Развитие электроэнергетики: традиции и альтернативы

При обеспечении общества электричеством электроэнергетика выполняет три основные функции: производит, передает и распределяет энергию потребителю. Для их осуществления сформировалась структура электроэнергетики, окончательно установившаяся к середине прошлого столетия. По мере развития электроэнергетики и осознания ключевой и глобальной роли электричества в жизни общества деятельность энергетиков начала регламентироваться и контролироваться государственными структурами. Сами же предприятия стали рассматриваться как естественные монополии, поскольку все услуги по производству, транспортировке и распределению электричества могли осуществляться только этими предприятиями. Другие пути получения электроэнергии были невозможны или чрезвычайно дороги.

По мере развития и становления электроэнергетической системы ее существенным элементом стала ядерная энергетика. Инвестиции в сооружение, например, энергоблоков АЭС мощность 1000 МВт и выше к концу 1980 года достигли нескольких миллиардов долларов США. Рост стоимости АЭС в большой мере определялся возраставшими требованиями безопасности и связанными с этим дополнительными затратами, которые особенно интенсивно стали проявляться после аварий на АЭС «Три-Майл-Айленд» и Чернобыльской станции. Финансирование таких масштабов возможно, главным образом, с помощью государства. Заказчики новых энергоустановок, являясь монопольными энергопредприятиями, получали большие экономические привилегии на их строительство. Они выражались в длительных сроках строительства при использовании низких банковских процентов, долговременных сроков амортизации, зачастую не очень обоснованном долгосрочном планировании, требуемых мощностях и их размещении. Убытки, связанные с монополизацией или централизацией, удорожанием транспорта, в том числе с привилегированным финансированием, покрывались за счет государства и снижали экономическую эффективность. При этом увеличивалась стоимость электроэнергии.

При монопольном характере электроэнергетики цены на электричество определялись с помощью тарифа. В общем виде тариф определяется как сумма затрат, осуществляемых при производстве электроэнергии с учетом выполнения условий, позволяющих компенсировать эти затраты, а также нормативной прибыли, устанавливаемой государством. Такая система определения продажной цены электроэнергии на сегодня является общей для большинства энергосистем мира, хотя в ряде развитых стран мира свободный рынок электроэнергетики ужу начал внедряться.

В энергосистемах таких стран налицо серьезные структурные изменения в топливопотреблении для производства электроэнергии в структуре генерирующих мощностей. В Великобритании, например, в течение первых пяти лет перехода к рынку (1990-1995 годы) доля природного газа увеличилась на 20% за счет уменьшения доли угля, а за следующий пятилетний период ( 1996-2000 годы) доля газа, опять же за счет угля, возросла почти до 50% в топливном балансе электроэнергетики страны.

В 1996-2000 годах в странах Западной Европы были введены в эксплуатацию дополнительно станции комбинированного цикла на природном газе общей мощностью 25 ГВт, что заметно повлияло на общую структуру генерирующих мощностей. В 1980-1990 годах в Западной Европе рост потребления газа составил приблизительно 1,4-1,5 % в год. Основное потребление газа приходилось на промышленность и коммунально-бытовой сектор. В 1990-1998 годах темп почти удвоился, составив в среднем 2,4-2,6% в год. Причем основная доля прироста определялась электроэнергетикой, и она заметно возросла во второй половине десятилетия.

Использование газовых энергоустановок комбинированного цикла (с КПД более 50%) с низкими капитальными затратами (в 2-3 раза меньше, чем для АЭС), короткими сроками строительства (около 3 лет) при наличии близко расположенных газотранспортных коммуникаций и сегодняшних низких ценах на природный газ ставит эти энергоисточники на ближайшее время вне коммерческой конкуренции по отношению к новым базовым энергоисточникам – атомным и угольным станциями.

Сегодня реальный либерализованный рынок электроэнергии возможен лишь при наличии больших доступных и дешевых ресурсов природного газа. Только тогда возможно значительное число участников рынка, способных самостоятельно построить конкурентоспособные станции необходимой мощности в различных местах, удобных для использования. Для рынка, где конкуренция является определяющим фактором успеха, предпочтение отдается генерирующим установкам с коротким определяющим инвестиционным циклом. И наоборот, установки с длительным циклом (подобные АЭС) невыгодна даже при условии, что усредненная долгосрочная стоимость электричества равна или ниже стоимости электричества парогазовых станций с короткими инвестиционными циклами.

При либерализованном рынке действующие АЭС производят электроэнергию ниже или равной стоимости кВт-ч газовой электроэнергетики при одинаковых условиях эксплуатации и с учетом, что все инвестиции в атомные станции будут компенсированы. Это связано с низкой стоимостью топливных и эксплуатационных издержек АЭС по сравнению с угольными и газовыми станциями. Отсюда следует экономическая целесообразность продления сроков эксплуатации АЭС по сравнению с проектными показателями ресурса станций. Строительство новых станций, работающих в базисном режиме в современных условиях, для западных стран часто невыгодно.

Тем не менее, сооружение базисных атомных станций будут продолжаться прежде всего (в странах Юго-Восточной и Центральной Азии), и на ближайшие 15-20 лет нет других альтернатив, кроме строительства АЭС или угольных станций. Запасы природного газа в этих регионах незначительны. С учетом экологических требований возможности использования стандартизованных проектов, увеличения индустриальной доли строительства и монтажа АЭС оказываются экономически более предпочтительными. Интерес к расширению сети базовых АЭС проявляет и США.

Сегодняшние рассуждения о газовых электростанциях как основе перспективной электроэнергетики базируются на конъюктурной оценке роли природного газа, в том числе связанной с переоценкой ресурсов дешевого газа, его доступностью в различных регионах мира, недооценкой устойчивости электроэнергетических систем при нынешней большой доли природного газа.

Можно считать, что ядерная энергетика не является сформированной и экономически обоснованной технологией, и поэтому сегодня АЭС не могут участвовать на рынке, тем более либерализованном. Несформированность ядерной энергетики следует из того факта, что ядерный топливный цикл не завершен: нет замыкания цикла с целью использования потенциала ядерного топлива; отсутствует отработанная технология обращения с радиоактивными отходами.

Согласно отчету, подготовленному Navigant Consuеting, в ближайшие 10 лет рост объемов электрогенерации за счет использования возобновляемых источников энергии по всему миру составит среднем 9,2% в год. При этом темпы прироста объемов производства энергии традиционными способами, как отмечается в отчете, составят всего 2,4%. И хотя в настоящее время на возобновляемые источники приходится всего 3% стоимости электроэнергии, эксперты ожидают резкого роста производства в этом секторе – с нынешних 17 млрд. долл. (без учета генерации ГЭС) до 35 млрд. долл. в 2013 году. Как отмечают эксперты Navigant Consuеting, «сейчас доля рынка возобновляемой энергии невелика, но это самый быстрорастущий сегмент».

Развитию альтернативной электроэнергетики способствуют и естественные экономические тенденции. Благодаря совершенствованию технологий себестоимость производства энергии нетрадиционными способами существенно снизилась. Так, себестоимость 1 кВт-ч в ветрогенерации упала с 0,38 долл. в начале 1980-х до нынешних 0,03-0, 0035. Для сравнения: себестоимость 1 кВт-ч, полученного с помощью газовых турбин, выросла на 0,015 долл. – до 0, 055 ( данные 2003 года).

Среди альтернативных способов производства энергии, по мнению специалистов Navigant Consuеting, самыми быстрыми темпами будет расти ветрогенерация, а к 2013 году объем энергии, полученной этим способом в США и Канаде, вырастет с нынешних 27000 МВт до 60000 МВт. В целом мировой объем производства электроэнергии за счет возобновляемых источников удвоится с нынешних 116000 МВт до 300000 МВт в год.

Колоссальными возможностями в альтернативном способе производства электроэнергии обладает Казахстан. Так, по данным датского института географических исследований, Казахстан обладает уникальным месторождением возобновляемых энергетических ресурсов – Джунграскими Воротами. Из 8760 часов обычного календарного года более 4000 часов здесь дуют ветры со среднегодовой скоростью 10-12 м/с. Другого такого места в мире не существует.

Однако, прежде чем принимать решение о строительстве энергетических станций, необходимо провести целый комплекс соответствующих исследований, включающих проблемы экономической целесообразности, экологической безопасности и ряд других вопросов.

Мейрманов Ж., По материалам газеты «Казахстанская Правда».
Информационно-аналитический сайт "Энергоэкология и экоэнергетика".