Оценка эффективности разработок и внедрения ВИЭ

В настоящее время существует значительное число различных методик рас­чета и показателей эффективности выработки энергии, в том числе при использо­вании экологически более «чистых» технологий ее производства, которые ис­пользуются разными субъектами рынка в странах ЕС.

В приложении М приведена сущность и методика расчета основных из них, предложенная Г.Б. Осадчим в статье «Составляющие экономической эффектив­ности использования энергетики возобновляемых источников энергии».

Экономические показатели определенных источников энергии определяют их выход на рынок. При оценке эффективности разработок в области ВИЭ целе­сообразно ориентировать как на исследования в данной области в целом по Евро­пе, так и конкретно на модель Green-x^[164].

Модель Green-x представляет собой базу данных по различным технологи­ям ВИЭ в ЕС. В ней содержится подробная информация по потенциалу и стоимо­сти технологий ВИЭ в странах Европы (капитальные вложения, эксплуатацион­ные расходы и затраты на производство).

Информация в данной модели по экономическим показателям и техниче­ским характеристикам для различных технологий ВИЭ основывается на длинном послужном списке европейских и глобальных исследований в этой актуальной области. С исторической точки зрения отправным пунктом для оценки средне­срочного реализуемого потенциала послужил Европейский союз формата 2001 года (ЕС-15), где соответствующие данные были получены по всем 15-ти странам, первоначально в 2001 году, которые были основаны на подробном анализе раз­личных литературных источников и материалов опытных специалистов. В после­дующем на основе исследования «Анализа развития возобновляемых источников энергии до 2020 года» (FORRES 2020)^[165] и других мер было проведено тщатель-

ное обновление данных, принимая во внимание последние события на рынках. Так периодически в ней обновляются данные.

Так, в 2009 году в ЕС было проведено фундаментальное исследование в об­ласти разработки технологий в странах ЕС. Были определены диапазоны стои­мостных и технических характеристик по различным видам ВИЭ.

Однако на начало 2014 года вышеуказанные диапазоны существенно изме­нились, следовательно, представляется актуальным проанализировать технологии ВИЭ в Европе по данным за 2009 год, так как эти данные более обширны и явля­ются последними подтвержденными Европейской Комиссией данными, и срав­нить динамку изменения их стоимости с 2009 по 2013 гг.

Технологии в области ВИЭ можно разделить по трем основным видам:

- станции / установки на базе ВИЭ для производства электроэнергии (Renewable energy source - Electricity (RES-E));

- станции / установки на базе ВИЭ для теплоснабжения (Renewable energy source-Heat (RES-H));

- станции / установки по производству биотоплива (Renewable energy source­Transport (RES-T)).

В таблице 7 приведены основные технико-экономические показатели био­установок для производства электроэнергии в 2009 году.

Таблица 7 - Основные технико-экономические показатели биоустановок для про­изводства электроэнергии

Продолжение таблицы 7

*с комбинированным производством тепла и электроэнергии

Источник: Доклад Европейской комиссии.

Как видно, затраты на биогазовые установки колебались от 1350 евро/кВт до 4525 евро/кВт. Стоимость установок на газе из органических отходов самая низкая (1350 евро/кВт- 2100 евро/кВт), а биогазовые сельскохозяйственные уста­новки являются самыми затратными в данной категории.

Затраты же средних и больших установок по переработке биомасс изменились ненамного и в настоящее время находятся в диапазоне от 2225 евро/кВт до 2995 евро/кВт. Инвестиции в установки комбинированного производства электроэнер­гии из тепла и биомассы (ТЭС на биомассе) как правило варьируются в большем диапазоне (2600 евро/кВт - 4375 евро/кВт) в связи с их небольшими размерами.

Среди всех биоустановок по производству электроэнергии самые высокие ин­вестиционные затраты приходятся на установки по производству энергии посред­ством сжигания отходов - от 5500 евро/кВт до 7125 евро/кВт. В свою очередь установки по производству энергии посредством сжигания отходов с комбиниро­ванным производством тепла и электроэнергии на 5 % дороже.

Инвестиционные затраты на геотермальные электростанции (таблица 8) со­ставляют от 2575 евро/кВт до 6750 евро/кВт. Наименьшие капитальные затраты, как правило, приходятся на крупные ГЭС.

Таблица 8 - Основные технико-экономические показатели геотермальных элек­тростанций и ГЭС

Market, 2011. URL: http//ec.europa.eu/energy/renewables/studies/doc/renewables/2011_financing renewable.pdf (дата обращения: 28.12.2014).

Рассматривая инвестиционные затраты на гидроэлектростанции, следует различать крупные и малые ГЭС. Необходимо отметить, что затраты зависят не только от их масштаба, но также от особых условий местности и требований, ко­торым они должны отвечать, например, согласно национальным / местным эколо­гическим стандартам и т.д. Это приводит к сравнительно широкому диапазону цен от 850 евро/кВт до 5750 евро/кВт для новых крупных ГЭС и от 975 евро/кВт до 6050 евро/кВт для малых гидроэлектростанций.

Как видно в таблице 9 в 2009 году стоимость фотоэлектрических батарей (PV) была в диапазоне от 2950 евро/кВт до 4750 евро/кВт. Данный диапазон был достигнут благодаря значительному снижению стоимости в 2008 и 2009 годах.

Таблица 9 - Основные технико-экономические показатели прочих установок / станций по производству электроэнергии

Источник: Доклад Европейской комиссии.

Market, 2011. URL: http//ec.europa.eu/energy/renewables/studies/doc/renewables/2011_financing_ renewable.pdf (дата обращения; 28.12.2014)

Стоимость же наземных ветроэлектростанций была в диапазоне от 1125 ев- ро/кВт до 1525 евро/кВт. Долгое время развитие ветряных двигателей характери­зовалось двумя тенденциями: в то время как номинальная мощность новых двига­телей увеличивалась, соответствующие капитальные затраты за кВт снижались. Увеличение мощности было главным образом достигнуто за счет расширения вы­соты башни и размера ротора. Самые большие ветряные турбины в настоящее время имеют мощность 5 - 6 МВт и идут с ротором диаметром до 126 метров.

Стоимость приливной электростанции существенно зависит от ее располо­жения: на побережье, вблизи побережья или же в море. Также стоимость морских энергетических установок сильно варьируется в зависимости от удаленности от побережья: близи побережья, от 5 до 30 км, от 30 до 50 км, более 50 км.

Существует большая разница между станциями на базе ВИЭ для тепло­снабжения (таблица 10) подключаемыми к сети и автономными. К первой катего­рии относятся тепловые установки на биомассе, геотермальные тепловые систе­

мы, а ко второй - автономные тепловые установки на биомассе, солнечные тепло­вые системы и тепловые насосы. В зависимости от инвестиционных затрат, вло­женных в систему централизованного теплоснабжения на основе биомассы, их стоимость колеблется от 350 евро/кВт до 550 евро/кВт. Что касается систем гео­термального централизованного теплоснабжения, то показатели колеблются меж­ду 800 евро/кВт и 2200 евро/кВт. Если говорить об автономном теплоснабжение на основе биомассы, то инвестиционные затраты зависят от типа используемого топлива и варьируются от 255 евро/кВт до 610 евро/кВт. Стоимость же тепловых насосов варьируется от 650 евро/кВт до 1100 евро/кВт, а стоимость солнечных тепловых систем зависит от размера установки и находится в диапазоне от 400 евро/кВт до 930 евро/кВт^[166].

Таблица 10 - Основные технико-экономические показатели установок / станций на базе ВИЭ для теплоснабжения

*по солнечным тепловым системам необходимо вместо кВт рассматривать м²

Источник: Доклад Европейской комиссии. Financing Renewable Energy in the European Energy

Market, 2011. URL: http//ec.europa.eu/energy/renewables/studies/doc/renewables/2011_financing_ renewable.pdf (дата обращения 28.12.2014)

В таблице 11 указаны данные об инвестиционных затратах на установки по производству биотоплива.

Так, биодизельные установки (МЭЖК) стоят от 210 евро/кВт до 860 ев- ро/кВт, биоэтаноловые установки от 640 евро/кВт до 2200 евро/кВт, а установки по газификации биомассы от 750 евро/кВт до 5600 евро/кВт. Следует отметить, что данные по стоимости передовых биоэтаноловых установок и установок по га­зификации биомассы являются прогнозными на 2015 год, когда ожидается их вы­ход на рынок.

Таблица 11 - Основные технико-экономические показатели установок / станций по производству биотоплива

Источник: Доклад Европейской комиссии. Financing Renewable Energy in the European Energy Market, 2011. URL: http//ec.europa.eu/energy/renewables/studies/doc/renewables/2011_financing_ renewable.pdf (дата обращения: 28.12.2014).

На рисунке 11 представлены долгосрочные предельные издержки на уста­новки на базе ВИЭ для производства электроэнергии в ЕС.

Рисунок 11 - Долгосрочные предельные затраты на установки на базе ВИЭ для производства электроэнергии в ЕС

Источник: Доклад Европейской Комиссии. Financing Renewable Energy in the European Energy Market, 2011. URL: http//ec.europa.eu/energy/renewables/studies/doc/renewables/2011_financing_ renewable.pdf (дата обращения: 28.12.2014)

Рисунок 12 отражает долгосрочные предельные затраты на установки на ба­зе ВИЭ для теплоснабжения в ЕС.

Рисунок 12 - Долгосрочные предельные затраты на установки на базе ВИЭ для теплоснабжения

Источник: Доклад Европейской комиссии. Financing Renewable Energy in the European Energy

Market, 2011. URL: http//ec.europa.eu/energy/renewables/studies/doc/renewables/2011_financing_ renewable.pdf (дата обращения 28.12.2014)

В свою очередь рисунок 13 иллюстрирует долгосрочные предельные затра­ты на установки на базе ВИЭ по производству биотоплива

Рисунок 13 - Долгосрочные предельные затраты на установки на базе ВИЭ по производству биотоплива в ЕС

Источник: Доклад Европейской комиссии. Financing Renewable Energy in the European Energy Market, 2011. URL: http//ec.europa.eu/energy/renewables/studies/doc/renewables/2011_financing_ renewable.pdf (дата обращения 28.12.2014)

Как видно на рисунках 11, 12 и 13 как сама стоимость, так и диапазон очень сильно отличаются в зависимости от вида технологий. Таким образом, порази­тельно, что некоторые установки на базе ВИЭ для теплоснабжения при благопри­ятных условиях являются конкурентоспособными или близки к конкурентоспо­собности, в то время как цены на альтернативные виды топлива все еще выше рыночных цен. Если рассматривать варианты установок на базе ВИЭ для произ­водства электроэнергии ситуация во многом неоднородна.

Так, самыми эффективными являются крупные ГЭС и биогазовые установ­ки, так как они могут производить электричество по цены ниже рыночной. Тогда как энергия ветра не может поставлять электричество по рыночным ценам. Ко­нечно, это предположение держится только на действующих рыночных ценах, ко­торые уменьшаются существенно на оптовом рынке постепенно.

Также для оценки эффективности технологий ВИЭ можно сравнить капи­тальные вложения, необходимые на установку по производству электроэнергии на базе ВИЭ и на традиционный газотурбинный генератор.

В качестве примера будет рассмотрен газотурбинный генератор ООО «Компания Полярное Сияние»^[167], который был приобретен в ЕС. Мощность дан­ного генератора составляет 4,8 МВт, а капитальные затраты на него составили 170 млн. руб. без НДС^[168] (приложение Н).

Следовательно, при курсе 1 евро - 45 руб. капитальные затраты по выше­указанному турбогенератору на 1 кВт составят 787 евро.

Из вышерассмотренных таблиц 7, 8, и 9 видно, что наименьшие инвестици­онные затраты среди установок на базе ВИЭ по производству электроэнергии имеются на крупных ГЭС в размере 850 евро/кВт. Однако этот показатель выше традиционного на 63 евро/кВт.

В структуре ВИЭ (таблица 12) за период с 2009 по 2013 гг. значительное снижение капитальных затрат на установки приходится главным образом на тех­нологии солнечной энергии (в среднем 68 %), крупных ГЭС (в среднем 43 %), геотермальной энергии (в среднем 37 %) и биомассы (в среднем 36 %).

Таблица 12 - Динамика изменения средних капитальных затрат на электроэнерге­тические установки на ВИЭ по основным видам

*по некоторым установкам имеется снижение затрат

Источник: рассчитано автором на основе данных докладов «Financing Renewable Energy in the European Energy Market, 2011» и «REN21. 2014. Renewables 2014 Global Status Report».

В свою очередь рост затрат на технологии наземной (в среднем 3%) и мор­ской (в среднем 20 %) ветроэнергетики объясняется инфляцией, изменением курса валют и появлением новых более дорогих технологий, которые по техническим характеристикам превосходят те, которые были в 2009 году.

Если сравнивать средние капитальные вложения на технологии ВИЭ с тра­диционными технологиями (таблица 13), то можно констатировать, что капиталь­ные затраты на технологии ВИЭ по таким видам, как ГЭС, наземная ветроэнерге­тика, фотоэлектрическая солнечная энергетика, биомасса и геотермальная ниже, чем на традиционные. А тот факт, что средние затраты на морскую ветроэнерге­тику и термодинамическую солнечную энергетику выше, чем на ТЭС на угле или газе, можно объяснить низкими темпами развития данных видов.

Таблица 13 - Средние капитальные затраты на традиционные электроэнергетические технологии

Источник: рассчитано автором на основе данных доклада Департамента энергетики США «Up­dated Capital Cost Estimates for Utility Scale Electricity Generating Plants». URL: http://www.eia.gov/forecasts/capitalcost/pdf/updated_capcost.pdf(дата обращения 25.12.2014)

Стоит отметить, что средние капитальные затраты на традиционные техно­логии за 2009-2013 гг. изменились незначительно: затраты АЭС всего на 11 %, а на ТЭС остались практически на том же уровне.

Помимо капитальных вложений для оценки эффективности технологий ВИЭ необходимо проанализировать себестоимость производства электроэнергии на базе ВИЭ и произвести сравнительную характеристику с традиционным тари­фом в ЕС.

Как видно на таблице 14 себестоимость производства электроэнергии в за­висимости от вида ВИЭ сильно варьируется. Наименьшие затраты приходятся на крупные ГЭС (0,016-0,182 евро/кВтч), наземную энергетику (0,032-0,127 ев- ро/кВтч), биомассу (0,032-0,190 евро/кВтч) и геотермальную энергию (0,040­0,111 евро/кВтч). А самые большие - на приливную (0,166-0,221 евро/кВтч) и термодинамическую солнечную энергетику (0,134-0,301 евро/кВтч).

В ЕС (таблица 14) выделяется два основных вида тарифа: для населения и для предприятий. Средний тариф для населения в 2013 году был на уровне 0,137 евро/кВтч^[169].

Таблица 14 - Себестоимость производства электроэнергии на технологиях ВИЭ и средний тариф на электроэнергию в ЕС, генерируемую традиционными источни­ками энергии

В евро/кВт^.ч

Источник: составлено и рассчитано автором на основе данных Евростата и доклада «REN21. Renewables 2014 Global Status Report».

URL: http://www.ren21.net/Portals/0/documents/Resources/GSR/2014/GSR2014_full%20report_low %20res.pdf (дата обращения: 26.12.2014)

По всем видам ВИЭ, кроме приливной энергии, существуют технологии, себестоимость производства электроэнергии которых ниже данного тарифа, что говорит о конкурентоспособности данных технологий возобновляемой энергети­ки с точки зрения себестоимости производства уже на данном этапе.

Касательно установок наземной энергетики и геотермальной энергии следу­ет отметить, что себестоимость производства электроэнергии данными видами, даже при максимальных их значениях (0,127 и 0,111 евро/кВтч соответственно) ниже тарифа ЕС для населения - 0,137 евро/кВтч.

В свою очередь, как и было выше сказано, только некоторые технологии ВИЭ конкурентоспособны, так как после определенного уровня себестоимость производства электроэнергии превышает средний тариф ЕС в силу, например, технических характеристик этих технологий.

Если сравнивать со средним тарифом для предприятий (0,094 евро/кВтч), то, как и следует из таблицы 14, можно отметить, что только у некоторых техно­логий наземной ветроэнергетики, гидроэнергетики, геотермальной энергии и биомассы себестоимость производства электроэнергии ниже данного тарифа.

Таким образом, из выше проведённого анализа можно сделать вывод, что имеются много видов различных технологий ВИЭ. Стоимость данных технологий очень сильно варьируется. Капитальные и эксплуатационные затраты на них за­висят от их размера и мощности, типа и предназначения.

И по сравнению с традиционными установками / станциями среди них име­ются уже на данном этапе технологии, на которые требуются меньшие капиталь­ные и эксплуатационные затраты.

Это означает, что, хотя в ближайшем будущем они не смогут существенно завоевать долю традиционных источников энергии, однако в среднесрочном и долгосрочном планах их доля в структуре энергопотреблении будет существенно возрастать, и цель ЕС - увеличить их долю до 2020 года до 20 % - вполне дости­жима.

3.3.