Анализ условий обоснования эффективности объектов малой распределённой энергетики и выхода их на рынки энергии

Введение

Во многих странах мира растёт интерес к малой распределённой энергетике (далее — МРЭ) благодаря ряду эффектов: более высокая энергоэффективность когенерации, использование местных видов топлива и возобновляемых источников энергии, меньшие потери энергии при передаче, сокращение требуемых инвестиций в распределительные сети, повышение надёжности энергоснабжения потребителей. Однако в России исторически сложилась высокая централизация систем энергоснабжения, и в настоящее время объекты малой распределённой энергетики находятся изначально не в равных конкурентных условиях, так как для объектов «большой» генерации существует экономический механизм поддержки строительства новых объектов через заключение договоров поставки мощности и гарантированной оплаты части капитальных и эксплуатационных расходов генерирующего объекта.

Значительные перспективы развития МРЭ связаны с реконструкцией существующих котельных в мини-ТЭЦ. Для реализации проектов по реконструкции котельных возможно использование механизмов государственно-частного партнёрства. В работе проанализированы необходимые изменения в нормативные документы для использования механизмов государственно-частного партнёрства при реализации проектов по реконструкции котельных в мини-ТЭЦ.

Сделаны выводы о необходимости учёта получаемых системных эффектов от ввода объектов МРЭ при их техникоэкономическом обосновании и планировании развития региональных энергетических систем. Даны предложения о введении экономических мер поддержки развития МРЭ с учётом получаемых системных эффектов.

Актуальность

В настоящее время во многих странах мира получили более широкое распространение объекты малой распределённой энергетики. Под объектами МРЭ понимаются генерирующие объекты суммарной электрической и тепловой мощностью от 1 до 50 МВт, расположенные поблизости от потребителя.

Сейчас доля распределённой энергетики в энергобалансе России составляет 5% (общей мощностью около 17 ГВт), что весьма невелико по сравнению с развитыми странами, где доля распределённой энергетики составляет в среднем около 10%. Наиболее весомый вклад делает распределённая энергетика в таких странах, как Дания (45%), Швеция (19%), Испания (18%) и Германия (17%), Нидерланды (16%). Объекты МРЭ могут быть созданы на базе любых источников энергии, в том числе возобновляемых и гибридных схемах (сочетание генерирующего оборудования в одном объекте МРЭ на базе нескольких видов источников энергии).

Интерес к малой распределённой энергетике за рубежом обусловлен следующими факторами: более высокая энергоэффективность при применении когенерации по сравнению с монопроизводством отдельных видов энергии; использование местных видов топлива и возобновляемых источников энергии; меньшие потери энергии при передаче; сокращение требуемых инвестиций в распределительные сети; повышение надёжности энергоснабжения потребителей.

В России исторически сложилась высокая централизация систем энергоснабжения. Это обусловлено высокими темпами роста энергопотребления в 1950–1960 годах и далее до 1985 года, когда в короткие сроки были созданы крупные промышленные центры на бóльшей части территории нашей страны. За 35 лет (с 1950 года) производство и потребление электроэнергии в СССР выросло почти в 17 раз, а коэффициент централизации производства электроэнергии вырос с 80,8 до 98% [1]. Темпы прироста энергопотребления в 2000–2013 годах значительно меньше темпов прироста в 1950–1985 годах, среднегодовой темп прироста за 13 лет составил всего 1,5%.

Прогнозный среднегодовой темп прироста электропотребления в России до 2030 года составит до 3% [2], что не потребует масштабных вводов крупных энергетических объектов. Однако ввод объектов малой распределённой энергетики сдерживается из-за ряда причин, определяющих эффективность объектов МРЭ, которую при планировании развития энергетических систем необходимо определять комплексно [3, 4].

В рамках действующих правил функционирования оптового и розничного рынков электроэнергии (мощности) объекты малой распределённой энергетики могут продавать электроэнергию и мощность на оптовом рынке электроэнергии и мощности, если установленная генерирующая мощность равна или превышает 25 МВт, и в остальных случаях — на розничном рынке электроэнергии, а для реализации теплоэнергии независимо от установленной мощности — на розничном рынке теплоэнергии по регулируемым тарифам. Кроме того, объекты МРЭ, квалифицированные как генерирующие объекты, функционирующие на основе использования возобновляемых источников энергии, могут продавать мощность на оптовом рынке в приоритетном порядке и аналогично договорам на поставку мощности (ДПМ) (рис. 1).

Объекты МРЭ с установленной мощностью до 25 МВт не могут быть субъектами оптового рынка. Сейчас предусмотрен механизм экономической поддержки только объектов МРЭ на базе ВИЭ с помощью заключения долгосрочных договоров поставки мощности (ДПМ). Заключая договор, инвестор принимает на себя обязательства по строительству и вводу в эксплуатацию новых генерирующих объектов в определённый срок. Инвестору гарантируется покупка мощности (объекты ДПМ ВИЭ гарантированно отбираются на КОМ) и возмещение экономически обоснованных затрат на строительство генерирующих объектов. Срок заключения ДПМ ВИЭ — 15 лет, целевой уровень нормы доходности — 12–14% (14% на первые два года и 12% начиная с третьего года после отбора проекта). При этом обязательства по покупке мощности, поставляемой по ДПМ ВИЭ, распределяются между всеми потребителями соответствующей ценовой зоны [5].

Таким образом, в настоящее время не имеют долгосрочного экономического механизма поддержки объекты МРЭ с установленной мощностью до 25 МВт на базе невозобновляемых источников энергии, что тормозит развитие объектов малой энергетики и, соответственно, достижение всех эффектов от МРЭ.

Наиболее привлекательный сектор для вложений в энергетические объекты в существующих рыночных условиях — заключение договоров на поставку мощности (ДПМ). Такие договоры гарантируют продажу всей поставляемой по договорам мощности на протяжении 10 лет, при условии покрытия от 70 до 95% капитальных и эксплуатационных затрат, а также полную компенсацию затрат на технологическое присоединение к сетям.

В табл. 1 приведено сравнение действующих методик определения долгосрочных цен на мощность для генерирующих объектов на традиционных источниках энергии и ВИЭ на оптовом рынке.

Таким образом, в качестве механизма стимулирования использования возобновляемых источников энергии в РФ используются продажи мощности квалифицированных генерирующих объектов, предусмотренные правилами оптового рынка (договоры поставки мощности). Порядок определения цены на мощность для объектов на основе ВИЭ и традиционных источников энергии различается незначительно, однако установленные удельные капитальные вложения и эксплуатационные затраты выше для объектов генерации на основе ВИЭ (табл. 1). Цена на мощность для объектов на основе ВИЭ значительно зависит от степени локализации используемого оборудования, степень локализации оборудования не учитывается при определении цены для объектов на газе и угле. Во всех странах мира, где занимаются развитием ВИЭ, были использованы механизмы стимулирования ввода данных объектов: налоговые стимулы, льготное кредитование, ускоренная амортизация, гарантия покупки всей произведённой энергии и т. д. [6].

Существующие условия обоснования эффективности объектов МРЭ на розничном рынке обязывают рассматривать экономический эффект, получаемый от реализации электроэнергии объектом МРЭ для каждого года Rt по отпускной цене, не превышающей средневзвешенной цены оптового рынка Sср опт:

где St э и St T — отпускные тарифы на электрои теплоэнергию, соответственно; Wt и Qt — выработка объектом МРЭ электрои теплоэнергии за год t.

При этом у объекта МРЭ — объекта розничного рынка — нет возможности компенсации своих капитальных затрат через продажу мощности, как у объектов оптового рынка, что изначально ставит объекты малой и «большой» энергетики в неравные конкурентные условия. При оценке экономического эффекта от реализации тепловой энергии объектом МРЭ возникает проблема в определении ценовых параметров, так как тарифы на тепловую энергию в настоящее время устанавливаются тарифными комитетами полностью по регулируемым тарифам и рассчитываются для каждого объекта тепловой генерации отдельно на один год.

Поэтому необходимо принятие нормативных документов, регламентирующих установление платы за мощность для объектов МРЭ, но без выхода этих объектов на оптовый рынок из-за значительных затрат в связи с необходимостью выполнения требований большого количества регламентных процедур как в части доступа на рынки, так и непосредственного участия в торговле мощностью и электроэнергией.

Методика определения предельного размера платы за мощность МРЭ-объекта должна обеспечивать равнозначные условия для малой и «крупной» энергетики, то есть компенсацию доли суммарных затрат поставщика в отношении данного генерирующего объекта, включающих: капзатраты генерирующего объекта соответствующего вида; эксплуатационные затраты генерирующего объекта; сумму налога на имущество организаций, рассчитанную для данного генерирующего объекта; плату за технологическое присоединение объекта к электрическим и газовым сетям.

Необходимо также в данной методике предусмотреть применение коэффициентов, учитывающих системные эффекты, получаемые от ввода данного объекта МРЭ в региональные сети. Системные эффекты от сооружения объекта МРЭ обеспечиваются за счёт:

• снижения затрат на развитие и потери электроэнергии в распределительных электрических сетях в прилегающих к площадкам размещения данных объектов в районах, где прогнозируется рост электрических нагрузок;
• общего повышения надёжности энергоснабжения потребителей за счёт сокращения рисков возникновения и развития крупных системных аварий при аварийном выходе из работы крупных генерирующих мощностей;
• расширения возможностей привлечения частных инвестиций в электроэнергетику;
• синергетических эффектов развития малого и среднего бизнеса, связанного с сооружением и эксплуатацией объектов малой генерации.

Методы оценки системных эффектов от ввода объектов малой распределённой энергетики в региональные энергосистемы подробно рассмотрены и оценены на примере Ленинградской области в [7] с использованием экономико-математической модели надёжности энергосистем и электрических сетей [8].

Отметим, что значительные перспективы развития МРЭ связаны с реконструкцией существующих котельных в мини-ТЭЦ. За счёт такой реконструкции в пределах круглогодичного потребления горячего водоснабжения возможно обеспечить выработку электроэнергии около 120 млрд кВт⋅ч в год [9]. Для привлечения инвесторов в данные проекты также следует ввести инвестиционную надбавку к отпускному тарифу, компенсирующую частично капитальные и эксплуатационные затраты объекта МРЭ.

Кроме того, для реализации проектов по реконструкции муниципальных котельных возможно использование механизмов государственно-частного партнёрства (ГЧП) [10]. При этом возможны два варианта распределения величины инвестиций между бюджетными и частными средствами:

1. Величина государственных инвестиций Kгос в проект принимается в сумме инвестиций в аналогичную котельную Kкот, а всё остальное — частные инвестиции Kчаст:

2. В каждом конкретном случае определять оптимальную долю участия государственного и частного капитала в инвестиционном проекте так, чтобы обеспечивалась максимальная экономическая эффективность инвестиций, но с минимальным участием бюджетных средств Kt гос и тарифной нагрузкой на потребителей, не превышающей индекс потребительских цен Ht в каждый год t:

где Ct — эксплуатационные затраты в год t на производство электрои теплоэнергии на мини-ТЭЦ; Ct a — амортизационные отчисления; Tt прб — налог на прибыль; Кt ТЭЦ — капитальные вложения в мини-ТЭЦ; Е — ставка дисконтирования; ΔKt и ΔKt-1 — инвестиционные надбавки, связанные с затратами на возврат основного долга и процентов по частным инвестициям, а также уплатой налога на прибыль в текущий год t и предыдущий год t — 1.

Использование механизмов ГЧП при реализации проектов по реконструкции котельных в мини-ТЭЦ требует совместной разработки Минэнерго и Министерства строительства и ЖКХ нормативных документов, регламентирующих:

• методику обоснования и порядок принятия решений о сооружении мини-ТЭЦ на базе реконструкции котельных при разработке и утверждения муниципальных (региональных) схем теплоснабжения;
• методику и порядок принятия решений о выделении бюджетных средств для реализации проектов реконструкции существующих котельных в мини-ТЭЦ.

В порядке принятия решений о сооружении мини-ТЭЦ при реконструкции котельных целесообразно использовать методы отбора котельных для реконструкции [11]. Методика обоснования сооружения мини-ТЭЦ, кроме экономического эффекта от реализации электрои теплоэнергии, должна учитывать системные эффекты, получаемые при размещении объекта МРЭ на месте существующей котельной, на основе вариантного схемного анализа в составе схем и программ развития электроэнергетики регионов либо в составе технико-экономических обоснований объектов МРЭ.

Выводы

При планировании развития региональных энергетических систем необходим учёт ввода объектов МРЭ, которые обеспечивают достижение ряда системных эффектов: снижение потерь при передаче энергии, повышение надёжности энергоснабжения, уменьшение необходимых инвестиций в развитие электрических сетей.

В настоящее время объекты МРЭ находятся изначально не в равных конкурентных условиях, так как для объектов «большой» генерации существует экономический механизм поддержки строительства новых объектов через заключение договоров поставки мощности (ДПМ) и гарантированной оплаты части капитальных и эксплуатационных расходов генерирующего объекта.

Для поддержки развития объектов МРЭ необходимо принятие ряда нормативных документов и ввод экономических мер стимулирования (рис. 2).

Целесообразно установление долгосрочных тарифов на электрои теплоэнергию, в том числе аналогично заключению ДПМ на оптовом рынке для объектов «большой» энергетики с учётом всех эффектов, получаемых от объектов МРЭ, а именно: снижение потерь энергии в сетях при передаче, уменьшение необходимых инвестиций в развитие и модернизацию сетей, повышения надёжности энергоснабжения без их выхода на потовый рынок энергии. Таким образом, необходимо распространить установление платы за мощность для объектов МРЭ на розничном рынке.

Для развития малой распределённой энергетики в России также необходима законодательно-нормативная поддержка и принятие следующих документов:

1. Порядок включения объектов МРЭ в балансы мощности и электроэнергии розничного рынка субъекта РФ.

2. Методика определения инвесторами платы за мощность для намечаемого к сооружению объекта МРЭ.

3. Нормативы предельной платы за мощность для различных типов объектов МРЭ и сроков её применения на рынке, устанавливаемые исходя из величин платы за мощность для аналогичных объектов крупной генерации, сооружаемых с использованием механизмов ДПМ.

4. Методика определения и порядок утверждения региональными регулирующими органами коэффициентов к расчётной плате за мощность, определённой инвестором для намечаемого к сооружению объекта МРЭ, учитывающих системные эффекты от сооружения данных объектов в регионе. Оценки системных эффектов на основе вариантного схемного анализа могут осуществляться по утверждённой Минэнерго РФ методике по результатам специальных обоснований в составе схем и программ развития электроэнергетики регионов либо в составе ТЭО объектов МРЭ.