Ключевые технологии Франции 2015 г. в области
advertisement
Ключевые технологии Франции 2015 г. в области энергосбережения, энергоэффективности и использования возобновляемых источников энергии 2011 г. Содержание Предисловие........................................................................................................................ 3 1. 2. Основной контекст, поставленные цели и задачи ....................................................... 4 1.1. Национальный энергетический баланс ..................................................................................... 4 1.2. Изменения структуры потребления энергоресурсов по секторам экономики .................... 4 Тенденции в изменении технологий и ключевые технологии .................................... 5 2.1. Возобновляемые источники энергии: гидроэнергия, энергия приливов, биомасса, ветровая энергия, солнечная энергия ................................................................................................... 5 3. Анализ ситуации во Франции в области развития энергетических технологий .......... 6 4. Рекомендации .............................................................................................................. 8 5. Анализ использования во Франции ключевых технологий в области энергоэффективности, энергосбережения и использования ВИЭ ...................................... 8 5.1. Синтетическое биотопливо, полученное на основе биомассы ............................................... 8 5.2. Энергетическая переработка биомассы и отходов ................................................................11 5.3. Термодинамическая солнечная энергия.................................................................................13 5.4. Фотогальваническая солнечная энергия .................................................................................15 5.5. «Умные» электросети ...............................................................................................................17 5.6. Умная система расчета потребленной энергии ......................................................................19 5.7. Системы обшивки и облицовки зданий ..................................................................................21 2 Предисловие Данный сборник Ключевые технологии Франции 2015 г. является уже четвертым изданием. Он представляет собой результат работы 250 экспертов под руководством специального стратегического комитета. В процессе формирования данного сборника были учтены результаты целого ряда исследований, например, долгосрочного прогноза «Франция 2025», осуществленного Центром стратегического анализа, а также положения Национальной стратегии в области исследований и инноваций. Исследование Ключевые технологии Франции 2015 г., осуществляемое на регулярной основе, стало определенным инструментом для государственных политиков в области инноваций, направленным на увеличение конкурентоспособности французских предприятий. Оно выполняет ряд функций: Является весьма эффективным инструментом поддержки развития технологий и инноваций Позволяет оценить возможности промышленных предприятий Франции инвестировать в развитие 85 ключевых технологий разного профиля до 2015 г. При этом речь идет как о технологиях, позволяющих увеличить эффективность национальной экономики уже сегодня, так и о технологиях будущего, направленных на развитие новых рынков. Проведенный анализ сильных и слабых сторон Франции во многих сферах технологического развития позволяет сформулировать рекомендации относительно наиболее эффективного способа их распространения внутри страны и на внешних рынках. Является структурированным инструментом, направленным на оказание содействия предприятиям и органам государственной власти. Предприятия, разрабатывающие собственные стратегии исследований и развития, могут найти в этой работе полезную информацию относительно стоящих задач в области распространения новых технологий, основных актерах на отдельных рынках и центров компетенции, к которым следует обращаться. В представленном ниже обзоре из 85 технологий отобраны те технологии, которые относятся к сфере энергоэффективности, энергосбережения и использования возобновляемых источников энергии. При этом выбор сделан на основании следующих двух критериев: Технологии, получившие развитие и достаточно широкое распространение во Франции, с использованием которых страна также участвует в конкуренции на мировых рынках. В развитии данных технологий Франция является лидером, либо находится в группе европейских лидеров, в стране действует несколько предприятий национального или международного уровня, добившихся ощутимых результатов в их разработке и распространении. Технологии, соответствующие приоритетам формирования российских технологических платформ в энергетике, утвержденных Правительственной комиссией по высоким технологиям и инновациям 1 апреля 2011 г. Учитывая близость научно-технических приоритетов двух сторон в области энергосбережения, объединение усилий российских и французских компаний способствовало бы увеличению эффективности двустороннего сотрудничества и повышению глобальной конкурентоспособности получаемых результатов на общемировом рынке. В соответствии с вышесказанным, в данном обзоре представлены следующие технологии Франции: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Синтетическое биотопливо, полученное на основе биомассы Энергетическая переработка биомассы и отходов Термодинамическая солнечная энергия Фотогальваническая солнечная энергия «Умные» электросети Умная система расчета потребленной энергии Системы обшивки и облицовки зданий 3 1. Основной контекст, поставленные цели и задачи 1.1. Национальный энергетический баланс По данным за 2007 г. Франция занимала восьмое место среди самых крупных потребителей энергоресурсов в мире после США, Китая, России, Индии, Японии, Германии и Канады. Удельное энергопотребление в стране составило 14,5 т н. э. на человека в год - данный показатель немногим ниже средней величины для стран ОЭСР, составившей в 2007 г. 4,64 т н. э. Потребление первичной энергии во Франции в 2009 г. возросло до 274 млн. т н э. В топливноэнергетическом балансе страны превалирующее положение занимают три вида энергоресурсов: электроэнергия (43%), нефть (32%) и природный газ (15%). По сравнению с 70-х годами структура топливноэнергетического баланса значительно изменилась, в частности, за счет резкого увеличения роли электроэнергии, произведенной на базе атомной энергии. На более позднем этапе - в течение 2000-х годов - структура ТЭБ имела тенденцию к стабилизации. Потребление нефти относилось главным образом к транспортному сектору. Рисунок 1. Потребление первичной энергии во Франции по источникам энергии, млн т н.э. Уголь Нефть Природный газ Электроэнергия Отходы По прогнозам Генерального департамента энергетики и климата Министерства экономики Франции в базовом сценарии, опубликованном в 2009 г., рост потребления первичной энергии на перспективу до 2030 г. составит +0,7% в год. Отмечается резкий рост использования возобновляемых источников энергии в виде электроэнергии (+2,5% в среднем в год) и тепла (+1,9%). Тем не менее, доля электро- и теплоэнергии, произведенных на базе возобновляемых источников, будет минимальной по отношению к электроэнергии на базе атомной энергии, нефти и газа. Самые значительные изменения будут касаться потребления природного газа, оно будет увеличиваться с темпами +2,3% в год. 1.2. Изменения структуры потребления энергоресурсов по секторам экономики С 1973 г. относительная доля промышленности в потреблении энергоресурсов во Франции значительно сократилась (с 36% до 23% в 2009 г. без учета потребления отраслью «энергетика»), при этом доля коммунально-бытового сектора стабилизировалась, а доля транспорта резко возросла (с 19% до 31%). К 2030 г. потребление энергоресурсов в промышленности не претерпит значительных изменений, ее доля в суммарном энергопотреблении страны продолжит сокращаться. 4 Рисунок 2. Конечное энергопотребление по секторам, млн т н.э. Не энергетика Транспорт Коммунально-бытовой сектор Сельское хозяйство Промышленность Доля отраслей, влияющих на изменение климата Данный период характеризуется значительным ростом потребления электроэнергии, которое возрастало с темпами, в два раза более высокими по сравнению с увеличением суммарного потребления энергии. В результате в электроэнергетике происходило массивное замещение органического топлива атомной энергией. На коммунально-бытовой сектор в 2009 г. пришлось две третьих от суммарного конечного потребления электроэнергии, на промышленность - 30%. 2. Тенденции в изменении технологий и ключевые технологии В энергетике в краткосрочной и среднесрочной перспективе тенденции в области развития технологий отмечены в большей степени «последовательным прогрессом в развитии весьма диверсифицированных технологий», чем какими-либо крупными прорывами. В энергетике настоящие технологические прорывы в виде инновационных решений, которые быстро распространяются и приводят к глубоким изменениям в развитии сектора, достаточно редки. Тем не менее, последние тридцать лет были отмечены целым рядом «крупных» инноваций, таких как внедрение газовых турбин, в том числе, с комбинированным циклом. Постепенно данная технология стала рассматриваться в качестве основной в электроэнергетике. К прорывным инновационным решениям относится, например, массовое распространение таких технологий как сейсмика 3D или направленное бурение в области геологоразведки и добычи углеводородов. Глобальные тенденции в изменении направлениям представлены ниже. технологий в сфере энергоэффективности по основным 2.1. Возобновляемые источники энергии: гидроэнергия, энергия приливов, биомасса, ветровая энергия, солнечная энергия Директива ЕС относительно производства энергии с использованием возобновляемых источников играет мобилизующую функцию в развитии этого направления современной энергетики. Она касается целого спектра возобновляемых источников различного происхождения и связанных с их использованием возможностей: 5 Существующий в развитых странах потенциал гидроэнергии к настоящему времени в значительной степени уже задействован, поэтому возможности маневра лимитированы. Напротив, энергетический потенциал морских приливов, в частности, во Франции весьма значителен, но, вопервых, он рассредоточен в пространстве, во-вторых, на сегодняшний день не существует технологии, позволяющей эксплуатировать этот потенциал надежным, эффективным и рентабельным способом, хотя в этом направлении проводятся серьезные исследования. Развитие ветровой энергетики в сфере малых мощностей могло бы достигнуть в краткосрочной перспективе достаточной степени зрелости. Биомасса занимает важное место в современном топливно-энергетическом балансе Франции, в основном она используется для производства тепла. Существуют и другие способы, которые позволят использовать имеющийся в стране потенциал более эффективно. К этим способам относится, например, матанизация биомассы для производства биогаза. В производстве биоэтанола технологии первого поколения (использование в качестве сырья сахаросодержащих растений) достигли своих пределов (в частности, из-за конкуренции с использованием этих растений для продовольствия). Как только способы преобразования будут достаточно проработаны и адаптированы, эстафета может перейти к технологиям второго поколения, основанным на использовании лигноцеллюлозы (то есть сырья, не предназначенного для продовольствия). В более долгосрочной перспективе должны войти в эксплуатацию технологии третьего поколения, основанные на использовании морской биомассы. Наземная ветровая энергетика к сегодняшнему дню достигла определенной зрелости, даже с учетом того, что прерывистый характер производства делает сложным интеграцию этого источника энергоснабжения в общие электросети. Технические усовершенствования носят в данном случае пошаговый характер. Напротив, ветровая энергетика на шельфе появилась относительно недавно (первый ветропарк был создан в Дании в 2003 г.), пока что имеются многочисленные препятствия технического характера. В области солнечной энергетики две технологии достигли определенной степени зрелости: использование тепловых датчиков для производства горячей воды и фотогальванического панно для производства электроэнергии. Во Франции соответствующее оборудование в основном устанавливается в жилом секторе. Новые поколения вентильных фотоэлементов основаны на использовании тонких полупроводников из неорганических материалов. Возможна разработка таких фотоэлементов из органических материалов. 3. Анализ ситуации во Франции в области развития энергетических технологий Франция обладает весьма ограниченными запасами органического топлива. Поэтому усилия в области развития технологий в энергетике после двух нефтяных шоков главным образом ориентированы на те направления, которые ей позволят сделать свой топливно-энергетический баланс менее зависимым от органического топлива. Это обстоятельство, в частности, способствовало тому, что Франция смогла занять лидирующие позиции в мире в области развития атомной энергетики. При этом весьма значительные бюджетные средства были направлены на развитие других сфер энергетики, в частности, возобновляемых источников: геотермальной, солнечной энергии, ветровой энергетики. За 1996-2000 гг. усилия по развитию ВИЭ были резко снижены, что связано с низкими ценами на углеводороды в этот период. Кроме того, тарифы на покупку электроэнергии, произведенной на базе этих новых источников энергии, не были привлекательными. Как результат развитие данных технологий во Франции в течение всего периода времени с 1996 по 2000 гг. оставалось в зачаточном состоянии. Выделение бюджетных средств в настоящее время на поддержку направления «исследование и развитие» во Франции производится таким образом, что в рамках решения ключевых задач (например, противодействие изменению климата) финансируется разработка соответствующих технологий, адаптированных к решению этих задач. 6 Рисунок 3. Структура государственных расходов на исследования во Франции в 2009 г. Геотермальная энергия 38,5% Гидроэнергия 1,7% Другие ВИЭ 1,3% Биоэнергетика 38,5% Солнечная энергия 38,5% Ветровая энергия 2,1% Энергия приливов 0% Половина всего выделенного финансирования на эти цели в 2008 г. была направлена на развитие атомной энергетики (деление атома, управление отходами). За ней следовали исследования в области использования органических видов топлива (15%), энергоэффективности (14%) и возобновляемых источников (10%). Среди возобновляемых источников приоритет был отдан солнечной энергии и биоэнергетике. На направление «производство водорода и топливных элементов» было направлено 6% финансирования. Средства государственного бюджета Франции, предназначенные для проведения исследований в области энергетики, по объему являются третьими в мире после Японии и США. Говоря о распределении средств по направлениям в энергетике следует отметить, что во Франции не наблюдается ярко выраженной специализации в отличие, например, от Японии (специализирующейся на развитии топливных элементов и на водородной энергетике), Дании (ветровой энергетики), Германии (захоронении СО2), Австрии (использовании биомассы), Австралии (на развитии солнечной энергетики). Подобное отсутствие выраженной специализации отмечается также в США. Франция располагает неоспоримым ноу-хау в области развития атомной энергетики и добычи углеводородов. В сфере продвижения «новых» направлений, которые за период 1986-2000 гг. не получили особого развития и, соответственно, на сегодняшний день еще не достигли технологической зрелости в мире, и для которых международное разделение труда еще недостаточно структурировано, в качестве основной задачи поставлено быстрое позиционирование возможностей страны на мировых рынках. По направлениям, появившимся относительно недавно (например, захоронение СО2), рынок является достаточно открытым. По тем же направлениям, которые уже достаточно структурированы и где уже четко проявились лидеры (например, фотогальваническая солнечная энергетика), задача заключается в позиционировании роли Франции в развитии известных технологий нового поколения. По таким направлениям, как ветровая энергетика или топливные элементы Франция могла бы занять свою нишу. Само направление «исследования и развитие» за последние годы претерпело глубокие преобразования. В 2009 г. был создан Национальный альянс по координации исследований в энергетике (Ancre), а также Демонстрационный фонд исследований при Ademe, предназначенный для разработки опытных образцов (прототипов) новых технологий до перехода к этапу промышленного производства. Благодаря выделенному бюджету в 375 млрд. евро на период 2009-2012 гг. планируется осуществление исследований в области развития автомобильного транспорта, работающего на биотопливе второго поколения, улавливания и захоронения СО2, использования энергии приливов. Эти направления также финансируются по линии «инвестиции будущего»; выделены кредиты по направлению «возобновляемая энергетика и зеленая химия» (1,35 млрд. евро); на создание институтов по развитию низкоуглеродной и неуглеродной энергетики (1 млрд. евро). 7 4. Рекомендации В результате расширения деятельности в рамках Grenelle de l’environnement развитию технологий в области энергетики был дан новый импульс. Ряд предложений имеет краткосрочный характер, другие ориентированы на структурный эффект долгосрочного характера, это относится к только появляющимся технологиям. В качестве примера можно привести следующие направления: Программирование инвестиций на многолетний период (PPI) для производства электроэнергии и тепла и установка целей по развитию производственных мощностей до 2020 г. В структуре производства электроэнергии на солнечную энергию должно приходиться 5,4 ГВт (110 МВт в 2008 г.), на ветроэнергетику на суше – 19 ГВт (3,5 МВт в 2008 г.), на ветроэнергетику на море – 6ГВт. Создание Стратегического комитета по экоиндустрии (Cosei), в рамках которого создана рабочая группа по инновациям и по распространению экотехнологий. Принимая во внимание поставленные цели, возникает вопрос о том, должны ли данные направления развиваться на национальном уровне, или стать частью международной деятельности. С этой точки зрения можно выделить ряд приоритетов: Обеспечение синхронизации деятельности по различным направлениям национальной энергетической политики с направлениями, очерченными в рамках «полюсов конкурентоспособности», в рамках приоритетов развития промышленности и технологий и приоритетов, установленных в «исследованиях и развитии» Создание благоприятных условий для развития технологий на многолетний период. В энергетике речь идет о налогообложении, тарифах на покупку электроэнергии, а также о регулирующей основе и международных нормах в области государственных закупок Выполнение взятых обязательств. Что касается последнего из перечисленных пунктов, то в рамках национальной стратегии в области исследований и инноваций (SNRI) выбрано четыре “ключевых области» в энергетике: атомная энергетика, фотогальваническая солнечная энергетика, биотопливо второго поколения и энергия приливов. Все эти направления имеют непосредственное отношение к борьбе с изменением климата. Ниже представлены некоторые наиболее важные технологии. 5. Анализ использования во Франции ключевых технологий в области энергоэффективности, энергосбережения и использования ВИЭ 5.1. Синтетическое биотопливо, полученное на основе биомассы Описание Так называемые технологии «второго поколения» по производству биотоплива бывают двух типов: Производство биотоплива термохимическим способом, предполагающим газификацию биомассы, затем очистку синтетз-газа, произведенного таким способом, и его последующее превращение в жидкое топливо (типа дизельного или авиационного топлива) с использованием технологии катализа. Производство биотоплива биохимическим способом, заключающимся в обработке биомассы с помощью ферментов и последующее использование технологии ферментации этанола. Данные технологии предназначены для производства биотоплива из целлюлозной биомассы (древесина, быстро растущие растения, древесные отходы и т.д.). В настоящее время усилия в этой области сосредоточены на мерах демонстрационного характера за счет реализации пилотных проектов до перехода к стадии промышленного освоения этих технологий. Остается, тем не менее, еще целый ряд преград, которые предстоит преодолеть: 8 Очистка синтез-газа, его обогащение и доведение до минимального уровня чистоты (стеклодувная печь) Доработка новых ферментов Организация логистики (источников поставок) «Третье поколение» основано на использовании морской биомассы, главным образом, микроводорослей, которые отличаются высокой продуктивностью и выращиваются в солончаках. Технологические преграды связаны с необходимостью организации интенсивного культивирования, введения в контекст окружающей среды, оптимизацией самого производства биотоплива, конверсией за счет процесса газификации. Промышленное производство в лучшем случае может быть налажено через десять лет. Применение Технологии производства синтетического биотоплива на основе биомассы предназначены для производства топлива для транспорта (наземного и воздушного). Эти технологии разрабатываются в сотрудничестве с пользователями уже готовых технологий и с конструкторами. В стадии развития находится новое направление, связанное с получением синтез-газа минимальной чистоты. Данные технологии являются относительно сложными, требующими квалификации в разнообразных областях: от концепции и производства реакторов (конструкции из толстолистового металла), катализаторов очистки синтез-газа, переработки жидких отходов до оценки влияния на окружающую среду и социально-экономических последствий. На выделенных площадках будет потребляться порядка 1 млн. т биомассы в год. По данным IFP Energies nouvelles во Франции существует потенциал для мобилизации на эти цели 47 млн. сырьевых ресурсов в год (древесина и солома). Налаженное производство позволит достичь поставленных целей по использованию биотоплива на транспорте в том виде, в котором они были сформулированы в Директиве ЕС 20003/30, а затем усилены в рамках французского законодательства. Цели, задачи и результаты Изменения в структуре энергопотребления на транспорте в значительной мере зависят от успехов в организации производства биотоплива второго поколения. Развитие этого направления будет способствовать росту энергетической независимости Европы за счет оптимального использования имеющихся ресурсов биомассы. Кроме того, технологии второго поколения принципиально более привлекательны по сравнению с первым поколением, так как не находятся в зоне конкуренции с использованием сырья в качестве продуктов питания. Тем не менее, в более долгосрочной перспективе в случае успешного создания сырьевой базы в виде растительных культур, предназначенных для потребления в качестве сырья в производстве биотоплива второго поколения, могут возникнуть конфликты по поводу использования земель, в особенности пахотных. Положение Франции Программы поддержки деятельности по направлению «исследования и развитие», начатые несколько лет назад, позволили мобилизовать ряд крупных компаний. Демонстрационные проекты по производству биотоплива второго поколения уже начаты, или находятся в стадии развития. К ним, в частности, относятся: пилотный проект Bure-Saudron с использованием термохимического способа производства, находящийся в стадии разработки (CEA, Air Liquide, Choren) демонстрационные фонды, управляемые Ademe: производство биометана с помощью газификации (GDF-Suez) и реализация пилотного проекта с использованием биохимического способа производства (CEA, IFP Energies nouvelles, Sofiproteol и Total) инновационная платформа по производству биотоплива в Marne (маркированная в рамках полюса IAR), где будет испытываться этанол второго поколения. Основные компании Франции Исследования: CEA, Cirad, CNRS, Ensic, IFP Energies nouvelles, Infimer, Inra, UTC Промышленность: Air Liquide, ARD, Axens, Lesaffre, Maguin, Naskeo, Biocar, (GDF-Suez), Total 9 Ряд технологических направлений хорошо представлен во Франции: к ним относятся технологии катализа, которые в настоящее время находятся как на уровне исследований, так и промышленных разработок. Напротив, технологии термохимии во Франции не получили столь широкого распространения как, например, в Германии. В США высокий статус придан исследовательским программам, направленным на создание целлюлозного этанола, что позволило этой стране стать лидером в данной области. В отношении биотоплива третьего поколения развивается сотрудничество между компаниями в рамках «полюсов конкурентоспособности» с целью производства топлива из микроводорослей на промышленном уровне. SWOT анализ: Преимущества: Государственная поддержка «исследованиям и развитию» Овладение рядом ключевых этапов в развитии технологий производства биотоплива Наличие значительного ресурсного потенциала, пригодного для использования (биомасса целлюлозная, морская биомасса). Слабые стороны: Задержки с запуском демонстрационных пилотных проектов Низкий уровень структуризации способов снабжения сырьем Возможности: Увеличение мировых цен на органическое топливо Высокий спрос со стороны автомобильной отрасли и авиации Угрозы: Более быстрое и успешное развитие пилотных демонстрационных проектов в других странах Европы и в США на основе результатов уже имеющегося опыта Конкуренция со стороны стран, обладающих наиболее высокой компетенцией: Германия (технологии термохимии) и США (технологии биохимии). Рекомендации С глобальной точки зрения для принятия решений по развитию данных технологий необходимо также учитывать структуру экономического баланса (предварительный финансовый анализ стоимости производства), экологического баланса, сформировать сценарии мобилизации сырьевых потоков. Кроме того, для правильной структуризации всех имеющихся способов снабжения сырьем необходимо идентифицировать суммарный потенциал биомассы, предназначенной для производства биотоплива. Для диверсификации направлений использования биотоплива следует оказать поддержку развитию «биологической переработки топлива»: этот подход позволяет соединить на одной платформе различные модели использования биомассы. И, наконец, необходимо привлекать инвестиции и направлять их на реализацию ограниченного числа демонстрационных проектов. Эти проекты позволят субподрядчикам (инженерам, производителям котельного оборудования) получить необходимый опыт, впоследствии французские компании смогут более успешно участвовать в конкуренции на новых рынках. Шкала TRL (technology readiness level – уровень готовности технологий) TRL является шкалой оценки степени зрелости, достигнутой каждой из рассматриваемых технологий. Эта шкала позволяет более точно оценивать риски при развитии тех или других технологий и насчитывает девять уровней. Тестовая система, запуск и освоение производства TRL 9 Развитие система/подсистемы TRL 8 TRL 7 Демонстрация технологии TRL 6 10 Реальная система, квалифицированная путем успешных испытаний в реальных условиях Реальная система, квалифицированная путем тестов и демонстраций Демонстрация прототипа системы в реальных условиях функционирования Демонстрация прототипа системы/подсистемы в типичных условиях функционирования TRL 5 Развитие технологии TRL 4 Исследование и демонстрация выполнимости TRL 3 TRL 2 Фундаментальные технологические исследования TRL 1 Оценка составляющих и/или моделей с учетом внешних факторов Оценка составляющих и/или моделей в лаборатории Экспериментальные или аналитические доказательства основных функций и/или характеристики концепции Технологическая концепция и сформулированное применение Базовые принципы, наблюдаемые или описанные Уровень готовности технологий по производству синтетического биотоплива, полученного на основе биомассы Зрелость технологии (шкала TRL) становление (TRL: 1-4) развитие (TRL: 5-7) зрелость (TRL: 8-9) Положение Франции лидер или один из лидеров в группе лидеров опаздывает Потенциал компаний слабый средний сильный 5.2. Энергетическая переработка биомассы и отходов Описание Технологии энергетической переработки биомассы и отходов городского, промышленного или сельскохозяйственного происхождения заключаются в следующем: полное окисление путем сжигания, превращение в золу или окисление мокрым способом (OVN) переработка мокрым способом биомассы не древесного происхождения и отходов путем метанизации. Полученный биогаз может использоваться для производства тепла или электроэнергии, подвергнуться очистке с целью закачки его в сеть с природным газом, либо в виде биогорючего. термохимическое разложение путем пиролиза или регазификации. К этим технологиям следует добавить технологии аккумулирования и транспорта тепла, которые получают применение во многих секторах (промышленность, жилой сектор). Уже широко развернутые технологии являются объектом дальнейшего развития, направленного на адаптацию производства тепла к спросу со стороны транспорта на значительные расстояния. Совершенствование технологий позволит увеличить электрический кпд и снизить выбросы вредных веществ. Технологии метанизации получили широкое распространение в северной Европе, они начинают более широко применяться и во Франции. Технологии газификации остаются на менее продвинутой стадии развития. В перспективе ожидается их совершенствование с целью улучшения контроля и эффективности, увеличения энергетического кпд, оптимизации логистики. Применение Данные технологии используются для производства тепла и/или электроэнергии в процессе энергетической переработки биомассы и отходов, а также горючего для автомобилей. Евросоюз производит ежегодно около 2 млрд. т отходов разного происхождения. Во Франции производство отходов в 2001 г. составило порядка 22-25 млн. т с ростом в 1% в год. Потенциал отходов растительного происхождения (биомасса) для энергетической переработки составляет 90 млн. т. Влияние масштабов на стоимость производства энергии значительно. Размер оборудования зависит от наличия ресурсов и характеристик спроса на энергию. Используется следующее оборудование: крупные установки по производству электроэнергии мощностью свыше 100 МВт средние и мелкие установки когенерации мощностью 20 Мвт установки по производству тепла для коммунальных объединений. 11 Для развития технологий энергетической переработки биомассы и отходов применяются различные формы государственной поддержки: проводятся тендеры на строительство установок для производства электро- и телоэнергии на основе биомассы и других возобновляемых источников; осуществляются многолетние программы инвестирования (PPI) в производство электроэнергии и тепла из биогаза (понаправлению метанизация). Цели, задачи и результаты Основные задачи связаны с сокращением выбросов парникового газа и снижением энергетической зависимости Франции от внешних источников. К 2020 г. на биомассу (не считая биотоплива) будет приходиться более одной трети от суммарного потенциала развития возобновляемых источников во Франции (около 7,5 млн. т н э.). Во Франции биомасса в основном используется для производства тепла в коммунально-бытовом секторе, а также для производства электроэнергии. Потенциал биомассы, который можно мобилизовать для производства тепла, электроэнергии, водорода и биотоплива, оценивается в 30 млн. т н э. Положение Франции Основные компании Франции Исследования: Cemagref, IFP Energies nouvelles Промышленность: Air Liquide, Areva Bioenergies, GDF-Suez, Veolia Полюсы конкурентоспособности: Capenergies, Dream Eau& Milieux, Tenerrdis Франция располагает результатами академических исследований в этой области, и эти исследования достаточно структурированы: в 2008 г. ANR запустила программу “Биоэнергетика». Реализуется также национальная программа исследований по биоэнергетике, которая помогает координировать реализацию отдельных проектов. По данному направлению Франция отстает в развитии технологий по сравнению с рядом европейских стран, в частности, Германией, Швецией и Австрией. SWOT анализ: Преимущества: Созданы и действуют механизмы поддержки данных технологий Слабые стороны: Разобщенные действия без наличия выраженного лидера Отставание в развертывании технологий (в частности, метанизации) Возможности: Локализация ресурсов на определенной территории Угрозы: Высокая конкуренция со стороны иностранных производителей оборудования Рекомендации Распространение технологий энергетической переработки биомассы и отходов требует усиления регламентирующих инициатив, в частности, за счет пересмотра тарифов на покупку электроэнергии, произведенной из биогаза. Общая эффективность всей цепочки энергетической переработки биомассы должна быть увеличена за счет ее оптимизации на каждом этапе, а также повышения кпд оборудования. Кроме того, важным фактором является снижение выбросов вредных веществ (в частности, твердых частиц), в отношении которых происходит постоянное ужесточение норм выбросов. 12 Уровень готовности технологий, связанных с энергетической переработкой биомассы и отходов Зрелость технологии (шкала TRL) становление (TRL: 1-4) развитие (TRL: 5-7) зрелость (TRL: 8-9) Положение Франции лидер или один из лидеров в группе лидеров опаздывает Потенциал компаний слабый средний сильный 5.3. Термодинамическая солнечная энергия Описание Принцип использования термодинамической солнечной энергии (STC) заключается в аккумулировании и концентрации солнечной энергии и в последующем преобразовании произведенного на ее основе тепла в электроэнергию с использованием термодинамического цикла (один или два контура с циркулирующим флюидом, присоединенные к турбине). Устройства для производства энергии, действующие на основе данного принципа, делятся на три категории: электростанции с башней, в которых датчики (зеркала) отражают солнечные лучи на центральное приемное устройство, расположенное на вершине башни. Типичным примером является электростанция в Themis во Франции (построенная в 1983 г.). электростанции с линейными датчиками, в которых солнечное излучение концентрируется в приемном цилиндре, параллельном датчикам, и внутри которого циркулирует охлаждающая жидкость. Существует два варианта датчиков, но в любом случае адаптированная конфигурация датчиков позволяет получить эффект концентрации солнечного излучения. электростанции типа парабола-Stirling, где каждое параболическое зеркало соединено с мотором Stirling, на уровне которого концентрируется солнечное излучение. Техническая реализуемость системы такого типа частично уже продемонстрирована, но на сегодняшний день сохраняется ряд технологических преград, в частности: Производительность системы должна быть оптимизирована, например, за счет увеличения фактора концентрации солнечных лучей, или за счет использования охлаждающего флюида при более высоких температурах Рабочий цикл может быть оптимизирован путем увеличения производства электроэнергии. Предлагаемое решение заключается в подсоединении системы к высокопроизводительному аккумулятору тепла (с учетом того, что ни одно решение относительно аккумуляции тепла не является в настоящее время удовлетворительным). Применение Оживление интереса к данной технологии (STC) связано с реализацией ряда программ исследования и развития в течение 80-х годов. На сегодняшний день рынок STC находится в зачаточном состоянии. В конце 2009 г. установленная мощность оборудования в мире, ориентированного на использование термодинамической солнечной энергии, составляла порядка 710 МВт. Все чаще звучат заявления о возможности реализации проектов мощностью на многие сотни МВт. На рынке доминируют американские, немецкие и испанские производители. Многие французские компании пытаются позиционироваться на этом новом рынке либо за счет развития собственного потенциала (CNIM, Solar Euromed), либо за счет покупки акций, как это было в случае приобретения Areva компании Austra, или Alstom значительной доли в BrightSource Energy. Цели, задачи и результаты С целью использования термодинамической солнечной энергии (STC) было разработано несколько демонстрационных проектов. По прогнозам МЭА, к 2050 г. в мире на основе данной технологии может быть произведено до 10% электроэнергии. Технология STC особенно хорошо адаптирована к регионам высокого солнечного излучения, а также к зонам, где могут быть получены значительные земельные 13 отводы: пустынные или полупустынные зоны США, Северной Африки, Ближнего Востока потенциально являются наиболее подходящими. В качестве иллюстрации следует отметить, что План развития солнечной энергетики Средиземноморья, который Франция активно поддерживает, направлен на создание наиболее благоприятных условий по использованию солнечной энергии для производства электроэнергии (включая STC). При этом поставлены амбициозные цели по доведению установленной мощности до 20 ГВт к 2020 г. Для французских компаний важно организовать экспорт таких технологий. Они могут также позиционировать себя как производители ряда основных комплектующих, например, отражателей. Хотя технология STC и является частью создаваемого «зеленого» имиджа, тем не менее, она может столкнуться с рядом проблем, связанных с ее приемлемостью. Основным препятствием является необходимость отчуждения земель, что исключает ее использование в зонах высокой урбанизации и в сельскохозяйственных районах. Фактически подобные электростанции могут быть размещены вдалеке от основных зон потребления энергии, что требует развития инфраструктуры для транспорта электроэнергии. Существуют и особые промышленные риски: в частности, в некоторых циклах в качестве охлаждающих флюидов используются масла, которые в случае аварии представляют высокую опасность ввиду своей высокой токсичности. В системе аккумулирования применяется большое количество нитратов, являющихся взрывоопасными. Эти ограничения хорошо известны, разрабатываются альтернативные решения, например, использование в качестве охлаждающего флюида водяного пара. Положение Франции Основные компании Франции Исследования: Armines, CEA/Ines, Promes Промышленность: Alstom, Areva, Cnim, Saint-Gobain, Solar Euromed Полюсы конкурентоспособности: Capenergies, Derbi Опыт, полученный благодаря строительству электростанции Thermis, не был потерян. Существует также опыт на уровне академических исследований, результаты которых можно мобилизовать для дальнейшей разработки фундаментальных аспектов технологии STC (теплоотдача, термодинамический цикл). Для этого необходимо создать промышленную основу, а также попытаться быстро догнать упущенное время в развитии данной технологии. Франция располагает достаточным опытом в области развития технологии STC, в случае необходимости она может достаточно быстро мобилизовать имеющийся потенциал. В частности, это касается опыта в установке сложного оборудования (Technip) для производства электроэнергии и тепла и технологий создания зеркал (SaintGobain). SWOT анализ: Преимущества: Быстрая мобилизация промышленных компаний Потенциал для участия в международных тендерах Слабые стороны: Отсутствие внутреннего рынка, способного служить «витриной» для международного рынка Позднее начало реализации национальных проектов Возможности: Потребность в электроэнергии развивающихся стран с высокой степенью инсоляции Наличие масштабных международных программ, к которым, например, относится План развития солнечной энергетики Средиземноморья Угрозы: Технологическая зависимость по ряду критически важных составляющих Конкуренция со стороны целого ряда международных групп. Рекомендации Главная задача Франции в области использования термодинамической солнечной энергии заключается в выработке аргументированных технологических предложений с целью занятия определенной ниши на 14 мировых рынках. Работа на новых рынках представляет возможности для создания сети малых предприятий – субподрядчиков, отвечающих за поставку многочисленных составляющих, необходимых для строительства электростанций с использованием технологии термодинамической солнечной энергии. Уровень готовности технологий использования термодинамической солнечной энергии Зрелость технологии (шкала TRL) становление (TRL: 1-4) развитие (TRL: 5-7) зрелость (TRL: 8-9) Положение Франции лидер или один из лидеров в группе лидеров опаздывает Потенциал компаний слабый средний сильный 5.4. Фотогальваническая солнечная энергия Описание Технология получения фотогальванической солнечной энергии (PV) позволяет осуществлять преобразование солнечной энергии в электрический ток. Вентильные фотоэлементы и полупроводниковые устройства присоединены к модулям мощностью несколько сотен ватт. Сами модули соединены между собой и образуют систему PV, которая включает преобразователь, регулирующее устройство и оборудование для накопления электроэнергии. Системы состоят из модулей мощностью от нескольких Вт до многих МВт и могут присоединяться к сети. На замену кремниевых фотоэлементов пришли фотоэлементы второго и третьего поколения: фотоэлементы второго поколения основаны на использовании субстрата минимальной стоимости (стекло, тонкая сталь, пластик). Они позволяют оборудовать очень большие поверхности в короткие сроки, например, в зданиях. При этом существует целый ряд типов фотоэлементов в зависимости от материала, из которого они производятся. Фотоэлементы третьего поколения разрабатываются в рамках ряда концепций, в том числе, в зависимости от использования разного типа полимеров. Такие фотоэлементы, используемые в технологиях PV, позволяют значительно превысить максимальные границы рентабельности, которая обеспечивается за счет фотоэлементов, используемых сегодня. Тонкие пленки, применяемые в настоящее время, позволяют получить технологическое решение при низких затратах, но при этом эффективность также низкая, в то время как технология PV третьего поколения предлагают достижение высокой рентабельности, но при высоких затратах. Поэтому необходимо направить усилия на совершенствование фотоэлементов, модулей, промышленных способов производства и решить вопросы стандартизации. Приоритетом остается снижение затрат на производство. Применение Технологии PV находят применение в разных областях: в жилом секторе, в торговле, в промышленности, а также в местах, где общие электросети недоступны. Последнее из названных направлений позволяет электрифицировать отдаленные регионы, характеризующиеся трудным доступом. Фотоэлементы первого поколения со средними затратами и средней рентабельностью на сегодняшний день занимают 90% рынка. В 2009 г. объем производства с использованием модулей PV достиг 7 ГВт. Парк установленной мощности составил 16 ГВт, 70% этого парка находится в Европе (Германия и Испания). Необходимо продолжить расширение парка мощностей, в том числе, за счет соответствующего тарифообразования. По прогнозам МЭА в 2030 г. мировые мощности с использованием технологии PV достигнут 750 ГВт. Выручка от реализации электроэнергии на рынке Франции, произведенной с использованием технологий PV на основе фотоэлементов, составляет порядка 1,6 млрд. евро в год, а производство электроэнергии достигло 0,16 ТВт.час. Изучаются возможности интегрировать такие источники производства электроэнергии в единую сеть. Параллельно рассматриваются возможности использования технологий PV для автономного производства и потребления электроэнергии. 15 Цели, задачи и результаты Для выполнения Францией поставленной задачи в рамках Директивы ЕС 2009/28, в соответствии с которой к 2020 г. в суммарной потребленной конечной энергии 23% должно приходиться на возобновляемые источники, фотогальваническая солнечная энергия с использованием технологий PV должна занять важное место в энергетической политике страны. В соответствии с инвестиционным планом, установленным на среднесрочную и долгосрочную перспективу, электрические мощности на базе солнечной энергии к 2020 г. должны достигнуть 5,4 ГВт. Расширяются возможности повторного использования солнечных панно, сделанных из токсичного металла кадмия. В принципе данная технология хорошо воспринимается во Франции, в частности, в связи с тем, что эти установки встроены в здания и не требуют дополнительной площади. Такие установки постепенно получают распространение среди частных домовладельцев и имеют положительные отклики. Положение Франции Основные компании Франции Исследования: Armines, CEA/Ines, InESS, ECPM, ICMCB, IES Промышленность: Appolon Solar, Nexcis, Tenesol, EDF En, Saint Gobain, Air Liquide, Total, GDF Suez Полюсы конкурентоспособности: Capenergies, Derbi, S2E2, Tenerrdis По развитию фотогальванической энергетики Франция занимает скромное место на мировом рынке, основными лидерами являются производители из США и стран Азии, значительного прогресса добился в этом направлении Китай. Тем не менее, Франция обладает прочными позициями в производстве ряда элементов (кроме панно), в частности, специального стекла. Производство стекла для этих целей компанией Saint Gobain признано во всем мире. Для первого и второго поколения технологий PV задача заключается в оказании поддержки развитию французской технологической цепочки по использованию солнечной энергии и в успешной конкуренции на мировом уровне по всему циклу производства. Перспективы распространения французских технологий в этой области зависят от результатов, полученных в рамках направления «исследования и развитие», от снижения затрат на использование технологий первого поколения и от существенного роста производительности технологий второго поколения. Целый ряд исследовательских проектов уже запущен, они должны быть доведены до успешных результатов и должны создать основу для передачи технологий в промышленное производство. Задачи стратегического и наступательного характера в этой области связаны главным образом с технологиями третьего поколения и с использованием фотоэлементов из органических материалов. Проект Oseo/ISI Oscar (бюджет 20 млн евро на 2010-2014 гг.), осуществляемый группой Armor, направлен на разработку фотоэлементов из органических материалов уже к 2015 г. Ожидаются также прорывы в области производства фотоэлементов с очень высокой производительностью (в частности, многослойные фотоэлементы). SWOT анализ: Преимущества: Пятое место в Европе по потенциалу использования солнечной энергии Высокий технологический потенциал у предприятий и исследовательских центров Признанное лидерство в создании установок по использованию фотогальванической солнечной энергии, интегрированных в здание Слабые стороны: Отсутствие «чемпиона» национального уровня Возможности: Быстро растущий рынок Наличие масштабных международных программ, например, Плана развития солнечной энергетики Средиземноморья Угрозы: 16 Быстрое продвижение американских и немецких технологий Риски перерывов в производстве (теллура для фотоэлементов CdTe и индия – для CIGS) Снижение уровня субсидирования на последующих этапах производства. Рекомендации Основной задачей для Франции в развития технологии PV является позиционирование своих достижений в создании технологий фотогальванической солнечной энергетики третьего поколения – области, которая является относительно новой, и игроки на мировом рынке еще не сформировались. В среднесрочной перспективе эта задача имеет важное значение в связи с тем, что мобилизация имеющегося опыта и использование наиболее продвинутых материалов позволяет упрочить позиции Франции по ряду других направлений: освещение, производство датчиков, электроника. Для решения этой задачи необходимо добиться того, чтобы исследовательские направления во Франции разрабатывались с учетом развития соответствующих «полюсов конкурентоспособности» и в сотрудничестве с лучшими предприятиями в Европе в этой области. К другим факторам, способствующим развитию технологии PV в долгосрочной перспективе, относятся: увеличение мощности оборудования за счет использования новых материалов, интеграция оборудования в здания, обеспечение достаточной привлекательности тарифов на электроэнергию, произведенную на базе солнечной энергии. Уровень готовности технологий использования фотогальванической солнечной энергии Зрелость технологии (шкала TRL) становление (TRL: 1-4) развитие (TRL: 5-7) зрелость (TRL: 8-9) Положение Франции лидер или один из лидеров в группе лидеров опаздывает Потенциал компаний слабый средний сильный 5.5. «Умные» электросети Описание «Умные электросети» определены Еврокомиссией как система электроснабжения, способная интегрировать действия различных пользователей, потребителей и/или производителей с целью обеспечения подачи электроэнергии эффективным способом, на устойчивой основе, экономически рентабельно и надежно. При этом используются следующие технологии: высокоинтеллектуальная сеть по транспортировке и распределению электроэнергии, оборудованная системами передачи и распределения (подстанции, сеть датчиков), что позволяет устанавливать связь между активными участниками системы (производитель – распределитель – потребитель). Сеть оборудована также системами контроля, позволяющими оптимизировать управление и предотвратить их возможную разбалансировку. «умные» счетчики электроэнергии, установленные у потребителей и способные обмениваться с сетью данными в реальном времени с целью оптимизации управления спросом и сглаживания пиковых нагрузок, и осуществлять управление на расстоянии. Системы производства и аккумулирования электроэнергии при ее децентрализованном производстве, создание сети заправочных станций для электромобилей с одновременным использованием батарей как дополнительного источника энергии в случае необходимости. Часть технологий уже предложена производителями оборудования (новые датчики, системы контроля). Формируется стратегия развертывания данных систем и их экономическое моделирование. Ключевыми параметрами, которые должны сыграть определяющую роль в отношении выбора формы и природы сетей, являются уровень искусственного интеллекта системы, степень децентрализации и выбор способа регулирования. 17 Применение Технологии, связанные с созданием «умных электросетей», используются на транспорте и при распределении электроэнергии. Во многих странах запланирована реализация целого ряда программ в области развития таких технологий. В частности, в США они используются при реконструкции электростетей, в Европе - в рамках пакета «энергетика – климат», данное направление развивается также в Китае, в Индии и в России. В США потенциальный рынок технологий для развития «умных электростетей» возрастет к 2013 г. до 65 млрд. долларов (в 2008 г. он составлял 42 млрд.). «Умные» счетчики являются быстро растущим сегментом рынка. Во Франции замена 35 млн. электрических счетчиков требует инвестиций в размере 4 млрд. евро. Мировой рынок таких счетчиков в 2013 г. достигнет 4,7 млрд. долларов в год. Цели, задачи и результаты Развитие «умных» электросетей рассматривается как приоритет во многих странах, они позволяют интегрировать в общую систему электроэнергию, произведенную на основе возобновляемых источников, управлять энергопотреблением и избегать аварий. В общих чертах основные задачи в этой области заключаются в следующем: Обеспечить экономию энергии за счет предоставления конечному потребителю информации и средств для управления собственным энергопотреблением Противостоять потеплению климата, предлагая альтернативу использованию органического топлива, характеризующегося значительными выбросами СО2, в виде возобновляемых источников энергии Снизить использование органического топлива путем распространения электромобилей Снизить потребности в инвестициях на развитие сетей, вызванные ростом спроса на электроэнергию. Директива ЕС 2009/28, продвигающая использование электроэнергии на базе ВИЭ, требует обеспечения гарантированного доступа к сети для электроэнергии, выработанной на основе возобновляемых источников. Положение Франции Основные компании Франции Исследования: G2Elab (Grenoble), LEG de Grenoble, L2EP (Lille), Supelec Промышленность: Alcatel-Lucent, Alstom, EDF, GDF Suez, Legrand, Schneider Electric, Wirecom Technologies, Renault Полюсы конкурентоспособности: S2E2, Tenerrdis Среди стран Европы Франция обладает значительным опытом в проведении исследовательских работ в области создания электросетей при значительной поддержке со стороны государства. Тем не менее, развитие технологий, связанных с использованием «умных счетчиков», более развито в Италии и в Северной Европе. Значительных успехов в этом направлении добились США. SWOT анализ Преимущества: Признанный французский опыт в формировании электросетей и систем телекоммуникаций Наличие предприятий, специализирующихся по всей цепочке использования данных технологий Определяющая роль многих крупных промышленных компаний Слабые стороны: Не до конца сформированные приоритеты Слабые звенья в виде логистики и услуг в области информатики Возможности: Твердая поддержка на европейском уровне Возможности укрепить позиции одновременно на уже сформировавшихся и на новых рынках 18 Угрозы: Сложности в мобилизации инвестиций в достаточном объеме Рекомендации Развитие технологий, позволяющих аккумулировать электроэнергию, потребует активных действий. Для того чтобы производство и использование «умных счетчиков» было принято населением, необходимы усилия по разъяснению их преимуществ и создание системы финансового побуждения. Необходимо также учитывать социально-экономические аспекты их использования. Уровень готовности технологий, связанных с созданием и использованием «умных электросетей» Зрелость технологии (шкала TRL) становление (TRL: 1-4) развитие (TRL: 5-7) зрелость (TRL: 8-9) Положение Франции лидер или один из лидеров в группе лидеров опаздывает Потенциал компаний слабый средний сильный 5.6. Умная система расчета потребленной энергии Определение и описание Умная система расчета потребленной энергии заключается в использовании в здании специальных датчиков (для вентиляции, отопления, кондиционирования), приводных механизмов и соответствующего программного обеспечения. Система относится ко всем потокам в здании, подлежащих управлению: электроэнергии, газу, воде, свежему воздуху. Речь идет о датчиках, способных получать и передавать информацию без вмешательства человека с целью измерения и управления потоками. Такие датчики позволяют отслеживать в режиме реального времени энергопотребление в здании, в жилище или на предприятии. Основные преимущества использования умной системы расчета потребленной энергии заключаются в управлении энергопотреблением и в расчете оплаты клиентом потребленных услуг на базе реального потребления, а не расчетных оценок этого потребления. Крупные компании дополнительно могут предложить клиентам новые услуги, в частности, распределение энергопотребления во времени. Таким образом, умная система расчета потребленной энергии может стать средством постоянного контроля и оптимального управления потоками, позволяя сократить потери и аварии в сети. Главной задачей остается сокращение количества устаревших датчиков в зданиях и их замена на новые датчики, калиброванные, мощные и надежные. Применение Как правило, умная система расчета потребленной энергии применяется к электроэнергии, но она с таким же успехом может использоваться в водоснабжении и газоснабжении. Во Франции в настоящее время функционирует 35 млн. электросчетчиков. По просьбе Евросоюза произвести оценку действующих устройств, компания ErDF, являющаяся основным французским дистрибьютером в этой области, в 2007 г. запустила проект Linky, расчитанный на ближайшие 10-12 лет. Если эксперимент будет признан удачным, то за 2012-2017 гг. умная система расчета потребленной энергии будет развернута по всей стране. В настоящее время не предвидится экспериментов на национальном уровне для создания такой системы расчета для потребления воды и газа. Создание новой системы требует продвинутых технологий и замены действующих датчиков, что увеличивает стоимость монтажа и установки таких систем. Цели, задачи и результаты 19 Основная цель введения умной системы расчета потребленной электроэнергии заключается в возможной экономии порядка 5-15% от ее суммарного потребления. Снижение оплаты для частных лиц или предприятий должно быть выше требуемых инвестиций на установку новой системы. Существуют определенные проблемы с точки зрения приемлемости технологий для населения, так как ряд ассоциаций потребителей говорит о посягательстве на личную жизнь. Поэтому вопрос о предоставлении данных по личному потреблению должен рассматриваться с особым вниманием. Кроме того, существующие механизмы не предоставляют прямого доступа к информации о потреблении ни для пользователя, ни для лиц, осуществляющих снятие показаний. Требуется посредник (дополнительные устройства), которые позволят передать информацию, касающуюся потребления. К этой проблематике передачи данных прибавляется ряд технических проблем, требующих решения для обеспечения максимальной надежности функционирования и избежания потери скоординированности действий. Положение Франции Умная система расчета потребленной энергии используется сегодня в основном для расчета потребления электроэнергии. Франция занимает достойное место в этой сфере, но есть и ряд других стран, которые ее опережают по ряду параметров. Италия была первой страной, где стали использовать такие счетчики. Это оборудование было введено в 2000 г., и за период 2000-2005 гг. энергозатраты в стране в данной области снизились на 5%. За Италией последовал целый ряд других стран в Европе и в мире. Евросоюз в 2009 г. потребовал внедрения таких систем в жилища. Поставленная задача заключается в оборудовании до 2014 г. 96,3 млн. домов умными системами расчета потребленной электроэнергии, а к 2020 г. 80% всех домов должно быть оборудовано такими системами. Основные компании Франции исследование и развитие:CEA, CSTB Структура: C2E2 Интеграторы/пользователи: Aergy, Edelia, ErDF, Gaz de France, Legrand, Schneider Electric SWOT анализ: Преимущества: Общепризнанный научный и промышленный опыт в создании сетей; инициативы промышленных предприятий, например, в рамках проекта Linky, реализуемого ErDF. Слабые стороны: Отсутствие структурированности в действиях и нечеткое определение того, что относится к умной системе расчета потребленной энергии. Наличие недостаточно зрелых технологий, используемых в децентрализованном производстве. Сложность в получении инвестиций со стороны потенциальных пользователей. Недостаток информации для пользователей и проблемы приемлемости со стороны индивидуального жилого сектора. Возможности: Давление со стороны Евросоюза по развитию и внедрению такой системы. Значительный потенциальный рынок с высокими возможностями экспорта. Потенциал для создания рабочих мест и добавленной стоимости. Угрозы: Конкуренция со стороны США и ряда американских компаний, занимающих сильные позиции: Geogle, Cisco, IBM. Рекомендации Использование умной системы расчета потребленной энергии является ключевой составляющей общего подхода к управлению энергопотреблением в здании. Речь идет об основной технологии, которая позволяет предоставлять целый ряд услуг. Поэтому необходимо продолжить ее развитие и расширить использование. С этой целью необходимо обеспечить ее внедрение по секторам и уделить особое внимание жилому сектору, где в ближайшей перспективе должны быть достигнуты особо ощутимые успехи. В настоящее время не существует регламентированных обязательств, заставляющих потребителя совершенствовать управление собственным энергопотреблением. Необходимо поощрять рост информированности потребителя по этому чувствительному вопросу, разворачивая информационные 20 компании. Чтобы успокоить потребителя и не отталкивать его из-за дополнительных затрат для замены датчиков, их починки и т.д, ключевой задачей является обеспечение надежности и долгосрочности их использования. Интерфейс человек – машина также будет играть ключевую роль в том, чтобы позволить пользователю четко отслеживать свое потребление. Достижение существенного прогресса в этой области является непременным условием того, чтобы технология получила спрос со стороны потребителя. И, наконец, создание надежной базы данных по реконструкции и строительству новых зданий позволит улучшить на долгие годы систему управления энергопотреблением в зданиях. Уровень готовности технологий, связанных с созданием умной системы расчета потребленной энергии Зрелость технологии (шкала TRL) становление (TRL: 1-4) развитие (TRL: 5-7) зрелость (TRL: 8-9) Положение Франции лидер или один из лидеров в группе лидеров опаздывает Потенциал компаний слабый средний сильный 5.7. Системы обшивки и облицовки зданий Описание Облицовка здания формирует контактную поверхность с окружающей средой. Она объединяет стены, пол, подвижные части окон, кровлю и играет очень важную роль в совершенствовании энергетического баланса здания. Через такие параметры как изоляция, непроницаемость для воды и воздуха, управление поступлением солнечного излучения, системы обшивки и облицовки позволяют улучшить энергоэффективность здания. Например, термоизоляция здания с внешней стороны позволяет экономить энергию и снижать потери тепла на уровне фасадов. К энергетическим аспектам добавляются функциональные новшества, которые данные технологии способны в себе интегрировать. С целью увеличения комфортности можно использовать «умные» фасады, адаптированные к внешней среде, в частности, самоочищающиеся фасады. Использование электрохромных оконных стекол является примером возможных усовершенствований, приводящих к снижению потерь энергии. Применение Новые технологии в системах обшивки и облицовки зданий приоритетным образом используются для новых зданий в коммунально-бытовом секторе. Это предусмотрено Планом Здания Grenelle, в котором все новые здания должны характеризоваться «низким энергопотреблением» к 2012 г. и «положительной энергией» к 2020 г. Новые технологии используются также при реконструкции старых зданий, к которым относится 29,7 млн. жилых помещений в стране. Цели, задачи и результаты Изменение регламентирующей основы в рамках плана «Grenelle de l'environnement» и современные энергетические вызовы заставляют разрабатывать новые системы обшивки и облицовки зданий. Благодаря реконструкции существующих зданий Франция сможет быстрее достигнуть поставленные задачи в сфере энергоэффективности, и эта реконструкция, прежде всего, касается системы облицовки зданий. Первые ожидаемые последствия от такой реконструкции связаны с экологическими аспектами. Новые системы облицовки зданий должны позволить снизить энергопотребление к 2020 г. на 38%, а выбросы парниковых газов – на 50%. Поставленные цели изменяются в зависимости от климатической зоны или типа жилища. Ожидаемые экономические последствия также достаточно значительны: оплата потребленной энергии должна снизиться. Установка более совершенной системы обшивки и облицовки требует, тем не 21 менее, специальной подготовки для профессионалов, в особенности в отношении использования новых материалов и технологий. Агентство Ademe организует такую работу совместно с образовательными центрами и формирует систему образования по данному направлению. Оптимизация обшивки и облицовки здания при новом строительстве также должна учитываться, так как в определенных случаях это может оказаться тормозом с точки зрения приемлемости для населения принимаемых решений: удорожание здания «низкого энергопотребления» оценивается в 10% по отношению к зданиям традиционного типа. Положение Франции Основные компании Франции Структура: Advancity, Cerib, Cerna, CSTB, Pole Fibres Grand Est Интеграторы: Arcelor, Bouygues Construction, Lafarge, Saint-Gobain, Vinci Construction Франция занимает лидирующие позиции, в частности, в производстве оконных стекол, материалов для фасадов и крыш. Существуют различные возможности для создания специальных инновационных технологий (например, изоляция с использованием тонкослойных материалов). SWOT анализ: Преимущества: Высокий уровень компетенции французских компаний по данному направлению, признанный на международном уровне Слабые стороны: Фрагментарная сеть предприятий; недостаток специального образования в отношении систем обшивки и облицовки; Возможности: Лидирующие позиции, в частности, в осуществлении изоляции в зданиях с использованием тонкослойных материалов Угрозы: Дополнительные затраты при строительстве зданий «низкого энергопотребления» Рекомендации С целью решения задач, поставленных в Плане «Grenelle de l'environnement» для существующих зданий, приоритетное развитие должны получить технологии, которые могут быть интегрированы в эти здания. Установка оборудования может быть произведена надлежащим образом только в случае эффективной изоляции, и специалисты по установке оборудования, прежде всего, должны убедиться в этом. Таким образом, определяющим фактором является создание структурированной сети предприятий, способных сделать интегрированное предложение по реконструкции или строительству новых зданий с учетом новых технологий обшивки и облицовки. Должны быть введены экономические и финансовые рычаги, способные обеспечить экономическую осуществимость всего цикла реконструкции. Необходимо применять побудительные механизмы (снижение НДС, субсидии) к использованию наиболее совершенных систем обшивки и облицовки зданий, в частности, в бытовом секторе, где это проще сделать. Кроме того, необходимо поощрять производство тонкослойных материалов, инвестиции в эту сферу и усилить доступность механизмов оказания поддержки инновациям. В отношении образовательных программ, приоритетной задачей является адаптация существующих обучающих циклов к потребностям профессионалов. На последующих этапах могут быть развиты новые циклы обучения, например, в отношении монтажа новых изоляционных материалов. С учетом того, что в данной отрасли присутствуют компании – мировые лидеры, Франция занимает очень выгодное положение для того, чтобы себя позиционировать в качестве ведущей страны в области создания систем обшивки и облицовки и инновационных материалов в этой сфере. Должна поощряться специально разработанная стратегия сотрудничества и партнерства между предприятиями и полюсами конкурентоспособности: 22 необходимо разработать единую программу с этой целью и поощрять создание демонстрационных платформ, способных обеспечить переходный мостик между инновациями и сетью предприятий. Наконец, требуется создание более точной регламентирующей основы для разработки таких технологий, которая будет поощрять развитие новых технологий, а также их интеграцию с другими ключевыми технологиями: направление налоговых кредитов на развитие наиболее совершенных систем обшивки, дополнительные субсидии для развития особых технологий и т.д. Уровень готовности технологий, связанных с созданием системы обшивки и облицовки зданий Зрелость технологии (шкала TRL) становление (TRL: 1-4) развитие (TRL: 5-7) зрелость (TRL: 8-9) Положение Франции лидер или один из лидеров в группе лидеров опаздывает 23 Потенциал компаний слабый средний сильный
