Головкин Н.Н.
РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ КАК
СРЕДСТВО ФИНАНСИРОВАНИЯ ПРОЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА МИНИ-ТЭЦ
Нижегородский государственный лингвистический
университет им. Н.А. Добролюбова
The article covers
the optimum power capacity and cost-effectiveness analysis of gas-piston mini
heat and power plant taking the Kyoto Protocol into account. The Kyoto Protocol
presupposes establishing Carbonic Funds which are willing to finance power
efficient projects in the amount of reduced carbon dioxide emissions. As a
basic version we consider consumer power supply from power system. As
comparison versions we took energy equipment of a Public Company RUMO,
N.Novgorod, and “Caterpillar”, the USA. The optimum alternative was determined
subject to diverse interests of interested parties of the process. The
participants were the Close Corporation “Industrial energetic” – the owner of
the mini heat and power plant, Public Company “Pavlovsky avtobus” – the main
power consumer, and Carbonic Fund. The criterion for comparing the versions was
profitability index. When finding the optimum alternative the Pareto set for
different pairs of interested parties was analysed.
Keywords: gas-piston mini heat and power plant, Kyoto Protocol, Carbonic Fund, investment, operating costs, interested participants,
project merits showings, Pareto region, optimization
Статья
посвящена выбору оптимальной мощности и анализу экономической эффективности
газо-поршневой мини-ТЭЦ с учетом возможностей Киотского протокола. Киотский
протокол предполагает создание Углеродных Фондов, которые готовы
профинансировать энергоэффективные
проекты в объеме сокращенных выбросов углекислого газа СО2. За
базовый вариант принято питание потребителей от энергосистемы. В качестве
сравниваемых вариантов принято энергетическое оборудование ОАО РУМО, г. Н.
Новгород и «Катерпиллер» США.
Оптимальный
вариант определялся с учетом разных
интересов заинтересованных участников данного процесса. В качестве участников
выступали ЗАО «Промышленная энергетика»-собственник мини-ТЭЦ, ОАО «Павловский
автобус»-главный потребитель энергии и Углеродный Фонд. Критерием для сравнения
вариантов явился индекс доходности. При отыскании оптимального варианта
анализировались области Парето для различных пар заинтересованных участников.
Ключевые слова:
газопоршневая мини-ТЭЦ, Киотский протокол, Углеродный Фонд, инвестиции,
эксплуатационные затраты, заинтересованные участники, показатели достоинства
проекта, область Парето, оптимизация.
Статья посвящена анализу внедрения энергоэффективного проекта, позволяющего снизить выбросы парниковых газов, поэтому актуальность ее не вызывает сомнений.
Краткое описание проекта
Данный проект предполагает расширение промышленной ТЭЦ мощностью 4 МВт, работающей на природном газе, на территории объединения ОАО «Павловский автобус» (далее «ПАЗ»).
В настоящее время предприятие покупает электроэнергию у ОАО «Нижновэнерго» по утвержденным региональной службой по тарифам (РСТ) и производит тепло на собственной котельной для покрытия собственных нужд, а также для продажи коммунальной службе г. Павлово. В настоящий момент на территории ОАО «ПАЗ» внедряется проект по строительству промышленной ТЭЦ мощностью 4 МВт, но объем электроэнергии, вырабатываемой данной установкой не является достаточным для покрытия имеющихся потребностей в электроэнергии предприятия. В связи с этим предполагается увеличение мощности до оптимального размера путем установки дополнительного второго блока. Установка собственных генерирующих мощностей вблизи производственных корпусов предприятия позволит обеспечить стабильное устойчивое снабжение электроэнергией по тарифам, на 15 % ниже действующих тарифов гарантированного источника, а также тепловой энергией по тарифам, на 50% ниже расчетной себестоимости тепла, производимого на собственной котельной.
В качестве генерирующих мощностей предполагается использование газо-поршневых агрегатов (далее ГПА) производства:
1.
Вариант – оборудование
Российского производства, НГ-8ДГ22Г2,
2.
Вариант – импортное
оборудование, Катерпиллер;
Исполнителем проекта является ЗАО «Промышленная энергетика», осуществляющее проектные, строительные работы, ввод объекта в эксплуатацию, а также выполняющее функции энергоснабжающей организации.
Срок реализации проекта – 15 лет; по истечении этого срока инвестор может выйти из проекта через продажу (своей доли) оборудования по остаточной стоимости потребителю, ОАО «ПАЗ», или же выкуп оборудования инициатором проекта, компанией «Промышленная энергетика».
Цель проекта
Целью настоящего
проекта является определение наиболее
оптимального варианта расширения мощности мини-ТЭЦ. При оценке альтернативных
вариантов принималось во внимание, что Россия является участником Киотского
протокола. В связи с этим, при снижении выбросов парниковых газов
осуществляется продажа квот Углеродному фонду по цене 10$ за тонну СО2.
За счет этих средств осуществляется возврат заемных средств. В качестве
альтернативных вариантов рассматривались:
1.
Подключение
к энергосистеме – базовый вариант, является точкой отсчета при определении
снижения выбросов парниковых газов,
2.
Установка
мини-ТЭЦ на базе ГПА «РУМО» г. Н. Новгород.
3.
Установка
мини-ТЭЦ на базе ГПА «Катерпиллер» (США),
Участники проекта
·
ОАО «Павловский автобус»
(ОАО "ПАЗ")
·
ЗАО «Промышленная
энергетика» (ЗАО "ПЭ")
·
Углеродный фонд (УФ)
Обзор энергетического
оборудования класса мощности до 10 МВт.
В отечественной и зарубежной
промышленной и коммунальной
энергетике широкое распространение получили ТЭЦ, использующие в качестве
электрогенерирующего оборудования противодавленческие и конденсационные паровые
турбины, в том числе с отборами пара, газовые поршневые электрогенераторы,
газотурбинные установки.
Применение
паровых турбин целесообразно при реконструкции существующих промышленных и
районных котельных с паровыми котлами, имеющими значительные тепловые нагрузки.
Для выработки электроэнергии при отсутствии существенных тепловых нагрузок
промышленного предприятия используются газопоршневые электрогенераторы с
утилизацией тепла двигателей или без нее. Электрический к.п.д. таких двигателей
находится на уровне 31-42%, коэффициент использования тепла топлива достигает
55-87%. Ресурс этих двигателей до капремонта так же, как и паровых
турбогенераторов, достигает 100 000 часов.
Увеличение
электрической мощности ТЭЦ возможно также за счет использования газотурбинных
установок, имеющих в блоке утилизационные теплообменники. Однако в сравнении с
паровыми турбинами и газопоршневыми электрогенераторами ГТУ имеют ряд
недостатков. Ресурс газопоршневых электрогенераторов достигает 20 лет, период
между капитальными ремонтами 5 лет, для ГТУ аналогичные показатели не превышают
12 лет и 3 года. Удельная стоимость установленного киловатта электрической
мощности для отечественных газопоршневых электрогенераторов составляет 500-600 $/кВт, для отечественных ГТУ –
700-800 $/кВт. По данным ООО "Волготрансгаз", эксплуатирующей ГТУ в
качестве приводов, затраты на ремонты ГТУ достигают 40% в себестоимости продукции,
в отличии от 2-5% у ГПА. Следует отметить также, что типоразмерный ряд ГТУ
основного серийного производителя ОАО «Рыбинские моторы» начинается с
минимальной электрической мощности 2,5 МВт. Существенными недостатками ГТУ
является необходимость использовать дожимающий компрессор природного газа до
рабочего давления 12-16 ата, между тем рабочее давление ГПА соответствует
средним промышленным значениям 3-6 ата.
Для производства электроэнергии в отсутствии
значительных тепловых нагрузок
целесообразно применение газопоршневых электрогенераторов, которые
обладают рядом преимуществ перед газотурбинными установками.
В связи с вышеизложенным при создании ТЭЦ для ОАО «ПАЗ»
предлагается использовать в качестве электрогенерирующего оборудования
газопоршневые электрогенераторы с утилизацией тепла.
Определение основных
экономических показателей проекта.
Оценка капитальных
вложений происходит на основании:
·
Данных проекта по
составу оборудования, объему строительных и монтажных работ;
·
Смет затрат на
строительные работы, оборудование, монтажные работы, предоставляемые
подрядчиком;
·
Прейскурантов цен на
оборудование и материалы, предоставляемые поставщиками оборудования и
комплектующими;
·
Тарифов на транспорт и
прочие услуги сторонних организаций.
Капитальные затраты по проекту для импортного
оборудования.
Общая сумма капитальных затрат на мини-ТЭЦ представлена в табл. 1. Структура затрат
представлена на рис.1
Таблица 1
Затраты на проектирование и установку
мини-ТЭЦ
|
Затраты, тыс.руб |
||
|
12 МВт |
8 МВт |
|
|
Итого |
195155,52 |
142355,52 |
Рис. 1. Структура
капитальных затрат для импортного оборудования
Капитальные затраты по проекту для Российского
оборудования.
Общая
сумма капитальных затрат на мини-ТЭЦ
представлена в табл. 2. Структура затрат представлена на рис.2
Таблица 2
Затраты на проектирование и установку
мини-ТЭЦ
|
Наименование статьи |
Затраты, тыс. руб |
|
|
12 МВт |
8МВт |
|
|
Итого |
210599,52 |
152651,52 |
Рис. 2. Структура
капитальных затрат для Российского оборудования
Ценообразование и
тарифная политика.
В пакете договоров зафиксирован
следующий принцип ценообразования:
По электроэнергии:
тарифная сетка – двухставочная
(за заявленную мощность и за потребленную энергию), являющаяся в условиях
колебания нагрузки более выгодной, чем одноставочная тарифная сетка.
предельные тарифы – устанавливаются в настоящее время РСТ Нижегородской
области (РСТ НО) для гарантированного источника. Скидка от предельного
тарифа – 15%.
Изменение тарифов происходит без
согласия потребителя с момента выпуска Распоряжения РСТ НО. В табл. 3 приведены
тарифы на электроэнергию и тепло, приведенные к одноставочному.
Таблица 3
Тарифы за энергию
|
Показатель |
|
|
за электроэнергию, руб./кВт ·ч |
2,84 |
|
за тепловую энергию, руб./кВт.ч |
0,72 |
По тепловой энергии:
Тариф определяется по цене среднегодовой себестоимости тепловой энергии,
вырабатываемой в производственно-отопительной котельной №1 ОАО «Павловский
автобус», сниженной не менее чем на 50% от ее фактической величины.
Изменение тарифов происходит по
предоставлению потребителем акта о себестоимости тепловой энергии за период
(ежегодно).
Тарифная политика может быть изменена только с согласия обеих сторон.
Поскольку условия контракта привязывают доходы от реализации
произведенной тепловой энергии к себестоимости производства тепла на котельной
ОАО ПАЗ (с 50% скидкой), то при прогнозировании цен на тепло проект исходит из
структуры себестоимости тепловой энергии и темпов роста цен на её составляющие.
Расчет объема реализации электрической и тепловой энергии.
Поскольку потребитель принял двухставочную тарифную
сетку, то расчет годового объема реализации электроэнергии производится
следующим образом:
Дэ=Дэм+Дпэ , где
Дэ – доход от реализации электроэнергии,
Дэм – доход, от оплаты заявленной мощности,
Дпэ –доход, от оплаты потребленной энергии.
При этом, годовой доход, от оплаты заявленной мощности
Дэм рассчитывается как:
Пэм=Тэм *0,85 (с учетом 15% скидки)*М*12 (месяцев), где
Тэм (руб./мес./кВт) - предельный тариф по заявленной
мощности (на начальном этапе до реформирования РАО ЕЭС – тариф РСТ НО),
М - заявленная мощность, кВт,
доход, от оплаты потребленной энергии Дпэ
рассчитывается как:
Пээ = Тээ*0,85 (с учетом 15% скидки)* Э, где
Тээ (руб./кВт*час)- предельный тариф по потребленной
энергии (на начальном этапе до реформирования РАО ЕЭС – тариф РСТ НО),
Э - потребленная электроэнергия (кВт*ч), которая рассчитывается следующим образом: Э =(М – Эс.н.)*РЧ*Кнагр,
где
Эс.н. - мощность собственных потребителей;
РЧ – количество рабочих часов в год,
Кнагр – поправочный коэффициент на неравномерность
нагрузки = 1,0, если нагрузка равномерна в течении суток и равна или превышает
номинальную мощности ТЭЦ. Кнагр определяется по графикам нагрузок на узлах
учета в точках подключения генераторов ТЭЦ к электросети Потребителя
(распределительные пункты РП1 и РП2) как коэффициент заполнения диаграммы. Кнагр =0,97.
Расчет доходов от реализации тепловой энергии:
Дт= СКт*0,5 (с учетом 50% скидки)*Н, где
СКт - себестоимость
производства тепловой энергии котельной ОАО «ПАЗ», (руб./ГКал), Н -
потребленная тепловой энергия ( ГКал).
Структура
себестоимости.
Структура затрат на выработку электроэнергии представлена
на рис.3 для импортного оборудования и
на рис.4 для Российского.
Оборудование импортного
производства.
Рис. 3 . Структура
эксплуатационных затрат при комплектации мини-ТЭЦ оборудованием импортного
производства.
Оборудование
Российского производства.
Рис.4 . Структура эксплуатационных
затрат при комплектации мини-ТЭЦ оборудованием Российского производства.
В табл.4
приведена сравнительная оценка вариантов.
Выбор эффективного инвестиционного проекта
заинтересованными сторонами
Участниками проекта, как было сказано выше, являются ЗАО
"ПЭ", ОАО "ПАЗ" и УФ.
Необходимо определить наиболее эффективный
проект удовлетворяющий каждого из участников. На первом этапе рассмотрим, в
качестве участников, с одной стороны ЗАО "ПЭ" как собственник
проекта, с другой ОАО "ПАЗ".
Рассмотрим следующие ситуации.
Ситуация 1.
Первый участник (ЗАО "ПЭ",)
будет заинтересован в наибольшем индексе доходности проекта и в наименьших
инвестициях.
Проиллюстрируем данную ситуацию (рис. 5):
