16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/teploenergetika/44/623561.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 05 (44) октябрь 2019 года

Системная проблема

Генерация/сети Подготовила Татьяна РЕЙТЕР 3
Алексей Домников, доктор экономических наук, профессор кафедры «Банковский и инвестиционный менеджмент» Уральского Федерального университета

Когенерационные источники энергии теряют эффективность из‑за ветхих теплосетей и устаревшего оборудования с низкой маневренностью.

Когенерация, обеспечивающая более низкую себестоимость тепла и электричества по сравнению с раздельными источниками, теряет свои позиции. По данным НП «Российское теплоснабжение», доля комбинированной выработки на тепловых электростанциях общего пользования за 25 лет снизилась на треть. О том, почему самый эффективный во всем мире метод генерации тепловой и электрической энергии оказывается невостребованным в современном российском ТЭКе, рассказывает доктор экономических наук, профессор кафедры «Банковский и инвестиционный менеджмент» Уральского Федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина Алексей Домников:

– Можно отметить несколько факторов, которые повлияли на сокращение отпуска энергии с комбинированных ТЭЦ. Один из них – развитие собственной генерации и котельных на промышленных предприятиях и частично в коммунально-бытовом секторе, что означает снижение поставок тепловой энергии и выработки электроэнергии на тепловом потреблении. Второе – большие потери при транспортировке тепловой энергии, которые снижают интерес к развитию централизованных систем когенерации энергии. Значительная часть ТЭЦ имеет неудовлетворительную структуру генерирующих мощностей и их высокий износ, приводящие к низкой маневренности. Генерирующие мощности в централизованной системе когенерации на 70 % – это источники паротурбинного типа с их низкой маневренностью при работе в энергосистеме, что снижает экономичность выработки энергии. Плюс частая работа паротурбинных ТЭЦ по конденсационному режиму, который экономически невыгоден.

– Какие факторы в наибольшей мере продолжают влиять на сокращение систем когенерации в топливно-энергетическом комплексе и в чем опасность таких изменений?

– Прежде всего, это хроническая изношенность теплотранспортных систем, которая все чаще заставляет потребителей обращать внимание на собственные источники теплоснабжения. Следует отметить также не в полной мере рациональную структуру генерирующих мощностей ТЭЦ, в основном из‑за большой доли традиционных паротурбинных ТЭЦ, лишающих электростанции гибкости при работе на энергетическом рынке. Отсюда сложность интеграции ТЭЦ в актуальную систему экономических отношений из‑за более высокой инвестиционной привлекательности маломощных децентрализованных установок теплоснабжения.

Централизованная система теплофикации зачастую проигрывает децентрализованной. Главная опасность заключается, по‑видимому, в снижении инвестиционной привлекательности, которая будет сдерживать процесс развития и снижения энергетической безопасности регионов. В этих условиях государство будет вынуждено обращать больше внимания на эту проблему и обеспечивать дополнительными ресурсами решение задач по нейтрализации кризисных ситуаций.


Основу для реализации этих конкурентных преимуществ когенерации представляют такие дополнительные эффекты, как:

– повышение надежности электроснабжения потребителей за счет более гибкого маневрирования резервами, сосредоточенными на отдельных когенерационных энергоисточниках;
– сокращение суммарного необходимого резерва мощностей;
– повышение качества энергии;
– обеспечение экономической целесообразности концентрации производства энергии путем увеличения единичной мощности когенерационных энергоисточников и установки на них более мощных современных когенерационных установок для усиления ограничивающего влияния ряда внешних факторов, в том числе условий резервирования;
– снижение общего (совмещенного) максимума нагрузки вследствие несовпадения суточных максимумов нагрузки отдельных районов, что ведет к снижению необходимой генерирующей мощности когенерационных энергоисточников;
– возможность задавать наиболее выгодные режимы работы для различных ТЭЦ и отдельных мощных когенерационных установок;
– повышение эффективности использования различных энергетических ресурсов за счет увеличения доли использования низкосортного твердого топлива;
– улучшение условий и экономических показателей когенерационных установок за счет обеспечения возможности их работы в основном по теплофикационному режиму;
– повышение эффективности за счет выработки электроэнергии по графику тепловых нагрузок.
Перечисленные эффекты позволяют достичь максимально возможной экономии капиталовложений и топлива, повысить производительность труда, снизить себестоимость энергии, увеличить прибыль и повысить рентабельность когенерационных энергоисточников, которые можно считать главными конкурентными преимуществами централизованной системы когенерации энергии.



– В чем, тем не менее, состоят конкурентные преимущества совместной выработки электроэнергии и тепла? Есть мнение, что когенерация наиболее выгодна для стран с холодным климатом.

– К конкурентным преимуществам когенерации следует отнести экономию топлива и близость когенерационных энергоисточников к центрам электрических нагрузок, что повышает надежность энергоснабжения. С теоретической точки зрения, как известно, раздельное производство электрической и тепловой энергии в котельных и на конденсационных электростанциях приводит к общему перерасходу топлива по сравнению с совместной генерацией тепла и электричества. По разным оценкам, перерасход может составлять до 30‑35 %. Высокая энергетическая эффективность когенерации явно обнаруживается при условии наибольшей выработки электрической энергии на тепловом потреблении.

Когенерация, действительно, экономически более выгодна для территорий с холодным климатом, поскольку там имеется спрос на тепловую энергию в значительных объемах и другой альтернативы там нет. Подтверждением этого служит продолжительный отопительный период, который для большинства городов России, расположенных в средней полосе, составляет в среднем 5500 ч / год, а в северных районах около 6000 ч / год. Это повышает коэффициент использования установленной мощности когенерационных энергоисточников до 70 % и делает такого типа энергоисточники эффективными за счет продолжительной работы на тепловом потреблении.

– В какой мере преимущества когенерации сохраняются в условиях распределенной энергетики, небольших изолированных территорий, отдельных предприятий?

– Все вышеперечисленные преимущества когенерации в условиях развития распределенной системы энергоснабжения никто не отменял. Но в данном случае речь может идти, скорее, об обострении конкуренции между централизованной и распределенной системами, что само по себе является положительным фактом. Выбор потребителем наиболее приемлемого варианта развития, как правило, связан с экономической целесообразностью. На небольших изолированных территориях и отдельных предприятиях возможно использование маломощных когенерационных установок (до 25‑50 МВт): это газотурбинные установки, паросиловые установки с противодавлением.

Следует отметить, что при рациональном соотношении централизованная и распределенная системы когенерации энергии могут взаимно дополнять друг друга. Это позволяет создать достаточно гибкую территориальную систему генерации энергии которая будет способна надежно обеспечивать потребителей электрической и тепловой энергией, и успешно конкурировать с энергоисточниками, осуществляющими раздельную генерацию энергии за счет реализации конкурентных преимуществ.

– В вашей монографии развитие когенерации рассматривается как антикризисная мера, позволяющая сдерживать рост тарифов на тепло и электроэнергию. Означает ли это, что для генерирующих компаний когенерация может не представлять большого интереса, так как не предполагает быстрой окупаемости инвестиций в новое оборудование и модернизацию?

– За счет энергетических преимуществ когенерации оказывается возможным на тепловом потреблении вырабатывать как электрическую, так и тепловую энергию с относительно низкой себестоимостью по сравнению с раздельной выработкой. По электрической энергии, оценочно, на 20‑30 %, а по тепловой на 40‑60 %.
Относительно низкая окупаемость инвестиций связана не столько с тарификацией, сколько со спецификой рынка тепловой энергии, а он ухудшает финансовые показатели в основном из‑за высокой дебиторской задолженности и состояния тепловых сетей.

Однако проекты когенерации, которые реализуют промышленные предприятия по программам развития собственной генерации, в целом приводят к экономии затрат на энергоресурсы, что в дальнейшем положительно сказывается на конкурентных преимуществах их продукции.

– Вы предложили собственную методику оценки экономической эффективности инвестпроектов по развитию когенерационных источников энергии. Пожалуйста, расскажите, в чем новизна этой методики?

– Методика оценки экономической эффективности инвестиционных проектов по развитию когенерационных энергоисточников предполагает комплексную диагностику рисков, влияющих на перспективы энергобизнеса на рынках электрической и тепловой энергии.



Методика содержит системное изучение уровня рисков на различных стадиях реализации инвестиционного проекта в сфере когенерации. С использованием методов нечетких множеств и экономической эффективности инвестиций проводится многокритериальная оптимизация структуры энергогенерирующих мощностей и топливопотребления в энергогенерирующей компании. Это позволяет сделать выбор наиболее конкурентоспособных вариантов развития когенерационных источников различных типов и мощностей, адаптированных к условиям несовершенного энергорынка.


ЕС выигрывает от роста когенерации

Когенерация продолжает вносить существенный вклад в достижение целей Евросоюза в области энергетики и климата. На пути к углеродно-нейтральной экономике к 2050 году когенерация является одним из ключевых решений.

Европейская комиссия опубликовала 18 июля 2019 года национальную энергетическую статистику, включая общеевропейские и национальные данные о когенерации за 2017 год. В Евросоюзе когенерация выросла по сравнению с предыдущим годом на 3,3 % по выработке электроэнергии и на 1,7 % в установленной электрической мощности, достигнув 371,7 ТВтч и 122 ГВт соответственно. Тепловая мощность и выработка тепла увеличились за этот период на 4,6 % и 2,4 % соответственно.
Что касается состава топлива для когенерации, то рост доли возобновляемой когенерации составил 4,9 процентных пункта. Доля когенерации, основанной на ВИЭ и отходах, составляет 27,9 % в общем объеме подачи топлива в когенерационные установки. Евростат сообщает о росте выработки в 2016‑2017 годах в ключевых странах ЕС: Германии (7,3 %), Франции (11 %), Испании (4,6 %), Италии (1,1 %), Бельгии (2,5 %) и Великобритании (9 %).

Рост когенерации ведет к таким ключевым преимуществам, как экономия энергии, сокращение выбросов углерода, повышение конкурентоспособности промышленности, увеличение количества рабочих мест. Когенерация обеспечивает около 630 ТВт-ч экономии первичной энергии и 280 млн тонн сокращения выбросов CO2, что эквивалентно сокращению 61 млн автомобилей на дорогах ЕС.

Вклад когенерации в достижение целей энергоэффективности и парниковых газов на 2020 год оценивается в 15 % и 24 %, соответственно. Чтобы обеспечить планируемое сокращение выбросов парниковых газов к 2030 году, страны ЕС должны будут уделять первоочередное внимание энергоэффективности в своих национальных климатических и энергетических планах, в том числе учитывать потенциал когенерации, доля которой в общем производстве электроэнергии оценивается в 20 %.

(По данным COGEN Europe)



На основе методов бизнес-планирования предполагается построить модель новой стратегической архитектуры энергобизнеса в сфере когенерации энергии. Это позволяет сформировать совокупность базовых условий построения стратегии наращивания конкурентных преимуществ энергогенерирующих компаний, определяющей специфический контур развития энергобизнеса в существующих экономических условиях, а также определить направление развертывания инвестиционного процесса. Этот процесс должен обеспечить достижение стратегических приоритетов развития конкурентных преимуществ энергогенерирующих компаний за счет масштабного технологического обновления, основанного на повышении эффективности, надежности и маневренности когенерационного оборудования.

Прикладная значимость методики определяется возможностью использования разработанных научно-методических основ исследования закономерностей конкурентного развития когенерационных систем для принятия управленческих воздействий по повышению эффективности и надежности энергоснабжения в условиях повышенных экономических рисков.

– Почему так важно одновременно с вложениями в когенерационные источники инвестировать в модернизацию тепловых сетей?

– Наличие старых тепловых сетей сводит на нет эффект когенерации, поэтому в централизованной системе теплопроводная система должна модернизироваться в приоритетном порядке.

– Был ли испытан на практике предлагаемый метод?

- В качестве апробации предложенного методического подхода на основе анализа отчетности, характеризующей экономическое состояние региона и развитие энергогенерирующей компании, было проведено ранжирование инвестиционных рисков ПАО «Т Плюс».

Исследования показали, что самым значительным риском, связанным со снижением конкурентоспособности энергогенерирующей компании, является состояние тепловых сетей, требующих постоянного ремонта. На рост потерь в электрических сетях влияет фактор надежности энергетического оборудования, который отражается на показателях готовности энергоисточника к покрытию нагрузки. А одной из главных причин высоких потерь в электрических сетях – ухудшение характеристик электросетевого оборудования из‑за повышенного износа. При этом увеличение доли потребителей низкого и среднего напряжения ведет к потерям в электросетях и приводит к изменению характера графиков нагрузок, что ухудшает показатели эффективности использования когенерационного оборудования на теплоэлектроцентралях.

Установлено, что развитие системы децентрализованного теплоснабжения приводит к усилению конкуренции и сокращению доли энергогенерирующей компании на рынке тепловой энергии. Это в дальнейшем ухудшает технико-экономические показатели когенерационных установок, а также приводит к более высокому совокупному расходу топлива и повышению затрат.

Существенным фактором повышения конкурентоспособности энергогенерирующей компании является повышение установленной мощности ТЭЦ, но это требует дополнительных инвестиций. Следует отметить, что во многом на снижение уровня конкурентоспособности влияет режим эксплуатации когенерационных установок, зачастую весьма далекий от оптимальных значений. Кроме этого, важным обстоятельством является и тот факт, что практически не осуществляется оптимизация топливных режимов и диверсификация видов используемого топлива (там, где это необходимо).

Очевидно, что важным препятствием на пути повышения уровня конкурентоспособности бизнес-единиц энергогенерирующей компании является проблема, связанная с улучшением финансовых показателей, главным образом по причине высокой дебиторской задолженности потребителей. Этот фактор существенно влияет на инвестиционную привлекательность и выбор вариантов финансирования инвестиций в энергокомпанию.
Полученные результаты в целом характеризуют уровень опасности инвестиционных рисков. Как результат, наиболее опасными являются экзогенный риск, связанный с распространением децентрализованных систем в Свердловской области, а также эндогенный риск, определяющий рост зависимости ПАО «Т Плюс» от импортного оборудования. Уровень влияния каждого из этих рисков на энергогенерирующую компанию ПАО «Т Плюс» был определен как критический.

– Каково ваше мнение по поводу перспектив когенерации в нашей стране?

– Считаю, что развитие когенерации должно идти с использованием ПГУ-ТЭЦ и ГТУ-ТЭЦ, которые наиболее приспособлены к рыночным условиям и имеют высокие показатели энергоэффективности и маневренности. В нашей стране других значимых альтернатив когенерации нет. Будут параллельно развиваться, как централизованная, так и распределенная системы когенерации, взаимно дополняя друг друга. Тем более, отказаться от сложившаяся в советские времена системы теплоснабжения не получится, поскольку она вписывается в существующие городские районы, для которых и проектировалась. В этих условиях прежде всего необходима серьезная модернизация тепловых сетей.

– Что можно сказать о зарубежном опыте использования когенерации?

– В последние годы мировые приоритеты меняются в пользу мини- и микро-ТЭС. Причем практика использования когенерации в городских энергосистемах малых теплоэлектростанций получает все большее распространение.


Когенерация в России

Сегодня 528 тепловых электростанций, имеющих теплофикационное оборудование, вырабатывают 470 млн Гкал тепловой энергии в год, что составляет 36 % от общего объема централизованного теплоснабжения. Остальное тепло поставляется от 96 тысяч отопительных и производственно-отопительных котельных средней мощностью 4 Гкал / ч и средним КПД, равным всего 75 %.

Даже ввод современных ПГУ блоков не позволил российской энергетике достичь уровня 1994 года по величине коэффициента полезного использования (КИТ) энергии топлива на тепловых электростанциях страны (57 % в 1994 году против 54 % в 2014 г.). В то же время именно ТЭЦ, имеющие КИТ на уровне от 58 до 67 %, обеспечивают общую энергоэффективность тепловых электростанций. КИТ наиболее распространенного паротурбинного оборудования без теплофикации составляет от 24 до 40 %, что минимум в два раза ниже, чем в чисто теплофикационном режиме работы самой худшей ТЭЦ.

Когенерация оказалась сегодня самым «запущенным» сектором в объединенной энергосистеме России. Значительная часть ТЭЦ хронически убыточны, и крупные энергокомпании стараются избавиться от них. Существенная часть генерирующего оборудования, выводимого с рынка по процедурам конкурентного отбора мощности (КОМ), также сосредоточена на ТЭЦ, а строящиеся по ДПМ энергоблоки в основном работают без отпуска тепловой энергии.

Одновременно, вне единой энергосистемы, потребители в возрастающих объемах строят для собственных нужд ТЭЦ с характеристиками, существенно более низкими, чем у оборудования, выводимого по КОМ. Существует опасность, что с рынка постепенно уйдет большая часть крупных потребителей электроэнергии, что приведет к росту тарифной нагрузки для социального сектора.
Получилась парадоксальная ситуация: на рынке генераторов ОРЭМ, где потребителя заменяют регуляторы (Совет рынка, Системный оператор, ФАС, Минэнерго), ТЭЦ оказались невостребованы, а сами потребители на рынке доступных технологий выбирают когенерацию.
(«Стратегия развития теплоснабжения и когенерации 

в Российской Федерации на период до 2025 года». Разработчики: НП «Энергоэффективный город», НП «Российское теплоснабжение, Профессиональный энергетический клуб)



В европейских странах пришли к осознанию двойной выгоды от когенерации. С экономической точки зрения – это надежность энергоснабжения, рациональное использование энергии, экономия первичной энергии. С точки зрения охраны окружающей среды – это сокращение выбросов углекислого газа, выполнение обязательств в рамках Киотского протокола по изменению климата.

В 2018 году в странах Евросоюза около 20 % электроэнергии было получено методом когенерации. В Дании, Финляндии и Нидерландах показатель распространения когенерации на рынке является наивысшим, составляя 58 % от общего объема производства электроэнергии, хотя, во Ирландии, Франции, Греции когенерация играет второстепенную роль, составляя около 5 % от общего объема производства. В Германии, например, поставили цель удвоить производство электроэнергии ТЭС с 13 % от общей в стране до 25 % к 2022 году. Отмечается поддержка когенерации в Великобритании. Там для достижения 60 % сокращения выбросов углекислого газа к 2050 году правительство поощряет когенерацию через финансовые стимулы и грантовую поддержку.

В большинстве других стран Евросоюза применяют налоговые льготы для компаний, занимающихся внедрением когенерации. Следует отметить, что когенерация в европейских странах развивается не за счет внедрения крупных ТЭС, по типу российских, а за счет увеличения числа когенерационных мини- и микро-ТЭС.


Системная проблема

Отправить на Email

Похожие Свежие Популярные

Войти или Зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.