Тема: Инновационная система энергоснабжения в России на основе реализации подхода умная энергетика малых энергетических комплексов.
Оглавление
1.1 Энергетика в России. Период становления и развития в послевоенную эпоху. Принципы и факты. 4
2.1 Использование различных источников энергии в экономике их эффективность и недостатки. 12
2.1.1. Условия и факторы реализации проекта МЭК. 19
Содержание
Глава 1 Обзор.
1.1 Энергетика в России. Период становления и развития в послевоенную эпоху. Принципы и факты
1.2 Энергетическая концепция после распада СССР до начала 2000-х. Формирование рынка энергоснабжения за счет использования невозобновляемых ресурсов.
1.3 Современный период, начиная с «нулевых». Методика формирования системного подхода к энергоснабжению потребителей.
Глава 2
2.1 Использование различных источников энергии в экономике их эффективность и недостатки.
2.1.1. Условия и факторы реализации проекта МЭК
2.2 Типы Малых Энергетических Комплексов (МЭК). Работоспособность в условиях индивидуального энергоснабжения и в кооперации с традиционными производителями энергоресурсов.
Глава 3
3.1 Эффективность использования МЭК, как дополнительного источника энергии непосредственно вблизи потребителя и альтернатива традиционным производителям энергоресурсов.
3.2 МЭК как альтернатива традиционной энергетике. Преимущества (Достоинства) и недостатки.
3.3 Критерии работоспособности традиционных поставщиков энергоресурсов. Коэффициент на подобии критерия жульничества при подготовке бухгалтерской отчетности хозяйствующими экономич. субъектами.
Глава 4
4.1 Паровинтовые машины (ПВМ) - как элемент системы МЭК их экономическая и энергетическая эффективность.
Введение
Экономика и отраслевые структуры, доставшиеся России после распада СССР, представляли собой разрозненную структуру частей одного механизма. Некогда отлаженные взаимодействия производителей всех благ цивилизации разрушены. Многие цепочки поставок оказались нарушены. Вместе с тем снятие ограничения на потребление некогда продиктованные условиями плановой экономики Советского Союза и тотального дефицита товаров и услуг привели к увеличению потребления со стороны населения нашей страны. Увеличенный спрос привел к снятию всех ограничений и приходу иностранных производителей на отечественный рынок. Западные товары и технологии, опережающие по качеству отечественных производителей, заполнили рынок. Не осталась в стороне и энергетическая отрасль страны. Возросшие объемы потребления электроэнергии домовыми хозяйствами и промышленными предприятиями привели к необходимости увеличения нагрузки на энергоснабжающие организации ТЭЦ, ТЭС и другие. При этом производственные установки и технологии оставались на прежнем уровне конца 80-х годов.
В результате работы энергоустановок на предельно допустимых и зачастую критических режимах без надлежащего обновления парка энергооборудования участился его выход из строя. Соответственно увеличилось количество сбоев в поставках энергоресурсов предприятиям потребителям вплоть до остановки производств последних. Вместе с тем ввод в эксплуатацию новых мощностей также был приостановлен из-за отсутствия финансирования.
Затянувшийся переход к рыночной экономике, нестабильный курс рубля и невнятная внутренняя политика привели к кризису 1998, а затем и 2008 года. Энергетическая отрасль не осталась в стороне от этих событий. Лихорадка стоимости нефти и газа на мировом рынке напрямую влияла на обновление российских энергетических компаний. А поскольку их производственный процесс происходил по экстенсивному пути, то это только усугубляло проблемы. Количество техногенных аварий со временем увеличивались, последствия усугублялись. Возникла (?когда- скорее всего момент принятия энергопаспортов и т.д. а также энергоэффективность «по медведевски») необходимость модернизации всей энергетической системы на государственном уровне, локальное решение проблем к тому моменту уже не помогало.
Решением было принятие доктрины энергоэффективности на всех уровнях от производства и потребления энергоресурсов до принятия энергопаспортов зданий и сооружений и введения уроков «энергосбережения» в школах. Однако методика выработки электрической и тепловой энергии в больших и более качественных объемах было принято достигать за счет замены оборудования, старых узлов и агрегатов на тепловых и электрических станциях новыми аналогами. Использование модернизированных энергоисточников принесло свои плоды в виде увеличение количества выработки. Но принципиальная схема от этого не поменялась. Потребители по-прежнему являются зависимыми от одного поставщика света и тепла и альтернативы практически ни у кого нет.
В рамках своей работы мы опишем пути повышения эффективности энергетической отрасли за счет использования МЭК как резерва или дополнительного источника к традиционным РСО. Рассмотрим зависимость и заменяемость альтернативных РСО от существующих предприятий тепло и электроснабжения. Проанализируем эффективности существующей системы транспортировки энергоресурсов до потребителей с предложением альтернативных вариантов. Предложим количественные показатели энергоэффективности и критерии работоспособности энергообъектов. Дадим экономическую оценку эффективности ПВМ как элемент МЭК.
Создание подобной инновационной системы, по производству тепловой и электрической энергии позволит укрепить позиции энергетической отрасли в отечественной экономике, и даже стать ее локомотивом. А также позволит привлечь к этому росту науку и смежные производства.
Глава 1
1.1 Энергетика в России. Период становления и развития в послевоенную эпоху. Принципы и факты.
После Второй мировой войны в развитом мире (на Западе и в СССР) сложилась надежная электроэнергетика на базе вертикально интегрированных компаний. Они, будучи государственными или частными, соединили в одних руках генерацию, управление, передачу и сбыт электричества. Причем и у нас, и на Западе тарифы таких компаний регулировались государством.
Масштабы строительства энергообъектов поражали своими объемами на территории Советского Союза, велись работы на нескольких объектах в разных регионах одновременно. Большинство строек в 50-е годы приходилось на гидро энергетику - строительство ГЭС на всей протяженности реки Волга в тех местах где только возможно, а также других крупных реках по всей стране.
Но в конце 1970-х – начале 1980-х на Западе к власти стали приходить одержимые рыночные фундаменталисты (ультралибералы-консерваторы), сторонники ухода государства из экономики. Они решили, что электроэнергетическая отрасль может стать полностью рыночной и конкурентной – надо лишь создать условия для того, чтобы каждый потребитель мог подключиться к той силовой станции, какая предлагает энергию подешевле. Ради этого, мол, надо отказаться от регулирования тарифов и разделить энергетику на конкурирующие компании-генераторы и сетевые компании, обеспечивающие равный доступ всем потребителям электрической энергии и ее производителям. А дальше, мол, по Адаму Смиту – невидимая рука рынка все расставит по местам.
Далее: станции разных типов (атомные, тепловые, гидравлические) имеют разную себестоимость энергии не из-за плохого или хорошего менеджмента, а потому, что у них разное "горючее". Станции строились исходя из того, что есть на месте – уран, уголь или реки. И потому в прежней системе тариф усреднялся.
Плановая экономика и связанные с ней объекты энергетики и промышленности, доставшиеся России от СССР, можно охарактеризовать как эффективные лишь для конца 80-тых и начала 90-тых годов прошлого века. Энергетическая концепция того периода определялась развитием атомной энергетики {рис. 1.2 электрическая мощность АЭС России 1963-1993 стр16}. Данная технология предполагает наличие крупных потребителей вблизи станции, вырабатывающих подобную энергию, при этом её излишки необходимо передавать населению находящемуся далеко от АЭС. Это предполагает строительство протяженных ЛЭП, трансформаторных станций и другой инфраструктуры, для чего необходимо привлекать огромные финансовые ресурсы. Также необходимо отметить потери энергии, при передаче по ЛЭП на дальние расстояния. Примером крупнейшей линии электропередач может служить ЛЭП 500 кВ Волжская ГЭС им. 22-го съезда КПСС — Москва общей протяжённостью 2060 км.
|
Параметр линии |
Напряжение линии, кВ |
|||
|
до 1 |
35—110 |
220—500 |
750 |
|
|
Пролёт l, м Высота опор H, м Расстояние a, м |
40—50 8—9 0,5 |
150—200 13—14 3—4 |
400—450 25—30 7—12 |
400—450 30—35 15—17 |
Основные конструктивные характеристики воздушных ЛЭП в СССР
Простые арифметические расчеты дают возможность определить стоимость подобного проекта.
- Общая протяженность линии равна 2060*103 м = 2 060 000 м что в ценах на июль 2009 года составляет 96 767 554 рубля( 12 005,9 руб./км провода);
- Для линии напряжением 500 кВ пролет предполагает расстояние 450 м. Для данной линии это будет 4 578 пролетов. Таким образом, для строительства необходимо 2 289 при цене (120 000 руб./ед.- промежуточная опора http://www.uralprommontaj.ru/price/). Затраты составят 120 000*2289=274 680 000 рублей.
Приблизительный анализ затрат по этим двум позициям дает возможность оценить величину требуемого финансирования такого проекта в современный период. При этом не учтены стоимость монтажных и других работ, аренда земли и её оформление, а также строительство и трансформаторное оборудование подстанций.
Экономическая обоснованность таких затрат объясняется принципом большой территорией страны и принципом добычи ресурсов и генерации энергии там где это легче всего, а не эффективнее для реализации. При этом зачастую до сельской местности электричество и газ не доходили, хотя сельское хозяйство того времени являлось передовым производителем зерна во всем мире, следовательно, ее производство требовало больших человеческих ресурсов.
Учет отпущенной и потребленной тепловой и электроэнергии разнился по различным причинам. Во-первых, это были колоссальные потери при транспортировке. Исследования показали, этот показатель мог достигать 40 % отпущенного количества, что практически составляет половину всей выработанной энергии на генерирующей станции. Во-вторых, протяженность теплотрасс и ЛЭП в масштабах страны давали возможность для воровства энергии на таких участках. Изношенность приборов учета также является элементом данной цепи, а учетом энергии затраченной на освещение улиц городов и поселков не придавалось никого значения и улицы могли освещаться даже днем.
Экологическая составляющая энергетических производств СССР также далека от совершенства. Количество тепловых, шумовых и радиационных излучений, хоть и не превышало предельно допустимые нормы, стоит отметить сами они, были гораздо выше общемировых. Соответственно рост заболеваемости населения также является значительным.
Поскольку масштабы СССР и впоследствии России по размерам территории являются мировыми лидерами, масштабы энергетических объектов также поражают. Поэтому необходимо отметить, последствия отключений и возникновения аварий на энергогенерирующих станциях для населения.
Так крупнейшая катастрофа, произошедшая на Чернобыльской АЭС, не только унесла тысячи жизней ликвидаторов происшествия, но и нанесла непоправимый урон для окружающей среды и людей, ныне живущих рядом с очагом, поскольку допустимые уровни содержания 137Cs и 90Sr в продуктах и питьевой воде были превышены в несколько раз.
1.2 Энергетическая концепция после распада СССР до начала 2000-х. Формирование рынка энергоснабжения за счет использования невозобновляемых ресурсов.
В 1980-х годах в электроэнергетике страны стали проявляться признаки стагнации: производственные мощности обновлялись заметно медленнее, чем росло потребление электроэнергии. Далее 1990-е годы, после приватизации энергетического комплекса, создания РАО ЕЭС и период общеэкономического кризиса в России, объем потребления электроэнергии существенно уменьшился, в то же время процесс обновления мощностей практически остановился. Состояние энергетической отрасли того периода можно охарактеризовать следующими показателями:
- По технологическим показателям (удельный расход топлива, средний коэффициент полезного действия оборудования, рабочая мощность станций и др.) российские энергокомпании отставали от своих аналогов в развитых странах.
- Отсутствовали стимулы к повышению эффективности, рациональному планированию режимов производства и потребления электроэнергии, энергосбережению.
- В отдельных регионах происходили перебои энергоснабжения, наблюдался энергетический кризис, Существовала высокая вероятность крупных аварий.
- Отсутствовала платежная дисциплина, были распространены неплатежи.
- Предприятия отрасли были информационно и финансово "не прозрачными".
- Доступ на рынок был закрыт для новых, независимых игроков.
Все это вызвало необходимость преобразований в электроэнергетике, которые создали бы стимулы для повышения эффективности энергокомпаний и позволили существенно увеличить объем инвестиций в отрасли. Далее представим сложившуюся структуру отрасли в 2000 году.
Рис. 1.1. Структура отрасли в 2000 году
Передача энергетических предприятий одному монопольному владельцу РАО ЕЭС позволило не обрушить отрасль полностью, а структурировать её наиболее благоприятным для того периода образом. Однако как видно на рисунке 1.Х. структура получилась громоздкой и не способной быстро реагировать на изменение спроса, а также отпугивали мировых инвесторов своей непрозрачностью и сложностью. Таким образом, реформы были необходимы.
Цели и задачи реформы
Основной целью реформирования электроэнергетики было повышение эффективности предприятий отрасли, создание условий для ее развития на основе стимулирования инвестиций, обеспечение надежного и бесперебойного энергоснабжения потребителей. Для этого провели радикальные изменения:
- смена системы государственного регулирования отрасли;
- формирование конкурентного рынка электроэнергии;
- создание новых компаний.
В ходе реформы изменяется структура отрасли: осуществляется разделение естественномонопольных (передача электроэнергии, оперативно-диспетчерское управление) и потенциально конкурентных(производство и сбыт электроэнергии, ремонт и сервис) функций, и вместо прежних вертикально-интегрированных компаний, выполнявших все эти функции, создаются структуры, специализирующиеся на отдельных видах деятельности. Генерирующие, сбытовые и ремонтные компании в перспективе станут преимущественно частными и будут конкурировать друг с другом. В естественномонопольных сферах, напротив, происходит усиление государственного контроля. Таким образом, создаются условия для развития конкурентного рынка электроэнергии, цены которого не регулируются государством, а формируются на основе спроса и предложения, а его участники конкурируют, снижая свои издержки.
Рис 1.2.Целевая структура отрасли
Формируемые в ходе реформы компании представляют собой предприятия, специализированные на определенных видах деятельности (генерация, передача электроэнергии и другие) и контролирующие соответствующие профильные активы. По масштабу профильной деятельности создаваемые компании превосходят прежние монополии регионального уровня: новые компании объединяют профильные предприятия нескольких регионов, либо являются общероссийскими.
Так, магистральные сети переходят под контроль Федеральной сетевой компании, распределительные сети предполагается интегрировать в межрегиональные распределительные сетевые компании (МРСК), функции и активы региональных диспетчерских управлений передаются общероссийскому Системному оператору.
Активы генерации также объединяются в межрегиональные компании, причем двух видов: генерирующие компании оптового рынка (оптовые генерирующие компании – ОГК) и территориальные генерирующие компании (ТГК). ОГК объединяют электростанции, специализированные на производстве почти исключительно электрической энергии. В ТГК входят главным образом теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые производят как электрическую, так и тепловую энергию. Шесть из семи ОГК формируются на базе тепловых электростанций, а одна ("ГидроОГК") – на основе гидрогенерирующих активов. Тепловые ОГК построены по экстерриториальному принципу, в то время как ТГК объединяют станции соседних регионов.
Таким образом, в ходе реформы исчезает прежняя, монопольная структура электроэнергетики: большинство вертикально-интегрированных компаний сходят со сцены, на смену им появляются новые компании целевой структуры отрасли.
Реорганизация ОАО РАО "ЕЭС России" стало логичным завершением реформирования электроэнергетики и создания новой демонополизированной структуры отрасли. В условиях развития конкурентных отношений между новыми самостоятельными участниками рынка электроэнергии РАО "ЕЭС России" прекратило свою деятельность в качестве "государственной монополии". В результате была сформирована предпосылка к появлению новой системы энергетического обеспечения потребителей в условиях рыночной экономике.
1.3 Современный период, начиная с «нулевых». Методика формирования системного подхода к энергоснабжению потребителей.
Именно вначале 2000-х появилось выражение «крест Чубайса». Диаграмма из двух пересекающихся кривых – растущего спроса на электроэнергию и снижающегося производственного потенциала отрасли – наглядно демонстрировала: если ничего не предпринимать, то уже в 2005 году Россия столкнется с дефицитом электроэнергии. Анализ этот провели академики РАН, а вот «крест» пришлось нести именно Чубайсу.
Обсуждение технологии реформирования электроэнергетики с ведущими российскими и зарубежными экспертами, государственными органами, представителями бизнес-сообщества и акционерами началось в 2000 году. Этот процесс шел очень сложно. По словам ректора Высшей школы экономики Евгения Ясина, который наблюдал битвы вокруг реформы электроэнергетики, «казалось, что при таком количестве врагов она не удержится и свернет с пути». Член правления РАО «ЕЭС» Андрей Трапезников также вспоминает это время как сплошную череду баталий с противниками преобразований. Однако, по его мнению, в конечном счете «публичная критика ряда первоначальных конструкций будущей либерализованной отрасли, в первую очередь со стороны миноритарных акционеров, замечания государственных органов пошли на пользу финальной модели реформы».
Официальная дата начала реформы – 26 марта 2003 года, когда президент России подписал пакет федеральных законов, в том числе «Об электроэнергетике», который позволил запустить процесс структурной реформы в отрасли.
Базовый принцип реформы – разделение на конкурентный и монопольный секторы энергетики. В большинстве стран мира станции, производящие электричество, принадлежат частным акционерам. А сети, особенно магистральные, наоборот, строго контролируются государством и остаются монопольными. Тогда государство снимает с себя обязанность поддерживать бюджетными деньгами строительство электростанций и может сосредоточиться на финансировании инвестпрограммы сетевых предприятий. А частные ТЭЦ и ГРЭС, конкурируя между собой, стараются снизить цены для потребителей, внедрять новые технологии, позволяющие экономить топливо, и т.п. Для того чтобы и у нас было так же, региональные АО-энерго разделили на генерирующие, сбытовые и сетевые части. Затем генерирующие компании распределились между шестью ОГК (в них вошли крупные электростанции) и 14 ТГК (в них вошли менее мощные тепловые электростанции из сопредельных регионов). Все магистральные сети переданы Федеральной сетевой компании.
Структурная реформа не имела бы смысла без преобразования системы взаимоотношений в отрасли на новых, рыночных основаниях. В сентябре 2006 года решением правительства вступили в силу правила оптового и розничного рынков электроэнергии. Они обеспечили переход от планового прикрепления продавцов и покупателей электричества друг к другу к системе регулируемых двусторонних договоров между покупателем и продавцом. Непокрытые квотами регулируемых договоров объемы электроэнергии начали торговаться по нерегулируемым ценам. При этом доля либерализации оптового рынка стала полностью транслироваться на розничный рынок электроэнергии. Процесс либерализации цен на электроэнергию развивается – сейчас по свободным ценам уже покупается каждый пятый киловатт в стране. С 2011 году вся электроэнергия, исключая поставки населению, продается по рыночным ценам.
Сегодня Анатолий Чубайс с полным правом, и надо сказать, не без удовольствия цитирует своих былых оппонентов. «Нам очень часто говорили: «Вы хотите привлечь инвестиции? Сколько? Триллион? Да вы спятили! Это сделать невозможно. Эта задача неразрешима! В энергетику никогда никто в здравом уме не вложит ни рубля – только государство!»
Но оказалось, что достаточно было сформировать понятные правила игры, и частник сам ринулся вкладывать деньги в электроэнергетику. В схватке за российскую генерацию отечественные «Газпром», СУЭК, КЭС, «Норильский никель», «ЛУКОЙЛ» сошлись с зарубежными EON, ENEL, RWE и Fortum. Кажется, всего полтора года назад, в конце 2006 года, стартовало первое IPO электроэнергетической компании ОГК-5. За это время размещение допэмиссий ОГК и ТГК и продажа госдолей дали частных инвестиций почти на 1 трлн. руб.
Правительство ставит энергоэффективность и энергосбережение на первое место в ряду пяти приоритетных направлений работы Правительства Российской Федерации в лице Комиссии модернизации и технологическому развитию экономики России, среди которых также выделены ядерные и космические технологии, медицинские и стратегические информационные технологии. Эти направления были определены на первом заседании Комиссии и контролируются непосредственно Президентом.
Главной задачей Комиссии, по мнению главы государства, является реализация типовых проектов по энергосбережению на производстве, в бюджетном секторе, в социальной сфере, в коммунальном хозяйстве. Эту работу должна сопровождать масштабная информационная кампания, которая будет способствовать изменению моделей поведения и привычных подходов к использованию энергии в обществе.
В своём выступлении президент отметил, что государство будет стимулировать инновационные проекты в сфере энергоэффективности для их скорейшего внедрения. На заседании Комиссии были рассмотрены шесть проектов по энергоэффективности и энергосбережению:
- «Считай, экономь и плати»;
- «Новый свет»;
- «Энергоэффективный квартал»;
- «Малая комплексная энергетика»;
- «Инновационная энергетика»;
- Проект внедрения энергоэффективных технологий в госучреждениях.
Глава государства считает принципиально важным закончить формирование нормативной базы, необходимой для повышения энергоэффектвности и энергосбережения. Развитие современных технологий в коммунальном хозяйстве, строительном комплексе должно сопровождаться новыми нормами и правилами, которые были скорректированы в декабре 2009 года, а федеральный закон об энергосбережении и повышении энергетической эффективности вступил в силу в 2010 году.
Опыт высокоразвитых стран, убеждает в том, что без всесторонней государственной поддержки невозможно добиться в национальном масштабе сколько-нибудь заметного повышения энергоэффективности. А она в экономически передовых государствах тесно увязана как с их энергетической безопасностью, так и с высокой культурой энергопотребления.
Будущее развития энергетической отрасли в России все чаще связывают с малой и альтернативной энергетикой. Проблема будет стоять не столь остро, если часть инфраструктуры районов и отдельные предприятия оснастить мини-теплоэлектростанциями (мини-ТЭС). Децентрализованные формы обеспечения энергией городов, поселков и производства - вполне реальная перспектива в условиях назревшего кризиса.