“Солнечные” перспективы энергогенерации

Сегодня самым очевидным и важным показателем состояния экономики любой страны является надежность энергообеспечения. И понятие “энергетическая политика” уже не требует дополнительных пояснений. В Украине от результативности этой политики напрямую зависит состояние отечественного топливно-энергетического комплекса (ТЭК).

Мир стремительно изменяется, выходит на новые технологические орбиты, и в ближайшие двадцать лет украинскому энергокомплексу для нормального развития понадобятся десятки миллиардов долларов. Безусловно, идет настойчивый поиск путей привлечения необходимых средств. Для этого проводятся структурные реформы, меняется форма собственности, используется опыт западных стран, применяются различные модели и схемы реформирования и регулирования энергетических рынков. Но задачи повышения эффективности энергорынков до сих пор не решены.

Говоря о развитии отечественной электроэнергетики, как и смежных отраслей, в частности энергомашиностроения, необходимо прежде всего оценить свои возможности и потребности. Взвешенно, без политической подоплеки ответить на вопросы: сможет ли рынок обеспечить должное развитие и структуру энергогенерирующих и энергопередающих мощностей; не несут ли либерализационные процессы на рынке электроэнергии угрозу энергобезопасности государства и надежности объединенной энергосистемы; будут ли экономические действия субъектов рынка оптимальными для экономики и страны в целом; какие структурно-институциональные условия и форма отношений собственности необходимы для привлечения значительных инвестиций в новые объекты электроэнергетического сектора; что требуется изменить для использования в полной мере потенциала международных отношений в электроэнергетической сфере?

Дорожная карта

В июле 2010 года Международное энергетическое агентство опубликовало обновленную дорожную карту развития технологий энергогенерации “Перспективы энергетических технологий-2010”. Это сценарный анализ ключевых технологий производства и потребления энергии на следующие 50 лет. Основной акцент данной концепции — обеспечение разумного, природоохранного (экологичного) и конкурентного развития энергетики. Определяющими при выборе технологий энергогенерации являются эффективность, степень влияния на окружающую среду, капитальные и эксплуатационные затраты.

Энергетическая стратегия Украины на период до 2030 года (далее — стратегия) стала первым национальным документом, содержащим прогнозы структуры производства электроэнергии, планы внедрения более эффективного и современного энергогенерирующего оборудования, а также перспективные показатели топливоиспользования энергогенерацией.

Возможный дефицит энергогенерирующих мощностей планируется ликвидировать за счет строительства новых атомных энергоблоков (в первую очередь, третьего и четвертого блоков на Хмельницкой АЭС).

Не утихают и дискуссии о значимости возобновляемой энергетики в структуре украинского энергобаланса, особенно в свете готовящегося к реализации Национального проекта “Энергия природы”. Нередко в научных и политических кругах звучат диаметрально противоположные мнения о целесообразности, возможностях и масштабах строительства и эксплуатации объектов возобновляемой энергетики — от излишне пессимистических до фантастических.

Создавая “электроэнергетику будущего”, необходимо сравнить стоимостные характеристики, затраты и прибыли, оценить перспективы формирования необходимой структуры энергогенерации из разных источников. Попытаемся посмотреть на ситуацию объективно.

Без розовых очков

На первый взгляд, Украина номинально обладает значительными избыточными мощностями для производства электроэнергии. Но неотвратимость исчерпания эксплуатационного ресурса генерирующих мощностей, а также ежегодный рост электропотребления убеждают в необходимости наращивать энергогенерирующую составляющую национальной энергосистемы. При формировании перспективного баланса генерирующих мощностей следует учитывать не только зависимость от топливного и стоимостного балансов, но и маневренные характеристики энергосистемы, а также предусматривать необходимость создания надлежащего резерва мощностей. Последнее особенно актуально для поддержания интеграционного курса Украины на вхождение в наднациональные и общеевропейские энергообъединения.

К сожалению, темпы обновления мощностей уже сейчас отстают от задекларированных в той же стратегии.

Учитывая реальное состояние электроэнергетического сектора Украины, а также ознакомившись с несколькими смоделированными вариантами его развития, добавим реалистичности существующим программным и прогнозным документам в энергосфере и приведем показатели базового и альтернативных сценариев. Прогнозные расчеты выполнены с помощью модели оптимизации энергетических потоков TIMES-Украина, разработанной в Институте экономики и прогнозирования НАН Украины (см. табл. 1).

В модели при расчетах базового сценария приняты следующие допущения:

— условия базового сценария достаточно консервативны, не предполагают кардинального изменения технологического устройства экономики и ориентированы на продление сроков эксплуатации действующих мощностей с некоторым улучшением их технических характеристик, что с учетом экономического состояния более вероятно. За счет амортизации и выведения из эксплуатации части старых мощностей допускается некоторая диверсификация энергетических потоков путем внедрения новых либо улучшенных технологий;

— в прогнозном периоде ТЭС будут использовать в основном угольные энерготехнологии. Общая мощность новых энергоблоков составит около 5 ГВт;

— за счет развития большой гидроэнергетики ее установленная мощность может достичь около 7 ГВт, т.е. прирост составит 2,5—3 ГВт;

— в атомной энергетике предусматривается продление сроков эксплуатации действующих энергоблоков, завершение к 2018-му и 2020 году, соответственно, строительства двух новых энергоблоков Хмельницкой АЭС общей мощностью 2 ГВт;

— к 2030 году мощность солнечных агрегатов составит не более 300 МВт, ветроэнергетики — не более 2 ГВт, электроэнергетики на биомассе — не более 100 МВт, геотермальных установок для производства электроэнергии — не более 200 МВт.

Но даже с учетом консервативности исходных предпосылок базового сценария можно говорить лишь о несколько большей степени реалистичности его реализации. Весьма противоречивы и неиспробованы необходимые системные механизмы и стимулы, особенно либеральные, рыночные.

Рынок не всесилен

Опыт США и стран ЕС свидетельствует, что либерализация электроэнергетических рынков не предполагает четких параметров по оптимальному количеству и структуре энергогенерирующих мощностей, отвечающих требованиям надежности и обеспечивающих резерв мощности в энергосистеме. Это не единственный пример несовершенства и недостаточности рыночных механизмов. Рост цен на электроэнергию, а также усложнение режимов энергоснабжения и энергопотребления не способствуют притоку инвестиций до необходимого уровня. Во многих европейских странах возникли сложности с инвестициями, прежде всего для создания резерва мощности. В докризисный период в Испании, вопреки общему росту установленной мощности на 8%, реальный резерв уменьшился на 4%. Великобритания нарастила мощности на 13%, что позволило увеличить резерв только на 1%, а Ирландия — на 36 и 21%, соответственно. В результате в странах Европы разница между фактическими и нормативными резервами мощности может сократиться до 15% от нормативных, а общий дефицит достичь 6,7 ГВт, что увеличит потребности в импорте электроэнергии.

Интеграционные стремления и амбициозные планы Украины обязывают учитывать мировую практику. Для нас привычна государственная монополия, а в условиях либерализации энергетических рынков и передачи большинства энергоактивов в частную собственность регуляторная роль государства ослабевает. Контроль за эффективностью и надежностью их функционирования постепенно переходит к неправительственным организациям.

Примером этого является создание Европейского энергетического сообщества, сформированного на основе субъектов рынков электроэнергии и газа стран Юго-Восточной Европы. Его цель — увеличение инвестиций в энергомощности, повышение надежности энергопоставок посредством внедрения норм и стандартов энергополитики ЕС. С другой стороны, эффект “пула” (перераспределение нагрузок между энергосистемами стран — членов сообщества и сглаживание пиковых нагрузок) позволяет снизить потребность в инвестициях в секторе производства и передачи электроэнергии. Согласно “Исследованию инвестиций в энергогенерацию”, проведенному Всемирным банком, подобный эффект к 2018 году может составить 3 млрд. долл.

Другой пример. В 2008 году по поручению 42 компаний — операторов систем передачи электроэнергии из 34 европейских стран создана ассоциация “Европейская сеть операторов систем передачи электроэнергии” (ENTSO-E). Цель ее деятельности — укрепление сотрудничества на европейском рынке электроэнергии в сфере технического развития, координации систем управления и согласованности концепций деятельности операторов сетей, устранения технических проблем, обеспечение надежного функционирования электросетей.

Безусловно, вступление Украины в Европейское энергетическое сообщество и курс на присоединение к ENTSO-E повысит эффективность и надежность функционирования отечественных энергорынков. Благоприятные перемены ожидаются в результате внедрения более прозрачных и совершенных правил игры, повышения эффективности работы и инвестиционной привлекательности субъектов рыночной деятельности, открытия европейского рынка электроэнергии для импорта дополнительных объемов электроэнергии.

В условиях задекларированного разгосударствления топливно-энергетического комплекса выбор энерготехнологий в Украине будет определяться экономической целесообразностью, технической возможностью и экологическими требованиями. Экономическая целесообразность просчитывается путем сравнения удельных капитальных и эксплуатационных затрат, затрат на топливо и резервирование, а также стоимости обеспечения экологических требований.

Заметим, что мировые приоритеты развития отдельных энерготехнологий (своеобразная мода на производство какого-либо вида энергии) не предопределяют выбор нашей страны. Так, рынок квот выбросов парниковых газов в Украине пока существенно не влияет на тенденции развития электроэнергетики, в то время как в странах ОЭСР это один из мощных стимулов для сокращения потребления углеродноинтенсивных видов топлива и утилизации выбросов двуокиси углерода.

Однако в скором времени картина может измениться из-за обязательств, взятых Украиной при интеграции в международные объединения в энергосфере, особенно с учетом готовящегося плана имплементации Директивы 2001/77/ЕС о содействии использованию энергии, произведенной из возобновляемых источников, на внутреннем рынке электроэнергии, а также обязательства по имплементации до 2018 года Директивы 2001/80/ЕС об установлении предельного уровня выбросов некоторых загрязняющих веществ в атмосферу крупными установками сжигания, непосредственно касающейся тепловой энергетики.

Потребность в значительном начальном капитале и высокая стоимость кредитов в Украине тормозят инвестиционные возможности даже крупных энергокомпаний при строительстве больших объектов энергетики или комплексной их реконструкции. А многие виды альтернативной энергетики почти не развиваются без госдотаций, льгот и “зеленого” тарифа.

Базовые характеристики конкурентоспособности

Сравним стоимостные характеристики энергогенерирующих технологий (см. табл. 2). Сравнение капитальных затрат и себестоимости электроэнергии при современных ценах на топливо позволяет сделать вывод, что среди традиционных энерготехнологий наиболее перспективными являются экологически чистые угольные и газотурбинные технологии с высокими маневренными характеристиками. Также оправдывают себя мероприятия, направленные на продление эксплуатации АЭС и повышение энергоэффективности. Оценивая стоимость электроэнергии атомных электростанций, важно учитывать значительные затраты на выведение их из эксплуатации.

Стоимостные характеристики электроэнергии из некоторых возобновляемых источников (электростанции на биомассе, ветровые электростанции (ВЭС) и малые ГЭС) соизмеримы с установками для традиционной электроэнергетики. Также необходимо учесть, что подавляющее большинство нетрадиционных энерготехнологий на начальном этапе своего развития весьма затратны. По мнению экспертов и с учетом зарубежного опыта, до 2020-го вполне возможно достичь величины капитальных затрат на киловатт мощности солнечных электростанций в 1000 долл.

Однако строительство низкоманевренных мощностей и мощностей с малым коэффициентом использования из-за их технологической специфики (ветро- и солнечные электростанции) требует дополнительных аккумулирующих и резервных мощностей, а это существенно увеличивает стоимость таких источников энергии.

Стоимостные характеристики замещаемой электроэнергии убеждают в конкурентоспособности этого сегмента производства энергии по сравнению с внедрением новых технологий энергопроизводства. Важно отметить, что наряду с общей тенденцией уменьшения энергоемкости экономики Украины эффективность преобразования первичной энергии (в том числе производства электрической и тепловой энергии) растет медленнее, чем эффективность ее потребления. А ведь в условиях роста цен на импортируемые энергоресурсы и усиления экстенсивного компонента сырьевой базы ТЭК, при низкой эффективности использования энергоресурсов во всех звеньях энергетической цепочки, инвестиции в энергопроизводство будут обеспечивать все меньшую отдачу. В таких условиях выгодней вкладывать деньги в повышение эффективности использования энергии (избежание потерь, энергосбережение, что обусловит уменьшение спроса на энергию).

Сегодня в странах Европы инвестиционная привлекательность проектов в сфере энергоэффективности зачастую выше, чем в сфере энергогенерации. Даже в России (где при наличии собственной сырьевой базы ТЭК — на инвестиционном поле пока все наоборот) сделана ставка на энергоэффективность. В частности, в проекте концепции комплексного энергетического развития до 2020 года, разработанном ОАО “ВНИПИэнергопром” потенциал высвобождаемой в результате экономии пиковой электрической мощности оценивается в 13 ГВт. При этом оптимизация систем теплоснабжения позволит высвободить до 50 млн. тонн условного топлива, половины которого достаточно для обеспечения производства электроэнергии на ТЭЦ суммарной мощностью 30 ГВт.

“Серая” или “зеленая”?

Как правило, освоение возобновляемых источников энергии продвигается за счет инвестиционных средств частного капитала, но требует и государственной поддержки. В Украине это подтверждается динамикой количества предприятий, получивших разрешение на использование “зеленого” тарифа в Украине (см. рис. 1).

Ставка “зеленого” тарифа в Украине в целом значительно превышает затраты на производство электроэнергии из возобновляемых источников. Так, для энергии из биомассы на февраль 2011 года установлена ставка в размере 1,35 грн./кВт•час при ориентировочной себестоимости 0,59 грн./кВт•час, для малых ГЭС — 0,84 и 0,47 грн./кВт•час, соответственно. А для солнечной и ветровой электроэнергии создана зеленая улица: установлены тарифы в размере 5,05 и 1,23 грн./кВт•час при ориентировочной себестоимости 1,18 и 0,38 грн./кВт•час (соответственно, дают ощутимый стимул для развития этих видов энергопроизводства). В то же время нет отдельной категории “зеленого” тарифа для электроэнергии из биогаза. Согласно действующему законодательству Украины, биогаз к биомассе не относится, хотя во многих странах (в частности, в Японии и Германии) такому виду энергетики предоставляются преференции.

Практика введения “зеленого” тарифа и других преференций для рынка возобновляемой энергетики в Украине обусловила потребность расчета альтернативного базовому сценария модели TIMES-Украина. Такой альтернативный прогноз предусматривает использование части экономически целесообразного потенциала возобновляемых источников энергии (см. табл. 3). Авторами применены следующие основные сценарные допущения: установленная мощность малых ГЭС в Украине не превысит 2 ГВт; возможность достижения 1,5 ГВт мощности СЭС; в 2030 году установленная мощность ВЭС не превысит 5 ГВт; потенциал использования различных видов биомассы для производства электроэнергии составит около 5 млрд. кВт•час.

В соответствии с альтернативным сценарием развития доля возобновляемых источников, учитывая малые ГЭС, в производстве электроэнергии к 2030 году составит 6,7% (для сравнения: по базовому сценарию — 1,4%, базовому сценарию стратегии — 0,5%).

Роль электроэнергии, произведенной с использованием возобновляемых источников энергии, двояка. Например, электроэнергию ВЭС или малых ГЭС можно успешно продавать в сеть. А использование энергии биомассы и энергии солнца более целесообразно для удовлетворения локальных потребностей в электроэнергии, поскольку создание крупных генерирующих объектов на этих видах энергии не всегда оправданно с точки зрения их технических и стоимостных характеристик.

Таким образом, приходим к выводу, что в Украине пока нет оснований рассматривать нетрадиционные и возобновляемые источники энергии как существенную замену традиционным источникам энергии в электроэнергетическом балансе страны. Вместе с тем имеет смысл поддерживать и стимулировать использование такой энергии на региональном уровне, учитывая территориальные особенности и наличие местных ресурсов. Такое целенаправленное развитие региональной энергетики, а также должное внимание развитию традиционной энергетики и отечественного котло- и турбостроения вместе с повышением эффективности использования всех возможных источников энергии не только усилит полноту и надежность энергоснабжения, но и подготовит выход энергетической отрасли страны на новый виток развития.

Ульяна ПИСЬМЕННАЯ, Галина ТРИПОЛЬСКАЯ, Александр ДЯЧУК, Виктор ТОЧИЛИН, Роман ПОДОЛЕЦ