Борисова Л.М., Гершанович Е.А. Экономика энергетики

Подождите немного. Документ загружается.

объединения получают существенную степень экономической свободы

и независимости от вертикальных организационных структур.

Основой структуры электроэнергетической отрасли являются элек-

трические станции различных типов.

По первичному энергоресурсу, потребляемому для производства

электрической (иногда также и тепловой) энергии, электростанции мож-

но подразделить:

• на тепловые (топливные) (ТЭС), в том числе теплоэлектроцен-

трали (ТЭЦ) и конденсационные электростанции (КЭС);

• атомные (АЭС);

• гидравлические (ГЭС);

• газотурбинные установки (ГТУ);

• прочие (солнечные, геотермальные, приливные, ветряные и др.).

Все перечисленные типы электростанций обладают разными эконо-

мическими показателями и поэтому имеют несколько разные области

применения.

Главными показателями, определяющими всю экономику энергети-

ческого производства, являются:

• капитальные затраты или для сравнения разных электростанций

удельные капиталовложения (к), р./кВт,

• годовые расходы по эксплуатации или себестоимость произ-

водства единицы энергии, коп./кВт·ч.

Все другие технико-экономические показатели так или иначе аг-

регируются именно в этих.

В настоящее время в связи с инфляцией, переоценками основных

фондов, кризисными явлениями в экономике и другими экономически-

ми трудностями невозможно указать, хотя бы ориентировочно, совре-

менные значения этих показателей. Но их соотношения не могли прин-

ципиально измениться по сравнению с 1992 г., когда эти показатели

имели следующие значения (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Основные технико-экономические показатели электростанций

различных типов (средние ориентировочные показатели)

Типы

электростанций

Удельные

капиталовложения,

Себестоимость произ-

водства энергии,

р./кВт % коп./кВт·ч %

ТЭЦ

2500 170 10 74

КЭС

1500 100 12–15 100

ГТУ

4000–7000 270–470 20–40 150–300

АЭС

2000–3000 130–200 12–15 100

ГЭС

7000–10000 470–670 1–5 7–37

Окончание табл. 1.1

Типы

электростанций

Удельные

капиталовложения,

Себестоимость произ-

водства энергии,

р./кВт % коп./кВт·ч %

Прочие типы, в том числе:

5000–20000 330–1300 100–1000 740–7400

солнечные термические

4500–6000 300–400 23–28 170–210

полупроводниковые

3700–6500 250–430 22–30 160–220

геотермальные

2500–3200 160–210 23–30 170–220

океанические термические

5300–10000 350–700 40–55 300–400

В настоящее время удельные капиталовложения в строительство

угольных электростанций оцениваются на уровне 1000–1100 дол./кВт

(примерно 30–31 тыс. р./кВт); для парогазовых станций – око-

ло 600 дол./кВт (примерно 18 тыс. р./кВт).

Капитальные затраты на сооружение электростанций зависят преж-

де всего от типов и различных региональных факторов. Их изменение

связано с положением дел в энергетическом машиностроении, посколь-

ку основной вес в стоимости большинства станций имеет энергетиче-

ское оборудование. Исключение составляют ГЭС, где основная часть

стоимости – гидросооружения.

Себестоимость производства энергии зависит на 60–80 % от стои-

мости потребленного топлива (кроме ГЭС). Поэтому главным показа-

телем экономичности работы любой тепловой электростанции является

его удельный расход на выработку и отпуск единицы энергии.

1.4. Состав электроэнергетических систем

Энергетическая система состоит из многочисленных энергетиче-

ских объектов, включающих:

• электрические станции;

• электрические и тепловые сети (сетевые предприятия);

• систему оперативно-диспетчерского управления, представляю-

щую собой производственно-управленческую иерархию: Центральное

диспетчерское управление (ЦДУ), региональные объединенные диспет-

черские управления (ОДУ), местные диспетчерские пункты в энергоси-

стемах и на энергетических предприятиях (ДУ);

• энергоремонтные предприятия, производящие централизован-

ный ремонт энергетического оборудования;

• строительные организации, обслуживающие периодическую ре-

конструкцию и новое строительство энергетических объектов;

• систему технико-экономического управления: от российского

(РАО «ЕЭС России») до региональных (местных) энергетических управ-

лений (АО «Энерго»), в составе которых особенно важны сбытовые

подразделения (энергосбыты) и организации энергетического контроля

(Энергонадзор);

• вспомогательные предприятия и организации (автомобильные

и железнодорожные хозяйства, подсобные службы и т. п.).

Кроме электростанций весьма важным элементом электроэнергети-

ческих систем являются энергетические коммуникации, прежде всего

электрические сети, включая мощные линии электропередачи (ЛЭП).

По функциональному назначению линии электропередачи можно

подразделить на две большие группы:

1. Межсистемные линии электропередачи – выполняют функцию

транспорта энергии между энергосистемами и отдельными предприяти-

ями. Это обычно линии высокого напряжения.

2. Распределительные линии – доводят энергию до потребителей.

Обслуживанием линий электропередачи и подстанций занимаются

Предприятия электрических сетей (ПЭС). Предприятия электрических

сетей, обслуживающие магистральные сети, выделены в самостоятель-

ное крупное объединение Магистральных электросетей (МЭС). Элек-

трические подстанции представляют собой довольно сложный комплекс

оборудования, требующий квалифицированного обслуживания.

Для эксплуатации распределительных сетей создаётся несколько

типов предприятий:

• предприятия электросетей, входящие в состав энергосистем;

• предприятия-перепродавцы, находящиеся на полном хозрасчете;

• предприятия электросетей – перепродавцы, обслуживающие не-

большие города и населенные пункты и покупающие энергию у энерго-

систем. В ведении этих предприятий находятся также трансформатор-

ные подстанции (ТП) и распределительные устройства (РП). Они транс-

формируют электроэнергию с высокого на низкое потребительское

напряжение и распределяют её в районах и микрорайонах города для

жилых и общественных зданий.

Предприятия тепловых сетей (ПТС) также эксплуатируют маги-

стральные и распределительные паро- и теплопроводы в городах и насе-

ленных пунктах. Как правило, крупные ПТС, входящие в состав энерго-

систем, покупают тепло у городских ТЭЦ и крупных отопительных ко-

тельных и продают его местным (муниципальным) предприятиям и дру-

гим подразделениям городского хозяйства.

При муниципалитетах часто создаются свои энергетические учре-

ждения – дирекции городских котельных, занимающиеся эксплуатацией

как источников теплоснабжения (котельных, редко – ТЭЦ), так и тепло-

вых распределительных сетей.

Другие подразделения энергосистем занимаются обслуживанием

электростанций и сетевых предприятий, а также управляют процессами

производства, передачи, распределения и потребления энергии.

1.5. Основы экономики формирования энергосистем

Энергетические системы и их объединения в современных услови-

ях являются основой развития энергетики России.

Только на базе создания и развития энергосистем практически

можно обеспечить высокие темпы научно-технического прогресса

(НТП) в энергетике на основе развития принципов:

• концентрации;

• централизации;

• комбинирования производства электроэнергии и тепла.

В связи с демонополизацией энергетического хозяйства страны, ак-

ционированием энергосистем, предприятий электрических сетей, круп-

ных ГРЭС и т. д., в энергетике сложилась парадоксальная ситуация,

когда с точки зрения технологии энергетика едина, а с хозяйственной

точки зрения каждый крупный энергетический объект имеет своего хо-

зяина.

Электростанции производят электроэнергию с помощью электри-

ческих сетей, осуществляется транспорт электроэнергии до потреби-

телей, все вместе электростанции и сети представляют единую техноло-

гическую цепочку, осуществляющую электроснабжение потребителей.

В энергетике появилось много хозяйственно самостоятельных объектов,

связанных единой технологической цепочкой.

Наличие большого числа хозяйственно самостоятельных субъектов

привело к большим сложностям при осуществлении экономически оп-

тимальной загрузки электростанций по условиям режима. Каждая само-

стоятельная электростанция стремится к максимальной загрузке, что

дает ей наибольшую прибыль, но это может противоречить оптимально-

му режиму работы электростанций и минимизации общих по энергетике

расходов топлива на выработку электроэнергии и соответственно мини-

мальным затратам по энергетике. Оптимум по энергетике в целом не

совпадает с суммой оптимумов затрат по электростанциям. Хозяйствен-

ная раздробленность энергопредприятий привела к увеличению затрат

на производство энергии и, как следствие, росту тарифов на энергию и

увеличению затрат на энергию в себестоимости промышленной продук-

ции.

Энергетическая система представляет собой совокупность

объединенных для параллельной работы электрических станций, линий

электропередачи, подстанций и тепловых сетей, имеющую общий ре-

зерв мощности и централизованное оперативно-диспетчерское управле-

ние для координации работы станций и сетей по единому диспетчерско-

му графику.

Основной задачей энергосистем является централизованное снаб-

жение электроэнергией соответствующих районов при оперативно-дис-

петчерском регулировании единого процесса производства, передачи и

распределения энергии. В ряде энергосистем получили значительное

развитие ТЭЦ. Такие системы наряду с централизованным электроснаб-

жением осуществляют и централизованное теплоснабжение промыш-

ленных центров и городов.

Развитие энергетики на базе создания, укрупнения и объединения

энергетических систем имеет ряд технико-экономических преимуществ:

1. Повышается надежность электроснабжения потребителей за

счет более гибкого маневрирования резервами, сосредоточенными на

отдельных электростанциях; сокращается суммарный потребный резерв

мощностей; повышается качество энергии.

2. Обеспечивается экономическая целесообразность концентрации

производства электроэнергии путем увеличения единичной мощности

электростанций и установки на них более мощных блоков, поскольку

ослабляется ограничивающее влияние ряда внешних факторов, в том

числе условий резервирования.

3. Снижается общий (совмещенный) максимум нагрузки вслед-

ствие несовпадения суточных максимумов нагрузки отдельных районов,

что приводит к снижению необходимой генерирующей мощности

объединенной энергосистемы.

4. Облегчается возможность задавать наиболее выгодные режимы

работы для различных типов станций и агрегатов. В частности, создают-

ся условия для использования мощных высокоэкономичных ГРЭС

и АЭС в базе суточных графиков нагрузки энергосистемы.

5. Повышается эффективность использования различных энергети-

ческих ресурсов, сокращаются железнодорожные перевозки топлива, с

большим экономическим эффектом используются гидроэнергетические

ресурсы, даже значительно удаленные от потребителей энергии. На-

личие магистральных линий электропередачи в крупных энергосисте-

мах и их объединениях обеспечивает наиболее эффективное использо-

вание низкосортного топлива, экономически не выдерживающих даль-

них перевозок.

6. Создается техническая возможность для ликвидации и предот-

вращения нового строительства мелких неэкономичных изолированно

работающих станций и котельных.

7. Коренным образом улучшаются условия и экономические пока-

затели ТЭЦ за счет обеспечения возможности их работы в основном по

теплофикационному режиму.

Все перечисленные преимущества создают условия:

• для достижения максимально возможной экономии капита-

ловложений и топлива;

• повышения производительности труда;

• снижения себестоимости энергии;

• увеличения прибыли и повышения рентабельности энергетиче-

ского производства.

Энергосистемы классифицируются по мощности, структуре гене-

рирующих мощностей и территориальному охвату.

Преимущества крупных энергосистем:

• возможность использования крупных агрегатов и станций;

• гибкое маневрирование рабочими мощностями и резервами;

• наиболее эффективное использование различных топливно-энер-

гетических ресурсов (ТЭР).

Эти и ряд других преимуществ явились определяющими фактора-

ми создания и развития ОЭС (Центра, Урала, Сибири).

Структура энергосистем по мере их развития претерпевает измене-

ния. Эти изменения происходят в зависимости от соотношения масшта-

бов ввода новой мощности на ГРЭС, ТЭЦ, АЭС.

Одной из важнейших задач экономики энергетики является обосно-

вание оптимальной перспективной структуры генерирующих мощно-

стей энергосистем в динамике их развития.

По территориальному охвату различают следующие энергосистемы:

• районные (РЭУ и ПЭО), например Мосэнерго, Тулаэнерго;

• объединенные, например ОЭС Центра, Сибири;

• единую энергосистему РФ.

В развитии энергетической базы страны можно выделить 5 этапов:

1-й – 1920–1940 гг. В европейской части СССР и на Урале было со-

здано несколько десятков энергосистем, на долю которых перед Вели-

кой Отечественной войной приходилось примерно 80 % выработки

электроэнергии в стране. В этот период было положено начало созда-

нию ряда объединенных энергосистем. В частности, были созданы ОЭС

Центра и Юга.

2-й – 1941–1950 гг.

3-й – 1951–1965 гг. Второй и третий этапы характеризуются дальней-

шим укрупнением и объединением действующих энергосистем, созданием

новых систем, началом формирования ЕЭС СССР и ОЭС Сибири.

4-й – 1966–1990 гг. Характеризуется дальнейшим развертыванием

работ по формированию ЕЭС СССР, укрупнению ОЭС и созданием

межсистемных линий электропередачи. Уже к концу 1975 г. в состав

ЕЭС СССР входило восемь ОЭС.

К началу 1983 г. ЕЭС СССР охватывала территорию площадью

10 млн км

. В ее составе работало более 700 крупных электростанций.

Основную часть генерирующих мощностей ЕЭС СССР составляли мощ-

ные ГРЭС. Из 95 энергосистем страны к началу 1983 г. 79 работали в

составе ЕЭС СССР.

5-й – 1991 г. по настоящее время. В 1991 г. произошел распад

СССР, а соответственно и выделение Единой энергосистемы Россий-

ской Федерации из ЕЭС СССР. Снижение выпуска промышленной про-

дукции, остановка предприятий привели к снижению электрической на-

грузки и замедлению развития энергетики РФ.

В настоящее время ЕЭС РФ представляет собой развивающийся

в масштабе страны комплекс электростанций и электросетей, объеди-

ненных общим технологическим режимом с единым оперативным

управлением.

В связи с совпадением во времени производства и потребления

электроэнергии возникает задача резервирования выхода из строя мощ-

ностей в энергетике.

Основной проблемой резервирования в энергетике является обес-

печение максимальной надежности и бесперебойности энергоснабже-

ния, а также стабильности качественных параметров электроэнергии

и теплоты как при аварийном выходе из строя агрегатов, так и при про-

ведении плановых капитальных и текущих ремонтов оборудования. На-

рушение электроснабжения приводит к экономическому ущербу у по-

требителей, в большинстве случаев во много раз превышающему поте-

ри энергосистем от недовыработки электроэнергии. Поэтому к резерви-

рованию в энергетике предъявляются особенно высокие требования.

Надежность электроснабжения достигается за счет наличия общеси-

стемного резерва.

Потери отраслей народного хозяйства и промышленности от недо-

отпуска энергии зависят:

• от вида выпускаемой продукции;

• технологических особенностей производства;

• себестоимости производства;

• мощности предприятия;

• продолжительности перерыва энергоснабжения.

В общем случае потери складываются из потерь:

• от недовыпуска;

• ухудшения качества продукции;

• повышения стоимости продукции;

• затрат на наладку и ремонт технологического оборудования;

• накладных расходов за период простоя цеха или предприятия.

При этом простои технологического оборудования обычно бывают

значительно продолжительнее, чем длительность перерывов энерго-

снабжения. Перерыв в электроснабжении приводит к особенно значи-

тельному ухудшению качества продукции и даже аварийной остановке

производства.

В энергетике различают следующие виды системного резерва гене-

рирующих мощностей:

• ремонтный резерв – служит для обеспечения проведения плано-

вых (текущих, средних и капитальных) ремонтов основного оборудова-

ния электростанций без отключений потребителей и снижения надежно-

сти энергоснабжения;

• аварийный резерв – служит для покрытия нагрузки при аварий-

ном выходе из строя основного оборудования электростанций. Он зави-

сит от общей мощности всей энергосистемы, числа и типа установлен-

ных на электростанциях агрегатов и должен быть не меньше мощности

самого крупного агрегата в системе;

• народно-хозяйственный резерв – служит для покрытия нагрузки,

возникшей сверх запланированной в текущем году и в расчете на бли-

жайшую перспективу. Создается за счет опережающего ввода генериру-

ющих мощностей.

Все эти виды резервной мощности находятся в непосредственном

ведении диспетчерских служб энергосистем и их объединений.

При обосновании величины и размещения резервной мощности

в энергосистемах принимаются во внимание задаваемые уровни надеж-

ности электроснабжения потребителей и расчетной аварийности агрега-

тов электростанций, входящих в данную энергосистему.

Глава 2

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ РОССИИ И ИХ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ

2.1. Проблемы энергетического развития и концепция

устойчивого развития. Вопросы энергосбережения

Электроэнергия – не только одно из чаще всего обсуждаемых сего-

дня понятий; помимо своего основного физического (а в более широком

смысле – естественно-научного) содержания, оно имеет многочислен-

ные экономические, технические, политические и иные аспекты.

Человечеству электроэнергия нужна, причем потребности в ней

увеличиваются с каждым годом.

Одним из основных факторов экономики любой страны являются

энергоресурсы. Их наличие, виды, доступ к ним значительно влияют на

экономическое развитие отдельных отраслей промышленности сельско-

го хозяйства и страны в целом. Наша страна обладает колоссальными

запасами различных энергоносителей. Но постоянное развитие про-

мышленности, увеличение роста потребления энергоносителей делает

эти запасы не бесконечными. Конечны также и запасы ядерного топлива

– урана и тория, из которого можно получать в реакторах плутоний.

Другим фактором, влияющим на развитие энергетики, является эко-

логия.

Сейчас, как никогда, остро встал вопрос: что ждет человечество –

энергетический голод или энергетическое изобилие? В связи с этим учё-

ные всего мира работают над созданием новых, нетрадиционных видов

топлива, энергоустановок. Разрабатываются гигантские энергетические

программы, осуществление которых потребует громадных усилий и

огромных материальных затрат.

Если в конце прошлого века самая распространенная сейчас энер-

гия – электрическая – играла, в общем, вспомогательную и незначитель-

ную в мировом балансе роль, то уже в 1930 г. в мире было произведено

около 300 млрд киловатт-часов электроэнергии. В 2000 г. было произве-

дено 30 тыс. млрд киловатт-часов! Гигантские цифры, небывалые темпы

роста! И все равно энергии будет мало, потребности в ней растут еще

быстрее.

Уровень материальной, а в конечном счете и духовной культуры

людей находится в прямой зависимости от количества энергии, имею-

щейся в их распоряжении. Чтобы добыть руду, выплавить из нее ме-

талл, построить дом, сделать любую вещь, нужно израсходовать энер-

гию. А потребности человека все время растут, да и людей становится

все больше.

Так за чем же остановка? Ученые и изобретатели уже давно разра-

ботали многочисленные способы производства энергии, в первую оче-

редь электрической. Давайте тогда строить все больше и больше элек-

тростанций, и энергии будет столько, сколько понадобится! Такое, каза-

лось бы, очевидное решение сложной задачи, оказывается, таит в себе

немало подводных камней.

Неумолимые законы природы утверждают, что получить энергию,

пригодную для использования, можно только за счет ее преобразований

из других форм. А структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему

дню сложилась таким образом, что четыре из каждых пяти произведен-

ных киловатт получаются в принципе тем же способом, которым поль-

зовался первобытный человек для согревания, т. е. при сжигании топли-

ва, или при использовании запасенной в нем химической энергии,

преобразовании ее в электрическую на тепловых электростанциях.

Конечно, способы сжигания топлива стали намного сложнее и со-

вершеннее.

Новые факторы – падение или рост цен на мировом рынке на

нефть, быстрое развитие атомной энергетики, возрастание требований

к защите окружающей среды потребовали нового подхода к энергетике.

На рубеже нового тысячелетия рациональное использование нацио-

нальных ресурсов и становится определяющим для стабилизации рос-

сийской экономики и жизнеобеспечения общества в целом. По прогно-

зам экспертов, к 2010 г. потребность нашей страны в энергоресурсах

может быть обеспечена за счет их добычи и производства только

на 40 %. Очевидно, недостающие 60 % потребуется скомпенсировать за

счет энергосбережения.

В последние годы в нашем обществе наметился определенный

перелом в понимании необходимости серьезно заниматься энергоресур-

сосбережением. А иначе и быть не должно. Какими бы богатыми энер-

гетическими ресурсами ни располагало государство, расточительное

и бесхозяйственное отношение к ним непременно приводит к снижению

конкурентоспособности продукции, возникновению перекосов в цено-

образовании, потери, в конечном счете, темпов экономического разви-

тия страны. Россия – яркий и убедительный тому пример.

Известно, что еще 40 с лишним лет назад, в начале 60-х гг., отдель-

ные энтузиасты, ученые и практики пытались привлечь внимание госу-

дарства и общества к этой проблеме. Но система экономического хозяй-

ствования в СССР ограничивалась, зачастую, формальным плановым

регулированием норм расхода энергоресурсов во всех отраслях народ-

ного хозяйства и социальной сфере, что не обеспечивало требуемую