Экономическая эффективность альтернативной энергетики

Экономическая эффективность альтернативной энергетики

Наличие стабильного доступа к энергоресурсам играет важную роль в развитии национального и мирового хозяйства. В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Отсюда зачастую уровень экономического развития страны определяют по объему потребления энергоресурсов. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережали темпы развития других отраслей. Поэтому экономически важной целью для стран является процесс производства и возобновления всевозможных видов энергетики. К таким видам энергетики можно отнести тепловую электроэнергетику, гидроэнергетики и альтернативной энергетики. В данной же статье мы обратим особое внимание на альтернативную энергетику, т.к сегодня данный вид энергии достигает все больших масштабов в использовании. Таким образом в данной статье мы рассмотрим всевозможные источники альтернативной энергетики, рассмотрим их экономическую эффективность.

Авторы публикации

Рубрика

Экономика и управление

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 24 (26), август ‘21

Поделиться

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) рассматриваются современным мировым сообществом уже не в качестве дополнительных источников энергии, а в качестве основы современной системы энергообеспечения. В частности, принятый в 2019 г. документ «Европейский зеленый курс» (The European Green Deal) предполагает полную перестройку европейской экономики с целью сокращения выбросов парниковых газов и уровня загрязнения окружающей среды в странах ЕС до нуля уже к 2050 г. В частности, данный документ предполагает полный переход на ВИЭ, преимущественно – на солнечную и ветроэнергетику [5].

Таким образом, значимость альтернативных источников энергии существенно возросла для современной энергетики, поэтому вопросы, посвященные экономической эффективности ВИЭ, приобрели особую актуальность, что и обусловило выбор темы данного исследования.

Вопросы использования альтернативных источников энергии актуальны для всех стран мира: как богатых залежами ископаемого топлива, так и зависящих от внешних поставок. При этом «во главу угла» ставится, в первую очередь, вопрос экологичности альтернативных источников энергии, постольку использование традиционных источников приводит к эмиссии парниковых газов, что, в свою очередь, влечет серьезные изменения климата. Но не стоит забывать и об экономическом аспекте, а именно – об экономической эффективности альтернативных источников энергии. Вопросы энергоэффективности и энергосбережения выходят на первый план в условиях ориентации на бережное, рациональное природопользование. Альтернативные источники энергии становятся по-настоящему конкурентоспособными только в условиях получения положительного экономического эффекта (экономии) по сравнению с использованием традиционных источников энергии.

Проанализируем экономические показатели использования наиболее распространенных возобновляемых источников энергии в сравнении с традиционными источниками (таблица 2.1).

Расчет был проведен для традиционной газовой ТЭС, солнечной фотовольтаической станции и ветряной станции, используемой на суше с эквивалентной годовой выработкой электроэнергии 4725144 МВт-ч. Данная цифра была получена для газовой ТЭС номинальной мощностью 620 МВт, работающей с коэффициентом установленной мощности, составляющим 87% на протяжении года (8760 ч). Для того чтобы показатели были сравнимыми, для традиционных источников электроэнергии также принимается годовая выработка электроэнергии на данном уровне 4725144 МВт-ч [2].

Итак, мы видим, что инвестиционные затраты для электростанций, использующих ВИЭ, существенно выше, чем у традиционных ТЭС на газе. В долларах на киловатт выработанной энергии показатель СЭС в 4,2 раза превышает показатель ТЭС, а показатель ВЭС – в 2,4 раза.

Таблица 1 – Экономические показатели использования наиболее распространенных возобновляемых источников энергии в сравнении с традиционными [2].

Таблица 1

Экономический показатель

Тип электростанции

 

Солнечная фото-вольтаическая

Ветряная (на суше)

Традиционная ТЭС на газе

1

2

3

4

1. Коэффициент использования установленной мощности, %

25

35

87

2. Номинальная мощность, МВт

2158

1541

620

3. Годовая вы-работка электро-энергии, МВт-ч

4725144

4725144

4725144

4.Инвестиционные затраты, $/кВт

3873

2213

917

5.Инвестиционные затраты, млн. $

8356

3411

569

6. Постоянные операционные затраты, $/МВт

24690

39550

13200

7. Постоянные операционные затраты, млн. $

53

61

8

8. Переменные операционные затраты, $/МВт

0

0

50

9. Переменные операционные затраты, млн. $

0

0

236

10. Операционные затраты, млн. $

53

61

244

11. Превышение инвестиционных затрат относительно традиционных источников (ТЭС), млн. $

7788

2842

12. Экономия на операционных затрат относительно Традиционный источников (ТЭС), млн. $ в год

191

183

13. Простой срок окупаемости относительно традиционных источников, лет

40,7

15,5

 

 

В абсолютной сумме инвестиций показатель СЭС в 14,7 раз превышает показатель ТЭС, а показатель ВЭС – в 6 раз. Авторы Либонтова Т.С., Акулова А.Ш., Галушко М.В. отмечают, что именно высокие инвестиционные затраты являются основной причиной, «тормозящей» внедрение электростанций, работающих на ВИЭ, в Российской Федерации [3].

Но при этом суммарные годовые операционные затраты для электростанций на ВИЭ намного ниже, чем аналогичный показатель традиционных электростанций, поскольку для них отсутствует переменная часть затрат, обусловленная использованием традиционных энергоносителей. Операционные затраты СЭС год в 4,6 раза ниже показателя традиционных ТЭС, а операционные затраты ВЭС – в 4 раза.

Если рассчитать простой (недисконтированный) срок окупаемости на основе разницы в капитальных затратах и годовой экономии, то для солнечной электростанции он составит 40,7 лет, а для электростанции, использующей энергию ветра – 15,5 лет.

Таким образом, альтернативная энергетика демонстрирует положительный экономический эффект, но очень отдаленный во времени, поэтому многие государства используют так называемые «зеленые» тарифы, для того, чтобы поддержать инвесторов, вкладывающихся в энергетику на основе ВИЭ [10].

В целом, традиционная энергия пока имеет более низкую стоимость, чем энергия из возобновляемых источников [3], но этот разрыв демонстрирует устойчивую тенденцию к сокращению. Развитие технологий ведет к снижению инвестиционных затрат на строительство станций, использующих энергию солнца либо ветра, что позволит обеспечить более быструю окупаемость вложений в альтернативную энергетику в обозримом будущем.

 

Проблема эффективности и энергосбережения ВИЭ

Для того, чтобы компенсировать более высокие инвестиционные затраты при строительстве электростанций на альтернативных источниках энергии, их внедрение и расширение использования ВИЭ должно сопровождаться мероприятиями, направленными на повышение уровня энергоэффективности и энергосбережения.

Энергоэффективность, энергосбережение и ВИЭ – это три основополагающих компонента энергетики устойчивого развития, соответствующей целям устойчивого развития ООН [11].

При этом следует отличать понятия энергоэффективности и энергосбережения. Под повышением энергоэффективности подразумевается повышение КПД приборов и устройств, использующих электроэнергию (с тем, чтобы каждый киловатт энергии приносил максимальную пользу). А под энергосбережением подразумеваются мероприятия, направленные, в частности, на то, чтобы для обогрева помещений требовалось меньше энергии благодаря их теплоизоляции, а также, чтобы минимизировались энергопотери в сетях коммуникаций [6].

Таким образом, в то время как ВИЭ касаются вопросов производства электроэнергии, энергоэффективность и энергосбережение касаются вопросов ее рационального потребления. Использование этих трех инструментов энергомодернизации позволит обеспечить формирование максимально эффективной и экологичной энергосистемы.

Повысить энергоэффективность на уровне отдельных объектов позволяет также использование автономных систем генерации энергии с использованием ветра и солнечного света: установка таких систем на жилых и промышленных объектах снижает потребность в электроэнергии из общей сети, причем окупаемость таких локальных систем составляет 5 – 10 лет (в зависимости от климатических условий), что намного ниже, чем для электростанций СЭС и ВЭС-типов.

В частности, А. С. Былеев пишет, что, если ветротехника соответствует по-своему техникоэкономическому уровню особенностям и условиям места внедрения, то ее окупаемость (полное покрытие инвестиционных затрат полученной экономией) не превышает 4 – 5 лет, особенно, если использовать комплексные установки, оборудованные солнечными фотоэлектрическими элементами [1].

В Российской Федерации вопросы энергоэффективности и энргосбережения стоят особенно актуально, поскольку здесь исторически сформировалась повышенная энергозатратность жизнедеятельности и производства. Отчасти, это обусловлено климатическими особенностями, а отчасти – наличием относительно дешевых энергоносителей. Поэтому затраты энергии на производство продукции в России в полтора – два раза выше, чем в западных странах [5].

Такие вопросы, как повышение энергоэффективности и энергосбережения, а также использование нетопливных источников электрической энергии, определены документом «Энергетическая стратегия России на период до 2030 г.» [8].

Согласно Докладу о реализации «Энергетической стратегии России на период до 2030 года», по итогам 2018 года, достигнуты следующие значения индикаторов энергетической эффективности экономики:

- энергоемкость валового внутреннего продукта составила 99,95 кг условного топлива на 10 тыс. рублей; динамика данного индикатора – положительная, но потребуется сильный рывок для достижения целевых показателей второго этапа реализации Энергетической стратегии;

- снижение удельных потерь в комплексе электросетей – 4,9%; динамика показателя положительная, целевое значение достигнуто [8].

Таким образом, постепенно реализуются цели в области энергоэффективности и энергосбережения.

К сожалению, среди индикаторов стратегического развития энергетики в Энергетической стратегии России отсутствует такой показатель, как доля ВИЭ. Есть только показатель «Доля нетопливных источников электрической энергии (АЭС+ГЭС+ВИЭ)», который составляет 36,5%. Это демонстрирует, что развитие энергетики на основе ВИЭ в приоритетах Энергетической стратегии России, к сожалению, отсутствует.

Тем не менее, в отчете указано, что в рамках реализации Энергетической стратегии в 2018 г. было завершено строительство объектов ВИЭ, генерирующих электроэнергию, суммарная мощность которых составила 370 МВт (это выше аналогичного показателя 2017 г. в 2,5 раза).

В частности, было построено:

- СЭС – суммарной мощностью 320 МВт;

- ВЭС – суммарной мощностью 56 МВт.

Наиболее крупные объекты ВИЭ:

- СЭС «Уран» (Сорочинская СЭС) – мощность 60 МВт;

- СЭС «Нептун» (Новосергиевская СЭС) – 45 МВт;

- Фунтовская СЭС – 60 МВт;

- Ульяновский ветропарк (вторая очередь) – 50 Мвт.

За период с 2014 по 2018 гг. в Российской Федерации было построено объектов ВИЭ суммарной мощностью 648,5 МВт:

- СЭС – суммарная мощность 555 МВт;

- ВЭС – суммарная мощность 90 МВт [8].

Таким образом, наблюдается существенный прирост темпов строительства объектов ВИЭ в России: 58% по СЭС и 62% по ВЭС. Это – существенное достижение на пути формирования рационального топливно-энергетического баланса России.

Повышение энергоэффективности и энергосбережения – важнейшая задача, реализуемая в форме сокращения потерь при производстве, передаче и использовании энергии, а также в форме повышения эффективности использования электроэнергии в бытовом использовании и в экономической деятельности. Ее реализация обеспечивает положительный волновой эффект, отражающийся на социально-экономической системе в целом.

 

Заключение

1. Взгляд на ВИЭ как на решение всех актуальных проблем современной энергетики в корне неверен. Безусловно, возобновляемая энергетика способствует решению части проблем (таких как риск техногенных катастроф, негативное воздействие парниковых газов на климат, отсутствие либо недостаточность ископаемых энергоносителей в некоторых странах). Но часть проблем ВИЭ усугубляют либо обостряют. В частности, инвестиции в ВИЭ ложатся на плечи потребителей (как самой электроэнергии, так и произведенных с ее использованием товаров), а если государство использует механизм «зеленых тарифов», то, в конечном итоге, это тоже оплачивается налогоплательщиками. Кроме того, ВИЭ не решают проблему бесперебойной поставки электроэнергии, что обусловлено, с одной стороны, естественными особенностями возобновляемых источников, а с другой – несовершенством современных технологий. При этом именно бесперебойность энергоснабжения – важнейший фактор энергобезопасности, в условиях, когда «энергетические коллапсы» приводят не только к экономическим потерям, но и к человеческим жертвам. Поэтому, рассматривая ВИЭ, необходимо принимать во внимание как положительные, так и отрицательные факторы.

2. Альтернативная энергетика строится на использовании возобновляемых источников, таких как энергия солнца и ветра, гидроэнергетика, биоэнергетика. Кроме того, генерирование энергии на основе таких возобновляемых источников не сопровождается выбросом углекислоты в атмосферу, что позволяет существенно сократить углеродный след.

3. Альтернативная энергетика демонстрирует положительный экономический эффект, но очень отдаленный во времени, поэтому многие государства используют так называемые «зеленые» тарифы, для того, чтобы поддержать инвесторов, вкладывающихся в энергетику на основе ВИЭ. В целом, развитие технологий ведет к снижению инвестиционных затрат на строительство станций, использующих энергию солнца либо ветра, что позволит обеспечить более быструю окупаемость вложений в альтернативную энергетику в обозримом будущем.

4. Еще один важный аспект современной энергетики – энергоэффективность и энергосбережение. Если ВИЭ касается вопросов производства энергии, то энергоэффективность и энергосбережение – вопросов ее рационального потребления, что должно оказать положительный «волновой эффект» на всю экономику.

Список литературы

  1. Былеев А.С. Использование энергии солнца и ветра в Северо-западном регионе России. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.pskgu.ru/projects/pgu/storage/wt/wt113/wt113_01.pdf
  2. Дегтярев К.С. Экономика возобновляемой энергетики в мире и в России. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.c-o-k.ru/articles/ekonomika-vozobnovlyaemoy-energetiki-v-mire-i-v-rossii
  3. Либонтова Т.С., Акулова А.Ш., Галушко М.В. Экономическая эффективность использования альтернативной энергетики. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/ekonomicheskaya-effektivnost-ispolzovaniya-alternativnoy-energetiki
  4. Коммюнике Европейской комиссии Европейскому парламенту, Европейскому совету, Совету ЕС, Европейскому социальноэкономическому комитету и комитету регионов «Европейский зеленый курс». [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://eeas.europa.eu/sites/default/files/communication_egd_rus.pdf
  5. Плотницкий И.О. Возобновляемая энергетика: от энергетики самоуничтожения к энергетике жизнеобеспечения. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.ikar.udm.ru/files/pdf/sb71-5.pdf
  6. Цветов Р.С., Мамяченков В.Н. Энергосбережение и энергоэффективность: современный опыт России и зарубежных стран. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/59088/1/978-5-91256-403-1_2018_237.pdf
  7. Цели в области устойчивого развития. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.un.org/sustainabledevelopment/ru/sustainable-development-goals/
  8. Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://minenergo.gov.ru/node/15357
  9. Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 г. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://minenergo.gov.ru/node/1026
  10. Bloomberg New Energy Finance. Отчет. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://about.bnef.com/new-energy-outlook/
  11. Technical report by the Bureau of the United Nations Statistical Commission (UNSC) on the process of the development of an indicator framework for the goals and targets of the post-2015 development agenda (Working draft). [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/6754Technical%20report%20of%20the%20UNSC%20Bureau%20%28final%29.pdf

Предоставляем бесплатную справку о публикации,  препринт статьи — сразу после оплаты.

Прием материалов
c по
Осталось 2 дня до окончания
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary