Экономика ВИЭ. Издание 2-е, переработанное и дополненное

4.1. Технические параметры и допущения сценариев развития возобновляемой энергетики в стране

При проведении расчётов величин выработки энергии на основе различных технологий генерации на основе ВИЭ нами были использованы различные допущения и ограничения.[55 - Следует признать, что с момента проведения этих оценок экономическая ситуация в мире и в России изменилась, и будучи проведённым сейчас такое исследование потребовало бы других индикаторов показателей системы допущений.]

4.1.1. Оценка ресурсного потенциала ВИЭ в стране

Величины ресурсного потенциала при расчётах был принята на основе совокупности сводных оценок Международного энергетического агентства и АФ-Меркадос (Таблица 1)[56 - Подробнее вопросы ресурсного потенциала рассматривались автором в начале Раздела 3.].

4.1.2. Величины КИУМ для различных технологий генерации

Возможные объёмы производства с использованием ресурсного потенциала ВИЭ с разбивкой по технологиям генерации получаются на основе расчётов с использованием соответствующих коэффициентов использования установленной (номинальной) мощности (КИУМ) генерирующих установок с разбивкой по технологиям. Очевидно, что нет единого индикатора КИУМ для каждой технологии, т.к. величина ресурсного потенциала того или иного типа в том или ином месте размещения генерирующей установки будет различаться, иногда довольно существенно.

Обычное определение КИУМ – это отношение среднеарифметической мощности к установленной мощности электроустановки, которое рассчитывается за определённый интервал времени как отношение фактической выработки энергии генерирующей установки за этот определённый период эксплуатации к теоретически возможному объёму выработки энергии при работе без остановок на номинальной мощности в течение всего этого рассматриваемого срока.

Предположим, что абстрактная электростанция с номинальной электрической мощностью 100 МВт произвела за 30 дней месяца 32.400 МВт·ч электроэнергии. В случае если станция проработала бы этот месяц с полной установленной мощностью, она бы выработала за этот период времени: 100 МВт х 30 дней х 24 часа = 72.000 МВт·ч. Делим на это значение фактическую выработку энергии за этот период – 32.400 МВт·ч и получаем 0,45. Полученный коэффициент и будет называться КИУМ данной электростанции за данный месяц, и он составил за этот период значение 45%. Важно отметить, что КИУМ всегда рассчитывается за определённый период, чаще всего – за 1 год и никогда не определяется на какой-то один момент времени. Несмотря на кажущуюся простоту достижения высоких значений КИУМа (достаточно работать на полную мощность агрегата и без простоев), этот параметр зависит от множества непростых и сложно прогнозируемых технических и административных факторов. А в случае с ветростанцией его интерпретация и привязка к оценке эффективности работы ВЭС ещё более сложная.

Аналитики различных технологий энергетики на основе ВИЭ часто используют в анализе и рассуждениях показатель КИУМ таких электростанций, например, ВЭС в качестве важного ориентира эффективности работы этих станций. Однако часто попадают в парадоксальную ситуации, применяя КИУМ в качестве некоего обобщающего показателя работы станций. Логика такого подхода диктуется традиционной оценкой эффективности работы тепловых электростанций на основе КИУМ в качестве основной и интегрирующей.

Хорошей аналогией противоречивости и неоднозначности такого подхода может быть пример со сбором дождевой воды для полива сада. Если для сбора дождевой воды использовать блюдце, то его КИУМ можно считать 100%-ным, однако такой способ сбора воды является неэффективным с точки зрения конечного решения задачи – полива сада, т.к. в блюдце можно собрать слишком мало воды.

Можно также использовать бочку, но ее КИУМ будет гораздо скромнее в силу малой площади сбора – сечения верхнего отверстия, а использование с точки зрения конечного результата, сбора воды – эффективнее. Следует рассмотреть компромиссный вариант – использовать для этого некий бассейн, имеющий как достаточную площадь, так и объём. Но в этом случае требуется достаточно сильный дождь, чтобы регулярное использование такого бассейна в ущерб остальным зонам участка стало бы экономически оправданным.

При этом, как бассейн даже при слабом дожде продолжает собирать воду, так и мощная ветротурбина даже при слабом ветре, то есть при КИУМ порядка 20—25% продолжает производить энергию, а значит, приносить прибыль. А при ураганном ветре КИУМ будет лимитирован только планкой в 100%. То есть установка мощной турбины почти всегда будет выгодна в долгосрочной перспективе.

Подобные рассуждения во многом справедливы и по отношению к малым ГЭС и к другим типам генерирующих установок на основе ВИЭ.

Еще одним препятствием является то, что различные модели генерирующих агрегатов ВЭС имеют разные кривые распределения выработки энергии, и две разные, но одной и той же мощности при одной и той же скорости ветра в 9 м/с будут производить, возможно, одинаковый объём энергии, а при 13 м/с – уже разный объём.

Это значит, что отклонение скорости ветра от расчётной влияет на одни турбины больше, чем на другие. Именно поэтому любой серьёзный производитель оборудования всегда производит перерасчёт имеющихся у девелопера проекта ВЭС данных по скорости и направлениям ветра, чтобы убедиться в однозначном предпочтении выбранного типа ветроагрегата по той кривой выработки энергии, которая имеется у рассматриваемых моделей.

Эта очевидная для специалистов ветроэнергетики проблема сильно затрудняет прямолинейное сравнение ветроагрегатов только по КИУМу.

Сказанное выше не имеет отношения к оборудованию станций на биомассе и биогазе, оценка КИУМа и эффективности которых соответствует традиционным сложившимся подходам.

Соотношение между рассчитываемым тарифом и используемым при этом расчёте КИУМ представляет собой отрицательную корреляцию: более высокие значения коэффициента приводят к снижению требуемого тарифа для любого проекта для поддержки внутренней ставки доходности (IRR) на уровне, равном стоимости капитала, и наоборот.

Это означает, что неправильное определение КИУМ (при прочих равных условиях) может «искусственно» привести к установлению «неправильного» тарифа и, как следствие, к некорректной оценке инвестиционного проекта.

Проведённый бенчмаркинг значений индикаторов КИУМ для различных технологий, а также анализ соответствующих отраслевых (технологических) стандартов приведён в Таблице 5 в виде интервалов.

При расчётах выработки нами были использованы медианные значения интервалов.

4.1.3. Технологические допущения и параметры расчётов

Суммарный ресурсный потенциал ВИЭ, представленный в Таблице 1 ранее, был преобразован в величины мощности генерации, выраженные в МВт в соответствии со средними коэффициентами КИУМ для конкретных технологий. Учитывая недостаточность детальной и актуальной информации, по каждому планируемому проекту в рамках моделирования использовалось предположение, что этот потенциал распределен равномерно по интервалам мощности станций, за исключением малых ГЭС, в отношении которых были найдены данные о том, что малые ГЭС> 10 МВт могут составлять до 70% суммарного потенциала, мини-ГЭС <10 МВт – 20% суммарного потенциала и микро-ГЭС <1 МВт – остальные 10%. Остальные индикаторы технических и технологических параметров и допущений были использованы следующим образом.

Средний КПД станций. Так как часть станций использует для производства энергии топливо, то при расчёте их выработки, основанной на суммарном ресурсном потенциале необходимо учитывать КПД этих станций. При расчётах нами были приняты следующие средние значения индикаторов КПД:

• станции на сельскохозяйственной биомассе – 28—30%

• станции на промышленной биомассе – 30%

• станции на биогазе – 28—34%.

Потребление станциями произведённой энергии на собственные нужды. Доля производимой электростанциями энергии, идущая на так называемое собственное потребление, варьируется по технологиям генерации, но обязательно должна учитываться в расчётах объёмов выработки. Игнорирование фактора потребления части выработанной электроэнергии на собственные производственные и хозяйственные нужды станций может исказить величины ожидаемых объёмов производства энергии и, следовательно, соответствующие величины выручки от её продажи, что с неизбежностью скажется на оценке эффективности любого энергетического проекта.

Автору не удалось встретить научного обоснования величин расходов энергии станциями на собственные нужды. Тем не менее, исходя из сложившейся практики и метода аналогий в тех случаях, когда он применим, автором предлагаются следующие величины индикаторов потребления на собственные нужды станций по технологиям.

Для объектов солнечной генерации предлагается индикатор расхода на собственные нужды станции на минимальном уровне 0,5%, т.к. для производственных целей потребления электрической энергии на этих станциях нет. Потребление для хозяйственных нужд предполагается очень небольшим.

Для объектов ветровой генерации предлагается индикатор расхода на собственные нужды станции тоже на уровне 0,5%. ВЭС с прямым приводом генератора и с синхронными генераторами не требуют электроэнергии из сети для запуска, а используют свою силовую электронику для создания возбуждения генератора в момент пуска. Такое потребление происходит только на ВЭС, агрегаты которых оборудованы асинхронными генераторами. Поэтому средняя величина потребления на собственные нужды ветростанций также невелика, почти пренебрежительно мала.

Для объектов генерации на основе биомассы предлагается индикатор расхода на собственные нужды станции на уровне 9%. В отличии от первых двух типов технология производства энергии за счёт сжигания твёрдого топлива требует существенно более высокого значения этого показателя. Если для угольных станций такой индикатор будет около 7%, то станций на основе биомассы он должен быть несколько выше за счёт более высокой влажности исходного топлива и необходимости испарения воды из него. Также в зимнее время достаточно энергии тратится на подогрев танков для сбраживания биомассы и мест хранения и разгрузки исходного сырья. Поэтому для таких станций предлагается соответствующий уровень индикатора потребления на собственные нужды станций.

Для объектов генерации на основе биогаза предлагается индикатор расхода на собственные нужды станции на уровне 7%. Значение этого показателя идентично показателю расхода на собственные нужды станций на природном газе, технология работы которых мало отличается от биогазовых.

По тому же принципу было предложено установить индикатор расхода на собственные нужды малых гидростанции на уровне 0,5%, уровень, на котором формально фиксируется показатель расхода на собственные нужды больших ГЭС в используемых Советом рынка классических договорах ДПМ.

Снижение производительности работы станций со временем. С течением времени номинальная производительность генерирующего оборудования изменяется. Характер этого изменения нелинейный: относительно быстрее в течение первого года эксплуатации и медленнее в последующем (со 2-го по 6-ой год) с выходом на плато, начиная с 7 года эксплуатации. Предлагается следующая усреднённая разбивка индикаторов снижения производительности работы станций со временем по всем станциям:

1-ый год эксплуатации – 1%

2—6-ой годы эксплуатации – 0,3%

с 7-го года эксплуатации и далее – 0%

Возможное снижение выработки. Снижение выработки станций может происходить в результате отсутствия исходного ресурса: воды для малых ГЭС, солнца для солнечных ФЭ станций, ветра для ВЭС и т. д. Эти потери выработки учитываются при расчёте КИУМ и через него отражаются на величинах тарифа. Другими причинами снижения выработки являются плановые ремонты и непредвиденные остановы генерирующего оборудования из-за аварий. Эту величину предлагается учитывать в среднем как 25 дней, которые не будут включать продолжительность возможного капитального ремонта. Также возможны остановы станций за счёт указаний диспетчеров, но предлагается включить условие 100%-ной диспетчеризации таких станций на основе ВИЭ.

4.2. Экономические параметры и допущения сценариев развития возобновляемой энергетики в стране

4.2.1. Стоимость капитала

Эффективность того или иного проекта чаще всего оценивается по величине свободного денежного потока, который остаётся в распоряжении инвестора к концу оцениваемого периода. При расчётах денежных потоков проектов[57 - Подробнее об оценке эффективности инвестиционных проектов см., например: Лимитовский М. А. Инвестиционные проекты и реальные опционы на развивающихся рынках: учебно-практическое пособие. – 4-е изд.,перераб. и дополн. – М.: «Издательство Юрайт», 2008. – 464 с.] генерации на основе ВИЭ эти денежные потоки необходимо дисконтировать с учётом времени жизненного цикла проекта или срока, на который производится оценка проекта. Дисконтирование денежных потоков (т.е. снижение год от года относительной ценности единицы номинала, например, 1 рубля инвестиций) чаще всего на практике производится по формуле с использованием показателя средневзвешенной стоимости капитала (WACC)[58 - Там же, стр. 159—179.]. На основе имеющихся данных этот индикатор стоимости капитала был рассчитан следующим образом.

Остальные параметры, необходимые для оценки по методике WACC, можно оценить следующим образом:

• Структура капитала: предполагалось соотношение [акционерный капитал: долг] на уровне [30:70].

• Налоги на прибыль предприятий: 20%

• Долгосрочная ставка инфляции: так как финансовый анализ выполнялся в реальных терминах, то для обеспечения его взвешенности и справедливости была необходима оценка долгосрочной ставки инфляции в РФ. Для определения долгосрочной ставки инфляции на рынке США традиционно используется спред доходности 5-летних казначейских облигаций, индексированных с учетом инфляции (TIPS), и 5-летних казначейских облигаций США. Разница между этими двумя видами облигаций состоит в том, что купонные выплаты и погашение основной заёмной суммы для TIPS привязано к инфляции (корректируется с учетом индекса потребительских цен). Ожидаемый уровень инфляции, рассчитанный по такой формуле, составляет 2,16%.[59 - Приведённый расчётный уровень инфляции довольно серьёно отличается от индикаторов инфляции, рассчитываемых ЦБ РФ или Минэкономразвития России. Автор не будет открывать здесь дискуссию относительно обоснованности приведённого уровня инфляции и предлагает каждому интересующемуся провести такой расчёт самостоятельно или принять другую, приемлемую для него оценку.]

Эти допущения привели к следующим показателям стоимости капитала (Таблица 7 ниже).

4.2.2. Структура затрат на строительство и эксплуатацию станций

Наилучшим источником сведений о реалистичном уровне капитальных затрат на проекты генерации на основе ВИЭ в России с учётом специфики страны могли бы стать реализованные в России проекты. Однако перечень реализованных проектов генерирующих мощностей на основе ВИЭ в России весьма краток. Соответственно, опыт оценки стоимости строительства и эксплуатации генерирующих объектов ВИЭ крайне ограничен. В этой ситуации полезным представляется исследование подходов к оценке затрат инвестиционного характера, а также эксплуатационных расходов, применяющихся в российской электроэнергетике, не ограничиваясь генерирующими мощностями на основе ВИЭ.

Наиболее часто встречающимся подходом предусматривается выделение в структуре капитальных затрат следующих статей: