в большинстве других штатов после 2000 года цены выросли. Хотя это может быть хорошей новостью с точки зрения целей сохранения и управления спросом (C&DM), это сделало конкурентные рынки непопулярными среди потребителей и политически проблематичными. Например, когда потребительские цены выросли во время эксперимента Онтарио с дерегулированием, премьер-министр Эрни Ивс , преодолевая политическое давление, вмешался в рынок, заморозив розничные цены в ноябре 2002 года.

Это связано с тем, что электроэнергия отличается от всех других продуктов тем, что ее необходимо производить и распределять именно в тот момент, когда она потребляется, и тем, что она необходима для функционирования современной индустриальной страны. Таким образом, рынок электроэнергии реагирует не так, как рынок продуктов, которые можно хранить, покупку которых можно отложить или которые не являются жизненно важными. Наинг Вин Оо и В. Миранда использовала моделирование с использованием интеллектуальных агентов, чтобы показать, что при переходе от вертикально интегрированного к конкурентному рынку электроэнергии розничные потребители оказались в очень невыгодном положении, а поставщики использовали это для постоянного повышения цен и прибылей. Это происходило даже при большом количестве поставщиков и при отсутствии активного сговора между ними. Однако на практике сговор и эксплуататорское поведение поставщиков были обнаружены на реальных рынках, когда они были дерегулированы. С. Дэвид Фриман , который был назначен председателем Калифорнийского энергетического управления в разгар энергетического кризиса в этом штате, дал показания о роли Enron в создании кризиса перед Подкомитетом по делам потребителей, внешней торговле и туризму Сенатского комитета по торговле. , Наука и транспорт, 15 мая 2002 г.:

Из этого опыта мы должны извлечь один фундаментальный урок: электричество действительно отличается от всего остального. Его нельзя хранить, его нельзя увидеть, и мы не можем без него обойтись, что делает возможности воспользоваться преимуществами дерегулированного рынка безграничными. Это общественное благо, которое необходимо защищать от частных злоупотреблений. Если бы закон Мерфи был написан для рыночного подхода к электроэнергии, тогда в законе говорилось бы, что «любая система, которой можно обыграть, будет обыграна, и в самый неподходящий момент». А рыночный подход к электроэнергии по своей сути является игровым. Никогда больше мы не сможем позволить частным интересам создавать искусственный или даже реальный дефицит и контролировать ситуацию.

Таким образом, манипулирование рынком ради частной прибыли приводит к вмешательству государства в рынок. Это вмешательство, хотя оно, безусловно, поддерживается потребителями электроэнергии, порождает сомнения в умах потенциальных инвесторов, которые затем начинают сомневаться в приверженности правительства реструктуризации. Непривлекательная среда для частных инвесторов, в свою очередь, угрожает общему предложению в режиме конкурентного рынка, поскольку планирование и строительство новых генерирующих мощностей становится все более рискованным. Вот почему некоторые сторонники реструктуризации, такие как Дьюис, признают, что «наибольшим риском для конкурентных рынков может быть не нехватка электроэнергии или периоды сильной жары, а вмешательство правительства…»

Сохранение и управление спросом

Использование электроэнергии можно разделить на три основных сектора:

• Жилой сектор: сюда входят жилые помещения, а также отопление и охлаждение воды, освещение, бытовая техника и т. д. Использование электроэнергии в этом секторе составляет около одной трети общего потребления в Онтарио. По прогнозам, спрос на жилье несколько снизится.
• Коммерческий сектор: сюда входят в основном отопление и охлаждение помещений, а также освещение коммерческих и офисных помещений. На этот сектор приходится около 39% общего потребления электроэнергии Онтарио, и, по прогнозам, он будет расти больше всего.
• Промышленный сектор: включает обрабатывающую деятельность, горнодобывающую деятельность, лесное хозяйство и строительство. На долю промышленных потребителей приходится примерно 28% электроэнергии, потребляемой в Онтарио. По прогнозам, это потребление останется стабильным.

Спрос на электроэнергию также можно разделить на базовую нагрузку и пиковую нагрузку. Базовая нагрузка означает постоянный или неизменный спрос на электроэнергию. В Онтарио базовая нагрузка составляет примерно 13 000 МВт и покрывается за счет атомной и гидроэлектроэнергии. Эти варианты поставок обычно имеют низкие эксплуатационные расходы. Атомные станции ограничены в своих возможностях быстро менять свою мощность. Гидроэлектростанции могут быстро менять свою мощность и обычно используются для регулирования энергоснабжения в соответствии с мгновенным спросом.

Пиковый спрос означает колебания или изменение потребностей в электроэнергии, превышающих уровни базовой нагрузки. В добавление к этой базовой нагрузке пиковая нагрузка увеличивает максимальную потребность Онтарио в электроэнергии до 27 000 МВт. Этот пик обычно приходится на нефтегазовые, угольные и некоторые гидроэлектростанции. Эти заводы могут быстро реагировать на изменения спроса, но имеют более высокие эксплуатационные расходы.

Средний спрос в Онтарио в настоящее время составляет 17 500 МВт.

На спрос на электроэнергию сильно влияют сезонные колебания. В последнее время возникла тенденция, согласно которой пиковый спрос в летний период превысил пиковые нагрузки в зимнее время. В первую очередь это результат все более теплых летних условий. Самая высокая нагрузка, зарегистрированная в Онтарио, произошла 1 августа 2006 года, когда пиковая потребность в электроэнергии достигла 27 005 МВт. Самый высокий зимний пик спроса произошел 13 февраля 2007 года, когда пиковый спрос составил 25 868 МВт.

Пиковый спрос также варьируется в зависимости от времени суток. Дневной пиковый период относится к времени суток, когда спрос достигает максимума. Зимой обычно бывает два пиковых периода: около 10:30 и около 18:00. В летние месяцы пик спроса приходится на полдень, когда температура самая высокая.

Текущий и ожидаемый будущий спрос на электроэнергию

Текущий годовой спрос на электроэнергию в Онтарио составляет 151 ТВтч. Другими словами, в среднем жители Онтарио потребляют 12 750 кВтч на человека в год. По данным 2003 года, этот показатель примерно на 25% ниже среднего показателя по Канаде, примерно равен тарифам в США и примерно в два раза превышает уровень потребления в Европе (см.: Потребление электроэнергии по странам ). Чтобы удовлетворить такой спрос, Онтарио рассчитывает на 31 000 МВт установленной мощности, которая распределяется следующим образом: 37% атомной энергии, 26% возобновляемой энергии (включая гидроэлектроэнергию), 16% природного газа и 21% угля.

Общий спрос на электроэнергию в Онтарио за последние десятилетия увеличился. В частности, за период 1993–2004 гг. он увеличивался примерно на 0,5%.

Несколько факторов влияют на то, сколько энергии потребляют жители Онтарио. К ним относятся:

• Рост населения: Согласно данным переписи 2006 года, население Онтарио за последние 5 лет выросло на 6,6%. Этот значительный рост компенсирует последствия снижения потребления электроэнергии на душу населения в Онтарио и приводит к общему увеличению потребления электроэнергии.
• Экономический рост. Рост ВВП Онтарио в последние годы колебался от 2% до 3%, и ожидается, что в ближайшие несколько лет он составит в среднем 3,0%. Хотя электроэнергия на единицу ВВП в последние несколько лет падает, общий темп экономического роста приведет к увеличению общего спроса. Однако этот общий рост значительно меньше, чем темпы экономического роста или роста населения, что показывает, что спрос на электроэнергию не связан с этими двумя темпами роста, и эта модель в последнее время повторяется в других регионах Канады и других странах «Большой семерки».
• Изменчивость климата. Учитывая, что большая часть потребления электроэнергии связана с обогревом и охлаждением помещений и воды, растущая изменчивость температур в Онтарио, вероятно, со временем приведет к увеличению спроса на электроэнергию.
• Промышленная деятельность: Тяжелая промышленность (горнодобывающая, целлюлозно-бумажная, автомобильная промышленность и т. д.) потребляет больше энергии, чем секторы экономики, связанные с услугами и знаниями. Однако в экономике провинции происходят структурные изменения, особенно спад тяжелой промышленности и рост секторов услуг и знаний, что приведет к общему снижению промышленного спроса на электроэнергию.
• Цены на электроэнергию: по состоянию на 10 сентября 2016 г. тарифы на электроэнергию в Онтарио являются одними из самых высоких в Северной Америке.
• Практика сохранения и управления спросом (C&DM): Инициативы C&DM могут значительно снизить спрос на электроэнергию. Экономия может привести к повышению производительности, снижению счетов за электроэнергию и колебаний цен, а также снижению воздействия на окружающую среду.

Все вышеперечисленные переменные влияют на прогнозирование будущего спроса на электроэнергию. Неопределенность, заложенная в этих факторах, накапливается и затрудняет определение того, сколько электроэнергии будет потребляться в будущем.

В своем консультативном отчете по структуре поставок за 2005 год OPA подсчитало, что спрос на электроэнергию будет расти со скоростью 0,9% ежегодно в период с 2006 по 2025 год, а к 2025 году увеличится примерно до 170 ТВт-ч в год. Эта оценка OPA почти вдвое превышает фактический уровень спроса на электроэнергию. рост в период с 1990 по 2003 год составлял 0,5% в год. Фактически, темпы роста спроса на электроэнергию в Онтарио снижались с 1950 года. Это стало результатом структурных изменений в экономике Онтарио за этот период, особенно спада тяжелой промышленности и увеличения роста в секторах услуг и знаний.

Прогнозы OPA противоречивы. Такие организации, как Pollution Probe , Институт Пембины и Альянс чистого воздуха Онтарио, утверждают, что структура поставок OPA в основном ориентирована на предложение и переоценивает будущий спрос на электроэнергию. Они основывают свои утверждения на нескольких отчетах, в которых оцениваются прогнозы снижения спроса.

Инициативы по сохранению и управлению спросом в Онтарио

Управление спросом (DSM) состоит из реализации различных политик и мер, которые служат для воздействия на спрос на продукт. Когда речь идет об электроэнергии, ее часто называют «сохранением и управлением спросом» (C&DM или CDM), поскольку она направлена ​​на сокращение спроса на электроэнергию либо за счет использования более эффективных технологий, либо за счет изменения расточительных привычек. C&DM также решает проблему снижения пикового спроса с помощью программ реагирования на спрос (DR). Реакция спроса не снижает общий спрос на электроэнергию; скорее, это смещает спрос в часы пик.

Некоторые считают, что экономически рациональное и технически осуществимое сохранение природы является самым дешевым и чистым способом преодоления разрыва между спросом и предложением. Например, снижение нагрузки имеет жизненно важное значение для достижения цели закрытия угольных электростанций Онтарио и предотвращения импорта угольной энергии из США, что влечет за собой важные преимущества для здоровья и окружающей среды. Более того, внедрение агрессивных механизмов C&DM позволит снизить счета потребителей и одновременно повысить энергоэффективность провинции. Экономика Онтарио в настоящее время демонстрирует относительно низкий уровень производительности электроэнергии, измеряемый как ВВП на потребление электроэнергии. В штате Нью-Йорк уровень производительности электроэнергии в 2,3 раза выше, чем в Онтарио. Преимущество программ C&DM также заключается в том, что их можно реализовать в рамках ограниченных временных горизонтов и бюджетов, учитывая огромные сроки выполнения работ и финансовые риски, связанные с установкой электростанций нового поколения.

Также важно адаптировать и использовать успешную политику C&DM других юрисдикций. Более того, крайне важно разработать и использовать модели энергоэффективности для точной оценки потенциала энергоэффективности, определения наиболее эффективной политики энергосбережения и установления максимального приоритета в области энергоэффективности и энергосбережения.

Основываясь на своих оценках будущего спроса, OPA рекомендовало 1820 МВт в качестве целевого показателя снижения пикового спроса, который должен быть достигнут к 2025 году. После консультаций с группами заинтересованных сторон, которые сочли эту цель слишком низкой, цели C&DM Онтарио в конечном итоге были скорректированы, чтобы отразить новую цель сохранения 6300 МВт к 2025 году (1350 МВт к 2007 году, дополнительные 1350 МВт к 2010 году и дополнительные 3600 МВт к 2025 году). ). Эта цель была установлена ​​​​директивой Министерства энергетики о структуре поставок, которая определяет направление подготовки Плана интегрированной энергосистемы (IPSP) для Управления энергетики Онтарио. Эта цель была основана на «экономически разумном» и «рентабельном» сохранении энергии и возобновляемых источниках энергии, а также на установлении более низкого приоритета для обоих вариантов по сравнению с ядерной.

Согласно моделям и оценкам нескольких консалтинговых компаний по вопросам энергетики и независимых агентств Онтарио, потенциал экономии энергии в Онтарио почти вдвое превышает целевой показатель Онтарио по энергоэффективности. Разрыв между потенциальными сбережениями Онтарио и текущими целями может быть результатом: а) недостаточной координации между правительством Онтарио и OPA; б) отсутствие общественной информации о стимулах и мерах по повышению энергоэффективности; в) недостаточное долгосрочное планирование и финансирование энергоэффективности; и e) отсутствие хороших институциональных, практических и рыночных преобразований . Самый большой потенциал экономии энергии в Онтарио был выявлен в сфере освещения, отопления, кондиционирования воздуха, производственного оборудования и коммерческого оборудования. Согласно оценке, проведенной OPA, этот потенциал применим ко всем трем секторам электроэнергетики:

• На жилой сектор приходится треть энергопотребления в Онтарио. Оценка OPA предполагает, что потенциальная экономия электроэнергии в жилом секторе Онтарио к 2015 году составит 31% за счет модернизации освещения и отопления.
• На коммерческий сектор приходится 39% общего потребления электроэнергии Онтарио. Оценка OPA сообщает о потенциальной экономии в 33% в этом секторе, главным образом на модернизации внутреннего освещения и охлаждения.
• На промышленный сектор, который включает всю производственную деятельность, горнодобывающую промышленность, лесное хозяйство и строительство, приходится примерно 28% потребления электроэнергии в Онтарио . По оценке OPA, в этом секторе возможна экономия энергии на 36% за счет инвестиций в новое оборудование для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Правительственные субъекты, участвующие в сохранении и управлении спросом

Бюро охраны природы Онтарио — это правительственная организация, созданная правительством Онтарио как подразделение OPA в 2005 году. Его мандат заключается в продвижении программ C&DM, которые откладывают необходимость инвестиций в новую инфраструктуру генерации и передачи электроэнергии. Программы, которыми управляет Бюро охраны природы, включают:

• Инициативы в области социального жилья для малоимущих, направленные на сокращение потребления электроэнергии в общей сложности на 100 МВт в 33 000 домов.
• Скидки за экономию, которые побуждают жителей Онтарио сокращать потребление электроэнергии за счет установки энергоэффективного охлаждающего и отопительного оборудования.
• Программы реагирования на спрос, которые предлагают потребителям компенсацию за сокращение спроса на электроэнергию в определенное время суток.

Министерство энергетики Онтарио. Архивировано 18 апреля 2007 г. в Wayback Machine (MOE). Оно отвечает за обеспечение функционирования электроэнергетической системы Онтарио на самом высоком уровне надежности и производительности. Это включает в себя установление стандартов энергоэффективности, в том числе стандартов Energy Star для бытовой техники и окон. Министерство недавно начало программу по отказу от коммерческих ламп Т12 (трубчатые люминесцентные лампы диаметром 1,5 дюйма) к 2011 году.

Министерство муниципальных дел и жилищного строительства Онтарио. Архивировано 19 августа 2010 года в Wayback Machine. Оно начало поощрять застройщиков частного сектора повышать стандарты энергоэффективности новых домов. Другие программы включают в себя:

• Трехлетний обзор строительных норм и правил Онтарио с целью повышения энергоэффективности зданий Онтарио.
• Финансовые стимулы (в виде скидок) за энергоэффективность в доступном жилье.
• Реализация экоЭНЕРГИИ строительные стандарты, начиная с 2007 года (официальный знак правительства Канады, связанный с маркировкой и оценкой энергопотребления или энергоэффективности конкретных продуктов)

Управление по энергоэффективности (OEE) было создано в апреле 1998 года как часть Министерства природных ресурсов Канады и является основным федеральным управлением по энергоэффективности. В обязанности OEE входят: продвижение энергоэффективности в основных секторах энергетики (промышленности, жилом, коммерческом и строительном секторе); предоставление общественности информации об энергоэффективности; сбор данных и публикация тенденций в области энергоэффективности .

С 2005 года Совет по энергетике Онтарио (OEB) ввел в действие два механизма для создания стимулов для местных распределительных компаний (НРС) для продвижения программы C&DM: Механизм компенсации потерянных доходов (LRAM), с помощью которого коммунальные предприятия возвращают все доходы, которые они получили бы, если бы они не стимулировали продажи. сокращения за счет энергосбережения и энергоэффективности; и Механизм общих сбережений (SSM), с помощью которого потребители и коммунальные предприятия делят выгоды, связанные с реализацией программы C&DM.

С 2009 года на Комиссара по окружающей среде Онтарио (ECO) лежит установленная законом обязанность отчитываться о «ходе деятельности в Онтарио по сокращению или более эффективному использованию электроэнергии, природного газа, пропана, нефти и транспортного топлива». ОЭС выпускает ежегодные отчеты по энергосбережению, состоящие из двух частей: первая часть посвящена более широкой политике, влияющей на энергосбережение в Онтарио, а вторая часть посвящена результатам реализуемых инициатив.

Варианты поставки

Схемы централизованных и распределенных систем

Поставки электроэнергии можно разделить на распределенные и централизованные. В то время как традиционная централизованная генерация включает в себя несколько генерирующих объектов, подключенных через высоковольтные линии электропередачи, проходящие на большие расстояния, объекты распределенной генерации расположены близко к нагрузке – или, выражаясь техническим языком, на стороне счетчика потребителя – хотя и не обязательно ограничиваются местным использованием. . В этой схеме распределенные источники энергии более многочисленны и достаточно меньше, чем центральные электростанции, что позволяет обеспечить взаимосвязь практически в любой точке электроэнергетической системы.

Распределенная генерация , иногда называемая «рассредоточенной» или «встроенной» генерацией, когда речь идет о малой ветровой генерации, обычно описывает только возобновляемые источники электроэнергии мощностью менее 10 МВт. Технологии, часто связанные с распределенной генерацией, включают когенерацию, также известную как комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), а также микротурбины , топливные элементы и газовые генераторы , используемые для локального или аварийного резервного питания.

Возобновляемые источники энергии также можно считать распределенными технологиями, в зависимости от их применения. Как правило, общественные ветряные электростанции , солнечные фотоэлектрические батареи , геотермальные установки и электростанции, работающие на биомассе, обычно достаточно ограничены в своей генерирующей мощности, поэтому их можно квалифицировать как распределенные источники энергии. И наоборот, крупные гидроэлектростанции и морские ветряные электростанции со значительной производственной мощностью 50–100 МВт и более, подключаемые к высоковольтным сетям электропередачи, не могут считаться распределенной генерацией.

Уголь

Производство электроэнергии на угле в настоящее время обходится недорого по сравнению с другими источниками энергии. В 2005 году средняя цена на угольную электроэнергию в Онтарио составляла 46 канадских долларов за МВтч по сравнению с 89 долларами за МВтч и 107 долларами за МВтч за выработку гидроэлектроэнергии и нефти/природного газа соответственно. Однако считается, что уголь обходится Онтарио в дополнительные расходы на здравоохранение каждый год в 3 миллиарда долларов, поэтому он вдвое дороже, чем ветер.

Угольные электростанции Онтарио ежегодно выбрасывают большое количество парниковых газов и загрязняющих веществ, вызывающих смог. Альянс за чистый воздух Онтарио , пожалуй, самый громкий критик угольной генерации в этом отношении. Последние данные за 2005 год, представленные в Национальном реестре выбросов загрязняющих веществ правительства Канады и в Программе отчетности по выбросам парниковых газов , показывают, что электростанция Нантикок является крупнейшим источником выбросов парниковых газов (CO ₂ ) (17 629 437 тонн) и пятым по величине источником выбросов. загрязнителей воздуха (107 689 470 кг) в Канаде. Тем не менее, отчасти благодаря контролю над кислотными дождями, введенному в 1980-х и 1990-х годах, выбросы угля снижаются. В общей сложности угольные электростанции Онтарио выбросили 14% (37 000 тонн) всех выбросов NOx _, 28% (154 000 тонн) всех выбросов SO ₂ и 20% (495 кг) всех выбросов ртути (ртути) в 2003 году соответственно.

Анализ затрат и выгод, опубликованный правительством провинции в апреле 2005 года, показал, что выбросы всех угольных электростанций Онтарио являются причиной до 668 преждевременных смертей, 928 госпитализаций, 1100 посещений отделений неотложной помощи и 333 600 легких заболеваний (головные боли, кашель). , респираторные симптомы) в год.

Новые технологии « чистого угля », такие как «скрубберы» десульфурации дымовых газов (ДДГ) для удаления SO ₂ и селективного каталитического восстановления (SCR) NO _X, могут использоваться для снижения токсичных выбросов, но не оказывают никакого влияния на выбросы углерода и дорогой в установке. Давая показания перед законодательным комитетом. Архивировано 30 сентября 2007 года в Wayback Machine в феврале 2007 года, Джим Хэнкинсон, исполнительный директор Ontario Power Generation , оценил стоимость установки новых скрубберов на угольных электростанциях Онтарио в сумму от 500 до 1,5 миллиардов канадских долларов.

По состоянию на 2007 год две из четырех дымовых труб на станции Ламбтон и две из восьми труб на станции Нантикок в настоящее время оснащены скрубберами. Ожидается, что OPA вынесет рекомендации относительно установки скрубберов на оставшихся угольных объектах весной 2007 года.

В 2007 году угольные электростанции составляли около 21% существующего энергоснабжения Онтарио (6434 МВт) и 19% от общего производства электроэнергии Онтарио (30,9 ТВтч). в то время в Онтарио действовало четыре угольные электростанции:

• Электростанция Тандер-Бей (больше не производит уголь с апреля 2014 г.)
  • Местоположение: Тандер-Бей , Онтарио
  • Общая мощность: 2 агрегата, 310 МВт.
• Электростанция Атикокан (больше не производит уголь с конца 2012 года)
  • Местоположение: Атикокан , Онтарио, между Тандер-Бей и Кенорой.
  • Общая мощность: 1 единица, 215 МВт
• Электростанция Ламбтон (больше не производит уголь с конца 2013 года)
  • Местоположение: Ла-Корунья (к югу от Сарнии)
  • Общая мощность: 4 агрегата, 1975 МВт.
• Электростанция Нантикок (больше не производит уголь с декабря 2013 г.)
  • Местоположение: округ Халдиманд (недалеко от Порт-Дувра )
  • Общая мощность: 8 единиц, 3938 МВт.

В апреле 2005 года правительство Онтарио закрыло электростанцию ​​Лейквью в Миссиссоге , Онтарио, генерирующая мощность которой составляет 1140 МВт.

Либералы Онтарио пришли к власти в 2003 году, пообещав постепенно ликвидировать и заменить все угольные станции провинции к 2007 году. В 2005 году правительство перенесло намеченную дату на 2009 год, сославшись на опасения по поводу надежности. С тех пор оно еще раз пересмотрело этот план, сохранив свою политическую приверженность, но отказавшись установить конкретный срок для полного отказа от него. Вместо этого он поручил OPA: «Запланировать замену угольной генерации в Онтарио более чистыми источниками в кратчайшие возможные сроки , что обеспечит достаточную генерирующую мощность и надежность электросистемы в Онтарио». [курсив добавлен]

Впоследствии OPA опубликовало предварительные планы полного отказа от угля к 2014 году, который должен начаться в 2011 году. Ожидается, что угольные генераторы будут заменены новыми объектами по производству возобновляемой энергии и природного газа, а также будут приняты меры по сохранению. Электростанция Тандер-Бей , последняя угольная электростанция в Онтарио, была остановлена ​​в апреле 2014 года. завершение поэтапного отказа. С тех пор завод был восстановлен в эксплуатацию и работает на биомассе.

Природный газ

Природный газ — это ископаемое топливо , состоящее в основном из метана , который можно сжигать с выделением тепла, которое затем используется для производства электроэнергии. В нем очень мало серы, нет золы и почти нет металлов; поэтому, в отличие от угля, загрязнение тяжелыми металлами и SO _x ( диоксидом серы и триоксидом серы ) не является серьезной проблемой. В Соединенных Штатах средняя установка, работающая на природном газе, выбрасывает в атмосферу 516 кг углекислого газа , 0,05 кг диоксида серы и 0,8 кг оксидов азота (NO _x ) на мегаватт-час произведенной энергии. По сравнению с углем, природный газ генерирует примерно вдвое меньше углекислого газа, одну треть оксидов азота и одну сотую оксидов серы.

Природный газ чаще всего используется для отопления домов и предприятий, но производство электроэнергии на природном газе также является важным компонентом структуры энергоснабжения, на его долю приходится 8% генерирующих мощностей Онтарио со 102 электростанциями, работающими на природном газе. К 2010 году эта мощность планируется увеличить с 5103 МВт до 9300 МВт.

В 2006 году правительство Онтарио поручило OPA использовать природный газ для удовлетворения пикового спроса на энергию. OPA также было поручено разработать высокоэффективные и экономичные варианты использования природного газа. Поэтому OPA решило использовать природный газ для двух целей: (1) надежность локальной сети и (2) пропускная способность системы.

К 2025 году установленная мощность природного газа и когенерации планируется увеличить с нынешних 4976 МВт до 11 000 МВт, что составляет примерно 27% генерирующей мощности системы. Тем не менее, из-за его преимущественного использования только в дорогостоящих энергетических целях, ожидается, что на природный газ будет приходиться только 6% от общего производства электроэнергии Онтарио.

Когенерация

Когенерация , или комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), относится к одновременному производству электроэнергии и тепла из одного и того же источника энергии. Затем это тепло используется в местных целях, например, для отопления домов.

Когенерация может применяться к любому топливу, которое сжигается для получения энергии. Ископаемое топливо, биомасса и биогаз могут использоваться на ТЭЦ. Транспортировка тепла на большие расстояния нецелесообразна, поэтому когенерационные установки обычно небольшие и располагаются близко к энергетической нагрузке. Следовательно, когенерация по своей сути связана с распределенной генерацией. Городское расположение ТЭЦ делает их очень совместимыми с экологически чистым топливом, таким как природный газ. Проблемы со здоровьем, связанные с использованием других видов ископаемого топлива (см. уголь выше), делают их менее подходящими для районов с высокой плотностью населения.

Когенерация может значительно повысить эффективность использования топлива, поскольку 48–64% энергии обычного сгорания можно рекуперировать в виде тепла, и только 25–37% преобразуется в электроэнергию. Совокупный КПД использования тепла и электроэнергии может достигать 91%. Высокая эффективность означает гораздо более низкие затраты на топливо, а также гораздо более низкие выбросы [парникового газа] и других выбросов.

В настоящее время в Онтарио действуют 110 ТЭЦ общей мощностью около 2300 МВт. Из них 82 сжигают природный газ, а остальные используют биомассу. Только 50 из этих объектов подключены к сети. (См.: База данных Саймона Фрейзера по когенерации ).

Управление энергетики Онтарио ожидает, что вклад когенерации в экономию электроэнергии составит от 47 до 265 МВт в зависимости от того, насколько активно она реализуется в Онтарио. Однако эти прогнозы противоречивы, поскольку до сих пор ведется много споров о реальном потенциале широкомасштабных проектов когенерации.

В 2005 году OPA разослало запрос предложений на новую когенерацию мощностью до 1000 МВт. В результате в настоящее время в Онтарио строятся семь новых ТЭЦ по контрактам, заключенным в 2006 году, общей мощностью 414 МВт.

Ядерный

На долю атомной энергетики приходится почти половина производства электроэнергии Онтарио. Правительство планирует сохранить роль атомной энергетики в производстве энергии до 2025 года. В настоящее время в Онтарио эксплуатируются 18 ядерных энергоблоков. Эти реакторы имеют генерирующую мощность 11 400 МВт и расположены на трех площадках: Пикеринг, Брюс и Дарлингтон. В 2005 году примерно половина электроэнергии Онтарио была произведена из ядерных источников энергии.

Канадский институт энергетических исследований ( CERI ) подготовил отчет для Канадской ядерной ассоциации в 2004 году, сравнивая воздействие ядерной генерации на окружающую среду с другими технологиями генерации базовой нагрузки в Онтарио. Они обнаружили, что ядерная энергетика почти сопоставима по стоимости с угольной энергетикой. Однако такие группы, как Институт Пембины и Альянс чистого воздуха Онтарио, критикуют ядерную энергетику из-за воздействия операций по добыче урана , долгосрочных последствий радиоактивных отходов , а также потенциального терроризма и рисков катастроф, связанных с ядерной энергией.

По состоянию на декабрь 2004 года на объектах как действующих, так и выведенных из эксплуатации атомных электростанций вокруг Онтарио хранилось более 1 700 000 использованных топливных пучков.

Для ядерных объектов требуются длительные сроки получения как экологических, так и других разрешений, а также фактического строительства. Атомная история Онтарио также отмечена перерасходом бюджета и задержками в строительстве новых и модернизированных электростанций. Ядерная энергия имеет высокие капитальные затраты и сроки выполнения работ, но низкие эксплуатационные расходы, что делает ее подходящей только для приложений с базовой нагрузкой. Для сравнения, заводы по производству природного газа имеют короткие сроки поставки, но высокие эксплуатационные расходы и затраты на топливо. Однако в последнее время ряд экономических факторов оказал серьезное влияние на стоимость ядерной энергетики. Такие группы, как Альянс чистого воздуха Онтарио, сразу же отмечают, что колебания цен на уран привели к тому, что эксплуатационные расходы, связанные с атомной генерацией, выросли выше, чем у заводов по производству природного газа и возобновляемых источников энергии.

Правительство поручило OPA использовать ядерную энергию для удовлетворения базовой нагрузки спроса на энергию в Онтарио, но мощность ядерной генерации не должна превышать 14 000 МВт. В результате, согласно прогнозам, атомная энергия будет составлять примерно 37% генерирующих мощностей в Онтарио и производить 50% электроэнергии в 2025 году, что аналогично ее роли в нынешней структуре поставок.

Для достижения такого сочетания необходимо будет либо построить, либо отремонтировать больше ядерных энергоблоков, поскольку срок эксплуатации большинства реакторов, находящихся в настоящее время в эксплуатации, превысит свой полезный срок до 2020 года. В ответ OPA заключило соглашение с Брюс Пауэр о ремонте двух энергоблоков Брюса, которые, как ожидается, добавят 1540 МВт генерирующей мощности к 2009 году. Брюс Пауэр также планирует отремонтировать третий энергоблок в будущем. Генеральный аудитор Онтарио опубликовал отчет 5 апреля 2007 года, в котором подверг критике высокие затраты, связанные с соглашением о реконструкции Брюса Пауэра.

Компания Ontario Power Generation (OPG) в настоящее время проводит экологическую оценку реконструкции четырех действующих энергоблоков на электростанции Пикеринг Б.

Возобновляемые источники энергии

Прогнозы OPA относительно установленной мощности возобновляемой электроэнергии в Онтарио к 2025 году.

	2005 г. Установленная мощность (МВт)	Новая мощность (МВт)	Прогнозируемый объем на 2025 г. (МВт)
гидроэлектростанция	7,768	2,287	10,055
Ветер	305	4,719	5,019
Биомасса	70	786	856

В качестве стратегии по сокращению выбросов парниковых газов правительство Онтарио планирует поэтапный отказ от угольных электростанций и увеличение доли электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников, а также продвигает стратегии по снижению спроса на электроэнергию посредством CDM. Предполагается, что к 2025 году 30% спроса на электроэнергию Онтарио будет удовлетворяться из этих источников. По сравнению с источниками ископаемого топлива производство электроэнергии из возобновляемых источников, таких как вода, ветер и биомасса, имеет следующие преимущества:

• Низкое воздействие на окружающую среду и здоровье благодаря сокращению выбросов парниковых газов.
• Низкие эксплуатационные расходы, ведущие к низким затратам на отопление и электроэнергию.
• Низкие риски безопасности по сравнению с традиционными источниками энергии, такими как ископаемое топливо или атомная генерация.
• Снижение зависимости от импортного топлива, что обеспечивает энергетическую безопасность.
• Распределенный характер возобновляемых источников энергии позволяет снизить затраты и потери при передаче и распределении централизованно генерируемой электроэнергии.

Гидроэлектроэнергия

На долю гидроэнергетики в настоящее время приходится около 21% текущего электроснабжения в Онтарио. По оценкам, к 2025 году эта мощность вырастет до 30% по мере добавления новых площадок к текущей установленной мощности и модернизации существующих. Особое внимание будет уделяться развитию гидроэлектростанций с большими мощностями хранения, которые можно использовать для обеспечения диспетчерской энергии , которые в равной степени способны удовлетворить пиковый спрос на электроэнергию или компенсировать прерывистый характер других возобновляемых источников, таких как ветер.

Ветер

Ветряная электростанция Ганараска, расположенная в Кларингтоне , Онтарио.

Онтарио, особенно его южная часть, обладает богатым ветровым потенциалом, который можно использовать для производства возобновляемой электроэнергии. По оценкам, площадь Онтарио составляет около 300 000 км². ² в пределах досягаемости системы передачи, которая может быть использована для производства электроэнергии из энергии ветра. Эта площадь примерно равна размеру Германии, которая является ведущей страной по производству электроэнергии из энергии ветра. Если бы Онтарио мог интенсивно использовать энергию ветра, как Германия, электроэнергия, вырабатываемая ветром, обеспечивала бы до 13% спроса провинции. Производство электроэнергии с помощью энергии ветра считается экономически эффективным в южном Онтарио из-за близости к линиям электропередачи и центрам нагрузки.

Ветер можно считать ненадежным источником электроэнергии из-за его прерывистого характера. Однако интеграция энергии ветра с гидроэлектрическими системами или биомассой обеспечивает стабильное энергоснабжение из возобновляемых источников. Интеграция ветровой и гидроэнергетики успешно практикуется в штате Орегон. и может использоваться для надежного обеспечения электроэнергией в Канаде.

В 2015 году установленная мощность ветровой энергии в Канаде составила 11 205 МВт, при этом Онтарио лидировал в стране по установленной мощности с 4 361 МВт. По оценкам OPA, эта мощность увеличится до 5000 МВт к 2025 году, но другие исследования оценивают, что к 2020 году мощность достигнет 7000 МВт. и 8000 МВт к 20XX году.

Биомасса

Биомасса – это органическое вещество растений или животных, которое можно преобразовать в энергию. Биоэнергетика , в свою очередь, представляет собой любую форму энергии (тепла или электричества), вырабатываемую из биомассы.

Развитие биоэнергетической промышленности в Онтарио сталкивается со многими проблемами, включая, помимо прочего, высокие затраты из-за мелкомасштабного характера технологий, используемых для преобразования биомассы в энергию, и экологические проблемы (например, снижение продуктивности почвы и увеличение использования удобрений и пестицидов). ), связанные с интенсивным сбором биомассы для производства энергии. Тем не менее, исследования, проведенные для решения некоторых из этих проблем, показывают, что принятие методов устойчивого управления, направленных на поддержание экологических функций лесных и агроэкосистем, может поддерживать производство биомассы без негативного воздействия на окружающую среду.

Двойная роль биомассы как заменителя ископаемого топлива и как поглотителя атмосферного углерода является основным преимуществом ее использования в производстве энергии. Производство биоэнергии из устойчивых источников биомассы считается углеродно-нейтральным, поскольку CO _2, выделяемый в ходе процессов сгорания или естественного разложения, улавливается растущими растениями. на основе биомассы Хотя комплексный комбинированный цикл газификации (IGCC) и комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) с хранилищем улавливания углерода (CCS) могут быть многообещающими технологиями для сокращения выбросов парниковых газов электростанциями, эти технологии маломасштабны и недостаточно развиты в Онтарио. Движение в пользу производства биоэнергии из бытовых отходов, по-видимому, является стратегией смягчения управления мусором; многие муниципальные свалки приближаются к заполнению. Существует потенциал получения дохода от выбросов метана из бытовых отходов.

По данным IPSP, к 2027 году из биомассы может быть произведено в общей сложности 1250 МВт , но в планах пока рассматривается только 856 МВт. Другие отчеты предполагают, что биомасса потенциально способна производить около 14,7 ТВтч (2450 МВт) электроэнергии и 47,0 ТВтч тепла через 10–20 лет.

В настоящее время лесная биомасса является основным источником биомассы, используемой для производства энергии, за ней следуют сельскохозяйственная биомасса, а также твердые бытовые отходы и сточные воды.

• Лесная биомасса включает в себя остатки лесозаготовок (сруб), остатки лесоводства, отходы деревообрабатывающих предприятий, торф и древесные насаждения с коротким оборотом, такие как ивовые плантации. Большую часть этого можно найти в северном Онтарио, где отдаленные общины могут получить выгоду от использования источников энергии, менее зависимых от подключения к более крупной провинциальной сети. В настоящее время проводится технико-экономическое обоснование производства электроэнергии из лесной биомассы, торфа или бытовых отходов на электростанции Атикокан на северо-западе Онтарио.
• Сельскохозяйственная биомасса включает биогаз из навоза, остатков сельскохозяйственных культур и животных, а также энергетические культуры, такие как просо и тростниковый канареечник. В Онтарио имеется около 630 000 га менее продуктивных сельскохозяйственных земель, чем можно было бы отвести под выращивание энергетических культур, с производственной мощностью 5,58 миллиона тонн биомассы (103 ПДж энергии) в год.
• Муниципальные источники биомассы включают твердые отходы и городские сточные воды. При разложении биомассы образуется газ, состоящий на 50% из метана и на 50% из углекислого газа. Таким образом, преобразование свалочных газов в энергию может снизить общее воздействие на окружающую среду.

Солнечная и геотермальная энергия

Южный Онтарио, в частности Торонто, летом получает столько же солнечной радиации, сколько город Майами , Флорида, что указывает на то, что Онтарио обладает достаточным количеством солнечной энергии, которую можно использовать для выработки электроэнергии или тепла. В отличие от солнечной энергии, геотермальные тепловые насосы (GHP) производят тепловую энергию, которая в основном используется для отопления помещений и горячего водоснабжения. ТЭЦ работают как холодильники, передавая поглощенную тепловую энергию из-под линии промерзания (глубина почвы около 1,2 м в Южном Онтарио) к подключенным зданиям.

По оценкам OPA, к 2025 году эти технологии дадут около 1000 МВт электроэнергетической мощности Онтарио. Хотя эта оценка использовалась для целей планирования, вполне возможно, что мощность будет увеличиваться в будущем по мере развития соответствующих технологий. Некоторые исследования показывают, что к 2015 году установленная мощность одних только солнечных фотоэлектрических систем может достичь 5000–6200 МВт.

Импорт

Общая мощность Онтарио составляет 4000 МВт. К соединяющим юрисдикциям относятся: Нью-Йорк, Мичиган , Квебек, Манитоба и Миннесота . Электросеть провинции подключена к Восточной межсистемной сети, управляемой Северо-восточным координационным советом по электроэнергетике .

В консультативном отчете OPA по структуре поставок рекомендуется импортировать 1250 МВт для Онтарио. Эта цифра получена в основном из краткосрочных гидроэнергетических проектов, запланированных в Квебеке. Hydro-Québec TransEnergie и Hydro One из Онтарио , компания по поставке электроэнергии в каждой провинции, подписали в ноябре 2006 года соглашение на сумму 800 миллионов канадских долларов о строительстве новой межсетевой линии Квебек-Онтарио мощностью 1250 МВт к 2010 году.

Существует также потенциал для новых соединений с Манитобой и/или Лабрадором. Но из-за проблем со стоимостью и размещением эти планы остаются предварительными и считаются долгосрочными (2015–2025 гг.).

Манитоба планирует два новых гидроэнергетических проекта, известные как электростанция Конавапа и электростанция Кьяск (Чайка), на севере Манитобы. Планируется, что Конавапа, расположенная на реке Лоуэр-Нельсон, будет иметь проектную мощность 1380 МВт, когда она будет введена в эксплуатацию в 2017 году. Ожидается, что Кияск, который первоначально планировалось ввести в эксплуатацию в 2011/2012 году, будет генерировать 600 МВт. Для поддержки проектов необходимо будет построить новые линии электропередачи высокого напряжения на большие расстояния, поскольку существующая соединительная линия между Манитобой и Онтарио слишком мала, чтобы обеспечить адекватную модернизацию.

Ньюфаундленд и Лабрадор планируют построить две крупные электростанции мощностью около 2800 МВт на реке Нижний Черчилль в Лабрадоре . Запланированная мощность объекта Muskrat Falls составит 824 МВт, а проект на острове Чайка, как ожидается, будет генерировать 2000 МВт. Однако любое подключение к Онтарио потребует поддержки как правительства Квебека, так и федерального правительства, поскольку передача электроэнергии, вырабатываемой в Лабрадоре, должна проходить через Квебек.

Большая часть импорта из Соединенных Штатов основана на генерирующих мощностях, работающих на атомной энергии, природном газе или угле. Таким образом, правительство Онтарио не проявило особой заинтересованности в увеличении импорта электроэнергии из США.

См. также

• Гидро Один
• Онтарио Гидро
• Производство электроэнергии Онтарио
• Управление энергетики Онтарио
• Независимый оператор электроэнергетической системы
• Энергетический совет Онтарио
• Ассоциация производителей электроэнергии Онтарио
• Электроэнергетическая политика Альберты
• Энергетическая политика Канады
• Ассоциация устойчивой энергетики Онтарио
• Неисправный долг