CC BY
26
УДК 504.062.2 М.А. Рыженков
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СТРАТЕГИИ ИНВЕСТИРОВАНИЯ В СОЗДАНИИ РЕГИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ СЕТЕВЫХ МОЩНОСТЕЙ НА БАЗЕ ВИЭ
В статье представлены способы выбора оптимальной стратегии инвестирования при создании региональной системы сетевых мощностей на базе ВИЭ
The paper represents ways of optimal investment strategy selection to create a regional power grip system based on renewable energy
Около 90% общего количества электроэнергии производится крупными тепловыми электростанциями, а также гидравлическими и атомными станциями, которые выдают электроэнергию в разветвленную электрическую систему, образованную мощными высоковольтными линиями электропередачи. При общей установленной мощности электростанций России в 220 ГВт около 68% приходится на тепловые электростанции, работающие на ископаемом органическом топливе. По результатам многочисленных исследований, запасы ископаемого топлива постепенно уменьшаются, что сопровождается увеличением темпов нарастания затрат на его добычу. Прогнозируемый рост стоимости топлива в обозримый промежуток времени приведет к резкому снижению эффективности традиционной энергетики, возрастанию тарифов на производимую энергию, увеличению затрат у ее потребителей и, как результат, к появлению серьезных экономических проблем у населения планеты. Кроме того, в свете перспектив использования органического топлива, безусловно, нельзя не учитывать и экологический фактор, значимость которого увеличивается с каждым годом. Загрязнение воздушного и водного бассейнов, кислотные дожди и парниковый эффект - далеко не полный перечень последствий негативного влияния на окружающую среду современной энергетики.
Для решения ресурсных и экологических проблем топливной энергетики многие государства пошли по пути применения экологически более чистых возобновляемых источников энергии (ВИЭ). В одном из прогнозных сценариев развития мировой энергетики, разработанном американской компанией «Shell international Petroleum», утверждается, что уже к 2020 г. за счет ВИЭ может быть удовлетворено до 12 % всех мировых потребностей в коммерческой энергии. В последующий период этот показатель может достичь 50 %, тогда как в настоящее время за счет ВИЭ покрывается примерно 2 % мировых потребностей в первичных энергоресурсах.
В связи с осознанием глобального риска, связанного с использованием атомной энергетики, особенно после крупной катастрофы в Японии на станции Фукусима, развитию возобновляемой энергетики будет уделяться все большее внимание
Постановка задачи выбора оптимальной стратегии инвестирования средств в создание региональной системы сетевых генерирующих мощностей на основе возобновляемых источников энергии. В энергодефицитных
регионах с достаточно высоким уровнем ветроэнергетического и биоэнергетического потенциала при наличии источников финансирования появляется возможность создания системы сетевых генерирующих мощностей, ориентированных на использование этих видов возобновляемых энергоресурсов.
Перед инвесторами и менеджерами проекта на стадии обоснования инвестиций в этом случае встает задача
выбора:
схемы размещения генерирующих мощностей на территории региона, способов генерации энергии в местах потенциального строительства, мощности станций и отдельных энергетических установок, характеристик энергетического и другого оборудования, видов и поставщиков топлива для тепловых электростанций, способов подключения к энергосистеме и локальным потребителям, видов средозащитных мероприятий,
обеспечивающих
максимум эффективности инвестирования средств
при наличии ограничений на
потребность в энергии в регионе, собственные и заемные финансовые средства, ветроэнергетические, биоэнергетические и другие ресурсы, на сроки окупаемости инвестиций, уровень негативного воздействия на окружающую среду в процессе строительства и эксплуатации энергетических объектов и некоторые другие технико-экономические и экологические показатели проекта.
Основы подхода к выбору оптимальной стратегии инвестирования средств в создание региональной системы сетевых генерирующих мощностей на базе возобновляемых источников энергии. Оптимальное решение задачи выбора стратегии инвестирования средств в развитие региональной энергосистемы с использованием возобновляемых источников энергии ищется на множестве доступных для инвестора инвестиционных возможностей, задаваемом системой ограничений на используемые ресурсы и другие технико-экономические и экологические показатели инвестиционного проекта. Характер и количество инвестиционных возможностей зависит от видов и количества потенциальных технических, организационных и финансовых способов реализации отдельных элементов проекта.
Оптимизационная модель. Сформированная с использованием введенных переменных система линейных ограничений, приведенная к каноническому виду, в матричной форме записывается как:
а , (Xтэс ^тэс Xтэс Xтэс хвэс ^вэс Xвэс Xвэс) — а
функционал - как:
¥ (Хтж /™ X 1эс Xтж Xвэс £вэс Xвэс Xвэс ) — у (Xтэс %тж X^ X 1эс Xвж £вж Xвж Xвж )
где ^ у\\тхп - матрица коэффициентов при переменных в ограничениях
модели; а - вектор ограничений; У - вектор коэффициентов функционала.
В качестве функционала при решении задачи выбора стратегии инвестирования выступает чистый дисконтированный доход от реализации проекта:
F_(^^^ z ^^^ jx^ тэс xx тэс x вэс z вэс ^^ вэс jj вэс )_
т R (Xmc Zтэс Xтэс Xтэс Xвэс Z вэс X вэс X вэс ) _ с (Xmc Z Хтэс jXвэс Z вэс X вэс j вэс )
S (1 + E)'
T K (X тэс Z тэс X тэс XXтэс хвэс Z вэс X вэс Xвэс )
S (1 + E)
где T - горизонт расчета; t- шаг горизонта расчета; E- норма дисконта; Rt - выручка от реализации выработанной энергии на t-м шаге горизонта расчета; Ct - операционные затраты (текущие затраты) на t-м шаге горизонта расчета; Kt- инвестиции (капитальные затраты) на t-м шаге горизонта расчета. Критерием выбора будет максимум чистого дисконтированного дохода.
Для решения оптимизационной задачи имеются эффективные программные продукты, например, программный комплекс XPRESS-MP британской фирмы Dash Optimization.
Укрупненная блочная структура математического описания задачи оптимизации схемы размещения новых генерирующих мощностей представлена ниже.
Возможность практической реализации. Учитывая тенденции структурных изменений в мировой энергетике, в Российской Федерации в ближайшие годы появиться необходимость в проектировании и строительстве новых крупных электрических станций, ориентированных на использование возобновляемых источников энергии. При создании соответствующих баз данных и системы актуализации информации конкретных задач инвестиционного проектирования, разработанные экономико-математические модели могут служить эффективным инструментом формирования схем размещения сетевых генерирующих мощностей на основе возобновляемых источников энергии, выбора оптимальной стратегии инвестирования средств в реализацию этих схем и планирования реализации проектов строительства энергетических объектов во времени. Для решения оптимизационных задач имеются эффективные программные продукты, реализующие методы линейного и частично целочисленного линейного программирования, например, программный комплекс XPRESS-MP британской фирмы Dash Optimization.
УДК 661.183:624.011.78
М. С. Садрудинов, В. Н. Клушин, В. М. Мухин1
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 1 ОАО «Электростальское НПО «Неорганика», г. Электросталь, Россия
СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕРМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ПРОДУКТОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ СТАДИЙ ПРОИЗВОДСТВА АКТИВНОГО УГЛЯ АГ-90 С ДОБАВКОЙ
ЭПОКСИКРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКОГО МОДИФИКАТОРА
Выполнена оценка влияния добавки продукта СЭДМ-3Р на термические характеристики продуктов формования сырцовых гранул, их карбонизации, обезлетучивания и активации. Показана ее роль в механизме образования этих продуктов.
