Собственные электростанции промышленных предприятий: факторы и аспекты развития

В. В. Дзюбенко, заместитель директора,
Ассоциация «Сообщество потребителей энергии», Россия

РЕФЕРАТ. Строительство собственных систем выработки электроэнергии — ​одна из наиболее весомых и капиталоемких мер повышения энергоэффективности промышленных предприятий, которая в последние годы становится все более популярной и вос­требованной.
Динамичное развитие собственной генерации на предприятиях обусловлено рядом благоприятных для этого факторов — ​опережающими темпами инфляции, ростом цены покупки электроэнергии из общей сети, повышением доступности кредитных ресурсов и природного газа. Кроме того, созданию электростанций на промышленных предприятиях способствует существенное снижение стоимости и повышение эффективности технологий и оборудования для распределенной генерации, частично нивелирующие изменение курса валют в случае использования оборудования, произведенного за рубежом. Экономическая эффективность собственных электростанций подтверждается результатами независимых исследований и актуальными ценовыми предложениями поставщиков оборудования. Дополнительные положительные эффекты строительства объектов собственной генерации в части экономики и влияния на окружающую среду могут быть достигнуты, если использовать в качестве топлива попутные и вторичные энергоресурсы.

Наиболее существенным ограничением для развития собственной генерации на крупных предприятиях является нормативное требование, предписывающее электростанциям установленной мощностью 25 МВт и более реализовывать всю выработанную электроэнергию только на оптовом энергорынке. Впрочем, из этого правила есть ряд исключений, которыми промышленные компании активно пользуются.

Развитие собственной генерации на предприятии целесообразно рассматривать как один из первых шагов к созданию промышленной самобалансируемой микросети, включающей в себя электростанцию, электросетевое хозяйство, системы накопления энергии и системы управления потреблением.

Ключевые слова: выработка электроэнергии, собственная генерация, энергоэффективность.
Keywords: power generation, own-use generation, energy efficiency.

Введение

Цена на электроэнергию, поставляемую сетевыми компаниями, критически важна для энергоемких предприятий, в себестои­мости товаров и услуг которых является значимой доля расходов на электроснабжение. К их чис­лу можно отнести предприятия горнодобывающей отрасли, черной и цветной металлургии, цементной, химической и целлюлозно-бумажной промышленности, водоканализационные системы в жилищно-коммунальном хозяй­стве, тепличные хозяйства в аграрном секторе, трубопроводный транспорт, а также центры обработки дан-
ных.

Чтобы сократить затраты на электроснабжение, производители, как правило, реализуют комплекс мер для повышения энергоэффективности, в числе которых — модернизация оборудования и совершенствование технологических процессов, различные организационные мероприятия, позволяющие экономить электроэнергию, а также создание альтернативы ее поставкам из общей сети — ​собственной генерации. Если подключение к общей сети невозможно или обходится очень дорого, собственная электростанция становится един­ственным вариантом энергоснабжения.

Строительство на промышленном пред­прия­тии объекта собственной генерации — ​пожалуй, наиболее значимая и капиталоемкая мера среди перечисленных, однако в последние годы она становится все более востребованной и популярной.

Динамика развития собственной генерации

Согласно отчетным данным АО «Системный оператор ЕЭС», объем установленной мощности генерации розничного рынка и промышленных предприятий в 2019 году достиг 13,4 ГВт. Всего 10 лет назад этот показатель был в 1,5 раза меньше — ​около  9 ГВт. Для сравнения: суммарная установленная мощность единой энергосистемы страны составляет около 246 ГВт [1]. Таким образом, генерация в рамках розничного рынка и на промышленных предприятиях уже близка к 5,5 % генерации всей энергосис­темы. При этом темп роста установленной мощности распределенной генерации за 10 лет (в среднем приблизительно 4,5 % в год) был выше, чем у оптовой генерации, а среднегодовой рост объема выработки электроэнергии электростанция­ми промышленных предприятий, согласно ежегодным отчетам системного оператора о функционировании ЕЭС России, составлял пример-
но 3—3,5 % [2].

Факторы роста

Динамичное развитие собственной генерации на промышленных предприятиях об условлено рядом следующих благоприятных для этого факторов.

1. Рост цены электроэнергии с момента создания в России энергорынка в 2011 году устойчиво опережает накопленную инфляцию. В перспективе ближайших 10—15 лет изменение этого тренда не предвидится. По прогнозу Ассоциации «НП Совет рынка», среднегодовой рост оптовых цен электроэнергии и мощности в 2011—2035 годах составит 5,3 %, а среднегодовой уровень инфляции за тот же период, согласно расчету Ассоциации «Сообщество потребителей энергии» на основе данных Росстата о фактической инфляции за прошедший период [3] и прогнозных данных Минэконом­развития России [4], — 4,6 %. Таким образом, покупка электроэнергии из общей сети будет обходиться промышленным предприя­тиям с каждым годом все дороже и дороже. Превышение инфляции наблюдается в обеих составляющих конечной цены электроэнергии — ​стоимости покупки электроэнергии на оптовом энергорынке и тарифах на услуги по передаче электроэнергии по электро-
сетям.

Отметим, что около 60 % цены электроэнергии на оптовом рынке составляют разнообразные нерыночные надбавки к цене мощности, за счет которых финансируются различные инициативы в электроэнергетике и смежных отраслях — ​строительство заводов для сжигания бытовых отходов, поддержка проектов использования возобновляемых источников энергии, доплаты к рыночной цене на модернизацию тепловых электростанций, строи­тельство атомных и гидроэлектростанций, субсидирование энерготарифов для потребителей в отдельных регионах Дальнего Востока, финансирование строительства электростанций в Крыму и Калининградской области и др. Именно они являются основными факторами роста оптовой цены.

Тарифы на услуги по передаче электро­энергии регулируются по принципу «инфляция минус», однако целый ряд инициатив в электросетевом комплексе планируется финансировать сверх тарифных ограничений. Так, согласно расчетам Ассоциации «Сообщество потребителей энергии», около 1,1 трлн руб. в ближайшие годы планируется израсходовать на повсеместную установку интеллектуальных приборов учета [5]. Около 342 млрд руб. в год, по подсчетам Ассоциации «Сообще­ство потребителей энергии», может составить объ ем дополнительных платежных обязательств предприятий и организаций в случае введения дополнительного платежа за максимальную резервируемую мощность, или так называе­мый «резерв сетевой мощности». Согласно предложениям Минэнерго России, ежегодные надбавки (в течение 5 лет, начиная с 2021 года) к тарифу магистральных сетей (ПАО «ФСК ЕЭС») и к тарифам распределительных сетей для финансирования проекта развития энергоснабжения БАМа и Транссиба могут составить около 0,6 и 0,2 процент­ного пункта соответствен-
но [6].

Помимо указанных выше двух ключевых составляющих платежа за электроэнергию, связанных с ее производством и транспортировкой, в последние годы наблюдается существенное увеличение сбытовых надбавок, затрагивающее предприятия, которые не имеют прямого доступа к оптовому рынку и потребляют электроэнергию через сбытовые компании, в том числе через гарантирующих поставщиков электроэнергии. По имеющимся данным, суммарно за 2018—2020 годы платежи потребителей по сбытовой надбавке увеличатся на 53 млрд руб., или на 85 %, и достигнут 115 млрд руб. в год [7]. Динамичный рост сбытовых надбавок связан с изменением методологии их расчета и переходом на так называемое «эталонное» тарифное регулирование (метод сравнения аналогов) [8].

2. Повышение доступности кредитных ресурсов, снижение их стоимости — денежно-кредитная политика, направленная на сдерживание темпов инфляции, позволила снизить ключевую ставку Банка России до 4,25 % годовых, что ниже уровня 2013 года (5,5 %) [9].

3. Повышение доступности природного газа и по объемам поставки, и по цене.

4. Существенное снижение стои­мости и повышение эффективности технологий и оборудования для распределенной генерации. Удельная стоимость затрат на возведение и эксплуатацию небольшого по мощности объекта уже не так разительно отличается от соответствую­щего показателя для крупных объектов, на которых 1 кВт из-за эффекта масштаба всегда обходился намного дешевле. Целый ряд компаний занимается поставками газовых микротурбин (в том числе успешно конкурирующих по цене и эффективности с крупными объектами), газопорш­невых и дизельных электростанций малой и средней мощности. В числе фирм, которые производят двигатели и электростанции и поставляют их заказчикам на территории Российской Федерации, — международная компания Jenbacher, имеющая, в частности, опыт работы с цемент­ными предприя-
тиями.

Постоянное удешевление оборудования и совершенствование технологий позволяют отчасти нивелировать негативный эффект, связанный с изменением курса валют в случае приобретения оборудования для собственной генерации, произведенного за рубежом.
Согласно результатам исследования, выполненного в Ассоциации «НП Совет рынка», в 51 регионе из 61 (на территории ценовых зон оптового рынка электроэнергии и мощности (ОРЭМ)) в связи с высоким уровнем предельных цен на электроэнергию для 3—6 ценовых категорий (высокое напряжение) потребителям уже сейчас выгоднее строить объекты собственной генера-
ции [10].

Расценки на строительство и эксплуа­тацию газопоршневых электростанций (в пересчете на жизненный цикл) в ряде случаев уже стали конкурентоспособными относительно только оптовой составляющей конечной цены электроэнергии, без учета экономии сетевых платежей. Другими словами, даже если предприятие после строительства сво ей электростанции продолжит оплачивать сетевые услуги в полном объеме, собственная генерация все равно может оказаться выгоднее энергоснабжения из общей 
сети.

Собственные электростанции позволяют предприятиям получить дополнительную экономию средств и сократить негативное влия­ние на окружающую среду, если в качестве топлива используются попутные и вторичные энергоресурсы — ​например, попутный нефтяной газ в нефтедобыче, доменный, коксовый и конвертерный газы в черной металлургии, отходы переработки в лесной промышленности. Такие проекты — ​уже не редкость для России (см., напри-
мер, [11, 12]).

Общая выгода для энергосистемы и дру­гих потребителей энергии в результате строительства предприятием объекта собственной генерации состоит в сокращении общих затрат на строительство и содержание избыточной энергетической инфраструктуры — ​электростанций и сетей.

Ограничение установленной мощности

Развитие собственной генерации промышленных предприятий ограничивает предельная установленная мощность (25 МВт) электростанции, на функционирование которой не распространяется требование действующего правила обязательной реализации всей произведенной электроэнергии на оптовом рынке [13, п. 5 ст. 36; 14, п. 31]. Это довольно умо­зрительное ограничение, введенное в период реформирования отрасли с целью насытить предложением создающийся оптовый рынок электроэнергии, уже изжило себя, однако продолжает действовать. Избыток мощности в энергосистеме состав­ляет около четверти ее объема, и нет никакой необходимости принуж­дать энергообъекты работать на оптовом энергорынке. Технологическое обоснование для ценза в размере 25 МВт тоже отсутству ет — ​уровень влияния объектов распределенной генерации на режимы работы отдельного энергетического района или энергосистемы очень условны и зависят от степени развития сети, наличия других генерирующих объектов, настроек релейной защиты и автоматики и других фак-
торов.

Если для небольших предприятий ограничение установленной мощности для генерации пределом 25 МВт не имеет принципиаль­ного значения, то для энергоснабжения крупных промышленных объектов этот объем генерации явно недостаточен. И поскольку довольно абсурдно заставлять предприятие продавать самому себе электроэнергию через оптовый рынок с добавлением сопутствующих нерыночных надбавок, увеличивающих цену почти вдвое, в действующих правилах предусмотрены некоторые исключе-
ния.

Предприятие, имеющее объект генерации установленной мощностью более 25 МВт, вправе получить подтверждение, согласно которому на него не распространяются вышеуказанные требования о реализации всей производимой электрической энергии (мощности) только на оптовом рынке. Для этого необходимо, чтобы в качестве основного источника тепловой энергии на таком объек­те использовались нефтяной (попутный) газ и (или) продукты его переработки, доменный, коксовый, конвертерный газ, масляные смеси, каменноугольная смола, отходящие газы технологического оборудования, являющиеся побочными продуктами основного промышленного производства данного предприятия. Также должен соблюдаться ряд дополнительных условий, относящихся к объемам выработки электроэнергии и связям с основным промышленным производством. Кроме того, правила предусмат­ривают возможность не распространять требование о реализации всей производимой электрической энергии (мощности) только на оптовом рынке на электростанции промышленных предприятий, если технологическое присоединение к электрической сети позволяет обеспечить производственные потребности в энергоснабжении за счет внешнего энерго­источника не более чем на 40 %. Предусмотрены исключения и для промышленных объектов, использующих в качестве собственной генерации исследовательский ядерный реактор (установку) или сооружения, регулирующие уровень воды на внутренних водных путях, и сооружения сброса паводковых вод [14, п. 32, 33, 
33 (1)].

Технические мероприятия

При создании объекта собственной генерации на промышленном предприятии, присоединенном к единой энергосистеме, необходимо не только обеспечить его соответствие требованиям правил оптового рынка, но и выполнить комплекс технических мероприятий. Наряду с технологическим при­соединением генерирующего объекта к сети его интеграция требует корректировки или разработки новых алгоритмов и параметров настройки устройств сетевой, противоаварийной и режимной автоматики на основании результатов расчетов электрических режимов. Чтобы получить полное представление о технических аспектах интеграции распределенной генерации, целесообразно обратиться к специальной литературе 
[15, 16].

Заключение

Проекты строительства электростанций все чаще рассмат­риваются только как первый этап создания на промышленном объекте самобалансируемой микросети с использованием объектов, предназначенных для производства, передачи, управления потреблением и хранения электроэнергии. Известны первые примеры подобного рода мик­росетей, активно развивающихся в зарубежных энергосистемах в ходе экс­периментов по самобалансированию удаленных и изолированных островных территорий [17]. В России пилотные проекты создания прообразов промышленных микросетей появятся уже в ближайшее время [18]. Несмотря на ряд ограничений, предусмот­ренных условиями пилотных проектов, при положительных результатах их реализации возможно активное распространение подобной прак-
тики.

ЛИТЕРАТУРА

1. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2019 году [Электронный ресурс]. URL: https://www.so-ups.ru/index.php?id=tech_disc2020ups (дата обращения 09.10.2020).
2. Раскрытие информации субъектом рынка [Электронный ресурс]. URL: https://www.so-ups.ru/index.php?id=tech_disc (дата обращения 09.10.2020).
3. Индексы потребительских цен по Российской Федерации в 1991—2019 гг. [Электронный ресурс]. URL: https://rosstat.gov.ru/free_doc/new_site/prices/potr/tab-potr1.htm (дата обращения 09.10.2020).
4. Прогноз социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2036 года [Электронный ресурс]. URL: https://www.economy.gov.ru/material/directions/makroec/prognozy_socialno_ekonomicheskogo_razvitiya/p... (дата обращения 09.10.2020).
5. Счетчик на миллиард: поголовную установку «умных» приборов хотят отменить [Элек­тронный ресурс]. URL: https://iz.ru/1080087/valerii-voronov/schetchik-na-milliard-pogolovnuiu-ustanovku-umnykh-priborov-kh... (дата обращения 
09.10.2020).
6. Неслыханное бамство. За электросети Восточного полигона предложено заплатить всему крупному бизнесу [Электронный ресурс]. URL: https://www.kommersant.ru/doc/4519372 (дата обращения 09.10.2020).
7. Сбыт заел [Электронный ресурс]. URL: https://www.kommersant.ru/doc/4226653 (дата обращения 09.10.2020).
8. Об утверждении методических указаний по расчету сбытовых надбавок гарантирующих поставщиков с использованием метода сравнения аналогов (с изменениями на 15 сентября 2020 года): приказ Федеральной антимонопольной службы от 21 ноября 2017 года № 1554/17 [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/555730080 (дата обращения 09.10.2020).
9. Ключевая ставка Банка России [Электронный ресурс]. URL: https://cbr.ru/hd_base/keyrate/ (дата обращения 09.10.2020).
10. Быстров: «В 51 из 61 региона ОРЭМ потребителям на ВН уже выгоднее строить собственную генерацию» [Электронный ресурс]. URL: https://peretok.ru/news/strategy/21795/ (дата обращения 09.10.2020).
11. «Северсталь» обеспечит себя электроэнергией за счет использования вторичных энергоресурсов [Электронный ресурс]. URL: https://www.severstal.com/rus/media/news/document32193.phtml (дата обращения 09.10.2020).
12. Construction of Recovery Cogeneration Plant [Электронный ресурс]. URL: https://nlmk.com/ru/responsibility/energy-efficiency/cases/Construction-of-Recovery-Cogeneration-Pla... (дата обращения 09.10.2020).
13. Федеральный закон «Об электроэнергетике» от 26.03.2003 № 35-ФЗ [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_41502/ (дата обращения 09.10.2020).
14. Об утверждении Правил оптового рынка электрической энергии и мощности и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам организации функционирования оптового рынка электрической энергии и мощности: постановление Правительства РФ от 27.12.2010 № 1172 [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_112537/ (дата обращения 09.10.2020).
15. Гуревич Ю. Е., Илюшин П. В. Особенности расчетов режимов в энергорайонах с распределенной генерацией. Н. Новгород: НИУ РАНХиГС, 2018. 280 с.
16. Илюшин П. В., Куликов А. Л. Автоматика управления нормальными и аварийными режимами энергорайонов с распределенной генерацией. Н. Новгород: НИУ РАНХиГС, 2019. 364 с.
17. Дзюбенко В. Как AI меняет производство, передачу и потребление электроэнергии. Инвест-Форсайт, 2019 [Электронный ресурс]. URL: https://www.if24.ru/kak-ai-menyaet-proizvodstvo-peredachu-i-potreblenie-elektroenergii/ (дата обращения 09.10.2020).
18. Системный оператор представил на площадке «Энерджинет» общероссийский пилотный проект по созданию промышленных микрогридов [Электронный ресурс]. URL: https://www.so-ups.ru/index.php?id=press_release_view&tx_ttnews[tt_news]=16710&cHash... (дата обращения 09.10.2020).

Дзюбенко, В.В. Собственные электростанции промышленных предприятий: факторы и аспекты развития // Цемент и его применение. — 2020. — №5. — С. 24-27

Автор: В. В. Дзюбенко

Поделиться:  
Заказать этот номер журнала «Цемент и его применение» или подписаться с любого месяца можно по ссылке
Использование опубликованных на сайте новостных материалов допускается только с упоминанием источника (журнал «Цемент и его применение») и активной гиперссылкой на цитируемый материал.