Оценка экономической эффективности вариантов развития малой энергетики тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Оценка экономической эффективности вариантов развития малой энергетики"

На правах рукописи '^¿¿СЬ^'^Р-

Иванова Ирина Юрьевна

ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАРИАНТОВ РАЗВИТИЯ МАЛОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Специальность 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами: промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Иркутск -2004

Диссертационная работа выполнена

в Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

кандидат экономических наук, профессор

Санеев Борис Григорьевич

доктор экономических наук Малов Владимир Юрьевич

Ведущая организация:

кандидат экономических наук, доцент Гуков Владимир Павлович

Институт экономических исследований ДВО РАН

Защита состоится 11 ноября 2004 г. в 12-00 часов на заседании Диссертационного совета К 212.070.02 в Байкальском государственном университете экономики и права по адресу: 664015, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 24, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Байкальского государственного университета экономики и права по адресу: 664015, г. Иркутск, ул. Ленина, 11, корпус 2, ауд.101.

Автореферат разослан О октября 2004 года

Ученый секретарь Диссертационного совета

кандидат экономических наук, доцент О.В. Чистякова

2005-4 13048

I. Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования обусловлена кризисными явлениями с энергообеспечением, участившимися в последнее время в отдаленных районах России. Одной из основных причин сложившегося положения, наряду с неудовлетворительным техническим состоянием энергоисточников, является проблема топливоснабжения, особенно в топливодефицитных и труднодоступных в транспортном отношении районах. Наиболее остро эта проблема выражена у потребителей, не охваченных централизованным электроснабжением, которые рассредоточены по территории, удалены от топливных баз и предприятий по переработке топлива. Эта категория потребителей обеспечивается энергией от объектов малой энергетики - автономных энергоисточников мощностью до 10-20 МВт.

Около 60% энергоисточников малой мощности расположено в северовосточных регионах России, что объясняется экономико-географическими характеристиками этой зоны, слабой промышленной освоенностью территории и чисто ресурсной специализацией большинства районов. Уровень развития транспортной инфраструктуры и недопоставки топлива, связанные с дефицитом бюджета, приводят к ограниченному режиму энергоснабжения, создавая тем самым у потребителей постоянную кризисную ситуацию.

В последнее время в целях реализации государственной социально-экономической политики на федеральном и региональных уровнях принимаются программы обеспечения надежного энергоснабжения районов Севера и приравненных к ним местностей с ограниченными сроками завоза 1рузов за счет использования возобновляемых источников энергии и местных видов топлива. Однако при формировании этих программ выбор рациональных вариантов энергоснабжения осуществляется без надлежащих проработок по технико-экономическому обоснованию их эффективности. В этой связи возрастает необходимость разработки подхода к оценке экономической эффективности вариантов развития малой энергетики на различных территориальных уровнях: региональном, областном, районном и т.д.

Степень разработанности темы. Проблемами энерго- и топливоснабжения районов Севера достаточно длительный период времени занимаются практически во всех научных центрах северных территорий России. Вопросы развития локальных энергосистем и энергоузлов, оптимизации территориальной структуры генерирующих мощностей отражены в работах Б.Г.Баранника, А.А.Калининой, Л.Д.Криворуцкого, Н.А.Манова, Н.А.Петрова, И-Г.Успенской, М.ИФранка. В то же время объектам малой энергетики уделяется недостаточное внимание. Энергоисточники малой мощности в силу незначительной их доли в суммарной выработке электроэнергии регионов (от 0,2 до 15%) чаще

всего в региональных энергопрограммах не рассма-

1емы, свя-РОС. НАЦИОЙАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА ]

09

занные с их функционированием и топливоснабжением, остаются все такими же острыми как в экономическом, так и в социальном аспектах.

В последнее время особенности и перспективные направления развития малой энергетики освещены в публикациях ОАО "Малая энергетика". Различные подходы к обоснованию эффективности применения атомных станций малой мощности, расширения зоны централизованного электроснабжения, решения проблем теплоснабжения потребителей нашли свое отражение в трудах В.Н.Капитонова, Ю.А.Сергеева, Г.С.Ли, А.В.Федяева, А.П.Шадрина. В работах Ю.И.Колобова, Л.В.Чайки обоснованы возможности и экономическая эффективность использования различных энергоисточников малой мощности на территории Республики Коми.

В ряде научных и проектных институтов выполняются исследования по оценке потенциала возобновляемых природных энергоресурсов и перспектив его использования для энергоснабжения потребителей. Различным аспектам применения возобновляемых источников энергии посвящены работы

B.В.Зубарева, А.А.Кошелева, О.В.Марченко, В.А.Минина, Д.Д.Ноговицына,

C.В.Соломина, И.Р.Степанова, А.Г.Тюменцева.

Вместе с тем, во всех упомянутых работах рассматриваются отдельные регионы или оценивается эффективность применения только одного технологического варианта развития малой энергетики. Автор в диссертационном исследовании попытался обосновать выбор рациональных с экономической точки зрения энергоисточников малой мощности различных типов применительно к рассматриваемой территории.

При работе над диссертацией, кроме того, были учтены работы отечественных ученых, которые в той или иной степени относятся к исследуемой теме: Г.А. Аграната, М.К. Бандмана, П.П. Безруких, Н.И. Воропая, В.П. Гукова, Е.Г. Егорова, A.A. Ильина, В.А. Керова, Б.Х. Краснопольского, В.Ю. Малова, П.А. Минакира, А.Н. Симоненко, C.B. Славина, а также труды зарубежных авторов: Д. Де Рензо, Г.Дж.Мур, Лайза Кон, Шелдон Страус и др.

Цели и задачи исследования. Цель диссертационного исследования заключается в обосновании эффективных с экономической точки зрения вариантов развития малой энергетики. Для достижения указанной цели в диссертационной работе были поставлены следующие задачи:

■ провести зонирование северных территорий по степени централизации электроснабжения, показать место и роль малой энергетики;

■ проанализировать обеспеченность рассматриваемой территории топливно-энергетическими ресурсами и выявить особенности развития малой энергетики;

■ обосновать и разработать методический подход к выбору экономически эффективных вариантов развития малой энергетики на различных территориальных уровнях;

■ создать модельный инструментарий, реализующий предложенный подход;

■ определить условия экономической эффективности применения разных типов энергоисточников малой мощности.

Предметом исследования являются теоретические, методические и практические вопросы оценки экономической эффективности вариантов развития малой энергетики.

Объектом исследования являются предприятия малой энергетики: дизельные и газотурбинные электростанции, атомные станции малой мощности, ветроустановки, малые гидроэлектростанции, геотермальные станции, мелкие котельные на органическом топливе и электрокотельные, а также распределительные линии электропередачи (ЛЭП) и трансформаторные подстанции низких классов напряжения.

Теоретической основой диссертационного исследования послужили методология системных исследований в энергетике, труды отечественных и зарубежных ученых, посвященные технико-экономическим расчетам и экономико-математическому моделированию в энергетике, а также методические рекомендации по оценке экономической эффективности инвестиционных проектов.

В процессе работы использовались приемы научного исследования:

■ системный подход к выбору альтернативных вариантов энерго- и топливоснабжения потребителей;

■ методы имитационного моделирования, экспертных оценок и принципы финансово-экономических расчетов;

■ сравнительный многофакторный анализ.

Научная новизна диссертационного исследования. Исследование заключается в комплексном рассмотрении и экономическом обосновании рациональных вариантов развития малой энергетики, что способствует решению важной проблемы - сокращению объемов потребления органического топлива. Основные элементы научной новизны исследования:

■ предложена классификация районов Севера по обеспеченности топливно-энергетическими ресурсами, выполнено зонирование территории по степени централизации электроснабжения;

■ проведено ранжирование потребителей децентрализованной зоны по величине энергетических нагрузок с целью определения характерного мощностного ряда энергоисточников малой мощности;

■ определены основные направления развития, обеспечивающие повышение эффективности и экономичности объектов малой энергетики;

■ разработан методический подход к оценке экономической эффективности вариантов развития малой энергетики, практическая реализация которого осуществлена в виде комплекса имитационных моделей;

■ оценена экономическая эффективность различных типов энергоисточников малой мощности, показаны зоны их целесообразного использования.

Обоснованность и достоверность выводов и результатов. Обоснованность полученных выводов подтверждается результатами имитационных экспериментов с использованием экономико-математических моделей, в основу которых положены принципы технико-экономических и финансовых расчетов, используемых в отечественной и зарубежной практике, а также внедрением результатов диссертационного исследования в практику хозяйственной деятельности, о чем свидетельствуют справки о внедрении.

Достоверность выводов и результатов обусловлена комплексным анализом технико-экономической информации и специфики работы различных типов энергоисточников, адекватным отражением характеристик энергетических объектов при создании и адаптации экономико-математических моделей. Исследования основываются на использовании нормативно-правовой базы, касающейся темы диссертации, на статьях отечественных и зарубежных авторов, а также материалах Госкомстата РФ.

Практическая значимость диссертационного исследования. Предлагаемый методический подход использовался для обоснования целесообразности различных вариантов развития малой энергетики на территории Севера и отдельных его регионов (Тюменской, Магаданской и Иркутской областей, Хабаровского края). В работе применительно к условиям северо-восточных регионов России:

■ получены граничные экономически эффективные значения стоимостных показателей атомных станций малой мощности и возобновляемых источников энергии, а также расширения зоны централизованного электроснабжения и использования электроэнергии для целей теплоснабжения;

■ определены масштабы и территориальные зоны целесообразного применения возобновляемых энергоисточников малой мощности;

■ с помощью созданных моделей проведен анализ чувствительности показателей экономической эффективности применения различных вариантов развития малой энергетики в зависимости от изменения внешних факторов (цены и дальности доставки топлива, стоимости энергоисточников, протяженности линий электропередачи, нагрузки потребителей, тарифов на электроэнергию);

■ даны конкретные рекомендации по улучшению энергоснабжения потребителей северных районов Хабаровского края.

Разработанный подход и комплекс моделей являются универсальными, в связи с чем возможно их применение для оценки экономической эффективности вариантов развития малой энергетики на различных территориях. Модели

реализованы в виде открытого программного продукта с помощью системы электронных таблиц EXCEL.

Апробация результатов. Выводы и результаты диссертационного исследования неоднократно докладывались и обсуждались на конференциях различного уровня: футурологической конференции ИСЭМ СО РАН "Энергетика XXI века: глобальные тенденции и проблемы, их проявления в энергетики России" (г.Иркутск, 2002 г.); международной конференции "Энергетическая кооперация в Северо-Восточной Азии: предпосылки, условия, направления" (г.Иркутск, 2002 г.); международных научно-практических конференциях "Малая энергетика - 2002" (г.Москва, 2002 г.) и "Малая энергетика - 2003" (г.Москва, 2003 г.); международной промышленной выставке-ярмарке "Север России - 2003" (г.Новосибирск, 2003 г.); международной конференции "Энергосберегающие технологии и окружающая среда" (г.Иркутск, 2004 г.); региональной научно-практической конференции "Социально-экономические проблемы региона" (г.Иркутск, 2004 г.).

Основные положения диссертационного исследования отражены в 20 публикациях автора, общим объемом 18 печатных листов, в том числе в шести коллективных монографиях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 122 наименований работ отечественных и зарубежных авторов и приложений. Объем основного текста -143 страницы, включая 14 таблиц и 28 рисунков. Приложения изложены на 8 страницах, где приведены технико-экономические показатели проектов энергоснабжения потребителей северных районов Хабаровского края, полученные с использованием разработанных моделей.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи диссертационного исследования, отражена научная новизна полученных результатов и практическая значимость.

В первой главе — "Особенности развития малой энергетики в России" - на основе анализа состояния систем энерго- и топливоснабжения представлено зонирование северных территорий по степени централизации электроснабжения, показаны место и роль малой энергетики. Приведены классификация районов Севера по наличию топливно-энергетических ресурсов и ранжирование потребителей децентрализованной зоны по величине энергетических нагрузок. Определены основные направления развития малой энергетики, позволяющие ослабить напряженность с топливоснабжением.

Во второй главе - "Методический подход к оценке экономической эффективности вариантов развития малой энергетики" - приведены основные положения разработанного методического подхода, позволяющего определить экономически эффективные варианты развития малой энергетики на различных территориальных уровнях (региональном и локальном). Изложен общий прин-

цип разработанных технико-экономических и производственно-финансовых имитационных моделей и дано их математическое описание.

В третьей главе - "Эффективность вариантов развития малой энергетики в северо-восточных регионах России" - показаны условия экономической эффективности рассмотренных вариантов развития малой энергетики в сравнении с современными стоимостными показателями выпускаемого отечественного энергетического оборудования малой мощности. Определены масштабы и территориальные зоны целесообразного применения возобновляемых источников энергии в северо-восточных регионах России. Приведены основные результаты исследований по выбору рациональных вариантов развития малой энергетики в северных районах Хабаровского края.

В заключении обобщены результаты диссертационного исследования и сформулированы основные выводы.

II. Основные положения и результаты исследования, выносимые автором иа защиту

1. Предложена классификация районов Севера по обеспеченности топливно-энергетическими ресурсами и проведено зонирование территории по степени централизации электроснабжения с целью выявления места и роли малой энергетики. Основной особенностью хозяйственного освоения северных территорий России является выборочный очаговый характер, который влечет за собой суженый круг отраслей специализации и слабое развитие обслуживающих и вспомогательных производств. Отличительные черты районов Севера, связанные с экономико-географическим положением, определяют ряд особенностей энергетического хозяйства.

Условия функционирования систем энергетики зависят, прежде всего, от наличия запасов топливно-энергетических ресурсов, размещение, степень раз-веданности и освоенности которых в регионах Севера крайне неравномерны. В связи с этим состояние систем топливообеспечения потребителей значительно различается по территориям. По обеспеченности топливно-энергетическими ресурсами все районы Севера предлагается подразделить на три группы:

■ открытые, топливно-энергетические ресурсы которых имеют общероссийское значение (северные районы Тюменской области, Республика Коми);

■ полуоткрытые, влияющие на формирование топливных балансов сопредельных территорий (Республика Саха (Якутия), Сахалинская область);

■ закрытые, имеющие ТЭР местного значения (Архангельская область, северные районы Красноярского края, Магаданская область). Энергоснабжение многих районов Севера, особенно закрытых, зависит от

внешних поставок топлива. В топливодефицитные районы в настоящее время завозится свыше 23 млн. т угля. Нефтепродукты на Север практически в пол-

ном объеме (около 7 млн. т) поставляется с нефтеперерабатывающих заводов сопредельных регионов.

Анализ формирования и развития систем электроснабжения показывает, что по степени централизации на Севере можно выделить три зоны:

■ влияния объединенных энергосистем;

■ действия локально функционирующих энергоузлов;

■ децентрализованного электроснабжения (рисунок!).

Рисунок 1 - Зонирование территории Севера по степени централизации электроснабжения

Значительная часть территории Севера, особенно его восточных районов, не охвачена централизованным электроснабжением. Расширение зоны централизованного электроснабжения на всю территорию едва ли возможно в силу ограничивающих факторов, таких как рассредоточенность потребителей и небольшая величина энергетических нагрузок. На рисунке 1 нанесены перспективные железнодорожные магистрали на территории Севера, маршруты которых разработаны ИЭиОПП СО РАН1. Даже после создания в перспективе транспортных систем, обеспечивающих максимальную доступность, зона децентрализованного электроснабжения на северо-востоке сохранится. В силу слабой и очаговой освоенности территории большое значение по-прежнему будет иметь малая энергетика.

1 Проблемные регионы ресурсного типа- программы, проекты и транспортные коридоры / Под ред. М К.Бандмана и В.Ю.Малова. - Новосибирск: ИЭиОПП СО РАН, 2000 - 264 с.

Главными проблемами энергоснабжения населенных пунктов децентрализованной зоны являются неудовлетворительное техническое состояние энергоисточников, дальний транспорт топлива и зависимость от его поставок.

Всего на территории Севера эксплуатируется более 4 тысяч дизельных электростанций (ДЭС) суммарной установленной мощностью около 2000 МВт. Доля дизельных электростанций в суммарной выработке электроэнергии в северо-восточных регионах составляет от 3 до 15%, в отличие от других регионов Севера, где этот показатель в основном не превышает 1%. Характерный мощ-ностной ряд объектов малой энергетики этих регионов представлен двумя типами энергоисточников: десятки и сотни киловатт. Энергоисточники более 1 МВт расположены в основном на севере Дальнего Востока, их доля составляет 20-30% от общего числа автономных энергоисточников районов.

Потребность автономных энергоисточников в дизельном топливе оценивается в 1,5 млн. т, в последние годы из-за недостатка финансовых средств она удовлетворяется только на треть. Цена дизельного топлива достигает 15-18 тыс. руб./т, что приводит к высокой себестоимости производства энергии - до 5-10 руб./кВт'Ч. Тариф на электроэнергию для населения составляет не более 2 руб./кВт ч. В связи с этим энергопредприятия являются дотационными, и из бюджета ежегодно выделяются значительные средства на так называемый "северный завоз" топлива и покрытие кассового разрыва, вызванного необходимостью заблаговременного кредитования его закупок и транспортировки.

Основным источником тепла для жилого сектора в небольших поселках Севера, где преобладает малоэтажная застройка, служат индивидуальные бытовые печи. Мелкие котельные, функционирующие в северных поселках, обеспечивают теплом лишь административные здания и объекты соцкультбыта. Всего в районах Севера эксплуатируется более 5 тыс. котельных мощностью менее 10 Гкал/ч, их КПД в большинстве случаев не превышает 30-40%. Теплоснабжение от котельных часто не удовлетворяет требованиям надежности и качества, себестоимость производства тепла достигает 600-1000 руб./Гкал.

Проблемы топливоснабжения на Севере объясняются, главным образом, слабым развитием транспортной инфраструктуры. Сезонная ограниченность периодов завоза требует создания больших запасов топлива и приводит к высоким потерям - до 20%. У наиболее удаленных потребителей транспортная составляющая стоимости топлива достигает 70-80%. Это касается не только завозимого жидкого топлива, но и добываемого в северных районах угля.

2. Определены основные направления развития, обеспечивающие повышение эффективности и экономичности объектов малой энергетики. Удорожание органического топлива, рост транспортных тарифов на его доставку заставляют пересмотреть политику энергоснабжения этой категории потребителей, ориентируясь, прежде всего, на направления, способствующие снижению объемов потребления органического топлива:

■ реконструкция существующих энергоисточников с использованием современного оборудования с повышенным КПД и экологически чистых технологий;

• расширение зоны централизованного электроснабжения;

■ строительство атомных станций малой мощности (АС ММ);

■ более широкое применение возобновляемых источников энергии (ВИЭ);

■ внедрение электротеплоснабжения (ЭТС);

■ вовлечение в топливный баланс углей и углеводородов мелких локальных месторождений;

■ сооружение в нефтедобывающих районах блок-модульных перерабатывающих заводов небольшой мощности.

В последнее время на различных уровнях разрабатываются программы внедрения некоторых из перечисленных направлений, способствующих улучшению энергоснабжения в районах Севера. Однако практическая реализация этих программ осуществляется медленными темпами, что объясняется не только отсутствием финансирования. Существует довольно много неудачных прецедентов, в основном, связанных с сооружением ВИЭ, в связи с отсутствием проектных проработок, экономического обоснования и оценки потенциала возобновляемых природных ресурсов на должном уровне, недостаточным учетом весьма специфических северных условий, которые требуют особо тщательной строительно-конструкторской и эксплуатационной подготовки.

3. Разработан методический подход к оценке экономической эффективности вариантов развития малой энергетики на различных территориальных уровнях. Предлагаемый автором комплексный методический подход к оценке экономической эффективности развивает предыдущие и основывается на сравнении критериальных показателей разных уровней иерархии, что позволяет увязать интересы регионов и отдельных территориальных и локальных потребителей в условиях рыночной экономики.

Результаты исследований, проводимых с использованием данного подхода, позволяют выбрать наиболее выгодные с экономической точки зрения варианты энергоснабжения как для региона в целом, так и для каждого конкретного потребителя и разработать программы развития малой энергетики на различных территориальных уровнях: региональном и локальном. Общая схема проведения исследований с использованием предлагаемого подхода представлена на рисунке 2.

Результаты исследований на региональном уровне более агрегированы и представляют собой условия экономической эффективности технологически целесообразных на рассматриваемой территории вариантов развития малой энергетики. Анализ результатов позволяет определить на территории региона зоны, для которых необходима дальнейшая детальная оценка применения того или иного технологически возможного и экономически допустимого варианта

Региональный уровень

Рисунок 2 - Схема исследований по выбору рациональных вариантов развития малой энергетики

энергоснабжения. На нижнем иерархическом уровне - локальном - результатом исследований являются программы энергоснабжения потребителей с указанием эффективных вариантов для каждого потребителя, очередности ввода энергоисточников, состава оборудования, необходимых инвестиций.

Исследования на региональном уровне могут, в зависимости от поставленной задачи, выступать отдельным блоком либо выполняться предварительным этапом перед оценкой эффективности конкретных экономически допустимых проектов на локальном уровне. В этом случае выходная информация, которая формируется по завершении исследований на верхнем иерархическом уровне, является основанием для исключения из дальнейшего рассмотрения заведомо неприемлемых для данного потребителя вариантов энергоснабжения по ресурсной обеспеченности или по их экономической нецелесообразности.

В зависимости от территориального уровня проведения исследований значения всех исходных показателей (стоимостных, технических, природных) задаются в различном виде. На региональном уровне показатели рассматриваются в диапазоне их изменений, характерном для данной территории, что обусловлено фактором неопределенности информации. На локальном уровне показатели задаются в фиксированном виде, соответствующем функционированию существующего и конкретному проекту сооружения нового энергоисточников. На том и на другом уровне возможно проведение оценки чувствительности основных критериальных параметров на изменение экономических показателей, таких как цена топлива, тарифы на электро- и теплоэнергию, стоимость оборудования. В ряде случаев учитывается частичное инвестирование проектов за счет федеральных средств, выделяемых на реализацию различных энергетических программ.

Рассмотрение двух территориальных уровней позволяет значительно сократить объем подготовительной и анализируемой информации за счет уменьшения множества технологически приемлемых вариантов. Результаты исследований с использованием предлагаемой методики для различных регионов позволяют сформировать на уровне Федерации направления научно-технического прогресса, оценить целесообразные масштабы внедрения и рынок оборудования экономически привлекательных проектов в области малой энергетики.

Основные принципы, реализованные в методическом подходе:

• иерархия - в исследованиях выделяется два, связанных между собой, территориальных уровня;

• комплексность - на региональном уровне рассматриваются все технологически целесообразные варианты энерго- и топливоснабжения;

• учет фактора неопределенности;

• многокритериальность при выборе решения;

• структуризация подготовительной и анализируемой информации.

4. Создан модельный инструментарий для оценки экономической эффективности вариантов энергоснабжения с применением различных энергоисточников малой мощности. Предлагаемый методический подход реализован автором в виде комплекса имитационных моделей, так как именно методы имитационного моделирования дают возможность наиболее адекватно представить функционирование объекта при условии изменения основных экономических показателей и других случайных факторов. Разработаны экономико-математические модели двух типов для проведения исследований на региональном и локальном территориальных уровнях. Различия между моделями определяются перечнем решаемых на данном уровне задач и степенью агрегирования представленной информации (рисунок 3).

Локальный уровень

■ для оценки финансово-экономической эффективности проектов энергоснабжения конкретного потребителя

■ на основе финансовых потоков

■ критерий -финансово-экономические показатели

Рисунок 3 - Модели, применяемые для исследований на различных территориальных уровнях

В основу моделей для проведения исследований на региональном уровне положен общепринятый метод технико-экономического сравнения альтернативных вариантов энергоснабжения по суммарным затратам на строительство и эксплуатацию при условии обеспечения равного энергетического эффекта. Общий принцип моделей заключается в определении границ экономичности сравниваемых вариантов. Из условия равенства затрат выводятся расчетные зависимости основного экономического показателя одного варианта от изменения показателя альтернативного. Значения экономических показателей задаются в диапазоне, характерном для рассматриваемой территории. Получаемые линии равноэкономичности делят область изменения показателей на зоны целесообразного применения того или иного варианта (рисунок 4).

Региональный уровень

■ для определения условий экономической эффективности вариантов энергоснабжения на рассматриваемой территории

■ на основе равенства затратна строительство и эксплуатацию

■ основной критерий - затраты

я

1 я

в

2

я <•>

я а о С

Зона целесообразного

применения 2-ого варианта

Линия равноэкономтности

Зона целесообразного применения 1-ого варианта

Показатель 2-го вапианта

Рисунок 4 - Принцип определения условий экономической эффективности применения альтернативных вариантов энергоснабжения

Для каждого из вышеуказанных вариантов развития малой энергетики разработана соответствующая модель, расчет технико-экономических показателей в которой адаптирован к технологии энергоисточников. Альтернативным для всех перспективных вариантов является существующая система энергоснабжения либо, если в этом есть необходимость, вариант реконструкции существующего энергоисточника.

Основные расчетные зависимости моделей в общем виде выглядят следующим образом:

Подключение к системе централизованного электроснабжения

дДЭС

(1)

Сооружение атомных станций малой мощности

В"™

■кот пост

(2)

вдХ+:

о/у

Применение возобновляемых источников энергии для электроснабжения в режиме совместной эксплуатации с существующим энергоисточником

К

ВИЗ

с ДТС ^ ДЭС дг его ^ вю

Е + Н

вю

(3)

Использование электроэнергии для целей теплоснабжения

г»/ ту кот та эк \ . тлкот тжэк , _кот пкот Тэк = ЬУК ~К )+ "пост"*'пост+Ст Дт

э?<2х

где сГ - Цена топлива для ДЭС и котельной, дол./т у.т.; Е - нормативный коэффициент приведения капиталовложений; Клэ", Кдэс, КАТЭЦ, Ккот,

Квиэ, К3"- капиталовложения в строительство* соответственно для ЛЭП, дизельной электростанции, атомной ТЭЦ, котельной, возобновляемого источника

ттЛЭП тл ДЭС тх АТЭЦ тлкот гжм

энергии, электрокотельнои, тыс.дол.; "„ост >и,юсг ," „ост»и пост - посто-

янная часть ежегодных издержек, тыс.дол;; - себестоимость производства электроэнергии в энергосистеме, дол./кВт ч; IV - потребность в электроэнергии с учетом потерь, тыс.кВт ч; , В"°т - расход топлива на ДЭС и котельной, тыс.т у.т.; - топливная составляющая годовых издержек атомной ТЭЦ,

тыс.дол.; коэффициент соотношения цен на топливо для ДЭС и котельной;

- удельный расход топлива на ДЭС, кг у.т./ кВт-ч; Нвю - установленная мощность ВИЭ, тыс.кВт; Твиэ. число часов использования установленной мощности ВИЭ, тыс.ч; Н^п . доля отчислений от капиталовложений на эксплуатацию ВИЭ; тГ - тариф на электроэнергию для электрокотельной, дол./кВ'1-ч;э'" . удельный расход электроэнергии на выработку тепла,

кВт-ч/Гкал; ()** - годовая выработка тепла электрокотельной, тыс.Гкал.

По результатам имитационных расчетов строятся номограммы, состоящие из пучков линий равноэкономичности перспективного и существующего вариантов энергоснабжения в рассматриваемых диапазонах экономических показателей. Номограммы позволяют определить условия экономической эффективности применения вариантов развития малой энергетики на региональном уровне.

Для проведения исследований на локальном уровне автором к решаемым задачам адаптирована производственно-финансовая имитационная модель, которая реализует методику оценки финансово-экономической эффективности инвестиционных проектов, принятую в мировой практике. Данная модель описывает особенности энергоснабжения каждого конкретного потребителя, при этом набор оцениваемых вариантов в модели определяется по номограммам соответствующего варианта, полученным при исследованиях на региональном уровне.

В производственно-финансовой модели детально описываются функционирование и финансовые потоки в динамике при эксплуатации как существующего, так и перспективного энергоисточников. При оценке коммерческой эффективности проектов основными критериальными показателями являются чистая текущая стоимость и срок окупаемости:

ЧГС = £ (Я, - 3, - + Я,™) х 4 , (5)

'=' о

где - годовая выручка от продажи энергии, тыс.дол.; - затраты на эксплуатацию, тыс.дол.; К, - капиталовложения, тыс.дол.; - амортизационные отчисления в году тыс.дол.; - коэффициент дисконтирования.

При оценке бюджетной эффективности проектов основным критерием выступает снижение дотаций из бюджета на энергоснабжение потребителей. При этом рассчитываются кумулятивные, т.е. накопленные за какой-то период времени нарастающим итогом, дотации из бюджета, сокращение которых и обусловливает окупаемость проекта:

(6)

'-'о

5. Получены условия экономической эффективности применения разных типов энергоисточников малой мощности для ценовых показателей северо-восточных регионов России. На рисунке 5 представлены зоны экономической целесообразности централизованного и автономного электроснабжения потребителей с нагрузками 1-3 МВт при фиксированной себестоимости производства электроэнергии, средней для локальных энергосистем северо-восточных регионов России.

Цена дизельного

топлива, далЛ Себестоимость

электроэнергии

Рисунок 5 - Автономное и централизованное электроснабжение: условия экономической эффективности

Граничные расстояния удаленности потребителей с нагрузками около 3 МВт для целесообразного расширения централизованного электроснабжения в энергосистемах северо-восточных регионов составляют 100 км. Для мелких потребителей значения граничных экономически оправданных расстояний от точек возможного подключения сокращаются в 2-3 раза.

Сооружение атомных станций мощностью 40-70 МВт при современных ценовых условиях экономически эффективно в'удаленных и изолированных в транспортном отношении энергоузлах на побережье северных морей. Атомные станции мощностью 1 -2 МВт (аналог АС ММ "Крот") не конкурентоспособны по сравнению с существующей схемой энергоснабжения, поскольку современный уровень стоимостных показателей в них в 1,5 раза превышает граничные экономически эффективные значения удельных капиталовложений (4-5 тыс. дол./кВт) (рисунок 6).

Цена дизельного Цена угля,

топлива, долА долЛ

Рисунок 6 - Дизельная электростанция + котельная на угле и АС ММ "Крот": условия экономической эффективности

Применение возобновляемых источников энергии экономически целесообразно при удельных капиталовложениях в них не более 1,2-1,8 тыс. дол./кВт (включая транспортные расходы и строительно-монтажные работы) для среднего числа часов использования установленной мощности, равного 2000 часов в год (рисунок 7). При указанных капиталовложениях срок окупаемости проектов составляет 8 лет. С увеличением числа часов использования установленной мощности ВИЭ зона экономической целесообразности их применения значительно расширяется. При этом каждые 100 кВт мощности позволяют вытеснить 30 - 100 т дизельного топлива в зависимости от режима работы установки.

Удельные капиталовложения

Рисунок 7 - Дизельная электростанция и возобновляемый источник энергии: условия экономической эффективности

Использование электроэнергии для целей теплоснабжения в северовосточных регионах экономически оправдано для потребителей с нагрузкой более 2 Гкап/ч только в зонах электроснабжения от крупных ГЭС в угледефи-цитных районах на севере Красноярского края, Республики Саха (Якутия) и Магаданской области при тарифе на электроэнергию ниже 1-1,7 цент/кВт ч (рисунок 8).

Тариф на электроэнергию,

цент/кВтч

Рисунок 8 - Котельная на угле и электрокотельная: условия экономической эффективности

6. Определены масштабы и территориальные зоны целесообразного применения возобновляемых источников энергии малой мощности в северо-восточных регионах. На основе анализа обеспеченности территории возобновляемыми природными энергоресурсами и условий экономической эффективности применения ВИЭ в диссертационном исследовании оценены масштабы применения источников, использующих энергию ветра и малых водотоков, как наиболее распространенных природных эне|Лч>ресурсов, для энергоснабжения децентрализованных потребителей северо-восточных регионов до 2020 г. (таблица 1).

Таблица 1 - Вводы мощностей возобновляемых источников энергии для децентрализованных потребителей северо-восточных регионов России до 2020 г., МВт

Субъекты РФ Ветроустановки Малые ГЭС

Север Восточной Сибири

Северные районы Красноярского края 2,5 4,5

Северные районы Иркутской области 0,7 3,0

Итого 3,2 7,5

Север Дальнего Востока

Республика Саха (Якутия) 1,0 8,0

Магаданская область 3,0 5,0

Чукотский АО 5,0 1,5

Камчатская область 6,0 8,0

Сахалинская область 1,5 1,5

Северные районы Хабаровского края 10,4 3,6

Итого 26,9 27,6

ВСЕГО 30 35

Сооружение возобновляемых источников энергии суммарной мощностью 65 МВт потребует более 100 млн.дол. инвестиций и позволит вытеснить 30-35 тыс. т дизельного топлива в год, тем самым сократив величину ежегодных дотаций на 12-17 млн.дол. До 20% затрат по проектам может составлять поддержка из федерального бюджета в соответствии с поручением Правительства РФ о разработке программы "Развитие нетрадиционной энергетики России на 20012005 гг.". При проведении целенаправленной государственной политики стимулирования сооружения ВИЭ и увеличении ставки экологического налога для энергоисточников на органическом топливе размер рынка соответствующего оборудования может увеличиться в несколько раз.

Территориальные зоны целесообразного использования различных типов возобновляемых природных энергоресурсов представлены на рисунке 9.

Рисунок 9 - Зоны целесообразного использования возобновляемых природных энергоресурсов

7. Даны конкретные рекомендация по улучшению энергоснабжения потребителей северных районов Хабаровского края.

В качестве иллюстрации применения разработанного подхода и инструментария на локальном уровне в диссертационной работе приведены результаты оценки экономической эффективности вариантов развития малой энергетики в северных районах Хабаровского края, где насчитывается более 60 населенных пунктов, не охваченных централизованных электроснабжением. Технологически целесообразными вариантами для этой категории потребителей края являются подключение к системе централизованного электроснабжения и сооружение возобновляемых источников энергии.

Результаты исследований на региональном уровне по предлагаемому методическому подходу позволили сократить количество оцениваемых альтернативных вариантов энергоснабжения со 157 до 36. Из дальнейшего рассмотрения были исключены заведомо неэффективные варианты, как по удаленности от точек возможного подключения к энергосистеме, так и по обеспеченности возобновляемыми природными энергоресурсами. На локальном уровне оценивалась бюджетная эффективность конкретных проектов, из которых выявлено 26 наиболее привлекательных с экономической точки зрения. Сооружение возобновляемых источников энергии экономически эффективно только в тех районах, где природный ветро- или гидропотенциал имеет наиболее высокие показатели.

Основные сводные показатели проектов, рекомендованных в программу развития электроснабжения децентрализованных потребителей северных районов Хабаровского края приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Показатели программы развития систем электроснабжения в северных районах Хабаровского края

Районы Необходимые инвестиции, млн.руб. Снижение выработки электроэнергии на ДЭС, млн. кВт-ч Объемы вытесненного дизельного топлива, тыс. т Стоимость вытесненного топлива, млн.руб.

За счет подключения к энергосистеме и укрупнения узлов

им. П. Осипенко 160 8,6 2,6 40

Николаевский 180 7,6 2,2 26

Ульчский 620 5,8* 74*

ВСЕГО 960 16,2 10,6 140

За счет ввода возобновляемых источников энергии

им. П. Осипенко 170 7 2,1 32

Охотский 450 22 6,9 105

ВСЕГО 620 29 9,0 137

ИТОГО: 1580 45,2 19,6 277

Примечание - при строительстве новых ДЭС на газе

В диссертационном исследовании приведены описания и полученные технико-экономические характеристики наиболее показательных проектов. На рисунке 10 представлена графическая иллюстрация одного из них, где показаны изменения кумулятивных затрат из бюджета на электроснабжение п.Пуир Николаевского района при осуществлении различных альтернативных вариантов.

Рисунок 10 - Кумулятивные затраты из бюджета для электроснабжения п. Пуир

Наиболее предпочтительным вариантом электроснабжения для п.Пуир является перевод на централизованное электроснабжение по В Л 10 кВ от п.Озерпах. Срок окупаемости проекта при современном уровне цен составляет 3 года.

III. Публикации по теме диссертации

1. Баутин С.М., Иванова И.Ю., Шадрин А.П., Сергеев Ю.А., Ермаков P.JL, Красно-польский Б.Х. Проблемы электро- и теплоснабжения при освоении районов Азиатского Севера // Развитие производительных сил Сибири и задачи ускорения научно-технического прогресса: Материалы всесоюз. конф., Якутск: Изд-во Якутского филиала СО АН СССР, 1985. - С.65-82 (0,6/0,1 пл.).

2. Баутин С.М., Иванова И.Ю., Подкорытов В.И. Методологические основы оптимизации энергоснабжения централизованных и рассредоточенных потребителей зоны Севера // Проблемы энергетики Крайнего Севера: Доклады второго всесоюз. совещания, Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 1987. - С. 57-71 (0,6/0,2 пл.).

3. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Подкорытов В.И., Москвитин A.M. Методический подход к обоснованию рационального энергоснабжения потребителей зоны Азиатского Севера // Материалы XYU1 конф. молодых ученых СЭИ СО АН СССР, Иркутск, Деп. рук. ВИНИТИ, 1987. - С. 38-47 (0,4/0,1 пл.).

4. Баутин С.М., Иванова И.Ю., Подкорытов В.И., Москвитин A.M., Тугузова Т.Ф. Энергетика Азиатского Севера: проблемы и перспективы развития // Социально-экономические проблемы развития народного хозяйства Севера в условиях перехода к рыночной экономике: Материалы всесоюз. конф., Новосибирск: Изд-во ИЭи-ОПП СО РАН, 1991. - С.57-68 (0,5/0,05 пл.).

5. Подкорытов В.И., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф. Особенности энергоснабжения северных и изолированных районов // Особенности развития энергетики России с учетом мировых и национальных тенденций. Научный обзор, Иркутск: Препринт СЭИ СО РАН, 1994,- С.133-144 (0,5/0,15 пл.).

6. Баутин С.М., Иванова И.Ю., Подкорытов В.И., Москвитин A.M., Тугузова Т.Ф. Основные положения энергетической стратегии северных районов Сибири и Дальнего Востока // Региональные энергетические программы: методические основы и опыт разработки / Под ред. Б.Г.Санеева. - Новосибирск: Наука, 1995. -С. 173-182 (0,4/0,08 пл.).

7. Санеев Б.Г., Клер А.М., Попов С.П., Соколов А.Д., Иванова И.Ю. Направления и проблемы совершенствования энергетики Магаданской области в условиях рыночной экономики // Энергетика России в переходный период: проблемы и научные основы развития и управления / Под ред. А.П.Меренкова. - Новосибирск: Наука, 1996. - С.229-237 (0,4/0,2 пл.).

8. Санеев Б.Г., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф. Энергетика Севера: современное состояние и перспективы развитая, Иркутск: Препринт СЭИ СО РАН, № 12, 1997. - 51 с. (2,1/0,9 пл.).

9. Кошелев A.A., Попов С.П., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф. Возобновляемые природные источники энергии: предпосылки и эффективность использования // Топливно-энергетический комплекс России: современное состояние и взгляд в будущее / Под ред. А.П.Меренкова. - Новосибирск: Наука, 1999. - С.279-298 (0,8/0,2 пл.).

10. Санеев Б.Г., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф. Проблемы энергетики Севера и пути их решения // Энергетическая политика. - 2000. - Вып. 4. - С. 54-61 (0,33/0,1 пл.).

11. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Попов С.П. Направления и тенденции в энергоснабжении изолированных потребителей // Системные исследования проблем энергетики / Под ред. Н.И.Воропая. - Новосибирск: Наука, 2000. - С. 503-514 (0,5/0,15 пл.).

12. Иванова И.Ю., Попов С.П., Тугузова Т.Ф. Роль возобновляемых источников энергии в энергоснабжении восточных районов России // Регион. Экономика и социология, 2002. - №1. - С.136-147 (0,5/0,17 пл.).

13. Иванова И.Ю., Попов С.П., Тугузова Т.Ф. Возобновляемые природные ресурсы: эффективность и масштабы использования для потребителей Восточной Сибири и Дальнего Востока // Energy Co-operation in Northeast Asia: Prerequisites, conditions, ways: Proceedings of the international conference, Irkutsk: Изд-во ИСЭМ CO PAH, 2002. - P. 291-299 (0,38/0,13 п.л.).

14. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Попов С.П., Петров Н.А. Малая энергетика Севера: проблемы и пути развития. - Новосибирск: Наука, 2002. - 188 с. (7,8/3,0 пл.).

15. Иванова И.Ю., Ту1узова Т.Ф., Попов С.П. Эффективность применения энергоисточников малой мощности на возобновляемых природных ресурсах в восточных районах России // Энергетическая безопасность и малая энергетика. XXI век: Материалы всерос. науч.-техн. конф., Санкт-Петербург: Изд-во СПб! НУ, 2002. - 412 е., С. 303-310 (0,33/0,1 п.л.).

16. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф, Попов С.П. Методика и модели исследования направлений развития энергоснабжения изолированных потребителей // Методы и модели разработки региональных энергетических программ / Под ред. Б.Г.Санеева, Новосибирск: Наука, 2003. - С. 66-76 (0,4/0,1 пл.).

17. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Попов С.П. Возобновляемые источники энергии: эффективность и масштабы использования для потребителей Восточной Сибири и Дальнего Востока // Перспективы энергетики. - 2003. - том 7. - С. 47-55 (0,38/0,12 пл.).

18. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Попов С.П. Экономическая оценка и масштабы применения энергоисточников малой мощности для изолированных потребителей // Малая энергетика-2002: Материалы междунар. науч.-практ. конф., Москва: Изд-во ОАО "Малая энергетика", 2003. - С. 200-208 (0,4/0,13 пл.).

19. Иванова И.Ю., Попов С.П., Тугузова Т.Ф. Некоторые аспекты экономической эффективности проектов сооружения объектов малой энергетики // Малая энергетика - 2003: Материалы междунар. науч.-практ. конф., Москва: Изд-во ОАО "Малая энергетика", 2003. - С. 189-199 (0,5/0,17 пл.).

20. Иванова И.Ю., Симоненко А.Н., Тугузова Т.Ф. Методологические и методические подходы к обоснованию направлений и масштабов развития малой энергетики Севера РФ / Социально-экономические проблемы региона: Материалы регион, науч.-практ. конф., Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2004. - С. 109-112 (0,2/0,07 пл.).

Иванова Ирина Юрьевна АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать 04.10.04. Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл.печл. 1,5. Уч.-издл. 1,33. Тираж 100 экз. Заказ 410.

664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130 Ризограф ИСЭМ СО РАН

¡ i

!

i

i

?

í

ï

H

J

I

I I

t

I

i Í!

»19390

РНБ Русский фонд

2005-4 13048

У

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Иванова, Ирина Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ МАЛОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В

РОССИИ.

1.1 Социально-экономические условия развития регионов Севера России.

1.2 Проблемы энерго- и топливоснабжения регионов Севера.

1.3 Направления развития малой энергетики.

ГЛАВА 2 МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАРИАНТОВ РАЗВИТИЯ МАЛОЙ

ЭНЕРГЕТИКИ.

2.1 Основные положения методического подхода к обоснованию рациональных тенденций развития малой энергетики.

2.2 Комплекс экономико-математических моделей определения условий эффективности развития малой энергетики на региональном уровне.

2.3 Производственно-финансовая модель оценки эффективности энергоснабжения на локальном уровне.

ГЛАВА 3 СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ МАЛОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В СЕВЕРОВОСТОЧНЫХ РЕГИОНАХ РОССИИ.

3.1 Условия эффективности вариантов стратегии развития малой энергетики на региональном уровне.

3.2 Оценка и прогнозирование финансово-экономической эффективности развития малой энергетики Хабаровского края на локальном уровне. I

Диссертация: введение по экономике, на тему "Оценка экономической эффективности вариантов развития малой энергетики"

Актуальность темы исследования обусловлена кризисными явлениями с энергообеспечением, участившимися в последнее время в отдаленных районах России. Одной из основных причин сложившегося положения, наряду с неудовлетворительным техническим состоянием энергоисточников, является проблема топливоснабжения, особенно в топливодефицитных и труднодоступных в транспортном отношении районах. Наиболее остро эта проблема выражена у потребителей, не охваченных централизованным электроснабжением, которые рассредоточены по территории, удалены на большие расстояния от топливных баз и предприятий по переработке топлива. Эта категория потребителей обеспечивается энергией от объектов малой энергетики - автономных энергоисточников мощностью до 10-20 МВт.

Около 60% энергоисточников малой мощности расположено в северовосточных регионах России, что объясняется экономико-географическими характеристиками этой зоны, слабой освоенностью и чисто ресурсной специализацией большинства районов. Современный уровень развития транспортных и энергоснабжающих систем является фактором, структурно сдерживающим процесс эффективного освоения уникальных природных ресурсов северных территорий и создающим неблагоприятные условия для жизни населения.

В условиях централизованного планирования разрабатывались концепции и программы социально-экономического развития районов Севера [80]. Государством целенаправленно выделялись средства на проведение геологоразведочных работ, развитие горнодобывающих предприятий, так называемый "северный завоз" и социальные нужды. Перевод экономики на рыночные отношения и возникший в связи с этим поток законов, законопроектов, постановлений и резолюций внес определенные трудности в организацию работ по решению проблем развития этих регионов. Сложившаяся в стране экономическая ситуация обусловила снижение производства добывающих предприятий и объема геологоразведочных работ. Сокращение занятости трудоспособного населения, снижение уровня жизни привели к массовому оттоку жителей из районов Севера.

Отсутствие финансовой поддержки производственной и социальной инфраструктуры со стороны государства еще более усугубляет многочисленные проблемы этих регионов. Недостаток бюджетного финансирования влечет за собой недопоставки топлива, которые, в свою очередь, приводят к ограниченному режиму энергоснабжения, создавая у потребителей постоянную кризисную ситуацию.

В последнее время в целях реализации государственной социально-экономической политики на федеральном и региональных уровнях принимаются программы обеспечения надежного энергоснабжения районов Севера и приравненных к ним территорий с ограниченными сроками завоза грузов за счет использования возобновляемых источников энергии и местных видов топлива [39, 107, 108]. Однако при формировании этих программ выбор рациональных вариантов энергоснабжения различных категорий потребителей осуществляется без надлежащих проработок по технико-экономическому обоснованию их эффективности. В этой связи возрастает необходимость разработки комплексного подхода к оценке экономической эффективности вариантов развития малой энергетики на различных территориальных уровнях: региональном, областном, районном и т.д.

Степень разработанности темы

Проблемами энерго- и топливоснабжения районов Севера достаточно длительный период времени занимаются практически во всех научных центрах северных территорий России: Институте физико-технических проблем энергетики Севера (ИФТПЭС) Кольского научного центра (НЦ), Институте социально-экономических и энергетических проблем Севера (ИСЭПС) Коми НЦ, Институте физико-технических проблем Севера (ИФТПС) Якутского НЦ,

Северо-Восточном комплексном научно-исследовательском институте (СВКНИИ) Дальневосточного НЦ. Вопросы формирования и развития региональных топливно-энергетических комплексов, оптимизации территориальной структуры энергосистем Европейского Севера нашли отражение в публикациях Б.Г. Баранника, Л.Д. Криворуцкого, Н.А. Манова, А.А. Калининой, И.Г. Успенской [5, 35, 101, 119]. Исследования по проблемам энергоснабжения северо-восточных регионов страны ведутся сотрудниками отдела энергетики ИФТПС ЯНЦ под руководством Н.А. Петрова: известны научные труды Г.С. Ли по определению границ централизации электроснабжения, В.Н. Капитонова по проблемам теплоснабжения Республики Саха (Якутия) [33, 68, 69]. Применение атомных станций малой мощности в районах Севера и ожидаемый эффект замещения по всему технологическому циклу производства энергии источниками на органическом топливе подробно рассматривается в работах А.П. Шадрина [113].

Однако, большинство исследований посвящено проблемам развития локальных энергосистем и энергоузлов районов Севера. В то время как объектам малой энергетики уделяется недостаточное внимание. Энергоисточники малой мощности в силу незначительной их доли в суммарной выработке электроэнергии регионов (от 0,2 до 15%) чаще всего в региональных энергопрограммах не рассматриваются. И проблемы, связанные с их функционированием и топливоснабжением, остаются все такими же острыми как в экономическом, так и в социальном аспектах.

В последнее время проблемы малой энергетики, ее особенности и перспективные направления развития широко освещены в публикациях ОАО "Малая энергетика" [48-50]. В этих материалах используются различные подходы к оценке эффективности вариантов развития малой энергетики, в том числе атомных станций малой мощности и возобновляемых источников энергии.

В ряде научных и проектных институтов выполняются исследования по оценке потенциала возобновляемых природных энергоресурсов и перспектив его использования для энергоснабжения потребителей отдельных регионов Севера [4, 42, 71, 94, 109]. Некоторые аспекты применения возобновляемых источников энергии для конкретных территорий рассмотрены в работах В.В. Зубарева, А.А. Кошелева, В.А. Минина, Д.Д. Ноговицына, И.Р. Степанова [4, 32, 41, 42, 64, 65, 98]. В проработках О.В. Марченко и С.В. Соломина [52, 53] предложен вероятностный метод оценки экономической эффективности ветроэнергетических установок при эксплуатации в энергосистеме или автономно, приводится анализ границ конкурентоспособности по сравнению с альтернативными энергоисточниками в зависимости от скорости ветра и режима потребления энергии.

Вместе с тем, во всех упомянутых работах рассматриваются отдельные регионы или оценивается эффективность применения только одного технологического варианта развития малой энергетики. Исследованием проблем и целесообразности применения энергоисточников малой мощности различных типов в условиях Севера занимаются в ИСЭПС Коми НЦ, но в основном для потребителей Республики Коми. В работах Ю.И. Колобова, J1.В. Чайки [38, 101, 111] отражены возможности и экономическая эффективность использования на территории республики ветроэнергетических установок, малых ГЭС и различных энергоисточников малой мощности на органическом топливе.

Параллельно с вышеперечисленными работами и независимо от них в Институте систем энергетики им. Л.А.Мелентьева, при участии автора, велись исследования по технико-экономическому обоснованию энергоисточников малой мощности на различных территориях. Начало исследованиям положено в работах С.М. Баутина и В.И. Подкорытова [6, 81, 86, 121]. В диссертации автор попытался обобщить разработанные методические подходы для различных территориальных уровней и оценить экономическую эффективность вариантов развития малой энергетики в северо-восточных регионах России.

При работе над диссертацией, кроме того, были изучены многие работы отечественных ученых, которые в той или иной степени относятся к исследуемой теме: Г.А. Аграната [1, 2], Ж.И. Алферова [3], М.К. Бандмана [76, 77], П.П. Безруких [7-12], Н.И. Воропая [21], В.П. Гукова, Е.Г.Егорова [30], А.А. Ильина [34], В.А, Керова [37], Б.Х. Краснопольского [44], В.Ю. Малова [77], П.А. Минакира, А.Н. Симоненко, С.В. Славина [96], а также труды зарубежных авторов: Д. Де Рензо [16], Г.Дж.Мур [22], Лайза Кон [45], Шелдон Страус [114, 115] и других.

Цели и задачи исследования

Цель диссертационного исследования заключается в обосновании эффективных с экономической точки зрения вариантов развития малой энергетики в северо-восточных регионах страны. Для достижения указанной цели в диссертационной работе были поставлены следующие задачи: провести зонирование северных территорий по степени централизации электроснабжения, показать место и роль малой энергетики; проанализировать обеспеченность рассматриваемой территории топливно-энергетическими ресурсами и выявить особенности развития малой энергетики; обосновать и разработать методический подход к выбору экономически эффективных вариантов развития малой энергетики на различных территориальных уровнях; создать комплекс имитационных моделей, реализующий предложенный подход; определить условия экономической эффективности применения различных типов энергоисточников малой мощности для ценовых показателей рассматриваемых регионов.

Предмет и объект исследования

В диссертационной работе предметом исследования являются теоретические, методические и практические вопросы оценки экономической эффективности вариантов развития малой энергетики.

Объектом исследования являются предприятия малой энергетики: дизельные и газотурбинные электростанции, атомные станции малой мощности, ветроустановки, малые гидроэлектростанции, геотермальные станции, мелкие котельные на органическом топливе и электрокотельные, а также распределительные линии электропередачи (ЛЭП) и трансформаторные подстанции низких классов напряжения.

Методология и методика исследования

Теоретической основой диссертационного исследования послужили методология системных исследований в энергетике, труды отечественных и зарубежных ученых, посвященные технико-экономическим расчетам и экономико-математическому моделированию в энергетике [14, 29, 57, 58, 89], а также методические рекомендации по оценке экономической эффективности инвестиционных проектов [15, 36, 56]. В процессе работы использовались следующие приемы научного исследования: системный подход к выбору альтернативных вариантов энерго- и топливоснабжения потребителей; методы имитационного моделирования, экспертных оценок и принципы финансово-экономических расчетов при разработке инструментария; сравнительный многофакторный анализ при определении вариантов энергоснабжения, экономически целесообразных на рассматриваемой территории.

Научная новизна

Диссертационное исследование заключается в комплексном рассмотрении и экономическом обосновании рациональных вариантов развития малой энергетики, что способствует решению наиболее важной проблемы в топливодефицитных и труднодоступных районах - сокращению объемов потребления органического топлива. Основные элементы научной новизны исследования: предложена классификация районов Севера по обеспеченности топливно-энергетическими ресурсами, выполнено зонирование территории по степени централизации электроснабжения; проведено ранжирование потребителей децентрализованной зоны по величине энергетических нагрузок с целью определения характерного мощностного ряда энергоисточников малой мощности; определены основные направления развития, обеспечивающие повышение эффективности и экономичности объектов малой энергетики; разработан методический подход к оценке экономической эффективности вариантов развития малой энергетики, практическая реализация которого осуществлена в виде комплекса имитационных моделей, позволяющих проводить исследования на различных территориальных уровнях; оценена экономическая эффективность различных типов энергоисточников малой мощности, показаны зоны их целесообразного использования.

Обоснованность и достоверность выводов и результатов

Обоснованность полученных выводов подтверждается результатами имитационных экспериментов с использованием экономико-математических моделей, в основу которых положены принципы технико-экономических и финансовых расчетов, используемых в отечественной и зарубежной практике, а также внедрением результатов диссертационного исследования в практику хозяйственной деятельности, о чем свидетельствуют справки о внедрении.

Достоверность выводов и результатов обусловлена комплексным анализом технико-экономической информации и специфики работы различных типов энергоисточников в регионах Севера, адекватным отражением структуры и характеристик энергетических объектов при создании и адаптации экономико-математических моделей. Исследования основываются на использовании нормативно-правовой базы, касающейся темы диссертации, отчетности исследуемых в диссертационной работе энергопредприятий, на статьях отечественных и зарубежных авторов, а также материалах Госкомстата РФ [20, 24-26, 79, 85,91].

Практическая значимость

Разработанные методический подход и имитационные модели, реализующие его на практике, использовались для обоснования целесообразности различных вариантов развития малой энергетики на территории Севера и отдельных его регионов (Тюменской, Магаданской и Иркутской областей, Хабаровского края) [67, 81-84, 93, 121]. В работе применительно к условиям северо-восточных регионов России: получены граничные экономически эффективные значения стоимостных показателей атомных станций малой мощности и возобновляемых источников энергии, а также расширения зоны централизованного электроснабжения и использования электроэнергии для целей теплоснабжения; определены масштабы и территориальные зоны целесообразного применения возобновляемых источников энергии малой мощности; с помощью созданных моделей проведен комплексный анализ чувствительности показателей экономической эффективности применения различных вариантов развития малой энергетики в зависимости изменения внешних факторов (цены и дальности доставки топлива, стоимости энергоисточников, протяженности линий электропередачи, нагрузки потребителей, числа часов использования установленной мощности, тарифа на энергоносители); даны конкретные рекомендации по улучшению энергоснабжения потребителей северных районов Хабаровского края.

Следует отметить, что разработанный комплекс моделей является универсальным, в связи с чем возможно его применение для оценки экономической эффективности вариантов развития малой энергетики на различных территориях. Модели реализованы в виде открытого программного продукта с помощью системы электронных таблиц EXCEL.

Апробация работы

Основные выводы и результаты работы неоднократно докладывались и обсуждались на конференциях различного уровня: футурологической конференции ИСЭМ СО РАН "Энергетика XXI века: глобальные тенденции и проблемы, их проявления в энергетики России" (г.Иркутск, 2002 г.); международной конференции "Энергетическая кооперация в СевероВосточной Азии: предпосылки, условия, направления" (г.Иркутск, 2002 г.); международных научно-практических конференциях "Малая энергетика -2002" (г.Москва, 2002 г.) и "Малая энергетика - 2003" (г.Москва, 2003 г.); международной промышленной выставке-ярмарке "Север России - 2003" (г.Новосибирск, 2003г.); международной конференции . "Энергосберегающие технологии и окружающая среда" (г.Иркутск, 2004 г.); региональной научно-практической конференции "Социально-экономические проблемы региона" (г.Иркутск, 2004 г.).

Публикации

Основные положения диссертационного исследования отражены в 20 публикациях автора, общим объемом 18 печатных листов, в том числе в шести коллективных монографиях.

Структура и объем работы

Поставленные задачи диссертационного исследования определяют следующую структуру и порядок изложения материала: работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных литературных источников и приложений.

Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Иванова, Ирина Юрьевна

Основные результаты работы заключаются в следующем:

Для оценки экономической эффективности вариантов развития малой энергетики предложен методический подход, который позволяет проводить комплексные исследования по выбору рациональных с экономической точки зрения вариантов энергоснабжения на различных территориальных уровнях: региональном и локальном.

Предлагаемый методический подход реализован автором в виде комплекса имитационных экономико-математических моделей, представленных в виде открытого программного продукта с помощью системы электронных таблиц EXCEL. В ходе диссертационных исследований разработаны модели двух различных типов - для определения условий экономической эффективности применения в регионе различных вариантов развития малой энергетики и оценки финансово-экономической эффективности конкретных проектов.

Описанный инструментарий многократно апробирован при формировании рекомендаций по целесообразности применения различных вариантов развития малой энергетики северо-восточных регионов страны, а также при разработке программ энерго- и топливоснабжения децентрализованных потребителей Тюменской, Иркутской, Магаданской областей, Хабаровского края. Основное содержание диссертационного исследования, его результаты и выводы отражены в 20 публикациях автора, в том числе в шести коллективных монографиях [33].

Результаты проведенных исследований на региональном уровне позволили определить условия экономической эффективности вариантов развития малой энергетики при сложившихся в настоящее время в северовосточных регионах ценах на топливо:

1. Граничные расстояния удаленности потребителей с нагрузками более 3 МВт для целесообразного расширения централизованного электроснабжения в энергосистемах регионов составляют 100 км. Для мелких потребителей значения граничных экономически оправданных расстояний от точек возможного подключения сокращаются в 2-3 раза.

2. Сооружение атомных станций мощностью 40-70 МВт экономически эффективно в удаленных и изолированных в транспортном отношении энергоузлах на побережье северных морей. Атомные станции мощностью 1-2 МВт не конкурентоспособны по сравнению с существующей схемой энергоснабжения, поскольку современный уровень стоимостных показателей в них в 1,5 раза превышает граничные экономически эффективные значения удельных капиталовложений (4-5 тыс. дол./кВт).

3. Применение возобновляемых источников энергии экономически эффективно при удельных капиталовложениях в них не более 1,2-1,8 тыс. дол./кВт (включая транспортные расходы и строительно-монтажные работы) только в тех районах, где природный ветро- или гидропотенциал имеет наиболее высокие показатели.

4. Использование электроэнергии для целей теплоснабжения в регионах Азиатского Севера экономически оправдано для потребителей с нагрузкой более 2 Гкал/ч только в зонах электроснабжения от крупных ГЭС в угледефицитных районах на севере Красноярского края, Республики Саха (Якутия) и Магаданской области при тарифе на электроэнергию ниже 1-1,7 цент/кВт-ч.

С помощью предложенного методического подхода в работе оценены масштабы применения источников, использующих энергию ветра и малых водотоков, как наиболее распространенных природных энергоресурсов, для энергоснабжения децентрализованных потребителей регионов ВосточноСибирского и Дальневосточного Севера до 2020 г. Сооружение ВЭУ и МГЭС суммарной мощностью 65 МВт потребует более 100 млн.дол. инвестиций и позволит вытеснить порядка 30-35 тыс. т дизельного топлива в год и тем самым сократить величину ежегодных дотаций на 12-17 млн.дол.

Разработанный подход и инструментарий для исследований на локальном уровне применен для оценки экономической эффективности вариантов развития малой энергетики в северных районах Хабаровского края. Анализ результатов исследований на региональном уровне для рассматриваемой территории позволил значительно сократить количество оцениваемых альтернативных вариантов энергоснабжения - со 157 до 36. Из дальнейшего рассмотрения были исключены заведомо неэффективные варианты, как по удаленности от точек возможного подключения к энергосистеме, так и по обеспеченности возобновляемыми природными энергоресурсами. На локальном уровне оценивалась бюджетная эффективность конкретных проектов, из которых выявлено 26 наиболее привлекательных с экономической точки зрения, среди них 8 проектов сооружения возобновляемых источников энергии. Реализация всех рекомендуемых проектов развития энергоснабжения в северных районах края потребует 1,6 млрд. руб. инвестиций, но позволит вытеснить около 20 тыс. т дизельного топлива, и тем самым сократить расходы из бюджета на его приобретение и доставку в размере 277 млн. руб. ежегодно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненный в диссертационном исследовании анализ особенностей и проблем энергоснабжения показал, что большая часть территории северовосточных регионов находится в зоне децентрализованного электроснабжения. И даже после создания в перспективе транспортных систем, обеспечивающих максимальную доступность, эта зона на Северо-Востоке сохранится. В силу слабой и очаговой освоенности большое значение по-прежнему будет иметь малая энергетика.

Основными причинами обострившихся проблем с энергообеспечением потребителей северо-восточных регионов являются неудовлетворительное техническое состояние энергоисточников, дальний транспорт топлива и зависимость от его поставок. Наиболее остро эти проблемы выражены у автономных энергоисточников малой мощности в топливодефицитных и изолированных в транспортном отношении районах. Сложившееся положение еще более усугубляют недостаток бюджетного финансирования, удорожание органического топлива и рост транспортных тарифов на его доставку.

В работе подробно рассмотрены следующие основные варианты развития малой энергетики, обеспечивающие повышение экономичности систем энергетики и снижение объемов потребления органического топлива: подключение к системе централизованного электроснабжения; сооружение атомных станций малой мощности; применение возобновляемых источников энергии; использование электроэнергии для целей теплоснабжения.