Экономика ВИЭ
Издание 2-е, переработанное и дополненное
Анатолий Копылов
© Анатолий Копылов, 2017
ISBN 978-5-4483-7885-0
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Список основных принятых сокращений
АИИС КУЭ – автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учёта электроэнергии
АТР – Азиатско-тихоокеанский регион
АТС – администратор торговой системы
АТЭС – Азиатско-тихоокеанское экономическое сотрудничество (международная организация)
АЭС – атомная электростанция
БР – балансирующий рынок
БГС – биогазовая станция
ВДК – ветро-дизельный комплекс
ВИЭ – возобновляемые источники энергии
ВИЭэл – возобновляемые источники электрической энергии
ВТО – Всемирная торговая организация
ВЭС – ветроэлектростанция
ГАЭС – гидроаккумулирующая электростанция
ГП – гарантирующий поставщик
ГТД – газотурбинный двигатель
ГТП – группа точек поставки
ГЭС – гидроэлектростанция
ДОП – договор о присоединении (к торговой системе рынка)
ДКП – договор коммерческого представительства
ДМЗ – долгосрочные маржинальные затраты
ДПМ – договор о предоставлении мощности
ЕГРПО – Единый государственный регистр предприятий и организаций
ЕК – Европейская комиссия
ЕС – Европейский союз
ЕЭС – Единая энергосистема (страны)
кВ – киловольт
кВт·ч – киловаттчас
КИУМ – коэффициент использования установленной мощности
КО – коммерческий оператор (рынка)
КОМ – конкурентный отбор мощности
КПД – коэффициент полезного действия
КФО – Крымский Федеральный округ
МВт·ч – мегаваттчас
МГЭС – малая гидроэлектростанция
МСЗ – мусоросжигающий завод
НВВ – необходимая валовая выручка
НДС – налог на добавленную стоимость
НП – некоммерческое партнерство
ОВОС – оценка воздействия на окружающую среду
ОРЭМ – оптовый рынок электроэнергии и мощности
ОМС – оператор магистральной системы (передачи электроэнергии)
ОЭСР – Организация экономического сотрудничества и развития
ПГУ – парогазовая установка
п.п. – процентный пункт
ПСВ – портфель стандарта ВИЭ
РАН – Российская Академия наук
РДУ – региональное диспетчерское управление
РСВ – рынок на сутки вперёд
РЭК – региональная энергетическая комиссия
СВН – солнечные водонагреватели
СГ – свалочный газ
СДЭ – свободные договоры купли-продажи (поставки) электрической энергии
СЛ – степень локализации
СМР – строительно-монтажные работы
СО – системный оператор
СО ЕЭС – системный оператор единой энергетической системы
СПВ – стандарты портфеля ВИЭ
СЭС – солнечная электростанция (на основе фотопреобразования)
ТБО – твёрдые бытовые отходы
ТЭО – технико-экономическое обоснование
ТЭЦ – теплоэлектроцентраль (тепловая станция с одновременной выработкой электроэнергии и товарного тепла
ФЗ – федеральный закон
ФСТ – Федеральная служба по тарифам
ФТ – фиксированный тариф
ФЭ – фотоэлектрический (ая), тип преобразования солнечной энергии в электрическую
ФЭП – фотоэлектрический преобразователь
ЦКС – циркулирующий кипящий слой
ЦФР – Центр финансовых расчётов (на ОРЭМ)
ЧЧИ – число часов использования
AIB – Association of Issuing Bodies (Ассоциация выпускающих органов)
ANRE – Агентство по регулированию энергетики Румынии
BNEF – Bloomberg New Energy Fund
CDM – Clean Development Mechanism (механизм чистого развития)
СО2 – двуокись углерода
ECX – European Climate Exchange
EDF – Électricité de France (французская энергокомпания)
EPC – Engineering, Procurement and Construction (тип контракта в строительстве)
ETS – Emissions Trading System
GATT – General Agreement on Tariffs and Trade
LCOE – Levelized Cost Of Electricity (усреднённая приведённая стоимость производства электроэнергии)
MWT – Metal Wrap Through
NERSA – Национальный энергетический регулятор ЮАР
NDRC – Национальная комиссия развития и реформ КНР
NREL – National Renewable Energy Laboratory (Национальная исследовательская лаборатория возобновляемой энергии, США)
OEM – Original Equipment Manufacturer
PERC – Passivated Emitter and Rear Cell
PROINFA – Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica
PTC – Production Tax Credit
RECS – Renewable Energy Certificates System (Система сертификатов (ассоциация) возобновляемой энергии)
TRIMs – Trade-Related Investment Measures
WACC – Weighted Average Cost of Capital (средневзвешенная стоимость капитала)
WTO – World Trade Organization
Перечень таблиц в книге
Таблица 1. Экономический среднесрочный потенциал ВИЭ ….. с. 74.
Таблица 2. Фактическое состояние мощностей российской ветроэнергетики ….. с. 75—76.
Таблица 3. Экономический потенциал лесной биомассы по видам и федеральным округам ….. с.78.
Таблица 4. Станции на биомассе в РФ ….. с.80—81.
Таблица 5. Сравнение эмпирических наблюдений и отраслевых стандартов КИУМ ….. с. 90.
Таблица 6. Базовая оценка стоимости капитала (номинальная, WACC) ….. с. 95.
Таблица 7. Стоимость капитала (номинальная и реальная) ….. с. 96. Таблица 8. Механизм распределения капитальных затрат по методу аналогии… с. 97.
Таблица 9. Рыночная цена на электроэнергию (реальные руб./МВт·ч) ….. с.102.
Таблица 10. Прогноз среднеотпускных цен на электроэнергию для конечных потребителей ….. с. 102.
Таблица 11. Целевые показатели по сценариям моделирования ….. с. 107.
Таблица 12. Доли различных технологий ВИЭ по мощности и объёму генерации по Сценариям 2 и 3 ….. с. 109.
Таблица 13. Итоговая агрегированная таблица результатов моделирования сценариев развития ВИЭ в России до 2020 г. по показателям объёма производства (млн кВт•ч) и величинам требуемой фиксированной надбавки к цене (руб./МВт·ч) ….. с. 110.
Таблица 14. Возможное распределение объёмов производства энергии на основе ВИЭ по территории страны и зонам рынка (Сценарии 2 и 3), млн кВт·ч ….. с. 111.
Таблица 15. Примерное распределение мощностей генерации на основе ВИЭ в Сценарии 1, МВт ….. с. 124.
Таблица 16. Распределение мощностей и объёмов генерации на основе ВИЭ в Сценарии 2 (версия распоряжения Правительства РФ от 28.05.2013 №861-р) ….. с. 125.
Таблица 17. Прогноз роста ввода мощностей и выработки по годам (оптимистический) на розничном рынке ….. с. 127.
Таблица 18. Вариант расчёта предельного одноставочного тарифа на розничном рынке по разным срокам окупаемости и по технологиям генерации без учёта продаж энергии после срока действия тарифа ….. с. 128.
Таблица 19. Суммарная стоимость энергии по типам станций и по прогнозируемым тарифам на розничном рынке ….. с. 129.
Таблица 20. Суммарные инвестиции по типам станций на ВИЭ и по прогнозируемым предельным индикаторам капитальных затрат на их строительство на розничном рынке электроэнергии, включая стоимость технологического присоединения ….. с. 130.
Таблица 21. Оценка средних приведённых затрат для новой генерации в США с планируемым вводом в 2016 г. ….. с. 163.
Таблица 22. Средние приведённые затраты на производство электроэнергии в Великобритании по технологиям (2010 г.) ….. с. 165.
Таблица 23. Площадь крыши, необходимая для различных значений мощности ФЭ систем ….. с. 171.
Таблица 24. Капитальные затраты на реализацию проектов на основе установок с пиковой мощностью до 100 кВт, евро/кВт ….. с. 175.
Таблица 25. Капитальные затраты на реализацию проектов на основе установок с пиковой мощностью свыше 100 кВт, евро/кВт ….. с. 176.
Таблица 26. Капитальные затраты на реализацию проектов на основе установок с пиковой мощностью свыше 5 МВт, евро/кВт ….. с. 177.
Таблица 27. Эксплуатационные затраты солнечных станций на основе ФЭП мощностью до 100 кВт, евро/кВт в год ….. с. 178.
Таблица 28. Эксплуатационные затраты на солнечные станции на основе ФЭП свыше 100 кВт, евро/кВт в год ….. с. 179.
Таблица 29. Эксплуатационные затраты на солнечные станции на основе ФЭП свыше 5 МВт, евро/кВт в год ….. с. 179.
Таблица 30. Капитальные затраты на реализацию проектов наземных ВЭС, евро/кВт ….. с. 189.
Таблица 31. Индикаторы эксплуатационных затрат на наземные ВЭС, евро/кВт в год ….. с. 190.
Таблица 32. Рекомендуемые предельные значения капитальных и эксплуатационных затрат для МГЭС (без стоимости техприсоединения) ….. с. 201.
Таблица 33. Капитальные затраты на строительство станций на основе биомассы, евро/кВт ….. с. 205.
Таблица 34. Эксплуатационные затраты на станциях на основе биомассы, евро/кВт в год ….. с. 206.
Таблица 35. Соотнесение возможной выручки и затрат по стадиям сбора и переработки мусора ….. с. 212.
Таблица 36. Инвестиционные затраты для ТЭЦ мощностью 300 000 тонн ТБО в год, (по модели комплексного договора на управление проектированием, закупками и строительством) ….. с. 216.
Таблица 37. Оценка суммарных капитальных затрат на строительство станций на основе термического преобразования ТБО ….. с. 217.
Таблица 38. Типичная структура затрат для газа со свалок и канализации, % ….. с. 224.
Таблица 39. Капитальные затраты для БГС разной мощности ….. с. 225.
Таблица 40. Элементы затрат в общей структуре капитальных затрат БГС ….. с. 227.
Таблица 41. Капитальные затраты на станции на основе биогаза, евро/кВт ….. с. 231—232.
Таблица 42. Эксплуатационные затраты на станции на основе биогаза, евро/кВт в год ….. с. 233—234.
Таблица 43. Капитальные затраты на станции на основе свалочного газа, евро/кВт ….. с. 242—243.
Таблица 44. Суммарные эксплуатационные затраты для различных типов энергодвигательных установок на СГ различной установленной мощности ….. с.245.
Таблица 45. Постоянные эксплуатационные затраты на станциях на основе свалочного газа, евро/кВт в год ….. с. 250—251.
Таблица. 46. Начальные масштабы распространения системы специальных закупочных тарифов на энергию ВИЭ по странам ….. с. 279.
Таблица 47. ПСВ/квоты ВИЭ: преимущества и недостатки ….. с. 299.
Таблица 48. Инвестиционные и налоговые кредиты: преимущества и недостатки ….. с. 301.
Таблица 49. Размеры кредита PTC на национальном уровне ….. с. 303.
Таблица 50. Тендерные процедуры: преимущества и недостатки ….. с. 309.
Таблица 51. Пример реестра сертификатов Ассоциации «НП Совет рынка» ….. с. 321.
Таблица 52. Национальные целевые показатели и сроки ПСВ по штатам ….. с. 341.
Таблица 53. Стимулирование развития ветроэнергетики властями штатов в Индии ….. с.349—350.
Таблица 54. Основные допущения тарифа для ветроэнергетики на основе авансовых выплат в Индии (2007 г.) ….. с. 351.
Таблица 55. Рейтинг компаний – производителей ветроагрегатов ….. с. 363.
Таблица 56. Результаты тендерных процедур в Бразилии ….. с. 373.
Таблица 57. Система надбавок в Таиланде ….. с. 375.
Таблица 58. Фиксированные тарифы на ВИЭ (REFIT) в Южной Африке ….. с. 377.
Таблица 59. Новые фиксированные тарифы для дополнительных технологий ВИЭэл ($/кВт•ч) ….. с.378.
Таблица 60. Сравнение механизмов поддержки по различным нормативным документам Румынии ….. с. 380.
Таблица 61. Годовые квоты потребления энергии на основе ВИЭ в Румынии ….. с. 382.
Таблица 62. Исходный перечень мер поддержки развития возобновляемой энергетики в проекте российского закона ….. с. 396—397.
Таблица 63. Распределение мощностей и объёмов генерации на основе ВИЭ по годам вводов по распоряжению Правительства РФ от 28.05.2013 №861-р ….. с. 414.
Таблица 64. Индикаторы капитальных затрат для генерирующих объектов, функционирующих на основе использования возобновляемых источников энергии с учетом технологического присоединения к электрическим сетям ….. с. 415.
Таблица 65. СЛ для ветровых и солнечных проектов в провинции Онтарио, Канада ….. с. 451.
Таблица 66. СЛ для СЭС мощностью более 10 кВт с использованием тонкоплёночной технологии панелей ….. с. 452.
Таблица 67. Изменения программ вводов мощностей ВЭС, СЭС и МГЭС по индикаторам распоряжений правительства 2013 г. (ВЭС 1, СЭС 1 и МГЭС 1) и 2016 г. (ВЭС 2, СЭС 2 и МГЭС 2), МВт ….. с. 462.
Таблица 68. Изменение уровней СЛ производства оборудования в соответствии с различными решениями правительства ….. с. 463.
Таблица 69. Целевые показатели ожидаемых объёмов производства электрической энергии на основе ВИЭ по видам технологий генерации (ГВт·ч) ….. с. 475.
Таблица 70. Оценка основных экономических эффектов от развития возобновляемой энергетики в России на 2020 г. ….. с. 496.
Таблица 71. Порядок снижения доли электроэнергии по регулируемым договорам ….. с. 519.
Таблица 72. Влияние ошибки прогноза для ГП и сбытовой компании ….. с. 528.
Таблица 73. Свободный договор купли-продажи электрической энергии ….. с. 530.
Таблица 74. Политика, формы поддержки и стимулирования ВИЭ в мире ….. с. 566—568.
Предисловие к 1-му изданию
Возобновляемая энергетика – явление, которое уже невозможно не замечать или недооценивать. На сегодняшний день энергетика на основе ВИЭ – самый быстро развивающийся сектор глобальной энергетики. По итогам 2013 г. она обеспечила 56% прироста мировых мощностей генерации в течение года (невероятные 1.560.000 МВт годового ввода без больших ГЭС), с долей производимой электроэнергии в мире, приближающейся к 22% (прибавив за 2013 г. 8 п.п.) за исключением больших ГЭС.1 Но при всех привлекательных и объёмных характеристиках развития нашего объекта он может развиваться только при том или ином уровне поддержки, организуемом правительством в стране.
Экономика – первый вопрос, с которым сталкиваются практики и учёные, начиная заниматься проблемой осуществления поддержки развития энергетики на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) как в рамках отдельного проекта, так и в отрасли энергетики в целом, в масштабах региона или всей страны. Круг проблем, связанных с этим достаточно велик, но в то же время на сегодняшний день автору неизвестны в российской экономической литературе работы, которые в систематическом порядке рассматривали бы круг основных теоретических, методологических и методических проблем развития экономики возобновляемой энергетики как предмета научного исследования.
Для начала автор хотел бы пояснить, чем его книга не является. Во-первых, она не может быть учебником в силу пока недостаточно полного и систематического изложения в ней предмета исследования и его методов, а также просто в силу отсутствия учебной программы такого курса, да и самого курса. Возможно, со временем книга и станет учебником по специальности после соответствующей трансформации. Во-вторых, она также не представляет собой чисто научного труда со строгим изложением и критикой различных взглядов на предмет исследования и выводами по ним просто потому что, пока отечественных взглядов на предмет «маловато будет».
Чаще всего обсуждение экономики энергетики на основе ВИЭ сводится к сравнительному анализу капитальных затрат на строительство энергетических объектов на основе различных технологий генерации или к сопоставлению индикаторов себестоимости производства электроэнергии по разным технологиям, которые неизвестно как считались и на какой (сопоставимой ли?) базе данных, а также к обсуждению уровней фиксированных тарифов в странах, где действует такая система поддержки, с ценами и тарифами на электроэнергию в России, опять же, не очень заботясь о сопоставимости таких сравнений.
Вокруг экономических аспектов развития энергетики на основе ВИЭ разворачиваются самые громкие дискуссии. Стоит ли заниматься развитием отрасли энергетики, экономика которой сегодня «не лезет ни в какие ворота»? Почему потребители должны оплачивать своими живыми деньгами развлечения и эксперименты энергетиков и инвесторов, как и в «богатых» странах? Зачем России, обладающей запасами газа, нефти, угля на десятилетия вперёд, а то и на века, заниматься развитием этой энергетики, а если и заниматься, то во что это может вылиться с финансовой точки зрения? Что лучше для поддержки развития возобновляемой энергетики: фиксированные тарифы на эту электроэнергию, квоты на её потребление, тендеры для отбора проектов или что-то ещё? Круг этих вопросов почти необъятен, также, как и количество легенд и домыслов вокруг экономики возобновляемой энергетики. Чаще всего, экономические суждения спорящих сводятся к одному (часто даже не доказываемому) утверждению: «Возобновляемая энергетика – дорогая!» и на этом дискуссии прекращаются без серьёзных попыток показать, насколько это утверждение справедливо, почему и насколько эта энергетика дорогая, если она действительно такова. Автор попытается показать в своей книге относительность или даже в некоторых случаях ошибочность также и этого утверждения о дороговизне энергии на основе ВИЭ.
Проблемы начального этапа развития направления экономической науки в секторе возобновляемой энергетики связаны с наличием у этого вида энергетики очевидных «детских» проблем. Первая из них – состоит в том, что за исключением больших ГЭС, возобновляемая энергетика в энергосистеме России представлена очень слабо. По нашим оценкам объём электроэнергии на основе ВИЭ находится на уровне примерно 4,5—5,5 млрд. кВт·ч, что составляет примерно 0,5% от российского объёма потребления, т.е. за гранью статистической ошибки. Можно сказать, что она практически почти не существует как более или менее полноценная подотрасль энергетики. И поэтому если по гидрогенерации и ГЭС есть много фундаментальных работ в т.ч. и по экономике этих станций, то по экономике ВИЭ кроме ГЭС – почти ничего нет. Трудно исследовать объект и явление, которые отсутствуют в стране в осязаемых масштабах.
Это одновременно приводит и ещё к одному необоснованному выводу: о «несерьёзности» возобновляемой энергетики как о её характерной сущности. При этом практически все ссылки на факты, говорящие о совсем другом возможном и существующем месте возобновляемой энергетики в национальных энергосистемах являются зарубежными. Они, в свою очередь, отвергаются (часто просто по непониманию или незнанию) на основе «плохой применимости зарубежной практики к реалиям российской энергетики».
Много говорят о нестабильности выработки и выдачи мощности станциями на основе ВИЭ, в первую очередь, ветростанциями и солнечными. Когда апологеты ВИЭ приводят в ответ контраргументы: что неизменяемая выработка – скорее недостаток технологий генерации в силу постоянного изменения уровня спроса на электроэнергию, и что это может означать минимальные цены оплаты энергии таких генераторов (в силу большей востребованности на рынке именно станций, которые могут менять свою выработку в зависимости от нагрузки и спроса) на рынке, то часто их просто «не слышат». Что есть страны, где выработка только ветростанций в отдельные периоды полностью закрывает потребности страны в электроэнергии, за вычетом станций, работающих на отопление и горячее водоснабжение или, вообще, стала основным первичным источником энергии (Испания, Португалия)2, в ответ слышишь что-то мало вразумительное. Приводятся «факты» о драматических последствиях «необдуманного расширения доли ВИЭ» в той или иной стране, а позже выясняется, что таких фактов нет и не было, или что они неправильно изложены или интерпретированы.
Не могу не привести российские примеры устных и печатных выступлений, которым автор был сам свидетелем, когда ВЭС приписывались массовые убийства птиц, вибрация, изгоняющая подземных обитателей на их площадках размещения, веерные отключения в Германии из-за ВЭС, невыносимый шум в близлежащих поселениях и проч. и проч. ГЭС – губят рыбу в водохранилищах, производство биогаза основано на переработке мусора (кстати, не только мусора), что ведёт к загрязнению атмосферы при его утилизации и сжигании и т. д. И в конце таких «обоснований» всегда делается вывод, что для России возобновляемая энергетика если и понадобится, то в очень далёком будущем, а пока – «у нас нефти, газа и угля – на века!», и то, что хорошо для Германии, Дании, Китая, Испании, Индии или США, не подходит для России.
Проблема состоит в том, что этот список ныне включает десятки стран: и богатых и откровенно бедных, располагающих собственными запасами углеводородов и не имеющими практически ничего из них, южных и северных, малых и больших. Только Россия опять – «особая» страна, теперь в части развития возобновляемой энергетики. Противники часто ведут спор вокруг очередной легенды: как будто кто-то, когда-то, где-то утверждал о возможности и необходимости полного отказа от углеводородного топлива в энергетике России в пользу возобновляемых источников. А на самом деле, по мнению автора, проблема состоит только в том, что многие из традиционных энергетических компаний просто не хотят терять свой сложившийся бизнес и перестраивать его в соответствии с новыми экономическими, экологическими и технологическими требованиями (подробнее об этом в Разделе 1).