CC BY
113
УДК 620.921
Л.Д. Хабачев, У.И. Плоткина
ВНЕДРЕНИЕ ОБЪЕКТОВ МАЛОЙ ЭНЕРГЕТИКИ КАК ПУТЬ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Электроэнергетика является базовой отраслью российской экономики, обладает рядом специфических черт. Она пронизывает все сферы национального хозяйства, поэтому развитие электроэнергетики предопределяет развитие промышленности страны. За последние годы в электроэнергетике России произошли радикальные преобразования: изменилась система государственного регулирования отрасли, сформировался конкурентный рынок электроэнергии, созданы новые компании, изменилась и структура отрасли.
Современный электроэнергетический комплекс России включает почти 600 электростанций с единичной мощностью свыше 5 МВт и общей установленной мощностью 214,9 млн кВт. Установленная мощность парка действующих электростанций по типам генерации имеет сле-
дующую структуру: 20,6 % - объекты гидроэнергетики, 11,3 % - атомные электростанции, 68,2 % -тепловые электростанции. Структура установленной мощности электростанций представлена на рис. 1 [1].
В результате реформирования электроэнергетика стала высокорентабельной отраслью экономики, в которую вкладывают значительные средства отечественные и иностранные инвесторы. Однако в последнее время из недостатков преобразований можно назвать рост тарифов сетевых компаний на услуги по передаче электрической энергии и мощности. Этот рост стимулирует промышленных производителей на развитие собственной малой распределенной генерации и отказ от покупки мощности на энергетическом рынке.
Электростанции
оборудование ТЭС; 29,5 %
Рис. 1. Структура установленной мощности электростанций ЕЭС России на начало 2011 г.
Рис. 2. Территория Российской Федерации по видам электроснабжения
Основа малой энергетики России - это до 50 тыс. различных электростанций суммарной мощностью 17 ГВт, что составляет 8 % от всей установленной мощности электростанций России, работающих как в энергосистемах, так и автономно. Общая годовая выработка электроэнергии на этих электростанциях достигает 5 % от выработки всех электростанций страны [2]. Большая часть малых электростанций - дизельные, функционирующие в отдаленных регионах (более 60 % территории России, на которой проживает более 20 млн чел.), находящихся в зонах децентрализованного электроснабжения (рис. 2) [3].
Программа строительства энергоблоков малой мощности активно стимулируется в США, Великобритании, Финляндии и других странах Евросоюза. Безусловным лидером является Дания, в которой более 50 % электроэнергии вырабатывается на источниках распределенной генерации. Это следствие государственной политики, проводимой регуляторами Дании. В Испании 16 % электроэнергии вырабатывается на малых станциях [4].
Опыт развитых стран показывает, что строительство ТЭС малой мощности взамен крупных энергоблоков уменьшает суммарные затраты модернизации энергетики до 30 % [2]. За по-
следние годы в результате внедрения объектов малой распределенной генерации в Финляндии удалось снизить относительные потери электроэнергии в сети с 8 % (показатель 2000 г.) до 3,7 % (показатель 2009 г.).
Типовые варианты применения малой генерации остаются общепризнанными: электроснабжение потребителей в изолированных энергорайонах; аварийное электроснабжение; для работы в периоды пиковых нагрузок; повышение надежности функционирования распределительных сетей; предоставление общесистемных услуг при технологических нарушениях (вывод крупных централизованных электростанций из холодного состояния).
С точки зрения инвесторов и энергокомпаний повышенная привлекательность распределенной генерации связана с меньшим временем строительства объектов, меньшими затратами и рисками незавершения проектов.
Объективная необходимость развития малой генерации в Российской Федерации обусловлена следующими факторами:
- достигнутым уровнем цен на электроэнергию, что объективно стимулирует уход потребителей с розничного рынка и создание собственной генерации;
- развитием малой генерации, что способствует усилению конкуренции на оптовом долгосрочном рынке мощности;
- реконструкцией отработавших срок службы котельных с преобразованием их в ПГУ-ТЭЦ, что существенно повышает эффективность инвестиций;
- поставленными Правительством РФ масштабными задачами по развитию в стране возобновляемых источников энергии (ВИЭ) с доведением их доли к 2020 г. до 4,5 % в общем объеме производства электроэнергии [5].
В табл. 1 приведены данные по уровню средних цен электроэнергии для промышленных предприятий Российской Федерации и прогноз средних цен на 2012-2016 гг.
При уровне цен на электроэнергию выше 6-7 евроцентов за 1 кВт • ч создаются условия для эффективного создания собственной генерации с полным либо частичным отказом от централизованного электроснабжения.
При выборе основного источника электроснабжения (автономного или централизованного) совершенно очевидно, что помимо приемлемой надежности энергообеспечения наиболее выгодным является вариант с наименьшими приведенными затратами. Поэтому применение
автономного источника электроэнергии целесообразно при условии:
Ен (К: + Кр) + + Ир + Цэ +
+ Цп > ЕнК2 + И2,
где Ен - норма доходности капитала; - капиталовложения в ЛЭП; Ктр - капиталовложения в трансформаторную подстанцию (ТП); И: -годовые эксплуатационные затраты на ЛЭП при централизованном электроснабжении; Итр - годовые эксплуатационные затраты на трансформаторную подстанцию; Цэ - стоимость приобретенной энергии от энергосистемы; Цп - стоимость годовых потерь электроэнергии при передаче; К2 - капиталовложения на автономную электростанцию; И2 - годовые эксплуатационные затраты на автономную электростанцию.
Критические значения длины ЛЭП напряжением сети 10 кВ на деревянных опорах с железобетонными приставками (II климатический район Сибири), при которой затраты на осуществление местного электроснабжения (дизельный источник) или от энергосистемы равны, т. е. на которые целесообразно передавать электроэнергию от энергосистем, приведены в табл. 2.
Таблица 1
Средние цены на приобретенную промышленными организациями электроэнергию
по Российской Федерации [6]
Показатели 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Средняя цена, руб./МВт-ч 1513 1770 1891 2130 2290/2264 2542/2604 2822/2995 3104/3354 3259/3689
Темп прироста за год, % 23,2 17,0 6,9 12,6 7,5/15 11/15 11/15 10/12 5/10
Примечание. Данные за 2012-2016 гг.: прогноз Минэкономразвития [7] / прогноз Агентства по прогнозированию балансов в электроэнергетике.
Таблица 2
Целесообразные мощности и расстояния для передачи электроэнергии от энергосистем
Напряжение сети, кВ Пределы мощности передаваемой энергии, кВт Расстояния целесообразной передачи электроэнергии, км
10 1000-4000 20-5
35 4000-10000 50-30
В случаях применения не дизельного, а газопоршневого двигателя с утилизацией теплоты (когенератора) граница эффективности по расстоянию может сместиться примерно в 1,2-1,3 раза в сторону уменьшения расстояния к потребителю [8].
Основой распределенной энергетики должны стать, в первую очередь, современные технологические решения на базе возобновляемых источников энергии: малая гидрогенерация, солнечная, ветровая, биоэнергетика, а также энергетика на базе местных видов топлива -торфа, угля, сланцев, газа. При использовании местных энергетических ресурсов возникает необходимость применения современных технологий, которые должны обеспечивать высокий коэффициент полезного действия, малые выбросы и низкую эмиссию парниковых газов.
Для малой распределенной энергетики в современных условиях необходимы меры государственной поддержки. Предметом законодательных изменений должны стать вопросы включения малой распределенной энергетики в топливно-энергетические балансы, формирование технических регламентов, определяющих требования к ней, вопросы ценообразования, учитывающие ее особенности. Малая распределенная энергетика находится в дискриминационных условиях и поставлена в менее конкурентные условия с предприятиями большой энергетики [9].
Выход объектов малой генерации (МГ) на оптовый рынок электроэнергии связан со значительными затратами в связи с необходимостью выполнения требований большого количества регламентных процедур и в части доступа на рынки, и непосредственного участия в торговле мощностью и электроэнергией.
На розничных рынках в соответствии с действующими правилами объекты МГ могут продавать электроэнергию как гарантирующим поставщикам, так и потребителям по прямым договорам. Продажа гарантирующему поставщику осуществляется по цене, устанавливаемой региональным регулятором, но не выше стоимости электроэнергии (мощности), приобретаемой гарантирующим поставщиком с оптового рынка. В данной схеме не обеспечи-
вается равноправная конкуренция малой генерации с развитием «большой» тепловой генерации, поскольку стоимость электрической энергии объекта МГ, поставляемой на розничный рынок в данный год, фактически сравнивается со складывающейся в данном году средневзвешенной ценой поставки мощности и электроэнергии с ФОРЭМ, формируемой преимущественно ценами на мощность и электроэнергию существующих генераторов в соответствующей ценовой зоне и лишь частично - ценами на мощность и электроэнергию вновь сооружаемых новых ГЭС, АЭС и ТЭС в зонах свободного перетока мощности, где размещаются объекты МГ.
При указанном подходе существенно занижается экономическая эффективность ввода объектов МГ, поскольку в действительности последние вытесняют мощность новой тепловой генерации - победителей конкурсов на поставку мощности в долгосрочном рынке мощности. Соответственно затраты на поставку мощности и электроэнергии от объектов МГ на розничный рынок должны сравниваться с аналогичными затратами на поставку мощности и электроэнергии на оптовый рынок от объектов новой, тепловой, генерации. Для иллюстрации можно указать, что по результатам проведенного системным оператором конкурса на поставку мощности на оптовый рынок в 2011 г. цена 1 кВт поставляемой мощности составила в европейской части порядка 118 тыс. руб./мес. В то же время цена поставки 1 кВт мощности от новой генерации на долгосрочном рынке мощности в европейской части от ТЭС на газе составляет 500-700 тыс. руб./мес., на угле - 1000-1200 руб./мес.
Значительные перспективы развития малой генерации также связаны с реконструкцией существующих котельных. До 50 % газа в стране сжигается муниципальными котельными без когенерации [4]. Реконструкция существующих котельных, как правило, проводится с использованием средств бюджетов субъектов РФ и бюджетов муниципальных образований. Использование бюджетных средств при реконструкции существующих котельных, направленной на ограничение роста тарифов на теп-
ловую энергию и обеспечение надежности теплоснабжения жилищно-коммунальной сферы, позволяет существенно повысить эффективность привлечения средств с использованием механизмов частно-государственного партнерства частных инвестиций для реализации проектов мини-ТЭЦ как за счет снижения затрат на приобретение электроэнергии с розничного рынка для электроснабжения собственных нужд, так и за счет поставок избытков электроэнергии и мощности на розничный рынок. Для реализации указанных проектов реконструкции необходимы методические рекомендации Минрегионразвития по оценке эффективности инвестпроектов, содержащие принципы разделения эффекта теплофикации при установлении цен (тарифов) электро- и теплоэнергию, поставляемых от мини-ТЭЦ.
В результате ввода объектов малой распределенной генерации достигаются следующие эффекты:
- снижение стоимости потерь электроэнергии при передаче на большие расстояния;
- увеличение энергетической эффективности энергетического производства;
- диверсификация топливно-энергетического баланса за счет увеличения доли местных и альтернативных источников энергетических ресурсов (биотоплива, торфа, возобновляемых источников энергии), что влечет за собой более рациональное использование стратегического ресурса - углеводородного сырья;
- более надежное энергоснабжение потребителей (особенно отдаленных районов);
- сдерживание роста тарифов на электро-и теплоэнергию за счет использования для их производства местных видов топлива;
- снижение себестоимости производимой продукции промышленных предприятий за счет собственной, более дешевой, генерации энергий;
- уменьшение негативного воздействия на окружающую среду за счет применения ВИЭ.
Важнейшим условием развития малой энергетики является создание рыночных механизмов, их выход и функционирование на рынках электроэнергии и мощности, что отсутствует в настоящее время. При установлении конку-
рентной цены поставки мощности и электроэнергии от объекта МГ на розничные рынки регулирующим органам необходимо учитывать:
- эффект снижения потерь в сетях ФСК и территориальных сетевых компаний;
- возможность снижения затрат на развитие распределительных сетей 106-110 кВ при сооружении объектов МГ в узлах, где существуют сетевые ограничения по технологическому присоединению потребителей;
- эффект от снижения общей потребности энергосистем в аварийном резерве при вводе объектов МГ и вытеснении мощности крупных энергоблоков на ТЭС и АЭС.
Необходима разработка или изменение нормативных документов, регламентирующих следующее:
- условия эффективности выхода объектов малой распределенной энергетики на региональные розничные рынки электроэнергии и мощности, учитывающих возможности поставки на розничный рынок мощности от объектов малой генерации по ценам, соответствующим ценам на поставку мощности на оптовый рынок в соответствующей зоне от объектов новой, тепловой, генерации, отобранной по конкурсам на долгосрочном рынке мощности, а также учитывающих снижение затрат на развитие региональных распределительных электрических сетей при вводе объектов малой генерации;
- возможность финансирования из бюджетов субъектов РФ развития малой распределенной энергетики, в частности при реконструкции действующих котельных и создании на их базе мини-ТЭЦ с использованием механизмов частно-государственного партнерства;
- приоритетное выделение лимитов газа на развитие малой когенерации;
- установление целевых надбавок к цене поставки электроэнергии на розничные рынки от объектов малой генерации в случаях использования при сооружении указанных объектов местных видов топлива;
- технические требования к установкам малого генерирующего оборудования, работающего в параллельном режиме с ЕЭС России и региональными энергосистемами;
- недискриминационный порядок оплаты потребителями резервных поставок мощности электроэнергии с розничного рынка, необходимых в случае аварийного выхода из строя оборудования на собственных источниках электрической энергии.
В целом, с учетом изложенных факторов, необходимы утвержденные Федеральной службой по тарифам методические рекомендации по оценке эффективности выхода объектов МГ на розничные рынки электроэнергии, которые должны использоваться региональными регулирующими органами при принятии решений о включении мощности и выработки в энергобалансы регионального розничного рынка на основе следующих положений:
- расчетная цена отпуска электроэнергии от объекта МГ (с учетом мощностной составляющей и регламентации минимальной нормы рентабельности инвестиций в объект МГ) должна быть ниже цены поставки электроэнергии на оптовый рынок от замыкающего объекта тепловой генерации, тип, удельные капиталовложения и вид топлива для которого должны быть регламентированы по зонам рынка;
- при расчете цены отпуска электроэнергии от объекта МГ должны дополнительно учитываться эффекты снижения потерь в сетях, экономии затрат на развитие распределительных электрических сетей и снижения затрат на создание общесистемного резерва в ЕЭС и ОЭС страны в соответствии с рекомендациями, регламентирующими методы оценки и учета отдельных видов эффектов.
Для стимулирования развития малой энергетики также целесообразно внесение изменений в Федеральный закон «Об электроэнергетике», позволяющих территориальным сетевым компаниям совмещать деятельность по производству и передаче электроэнергии, что дало бы сетевым компаниям право участвовать в сооружении объектов МГ, привлекая инвестиционные ресурсы за счет платы за технологическое присоединение потребителей к шинам объектов МГ. Данный подход существенно ускорит решение вопросов присоединения объектов МГ к сетям и обеспечит оперативное технологическое присоединение потребителей в зонах с дефицитом мощности и ограничениями по пропускной способности электрических сетей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2010 г. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://soups. ru/fileadmin/files/company/reports/disclosure/2011/ues_re p_2010.pdf (дата обращения: 10.01.2012). - (Систем. требования: Adobe Acrobat Reader).
2. Доржинкевич, С.И. Важен разумный баланс [Текст] / С.И. Доржинкевич // ТЭК. Стратегия развития. - 2011. - № 2.
3. Энергоснабжение малых отдаленных поселков за счет энергии ВИЭ [Электронный ресурс] // Развитие малой распределенной энергетики в России: матер. Первой Всерос. конф., Москва, 28 сентября 2011 г. / Агентство по прогнозированию балансов в электроэнергетике. - Режим доступа: http://www. e-apbe.ru/lib-rary/2011_09_28_conference/Nitol.pdf (дата обращения: 08.02.2012). - (Систем. требования: Adobe Acrobat Reader).
4. Основные направления повышения энергетической эффективности региональных энергетических систем путем внедрения объектов распределенной энергетики, в том числе функционирующих в режиме комби-
нированной выработки тепла и электрической энергии [Текст] : стенограмма «круглого стола» Комитета Государственной думы по энергетике, 24 марта 2011 г.
5. Об утверждении Энергетической стратегии России на период до 2030 года [Текст] : Распоряж. Правит. РФ № 1715-р от 13.11.2009 г.
6. Федеральная служба государственной статистики [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http//www. gks.ru/
7. О Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года [Текст] : Распоряж. Правит. РФ № 1662-р от 17.11.2008 г.
8. Михайлов, А. Автономное или централизованное электроснабжение? Границы экономической эффективности [Текст] / А. Михайлов, Г. Сухарь // Новости электротехники. - 2006. - № 2(38).
9. Глухов, В.В. Принципы Smart Grid в энергетической инфраструктуре города [Текст] / В.В. Глухов, В.В. Скворцов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Серия «Экономические науки». - 2010. - № 6.
