СТИМУЛИРОВАНИЕ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

ВВЕДЕНИЕ

Тепловая и электрическая энергия зани­мает значительную долю в стоимости гото­вой продукции, соответственно, стремление снизить стоимость производимой и потребля­емой энергии побуждает активно заниматься внедрением различных новшеств. Иннова­ционное развитие электроэнергетики являет­ся одним из основных приоритетов государ­ственной политики развитых стран. Одним из направлений инновационного развития энергосистем являются технологии распреде­ленной энергетики.

Данный сегмент электроэнергетики суще­ствует с начала XX века, когда формировалась отечественная энергетика в целом. В даль­нейшем был сделан выбор в пользу крупных электростанций, которые по своим технико­экономическим характеристикам превосходи­ли объекты генерации небольшой мощности, и появились системы передачи электроэнер­гии. Объекты распределенной энергетики фак­тически существовали только в труднодоступ­ных местах, где присоединение потребителей к централизованным электрическим сетям экономически нецелесообразно. Источниками энергии для объектов распределенной энер­гетики могут являться природный газ, уголь, твердые бытовые отходы, возобновляемые источники (солнце, вода, ветер и др.).

Распределенная энергетика предполагает, что небольшие, до 25 МВт, электростанции потребителей включены в единую энерге­тическую систему или работают автономно. За рубежом практикуются другие ограничения по мощности - от I МВт в Италии до 100 МВт в Словакии и Венгрии [Bayod Rujula А. А., 2005; Трачук А. В., Линдер И. В., 2018]. На се­годняшний день распределенная энергетика востребована во многих областях: на трудно­доступных территориях, в ЖКХ, у мобиль­ных потребителей, а также на промышленных предприятиях, требующих специальных ха­рактеристик используемой энергии, и др. Рас­пределенная энергетика включает следующие технологии:

• газопоршневые и дизельные установки;
• газотурбинные и парогазовые установки;
• установки прямого сжигания и газифи­кации углей и твердых бытовых отходов;
• солнечные батареи;
• ветряные турбины;
• гидротурбины малой мощности;
• тепловые насосы;
• технологии накопления энергии;
• технологии интеллектуальных сетей;
• прочие (использование атомной энергии, топливные элементы на природном и ге­нераторном газе и др.) [Налбандян Г.Г., Жолнерчик С. С., 2018].

По различным оценкам в России доля рас­пределенной энергетики составляет порядка 5-7% [Hannes В., Abbott М., 2013; Распреде­ленная энергетика, 2015; Ховалова Т.В., 2017].

Отсутствие закрепленного определения и клас­сификации приводит к отсутствию статистиче­ского учета такого рода объектов. Тем не менее сам сегмент растет, об этом свидетельствует увеличение инвестиций в основной капи­тал объектов промышленных блок-станций потребителей (рис. I), причем они оказались больше, чем в электро­энергетике в целом. По прогнозу компании GeneralElectric, к 2022 году по всему миру введение новых мощностей на 42% будет обеспечивать распределенная энергетика (рис. 2).

Мировой опыт свидетельствует о том, что развитие энер­госистем на основе распределенной энергетики не только решает тривиальные задачи энергоснабжения удаленных потребителей, но и является одним из наиболее актуальных инновационных направлений. За счет использования новых технологий она может значительно повысить эффективность функционирования электроэнергетического комплекса [см., например: Трачук А.В., Линдер Н.В., Зубакин В. А. и др., 2017].

За рубежом распределенная энергетика представляет собой преимущественно объекты на основе возобновля­емых источников энергии (ВИЗ). По данным Bloomberg New Energy Finance, к 2040 году 72% инвестиций в новую генерацию будет приходиться на мощности, которые ис­пользуют энергию солнца и ветра. Стимулирование раз­вития технологий ВИЗ привело к тому, что по стоимости электроэнергии такие объекты генерации сравнялись с тра­диционными источниками энергии, в некоторых условиях она даже оказалась меньше. В целом снижение стоимости производства электроэнергии на солнечных панелях с 2009 по 2017 год снизилась на 67%, а на ветряных турбинах - на 86% [Lazard’s levelized cost, 2017]. Возможно, к 2050 году мировая энергетическая система будет на 100% состоять из возобновляемых источников энергии и при этом стои­мость производимой электроэнергии будет дешевле, чем се­годня [Energy watch group, 2017].

Такие достижения в области ВИЗ стали возможны бла­годаря тому, что многие страны проводят политику, которая предполагает субсидирование крупномасштабного примене­ния технологий посредством установления специальных та­рифов, налоговых льгот и других механизмов. Основная идея заключается в использовании эффектов обучения и инвести­ций в обучение, а также снижении стоимости оборудования и увеличении объемов выпуска [Rubin E.S., 2015]. Также предполагается субсидирование расширенного внедрения инноваций, пока они не станут полностью конкурентоспо­собными по сравнению с традиционными технологиями.

АНАЛИЗ МЕР СТИМУЛИРОВАНИЯ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

Поддержка развития ВИЗ в России началась только в последние годы. Установлен целевой показатель объема производства и потребления электрической энергии с ис­пользованием возобновляемых источников энергии (кроме гидроэлектростанций установленной мощностью более 25 МВт) - 4,5% [Распоряжение, 2009].

Развитие распределенной энергетики в России закрепле­но в нормативных документах [Энергетическая стратегия, 2009; Проект энергостратегии, 2017]. Определена государ­ственная поддержка внедрения генерирующих объектов на основе ВИЭ [Постановление, 2013; Постановление, 2015; План, 2017]. Детальный анализ указанных постановлений был проведен в ряде работ [Новая схема, 2013; Жихарев А., 2017; Зубакин В. А., Ковшов Н.М., 2015]. Предметом их ис­следования являлись недостатки практической реализации механизмов внедрения объектов ВИЭ, что остается за скоб­ками настоящей работы.

Введен механизм стимулирования производства электрической энергии на оптовом рынке электриче­ской энергии и мощности через договоры о предо­ставлении мощности (ДПМ) квалифицированными генерирующими объектами, функционирующими на основе использования возобновляемых источников энергии [Постановление, 2013]. ДПМ заключаются для того, чтобы гарантировать повышенную плату за электрическую мощность для объектов ВИЗ, кото­рая позволяет достигнуть окупаемости инвестиций. Механизм ДПМ полноценно функционирует на опто­вом рынке.

При отборе проектов основными критериями яв­ляются капитальные затраты, коэффициент исполь­зования мощности, предельные значения которых установлены нормативно, уровень локализации ис­пользуемого оборудования. Целевые показатели сте­пени локализации объектов ВИЗ, представлены в табл. I. По состоянию на ноябрь 2017 года было отобрано 2452,06 МВт от ветроэлектростанций (ВЭС), 1704,2 МВт от солнеч­ных электростанций (СЭС), 120,2 МВт от малых гидроэлек­тростанций (ГЭС). Фактический отбор проектов ВЭС и СЭС практически полностью покрывает выделенные квоты (на 91 и 97% соответственно), в то время как ГЭС значительно от­стают: доля отобранных проектов составляет 34%. На рис. 3 приведена информация о планируемых к вводу и фактиче­ски отобранных по состоянию на 2017 год объектах ВИЗ.

Ожидается, что дефицит ввода объектов ВИЗ будет вос­полнен за счет реализации двух других мер стимулирования.

Предполагается установить на розничном рынке специ­альные повышенные тарифы для производителей энергии на основе ВИЗ для обеспечения окупаемости проектов за 15 лет [Постановление, 2015].

Для того чтобы получить такие тарифы, производитель должен соответствовать следующим условиям:

• производство электроэнергии должно осуществляться на квалифицированном генерирующем объекте;
• объем производства электрической энергии квалифи­цированными объектами ВИЭ не должен превышать 5% прогнозных потерь территориальных сетевых ор­ганизаций на территории субъекта;
• реализация проекта должна приводить к минимизации роста цен (тарифов) на электрическую энергию (мощ­ность) для конечных потребителей розничного рынка электрической энергии (мощности);
• реализация проекта должна содействовать минимиза­ции экологического ущерба;
• реализация проекта должна способствовать решению социальных задач на территории реализации инвести­ционного проекта.

На сегодняшний день в рамках данного механизма не было реализовано ни одного проекта.

План мероприятий по стимулированию развития гене­рирующих объектов на основе возобновляемых источников энергии с установленной мощностью до 15 кВт предпола­гает обязательную покупку электроэнергии у частных вла­дельцев микрогенерации на основе ВИЭ гарантирующими поставщиками и сетевыми компаниями. Физические лица, осуществляющие такие операции, освобождаются от нало­говых обязательств.

В России полностью отсутствуют отечественные ком­мерчески успешные технологии производства ветрогене­рирующих установок мегаваттнош класса [Приказ, 2015]. Реализация требований по локализации применяемого ино­странного оборудования потребовала создания новых произ­водств. Запланировано построить совместные производства, где будут выпускать оборудование для ветроэлекгростан- ций. Учредителями выступят:

• АО «ВетроОГК» (дочерняя компания АО «ОТЭК» (ди­визион ГК «Росатом» по управлению неатомными ак­тивами) и Lagerway (Нидерланды);
• ООО «Фортум Энергия» (совместный фонд Fortum и «Роснано») и Vestas (Дания).
• ПАО «Энел Россия» и Siemens Gamesa (Германия, Ис­пания).

Потребности в оборудовании солнечной энергетики для реализации запланированных вводов более чем на 80% покрываются отечественной компанией «Хевел» (совмест­ное предприятие ГК «Ренова» и ОАО «Роснано»). Единственным иностранным игроком, принявшим участие в конкурсе на отбор проектов ВИЭ, оказалось ООО «Солар Системе» (учредитель - китайская компания Amur Sirius).

Что касается производства оборудования для малой гидроэнергетики, то гидротурбины малой мощности про­изводят АО «НИИЭС», АО «Норд Гидро», ПАО «Сило­вые машины», ОАО «ТМЗ», АО «Тяжмаш», ЗАО «Инсэт». Тем удивительнее низкий уровень заинтересованности инве­сторов в строительстве электростанций. Планируемые вво­ды объектов ВИЭ выглядят вполне реалистичными с учетом того, что есть отечественные производители соответствую­щего энергооборудования и планируется открытие новых.

Однако выбранный путь стимулирования внедрения ВИЭ может привести к ряду негативных последствий с точ­ки зрения инновационного развития отечественных техноло­гий по следующим причинам:

• Объем формируемого рынка объектов ВИЭ в России с учетом моделей обучения, предполагающих сниже­ние себестоимости производства оборудования, не­достаточен для конкурентоспособности российских производителей энергооборудования. Таким обра­зом, нарушается один из основных принципов разви­тия технологий для ВИЭ, приводящий к конечному снижению стоимости производства электроэнергии на таких объектах. В результате реализация проектов ВИЭ, скорее всего, приведет к тому, что издержки бо­лее дорогого производства электроэнергии, по срав­нению с традиционными источниками, будут перело­жены на потребителей [Ратнер С. В., Клочков В. В., 2015].
• Рассмотренные меры стимулирования в ветроэлек- троэнергетике будут реализованы преимущественно за счет иностранных технологий. Приняты требова­ния по локализации производства, но остается откры­тым вопрос, произойдет ли трансферт технологий, критически важный для отечественного энергома­шиностроения. Зарубежный опыт также показывает, что политика развертывания стимулирует инноваци­онную деятельность в основном иностранных произ­водителей [Dechezlepretre А„ Martin R., Bassi S, 2016; Huenteler J.; 2012]. В России механизмы стимулирова­ния инвестиций в ВИЭ предполагают только меропри­ятия по созданию рынка, игнорируются стадии науч­ных исследований и разработок.
• Современные исследования показывают, что для раз­личных технологий необходимы разные меры поддерж­ки [Huenteler J., 2016; Трачук А.В., 2011]. Для товаров массового производства необходим большой рынок, в идеале координируемый на международном уровне, для обеспечения необходимой экономии за счет мас­штаба и обучения в процессе производства. Для более крупного и сложного оборудования (ветряные турби­ны, геотермальные системы, атомные электростан­ции и приливные энергетические системы) политика развертывания должна выходить за рамки простого субсидирования масштаба производства. Необходимо масштабное финансирование НИОКР. Политика долж­на быть направлена на снижение технологической не­определенности инновационных продуктов. На рис. 4 приведена классификация технологий в зависимости от сложности их создания и масштабов производства.
• Инновационному развитию технологий ВИЭ препят­ствует жесткое закрепление одного вида применяемых технологий в рамках реализации инвестиционных проектов. Развитие технологий распределенной энер­гетики, в том числе на основе ВИЭ, непосредствен­но связано с проблемами транспортировки электро­энергии и поддержания устойчивости энергосистемы. В силу особенностей функционирования объектов ВИЭ (например, переменный режим работы) целесо­образно применять набор разных технологий в рамках одного проекта, в том числе на основе традиционных источников энергии [Трачук А.В., 2010].

Отечественные технологии распределенной генерации на основе ископаемых источников энергии вполне конку­рентоспособны по сравнению с зарубежными аналогами. Ho в данном сегменте превалирует импорт, по различным направлениям он достигает 80% [Приказ, 2015], что также делает актуальной задачу стимулирования отечественных производителей.

Для развития распределенной энергетики и электро­энергетики в целом будет важно создать интеллектуальные сети (smart-grid). Их технологии позволяют объединять различные технологии генерации и накоплении энергии, обеспечивают повышение надежности и безопасности энер­госнабжения, предоставляют потребителям - владельцам собственных средств генерации и накопления возможно­сти реализовывать излишки электроэнергии, производимой собственными источниками генерации, управлять спросом на электроэнергию и, как следствие, оптимизируют электри­ческие нагрузки и могут снизить потребности в новых мощ­ностях, которые пока отсутствуют.

Прогноз развития электроэнергетики до 2040 года свиде­тельствует о том, что основным трендом в мировой электро­энергетике будет совокупность следующих технологических прорывов:

• существенное снижение стоимости и повышение про­изводительности технологий возобновляемой энерге­тики и ко генерации малой мощности;
• радикальное удешевление и массовое распростране­ние стационарных и мобильных технологий накопле­ния электроэнергии на базе аккумуляторных батарей;
• переход к новым принципам управления энергосисте­мами и организации рыночных операций на базе но­вых информационных технологий [Прогноз, 2016].

Таким образом, стимулирование комплексных проек­тов, включающих совокупность различных технологий ВИЭ и традиционных объектов генерации, объединенных интеллектуальными сетями, позволит не только повысить эффективность энергосистем, но и обеспечить развитие отечественных производителей оборудования для различ­ных сегментов распределенной энергетики.

ВЫВОДЫ

Анализ стимулирования расширенного внедрения объек­тов ВИЭ в России показал, что существует ряд проблем и ба­рьеров, препятствующих инновационному развитию отече­ственных технологий распределенной энергетики. На наш взгляд, для их преодоления существующие механизмы необ­ходимо дополнить следующими мерами:

• обеспечить финансирование научных исследований по созданию технологически сложных продуктов (ветротурбины, газовые турбины, smart grid), стиму­лировать создание испытательных лабораторий и сер­тификационных центров, где будет обеспечено со­трудничество производителей и научных учреждений, проверка и тестирование разработок с наименьшими бюрократическими барьерами;
• стимулировать экспорт отечественного оборудования (солнечные электростанции) для массового рынка, предоставляя экспортные субсидии, льготные экспорт­ные кредиты и сопровождение на этапах международ­ной сертификации;
• проводить сбалансированное развитие всех иннова­ционных направлений в данном сегменте (ВИЭ, тра­диционные технологии распределенной генерации, интеллектуальные сети) за счет реализации проектов с возможностью использовать совокупность различ­ных технологий.

Реализация обозначенных мер позволит проводить ком­плексную политику инновационного развития распределен­ной электроэнергетики с учетом интересов отечественных производителей оборудования.