В.М. Зайченко ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Объединенный Институт высоких температур РАН Кисловодск, октябрь 2012 г.

Главной причиной, определяющей приоритетное развитие распределенной энергетики, является стремление к реализации совместной выработки электрической и тепловой энергии, что является наиболее эффективным способом производства и распределения энергии. КПД использования топлива в современных теплогенерирующих агрегатах более 90%. Тепловую энергию нельзя передавать на большие расстояния, поэтому производство тепловой энергии необходимо располагать вблизи потребителя. Если производство электрической энергии расположено на большом расстоянии от потребителя, которому необходимо также и теплоснабжение, то когенерационный цикл становится проблематичным или даже невозможным. Мотивация приоритетного развития распределённой энергетики

Экономическая эффективность совместной выработки 3 В Дании запрещается использование систем теплоснабжения мощностью более 1 МВт без комбинированной выработки электроэнергии. В Нью-Йорке средняя мощность устанавливаемых ТЭЦ снизилась с 2 МВт в 1980 году до 0,3 МВт в 2006 г. Таким образом, создается система распределенной генерации электроэнергии, работающей на общую сеть.

Имеющийся рынок для перехода на совместную выработку 4 Объем централизованного производства тепловой энергии в Российской Федерации без выработки электроэнергии составляет более 650 млн. Гкал и является потенциальным рынком для перехода на комбинированную выработку тепловой и электрической энергии. В Московском регионе, где в наибольшей степени развита теплофикация в структуре производства тепловой энергии, доля централизованного тепла, произведенного без выработки электроэнергии превышает 50%.

Основные стимулы развития ВИЭ 5 Перевод в режим когенерации в европейских странах происходил на протяжении десятилетий и уже завершен. В связи с этим прирост производства энергии происходит по пути реализации решений более дорогих, чем перевод зон централизованного теплоснабжения в режим совместно выработки. Одним из направлений этих более дорогих решений стало развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Наблюдаемый рост ВИЭ в первую очередь начался в развитых странах, где потенциал перехода на комбинированную выработку тепловой и электрической энергии на мощностях в единицы мегаватт в значительной степени израсходован.

6 Отсутствие мощностей в региональных энергосистемах – один из стимулов развития распределённой энергетики В 2004 году энергетики смогли удовлетворить только 32% заявок на подключение, в 2005 году - 21%, в 2006 году подключили всего 16% желающих, в 2009 году –только 10 %. Централизованные энергосистемы не в состоянии обеспечить потребности новых заявителей. Во многих случаях использование автономных систем производства электрической и тепловой энергии более выгодно, чем подсоединение к централизованным источникам.

7 … Дальнейшие перспективы… Каменный век закончился не из-за нехватки камня. Нефтяной век закончится не из-за отсутствия нефти… Бывший министр нефти Саудовской Аравии, Шейх Заки Ямаш

Сравнительные характеристики электростанций Наименование показателей ТЭС (паро- газовые техно- логии) Сол- нечная электро- стан-ция Ветро- вая стан- ция Геотер- мальная электро- станция ГПЭС на природ- ном газе ГПЭС на прод. пере- работки отходов ГПЭС на сжиж. прир. газе ГПЭС на диз. топливе Номинальная электрическая мощность, МВт ,31 0,200 Номинальная тепловая мощность, Гкал/ч ,34 0,2640,26 Удельные капитальные вложения, тыс.руб./кВт 54,68142,6071,7270,0037,744,040,1539 Удельные капитальные вложения, US$/кВт 1822,64753, , Планируемые тарифы (на ) на отпуск при указанном ниже сроке окупаемости: - электрической энергии, руб./кВтч (без НДС) - тепловой энергии, руб./Гкал (без НДС) 2, ,6 20, ,80 - 2, , , ,71 4,81 Критерии эффективности инвестиций: - внутренняя норма доходности (IRR),% - дисконтированный срок окупаемости (PBP), лет 13,9 17,5 16, ,1 7,4 22,6 3,6 45,0 3,9 32,2 5,2 33,9 7 7,2 17

Газопоршневые электростанции на природном газе имеют лучшие, по сравнению с другими методами получения энергии, финансово- экономические показатели: дисконтированный срок окупаемости инвестиций (РВР), чистый дисконтированный доход на инвестиции (NPV) и внутреннюю норму доходности.

Параметры финансово-экономической эффективности создания автономной энергогенерирующей установки в ОИВТ РАН (для двух вариантов финансирования) Наименование критерия, ед. изм.1 вариант2 вариант Дисконтированный срок окупаемости инвестиций (РВР), лет 5,04,5 Чистый дисконтированный доход на инвестиции (NPV), млн. руб. 136,1142,2 Внутренняя норма доходности (IRR), % 34,536,9 Индекс доходности3,533,67 Чистый дисконтированный доход бюджетов всех рангов, млн. руб. 127,8121,9 1-ый вариант – собственные средства. 2 - ой вариант – 15% собственные средства, 85% – банковский кредит. Проект может быть рекомендован к реализации с использованием любой схемы финансирования

Исходные данные для расчета Электрическая мощность создаваемой ГПЭС N эл, кВт200 Тепловая мощность создаваемой ГПЭС N Т, Гкал/ч0,24 Расчет показателей ГПЭС для котельной Годовая выработка электроэнергии W ВЫР, тыс. кВт ч/год 1600 Расход природного газа на выработку электроэнергии G ПГ, тыс. нм 3 /год 552,0 Себестоимость отпускаемой электроэнергии на ГПЭС С ЭЛ, руб./кВт ч 0,783 Себестоимость отпускаемой тепловой энергии на ГПЭС С Т, руб./Гкал 1,692 Валовая прибыль ВП, тыс. руб./год4958,60 Рентабельность капитальных вложений Р, %46,99 Дисконтированный срок окупаемости (ориентировочная оценка) РВР, лет 2,8 Ориентировочный расчет критериев эффективности создания автономной газопоршневой электростанции (ГПЭС) для покрытия собственных нужд в электроэнергии в отопительной котельной

Стенд ОИВТ РАН для испытаний электростанций и мини-ТЭЦ на базе газопоршневого двигателя

{ ВЭС В РФ ДЕЙСТВУЮЩИЕ ОАО «Янтарьэнерго», Зеленоградская ВЭС – 5,1 МВт; ОАО «Комиэнерго», ВЭС Воркутинские электросети – 1,5 МВт; ОАО «Чувашэнерго», Марпосадская ВЭС – 200 кВт; ОАО «Башкирэнерго», ВЭС Тюпкельды г.Октябрьский – 2,2 МВт; ОАО «Камчатскэнерго», ВЭС Южных сетей – 500 кВт; ОАО «Калмэнерго», ВЭС Элиста – 1 МВт; ОАО «Ростовэнерго», Маркинская ВЭС-300 – 300 кВт; ЗАО «Ветроэнерго», Мурманская ВЭС-200 – 200 кВт; Чукотская ВЭС, г. Анадырь – 2,5 МВт; ВЭС ООО «Красное» – 75 кВт. ПЛАНИРУЕМЫЕ НА БЛИЖАЙШИЕ ГОДЫ Ейская ВЭС – 50 МВт Темрюкская ВЭС – 90 МВт Новороссийская ВЭС – 100 МВт Астраханская ВЭС – 200 МВт Калмыкская ВЭС – 300 МВт Анапская ВЭС – 1000 МВт

{ АНАЛИЗ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ НИОКР С СОЗДАНИЕМ ДЕМОНСТРАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ ЭКОНОМИКА

{ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ РАСЧЕТОВ Отпуск электрической энергии – 3150 МВтч/год Отпуск тепловой энергии – 1750 Гкал/год Объем реализации – 57,4 млн.руб./год Валовая прибыль – 49,7 млн.руб./год Чистая прибыль – 27,0 млн.руб./год Амортизацион. отчисления – 36,3 млн.руб./год Простой срок окупаемости – 8,6 года Дисконтированный срок окупаемости – 9,9 года Чистый доход за расчетн. период – 540 млн.руб. Индекс доходности – 1,98 Рентабельность вложений – 11,6 % Бюджетный доход – 1982,4 млн.руб.

Для создания автономных источников энергии, работающих на местных топливо- энергетических ресурсах, а именно: древесные и сельскохозяйственные отходы, торф, отходы жизнедеятельности необходима отработка процессов термохимической переработки указанных видов топлива с получением высококалорийного энергетического газа (теплота сгорания не менее 2500 ккал/нм 3 ). Задачи, требующие незамедлительного решения - 1

Существующие процессы газификации, основа которых создавалась около 100 лет назад, обеспечивают теплоту сгорания газа не выше 1100 ккал/нм 3. Использование низкокалорийного газа в современных энергетических агрегатах, рассчитанных на высокие тепловые нагрузки, неэффективно. Существующие методы газификации не отвечают современным требованиям по экологической безопасности. Отсутствие процессов получения высококалорийного газообразного топлива из местных видов сырья является основным сдерживающим фактором практического использования средств малой энергетики Задачи, требующие незамедлительного решения - 2

В России сосредоточено 45-47% мировых запасов торфа и 23% мировых запасов древесины. В 70-х годах доля торфа в энергетике СССР составляла – 21%, сегодня в России – 0,27%. Энергетический потенциал торфа в пересчете на условное топливо превосходит суммарные запасы нефти и газа в России и составляет 68,3 млрд. т.у.т. Ежегодный прирост торфа в нашей стране оценивается в млн. тонн, и только 1,1 – 1,2% от этого количества добываются и используются. Ресурсы торфа и древесины в России

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ