Размещено на http://www.allbest.ru/

Методический подход для комплексной оценки сравнительной эффективности проектов экспорта электроэнергии в условиях неопределенности развития электроэнергетической системы региона

К.С. Смирнов

Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук, Иркутск, Россия

Аннотация

Разработан методический подход для комплексной оценки сравнительной эффективности проектов экспорта электроэнергии в условиях неопределенности развития электроэнергетической системы региона. Даны рекомендации по выбору наиболее предпочтительного проекта экспорта электроэнергии из Восточной Сибири в Китай. Предлагаемый методический подход и модельный инструментарий может применяться для оценки эффективности экспортных проектов при разработке программ и схем развития электроэнергетики регионов.

Ключевые слова -- комплексная оценка, эффективность, электроэнергетика региона, методический подход, экспорт электроэнергии, генерирующие мощности.

Abstract

A methodological approach is developed to integrated assessment of comparative efficiency projects electricity exports in the conditions of uncertainty development of the electricity system in the region. The recommendations are given on how to select the most preferable variant of constructing the export-oriented power plants and transmission line for power export from East Siberia to China. The suggested methodological approach and model tools can be applied to assess the efficiency of export projects when developing the programs and plans on the regional development of the electric power industry.

Keywords -- integrated assessment, efficiency, electric power industry of the region, methodological approach, electricity export, generating capacities.

Введение

Осуществление крупномасштабных экспортных проектов связано с решением ряда сложных задач. Для принятия обоснованных решений в этом направлении необходимо проведение детального и всестороннего анализа условий реализации и исследования возможных последствий таких шагов. Должна быть дана комплексная оценка стоимости ожидаемых затрат на реализацию новых проектов и тарифов на экспортируемую электроэнергию, возможностей и условий привлечения финансовых ресурсов для реализации проектов.

Теоретические и практические вопросы в области исследования эффективности экспорта электроэнергии и создания межгосударственных электрических связей рассматривались в работах отечественных ученых: Л.С. Беляева [1], С.В. Подковальникова, В.А. Савельева, И.М. Волькенау [2], Л.Д. Хабачева [2,3], Н.И. Воропая, В.В. Ершевича, Ю.Н. Руденко [4] и др. К данной проблеме проявляли интерес и зарубежные ученые: J.Y. Yoon, D.W. Park [5], K.H. Chung, B.H. Kim [6], и др. Исследованию энергетических проблем в условиях неоднозначности исходной информации посвящены работы Л.А. Мелентьева [7-9], А.А. Макарова [9-11], Л.С. Беляева [1, 12-13], A.H. Зейлигера [2,3], Б.Г. Санеева [14,15], Ю.Д. Кононова [16], В.А. Смирнова [17], Л.М. Шевчук [18], С.А. Смоляк [19] и др.

Проведенный автором обзор работ показывает, что вопросам прогнозирования развития региональных электроэнергетических систем (ЭЭС) и проектам экспорта электроэнергии в условиях неоднозначности исходной информации уделено большое внимание как в работах отечественных, так и зарубежных ученых. В то же время не достаточно изученной является очень важная в методическом и особенно в практическом плане проблема, связанная с комплексной оценкой сравнительной эффективности и выбором наиболее предпочтительных проектов экспортных проектов, вписываемых в ЭЭС региона в долгосрочной перспективе.

Описание методического подхода

Реализация методического подхода предполагает выполнение следующих шагов (рис. 1):

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Принципиальная схема методического подхода для комплексной оценки сравнительной эффективности проектов экспорта электроэнергии в условиях неопределенности развития ЭЭС региона

1. Проведение анализа энергетических рынков электроэнергии стран импортеров российской электроэнергии и определение возможной ниши для российской электроэнергии.

2. Выявление потенциальных возможностей российской электроэнергетики для экспорта электроэнергии с использованием модели ТЭК страны (расход топлива на электростанциях, замыкающие затраты (цены на топливо), внешние перетоки электроэнергии, уровни электропотребления, объем экспорта электроэнергии)

3. Оценка системной эффективности экспортных проектов;

3.1. Построение оптимизационной модели развития ЭЭС региона с поочередным включением в нее каждого из рассматриваемых проектов сооружения экспортных электростанций и линий электропередачи в регионе;

3.2. Многофакторное исследование развития электроэнергетики региона с применением матрицы рисков;

3.3. С применением критериев теории игр осуществляется выбор наиболее эффективных проектов сооружения экспортных электростанций в регионе. Условия такого выбора зависит от вида используемого критерия теории игр. Применение формальных критериев теории игр позволяет выявить проекты неразличимых с точки зрения применяемых критериев. Такие проекты принято считать равноэкономичными. Существование равноэкономичных проектов обусловливает принципиальную невозможность полной формализации процесса принятия решений в условиях неопределенности развития ЭЭС региона.

4. Оценка коммерческой эффективности экспортных проектов (в качестве основного критерия коммерческой эффективности на этом этапе рассматривается минимальный тариф на экспортную электроэнергию в местах перехода границы)

4.1. Построение имитационной производственно-финансовой модели для оценки коммерческой эффективности отобранных на третьем этапе экспортных проектов

4.2. Выбирается вариант более предпочтительный с точки зрения коммерческой эффективности

Результаты исследования

В соответствии с предложенным методическим подходом (рис. 1) ниже представлена комплексная оценка сравнительной эффективности проектов экспорта электроэнергии в Китай в условиях неопределенности развития электроэнергетической системы региона, на примере Восточной Сибири.

Выполненный автором анализ различных источников по развитию китайской электроэнергетики, показал:

1) При реализации сценариев с повышенными уровнями электропотребления, дефицит электроэнергии в Китае к 2030 г. оценивается в 100 млрд. кВт?ч;

2) Доминирующую роль в структуре потребления энергоносителей в Китае играет уголь, самый экологически вредный в плане высокого содержания золы и серы. Он является главным источником загрязнения воздуха в стране. Несмотря на развитие ТЭС на газе доля установленной мощности на угле в структуре ТЭС прогнозируется к 2030 г. достаточно высокой - 86-93%. В связи с этим, Китай будет вынужден в больших количествах закупать электроэнергию из соседних стран, для энергообеспечения растущих потребностей в стране и снижения загрязнения воздуха.

3) Ниша для российской электроэнергии на китайском рынке оценивается в 16-20 млрд кВт•ч.

Выявление потенциальных возможностей российской электроэнергетики для экспорта электроэнергии с использованием модели ТЭК страны, показало, что объем экспорта из Восточной Сибири может составить 16 млрд кВт.ч. Это зависит от пропускной способности ЛЭП (3,2 ГВт) и числа часов работы (5000). Выдача электроэнергии в Западную Сибирь должна составить около 24 млрд кВт.ч.

Рассматриваются четыре возможных проекта экспорта электроэнергии [20], которые поочередно вписываются в модель развития электроэнергетической системы региона:

Проект 1 - КЭС на ковыктинском газе на юге Иркутской области;

Проект 2 - КЭС на канско-ачинском угле (КАУ) в Красноярском крае;

Проект 3 -КЭС на угле в Республике Бурятия и Забайкальском крае (Олонь-Шибирская КЭС; Новая Харанорская КЭС);

Проект 4 - КЭС на мугунском угле в Иркутской области.

Для оценки эффективности проектов экспорта электроэнергии используется разработанная автором статическая, оптимизационная, многоузловая модель развития электроэнергетики Восточной Сибири.

Расчеты проводились для четырех возможных вариантов сочетаний внешних условий развития электроэнергетики Восточной Сибири: низкие и высокие прогнозируемые уровни электропотребления в регионе (195-245 млрд кВт?ч), низкие и высокие цены на топливо (газ, уголь) для электростанций. Прогнозируемые цены на топливо для электростанций по региональным энергосистемам (РЭС) Восточной Сибири приведены в табл. I.

Таблица1. Прогнозируемые цены* на газ и уголь в Восточной Сибири в 2030 г., дол./т у.т.

* без учета инфляции

Далее в соответствии с предлагаемым методическим подходом строится матрица рисков (табл. II).

Таблица 2. Матрица экономических рисков на развитие ЭЭС Восточной Сибири, млн. дол.

* в столбце отмечен лучший вариант по соответствующему критерию

Вариант 1-4 соответствует четырем возможным вариантам сочетаний внешних условий развития электроэнергетики Восточной Сибири

На основании полученной матрицы рисков производится выбор проектов экспорта электроэнергии наиболее предпочтительных с точки зрения принятых в работе критериев теории игр (Лапласа, Сэвиджа).

Исследования показали, совместное применение формальных критериев теории игр позволяет выявить два проекта экспорта электроэнергии (табл.II), которые с точки зрения применяемых критериев можно считать равноэкономичными. В данном случае наиболее предпочтительными являются: по критерию Лапласа - вариант 1, предполагающий в качестве экспортной электростанции сооружение Ковыктинской КЭС на газе, по критерию Сэвиджа - вариант 4 - при сооружении Мугунской КЭС на угле.

Равноэкономичность выбранных выше экспортных проектов не делает окончательный выбор решения произвольным. Обязательное требование к выбираемому проекту - его практическая реализуемость.

В работе, с использованием разработанной автором имитационной производственно-финансовой модели, дается оценка коммерческой эффективности отобранных на третьем этапе двух экспортных проектов и делается выбор из них окончательного проекта, предлагаемого к реализации.

При выборе окончательного проекта сооружения экспортных электростанций предпочтение отдается проекту, обеспечивающему минимальный тариф на экспортную электроэнергию в местах перехода границы экспортных линий электропередачи с Китаем. Тариф определяется как минимально приемлемая для экспортера (России) цена на электроэнергию (без учета акцизов и пошлин), которая компенсирует все эксплуатационные издержки (включая плату за выбросы СО2), инвестиционные затраты и обеспечивает получение приемлемой прибыли на вложенный капитал.

При расчетах минимальных тарифов приняты следующие исходные посылки:

- расчетный период службы электростанций составляет: для Ковыктинской КЭС на газе - 30 лет, для Мугунской КЭС на угле - 35 лет;

- расчетный период срока службы экспортной ЛЭП ±500 кВ - 25 лет;

- внутренняя норма доходности - 15%;

- источники финансирования - акционерный капитал;

- ставки налогов приняты по действующей в Российской Федерации системе налогообложения: налог на прибыль - 20 %;

- срок окупаемости КЭС - 18 лет;

- срок окупаемости ЛЭП - 15 лет;

- прогнозируемая цена на ковыктинский газ - 130-175 долл./1000 м3, на мугунский уголь - 23-30 долл./т

Результаты расчетов экспортных тарифов на границе с Китаем приведены в таблице III.

Таблица 3. Тариф на электроэнергию на границе с Китаем, ц/кВт•ч

Из таблицы III видно, что проект сооружения экспортной КЭС на ковыктинском газе (на юге Иркутской области) с передачей электроэнергии по линии постоянного тока до границы с Китаем является более предпочтительным (по принятому критерию) по сравнению с проектом сооружения экспортной КЭС на мугунском угле в Иркутской области.

Выводы

1. Разработан методический подход для комплексной оценки сравнительной эффективности проектов экспорта электроэнергии в условиях неопределенности развития ЭЭС региона, позволяющий:

а) провести анализ энергетических рынков электроэнергии стран импортеров российской электроэнергии и определить возможную нишу для российской электроэнергии;

б) выявить потенциальные возможности российской электроэнергетики для экспорта электроэнергии с использованием модели ТЭК страны

в) с использованием разработанной автором оптимизационной модели определить оптимальный состав энергетических объектов развития ЭЭС региона, необходимый для ее приспособления к различным внешним условиям и намечаемым экспортным проектам, и связанные с этим суммарные приведенные затраты;

г) на основе полученной информации построить матрицу затрат и матрицу экономических рисков и с помощью принятых критериев теории игр (Лапласа, Сэвиджа) сделать выбор наиболее эффективных (неразличимых с точки зрения принятых критериев) экспортных проектов;

д) с использованием разработанной автором имитационной производственно-финансовой модели дать оценку коммерческой эффективности экспортных проектов.

2. Проведена оценка системной эффективности четырех экспортных проектов в Восточной Сибири для экспорта электроэнергии в Китай: Ковыктинская КЭС на газе на юге Иркутской области; КЭС на канско-ачинском угле в Красноярском крае; КЭС на угле в Республике Бурятия и Забайкальском крае (Олонь-Шибирская КЭС; Новая Харанорская КЭС); КЭС на мугунском угле в Иркутской области. Проекты сооружения экспортных КЭС на ковыктинском газе и мугунском угле в Иркутской области с передачей электроэнергии по линии постоянного тока до границы Китая (район г. Забайкальска), являются более предпочтительными, по сравнению с другими рассмотренными экспортными проектами в Восточной Сибири.

3. Дана оценка коммерческой эффективности (реализуемости) выбранных экспортных проектов. При этом предпочтение отдается проекту, обеспечивающему минимальный тариф на экспортную электроэнергию.

электроэнергетика проект регион экспортный

Список литературы

1. Беляев Л.С., Подковальников С.В., Савельев В.А., Чудинова Л.Ю. Эффективность межгосударственных электрических связей. Новосибирск: Наука, 2008.-239 с.

2. Волькенау И.М., Зейлигер A.H., Хабачев Л.Д. Экономика формирования электроэнергетических систем. -М.: Энергия, 1981. - 320 с.

3. Зейлигер А. Н., Малкин П.А., Хабачев Л.Д. Вопросы обоснования развития межрегиональных и межгосударственных сетевых связей //Энергетическое строительство. - 1994. - № 3. - С. 2-4.

4. Воропай Н.И., Ершевич B.B., Руденко Ю.Н. Развитие межнациональных энергообъединений - путь к созданию мировой электроэнергетической системы. - Иркутск, 1995 - 28 с. - (препринт СЭИ СО РАН, 1995; № 10).

5. Мелентьев Л.А. Системные исследования в энергетике. - 2-е изд., пере-раб. и доп. - М.: Наука, 1983. - 456 с.

6. Мелентьев Л.А. Оптимизация развития и управления больших систем энергетики: Учеб.пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Высш.школа, 1982. -319 с.

7. Макаров А. А., Мелентьев Л. А. Методы исследования и оптимизации энергетического хозяйства.- Новосибирск: Наука, 1973. - 276 с.

8. Методы и модели согласования иерархических решений // Под ред, А.А.Макарова - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1979. - 240 с.

9. Макаров А.А., Веселов Ф.В., Волкова Е.А., Макарова А.С.. Методические основы разработки перспектив развития электроэнергетики. - М.: ИНЭИ РАН, 2007. - 103 с., ил.11.

10. Исследование эффективности межгосударственных электрических связей в Северо-Восточной Азии с применением математического моделирования / Л.С.Беляев, В.А.Савельев, Л.Ю. Чудинова и др. // Изв.РАН. Энергетика. -2000. -№5.- С.55-65.

11. Системный подход при управлении развитием электроэнергетики / Л.С. Беляев, Г.В. Войцеховская, В.А. Савельев и др. / под ред. Л.С. Беляева, Ю.Н. Руденко ? Новосибирск: Наука, 1980, 240 с.

12. Макарова А.С., Соколов А.Д., Санеев Б.Г. Метод согласования двухуровневой иерархии линейных моделей в условиях неопределенности. -В кн.: Иерархия в больших системах энергетики. -Иркутск: СЭИ СО РАН СССР, 1978.-Т.2.-С.173-191.

13. Санеев Б.Г. Энергетическая кооперация России и стран Северо-Восточной Азии // Регион: экономика и социология. - 2004.-№ 1. - С. 136-144.

14. Кононов Ю.Д., Кононов Д.Ю. Оценка конкурентоспособности электростанций / Кононов Ю. Д., Кононов Д. Ю. // Электрические станции. - 2009. - № 6. - С. 22-26.

15. Смирнов В.А. Проблемы повышения гибкости в энергетике. - М: Наука. - 1989.

16. Шевчук Л.М. Риск-анализ в задачах стратегического планирования для крупных энергетических компаний / Л.М. Шевчук, А.С. Лукьянов, А.А. Кудрявцев // Изв. РАН. Энергетика. - 2000. - № 2. - С. 52-64.

17. Смоляк С.А. Оценка эффективности инвестиционных проектов в условиях риска и неопределенности (теория ожидаемого эффекта). - М.: Наука, 2002. - 182 с.

18. Лагерев А. В., Ханаева В. Н., Смирнов К. С. Приоритеты и перспективы развития электроэнергетики Восточной Сибири. «Энергетик» №8 2011 с. 2-7.

Размещено на Allbest.ur