Экономика ВИЭ. Издание 2-е, переработанное и дополненное - Анатолий Копылов

Анализируя состояние и перспективы развития российской энергетики на основе ВИЭ, особо следует отметить российскую энергетику на основе твёрдой биомассы, располагающую мощным потенциалом роста, даже учитывая её сегодняшнее лидирующее положение среди всех остальных технологий генерации на основе ВИЭ в России, кроме больших ГЭС.

Оценивая экономический потенциал биомассы в России, мы выделяем по происхождению следующие её виды:

• отходы лесозаготовки – отходы, образующиеся в процессе вырубки лесов (ветви, сучья, кора, листва, хвоя, крупные опилки, некондиционная древесина)

• отходы деревообрабатывающей промышленности – опилки, щепа, кора

• специально выращенная биомасса древесных посадок.

Как уже было отмечено ранее, станции на биомассе в России лидируют по общей установленной мощности среди всех остальных видов станций на основе ВИЭ, за исключением больших ГЭС (Таблица 4).

Как видно из приведённого перечня станций на биомассе, все они были построены при целлюлозно-бумажных или лесо- (дерево-) перерабатывающих комбинатах ещё в советское время. Станции, естественно, работают на сырье и отходах этих комбинатов и производств.

Основными технологиями использования лесной биомассы в качестве источника энергии являются:

• прямое сжигание в топочных устройствах энергоагрегатов

• механическая и термическая переработка (сушка и прессование, в некоторых случаях предварительное измельчение) с целью формирования топливных пелет или брикетов для последующего сжигания в топочных устройствах энергоагрегатов

• химическая переработка (сбраживание, переэтерификация) для получения жидких биотоплив второго поколения с целью последующего использования в двигателях внутреннего сгорания транспортных средств или энергоагрегатов.

Примерный потенциальный объём производства тепловой энергии из отходов лесозаготовок, исходя из оцениваемых объёмов потенциала лесной биомассы, составляет 35 910 тыс. Гкал, а из отходов деревообрабатывающей промышленности – 70 420 тыс. Гкал.

Примерный потенциальный объём производства электрической энергии из отходов лесозаготовок составляет 41,76 ТВт·ч, а из отходов деревообрабатывающей промышленности – 81,89 ТВт·ч. Оценивая перспективы развития возобновляемой энергетики в России, необходимо проанализировать те ориентиры развития этой энергетики, которые были установлены недавними правительственными решениями (См. раздел 4.3. далее).

Распределяя объёмы генерации электрической энергии между различными технологиями генерации, необходимо, по мнению автора, исходить из следующих предпосылок и допущений:

1. Россия располагает всем набором ресурсов возобновляемых источников энергии, существующих в мире.

2. Этот набор и объёмы по каждому отдельно взятому виду ресурсов позволяют развивать возобновляемую энергетику в стране по любому направлению с формированием технологических приоритетов, если в этом будет необходимость.

3. При некотором подходе к расчётам можно принять за основу «естественный» модельный сценарий развития различных технологий и их соотношения, для которого возможной методологической основой соответствующего распределения может служить уже сложившаяся в мире технологическая структура генерации энергии на основе ВИЭ.

4. За исключением большой гидроэнергетики в сложившейся на сегодняшний день структуре генерации энергии на основе ВИЭ в России выделяются 3 очевидных лидера: малые ГЭС, производство электрической энергии на тепловых станциях с использованием биомассы и геотермальная энергетика. Поэтому при сопоставлении долгосрочных целей развития возобновляемой энергетики с использованием именно данных технологий имеется возможность сопоставить указанные цели с реально достигнутым уровнем. Применительно к остальным технологиям генерации: ветроэнергетика, солнечная и приливная, такое сопоставление на основе местных данных и накопленного опыта провести невозможно в силу слабой их представленности в энергетике страны.

В качестве общего замечания следует сказать, что существенное влияние на перспективную структуру генерации энергии на основе ВИЭ могут иметь политические решения правительства, распределение объёмов генерации между оптовым и розничным рынками электроэнергии, а также «удачность» и обоснованность принимаемых правительством решений.

Особое место в этом ряду технологий занимает приливная энергетика. В этой сфере ещё Советский Союз развивал пионерные технологии, однако широкого промышленного развития приливная энергетика не получила ни в советское время, ни позже. На настоящий момент в России накоплен хороший научно-технический потенциал и опыт строительства и эксплуатации приливных станций, который может позволить стране относительно быстро преодолеть имеющееся отставание и выйти в число мировых лидеров. Поэтому в прогноз развития энергетики на основе ВИЭ в России необходимо включить мощности и объёмы генерации только того проекта строительства приливной станции, о котором известно на настоящий момент – Северная ПЭС мощностью 12 МВт. Остальные известные проекты потребуют дополнительного обоснования и решения ряда технических и экономических проблем, чтобы их можно было включать в прогнозные перечни на такие относительно короткие периоды планирования.

4. Ресурсные и экономические предпосылки формирования сценариев перспективного развития энергетики на основе ВИЭ в России

В 2010—2012 гг. международная консультационная компания АФ-Меркадос при непосредственном участии автора проводила по заказу НП Совет рынка расчёты и моделирование возможного развития возобновляемой энергетики в России при различных переменных условиях. Основной задачей проведённого исследования было определение целесообразного уровня экономической поддержки развития возобновляемой энергетики с разбивкой по технологиям и мерам поддержки: фиксированные тарифы, надбавки к цене электрической энергии (мощности), плата за мощность для генераторов на основе ВИЭ54. Похожие работы выполнялись и позже в рамках консультационных проектов по подготовке нормативных решений по созданию в России национальной системы поддержки развития возобновляемой энергетики, когда основной формат такой системы для оптового рынка был уже определён – плата за мощность по договорам предоставления мощности.

При проведении указанных работ и исследований было необходимо, с одной стороны, уточнить возможные объёмы производства такой энергии по технологиям генерации и, с другой стороны, оценить, во что обойдётся такое развитие этой отрасли (в смысле объёмов производства и степени использования имеющегося ресурсного потенциала ВИЭ) экономике всей энергетики страны и её экономике в целом. Поэтому рассматривались технические предпосылки такого развития и финансово-экономические. Вторые необходимы были для расчёта стоимостных индикаторов, величин выручки и окупаемости отдельных потенциальных проектов, уровня поддержки тех или иных технологий для обеспечения окупаемости проектов и т. д.

4.1. Технические параметры и допущения сценариев развития возобновляемой энергетики в стране

При проведении расчётов величин выработки энергии на основе различных технологий генерации на основе ВИЭ нами были использованы различные допущения и ограничения.55

4.1.1. Оценка ресурсного потенциала ВИЭ в стране

Величины ресурсного потенциала при расчётах был принята на основе совокупности сводных оценок Международного энергетического агентства и АФ-Меркадос (Таблица 1)56.

4.1.2. Величины КИУМ для различных технологий генерации

Возможные объёмы производства с использованием ресурсного потенциала ВИЭ с разбивкой по технологиям генерации получаются на основе расчётов с использованием соответствующих коэффициентов использования установленной (номинальной) мощности (КИУМ) генерирующих установок с разбивкой по технологиям. Очевидно, что нет единого индикатора КИУМ для каждой технологии, т.к. величина ресурсного потенциала того или иного типа в том или ином месте размещения генерирующей установки будет различаться, иногда довольно существенно.

Обычное определение КИУМ – это отношение среднеарифметической мощности к установленной мощности электроустановки, которое рассчитывается за определённый интервал времени как отношение фактической выработки энергии генерирующей установки за этот определённый период эксплуатации к теоретически возможному объёму выработки энергии при работе без остановок на номинальной мощности в течение всего этого рассматриваемого срока.