Экономическая оценка технологических решений на объектах энергетики: На примере системы плазменного воспламенения углей

Актуальность проблемы. Энергетическое хозяйство в восточных районах России характеризуется высокой долей выработки электроэнергии и тепла на тепловых электростанциях за счет сжигания углей. При переходе к рыночной экономике возникли новые проблемы взаимоотношений между электростанциями и угольными предприятиями: даже небольшие по мощности ^ ТЭЦ, не говоря уже о крупных ГРЭС, вынуждены закупать топливо у множества поставщиков. Получение топлива однородного состава в этом случае практически исключено, качество топлива значительно отличается от проектного. Использование непроектных углей ведет к ухудшению технико-экономических показателей работы энергоблоков и к дополнительным затратам на их обслуживание и ремонт.

Для улучшения воспламенения и стабилизации горения углей в крупных bi энергоблоках обычно используется высококалорийный энергоноситель — мазут (в объеме 10−15% от объема угля). Но использование мазута на угольных электростанциях связано с рядом технических проблем (увеличиваются вредные выбросы, снижается КПД котлов и ускоряется износ оборудования). К тому же, в связи с продолжающимся падением объемов добыта нефти в стране ф и повышением глубины ее переработки на НПЗ мазут становится все более дефицитным и дорогим топливом для энергетики.

В связи с невозможностью в ближайшие 10 лет существенного изменения структуры топливного баланса энергетики Востока страны за счет повышения доли углеводородных энергоресурсов и устойчивой тенденцией снижения качества поступающих на тепловые станции углей, выражающейся в повышении их зольности и влажности и снижении теплоты сгорания, проблема надежного и эффективного использования угольного топлива является одной из наиболее опасных угроз энергетической безопасности для тепловых станций этого региона и для предотвращения ее необходимо принятие комплекса мер.

Научно-исследовательские работы, проведенные в ИТФ СО АН и КазНИИЭ в 80-е годы, показали, что плазменная технология сжигания пылевидного топлива с помощью электродуговых плазмотронов может выступать как перспективный способ решения задачи высокоэффективного использования низкосортных твердых топлив. Однако, несмотря на казавшиеся явными преимущества новой технологии по сравнению традиционным мазутным способом розжига, широкого внедрения на тепловых станциях страны она не получила. Во многом это произошло из-за того, что в действовавшей в то время Типовой методике определения эффективности капитальных вложений не учитывались должным образом интересы непосредственных пользователей новой технологии — ТЭС.

В связи с особыми трудностями в топливоснабжении одной из крупнейших тепловых станций Восточной Сибири — Гусиноозерской ГРЭС, которая из-за ошибок в определении запасов и качества местных гусиноозерских (холбольджинских) углей была вынуждена искать поставщиков угля по всей Сибири, в середине 90-х годов на ГРЭС было активизировано освоение системы плазменного воспламенения углей (СПВ), позволяющей освободиться от использования мазута и облегчить работу на непроектном топливе.

Это создало предпосылки к проведению научных исследований по разработке методического обеспечения расчетов оценки эффективности СПВ в новых экономических условиях. Анализ современной методической литературы по проблеме эффективности инвестиций показывает ее недостаточную проработанность в части учета народнохозяйственных и региональных интересов при экономической оценке технологических решений, что и обусловило выбор темы диссертации, ее целевую направленность и содержание исследований.

Цель работы состоит в совершенствовании научно-методологического подхода к системной оценке эффективности системы плазменного воспламенения углей с разработкой соответствующего методического обеспечения и расчетного инструментария и определении рациональных масштабов и направлений ее внедрения на пылеугольных ТЭС по регионам страны.

Для достижения этой цели в диссертации поставлены задачи:

1. Проанализировать современное состояние и тенденции изменения топливного баланса энергетики Востока страны.

2. Изучить возможности повышения эффективности сжигания низкосортных пылевидных топлив.

3. Разработать схему проведения расчетов по системной оценке эффективности новых технологий в энергетике.

4. Оценить коммерческую и экономическую эффективность СПВ, разработанной в Отраслевом центре плазменно-энергетических технологий РАО «ЕЭС России» при АО «Гусиноозерская ГРЭС», и определить рациональные масштабы ее освоения на угольных электростанциях Востока страны на перспективу до 2010 года.

В качестве объекта исследования выступает система топливообеспечения энергетики восточных районов страны.

Предмет исследования — методы анализа и оценки эффективности новых технологий в энергетике.

Методологической основой диссертационной работы являются системный подход и экономическая теория эффективности инвестиций.

Теория и методы системных энергетических исследований созданы и развиваются в трудах Н. И. Воропая, Ю. Д. Кононова, А. А. Макарова, Л. А. Мелентьева, А. П. Меренкова, А. С. Некрасова, Ю. Н. Руденко, Б. Г. Санеева, Н. И. Суслова, А. А. Чернышова, В. Н. Чурашева и других авторов.

Вопросы экономического анализа освоения новых технологий, использования инвестиций на их реализацию рассматривались в работах А. И. Анчишкина, В. Н. Богачева, Л, Гатовского, В. В. Коссова, В. Н. Лившица, Д. С. Львова, Т. С. Хачатурова, И. Шумпетера, Э. Янча и др.

Вместе с тем требуются уточнение и дальнейшая проработка экономических аспектов использования инвестиций в новые технологии в энергетике в условиях дефицита топливно-энергетических ресурсов и рыночной экономики.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Высокая доля топливной составляющей в тарифах на электроэнергию на тепловых электростанциях в восточных районах страны объясняется структурой используемого топлива (более 90% приходится на уголь), ухудшением качества топлива и высокими затратами на его перевозку.

2. По размерам запасов и техническим возможностям добычи Восточная Сибирь и Дальний Восток обеспечены энергоресурсами на длительный период, но из-за экономического кризиса задерживается освоение месторождений углеводородного сырья, а проблема надежного и эффективного использования угольного топлива становится одной из наиболее опасных угроз энергетической безопасности восточных районов.

3. Одним из перспективных способов повышения эффективности использования низкосортных углей является система плазменного воспламенения и стабилизации горения пылеугольного топлива.

4. Предложенный подход к экономической оценке технологических решений в энергетике, сочетающий расчеты по имитационным моделям инвестиционного анализа и оптимизационной модели баланса котельно-печного топлива, позволяет определить коммерческую привлекательность новой энерготехнологии и рассмотреть эффекты от ее реализации, проявляющиеся в системе топливобеспечения на уровне регионов и страны в целом.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций. Исследования базируются на обобщении большого информационного материала, собранного автором в 1995;1998 гг. Использовались данные государственной статистики, нормативные документы государственных органов власти, аналитические и прогнозные материалы научных и проектных организаций, а также информация, опубликованная в отечественной и зарубежной литературе и периодической печати.

Научная новизна работы заключается в следующих результатах: ¦ разработана и реализована схема системной оценки эффективности СПВ, позволяющая рассматривать плазменно-энергетическую технологию одновременно с двух позиций: индивидуальной, как самостоятельного инвестиционного проекта, обеспечивающего возможность возмещения затрат на его осуществление за счет выпуска продукции и общесистемной, как элемента топливно-энергетического комплекса страныразработана имитационная финансово-экономическая модель реализации инвестиционного проекта системы плазменного воспламенения углеймодернизирована модель оптимизации котельно-печного топлива страны путем введения ограничений и переменных, отражающих условия замены на ТЭС традиционной мазутной системы розжига пылеугольного топлива плазменной технологиейна основе проведенных расчетов определены рациональные объемы и направления первоочередного освоения системы плазменного воспламенения на пылеугольных ТЭС страны.

Практическая значимость выводов и предложений, содержащихся в диссертации, определяется целями исследования. Результаты работы использованы при подготовке научных отчетов ОПЭТ, ИЭ и ОПП СО РАН, Рекомендации методического характера могут быть использованы энергетическими предприятиями при обосновании экономической целесообразности внедрения новых энерготехнологий.

Выполненные исследования нашли отражение в учебном пособии, которое используется в учебном процессе в Восточно-Сибирском Государственном Технологическом Университете.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Юбилейной научной конференции Восточно-Сибирского Государственного Технологического университета (Улан-Удэ, 1997 г.) — Научной конференции Восточно-Сибирского Государственного Технологического университета, посвященной 75-летию образования.

Республики Бурятия (Улан-Удэ, 1998 г.) — научнометодических семинарах Отраслевого центра плазменно-энергетических технологий РАО «ЕЭС России» (г. Гусиноозерск, 1996;1998 гг.) — научных семинарах ИЭ и ОПП СО РАН и научно-технических совещаниях Гусиноозерской ГРЭС и «Бурятэнерго» (гг. Новосибирск, Гусиноозерск, Улан-Удэ, 1995;1998 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 3 работах общим объемом 3,4п.л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, приложения. Основной текст диссертации изложен на 150 страницах, включает 14 рисунков, 34 таблицы.

Список литературы

содержит 97 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Основные научно-методические и практические результаты диссертации состоят в следующем:

1. В результате анализа современного состояния и тенденций топливообеспечения энергетики восточных районов страны на период до 2010 года установлено:

• В Восточной Сибири электропотребление региона может вернуться на уровень 1990 года еще до 2005 г., тогда как докризисные уровни электропотребления по ОЭС Востока могут быть будут достигнуты только к 2010 г.

• По размерам запасов и техническим возможностям добычи Восток страны обеспечен энергоресурсами на длительный период, но из-за экономических трудностей сложно решаемы вопросы освоения месторождений углеводородного сырья, а проблема надежного и эффективного использования угольного топлива является одной из наиболее опасных угроз энергетической безопасности для тепловых станций.

• В связи с устойчивой тенденцией снижения качества поступающих на тепловые станции углей, выражающейся в повышении их зольности и влажности и снижении теплоты сгорания, перспективным является освоение системы плазменного воспламенения и стабилизации горения пылеугольного топлива, обеспечивающей более полное и быстрое выгорание пылеугольного факела и снижение в 1,5−2 раза вредных газовых выбросов (оксидов азота и серы).

2. Показано, что в действовавшей в централизованной экономике Типовой методике определения эффективности капитальных вложений не учитывалась платность финансовых ресурсов, безусловный приоритет отдавался народнохозяйственным критериям эффективности, требовалось приведение рассматриваемых вариантов инвестирования к сопоставимому виду по объему производства, времени совершения затрат и получения результатов. В то же время были разработаны основные положения теории системных исследований в энергетике, которые не утратили своего значения и на современном этапе, поскольку предполагают исследование множества производственных возможностей ТЭК с отысканием на нем эффективных соотношений между спросом и предложением энергоносителей исходя из принципа оптимальности.

3. Выбран экономико-математический инструментарий, проведена его адаптация и предложена схема расчетов по определению системной оценки эффективности системы плазменного воспламенения, когда сначала с использованием имитационной финансово-экономической модели на основе показателей Чистого дисконтированного дохода, Индекса доходности, Внутренней нормы доходности и Срока возврата инвестиций устанавливается, насколько эффективно возмещаются затраты на реализацию данного инвестиционного проекта для инвестора, а затем с использованием оптимизационной модели баланса котельно-печного топлива, в которой автором модернизирован блок топливоиспользования, определяются рациональные масштабы освоения технологии СПВ при выполнении ограничений по ресурсам (возможности развития добычи и производства), по условиям транспортировки и потребления и при минимизации приведенных затрат на добычу, переработку, транспортировку и использование топлива.

4. В результате проведенных расчетов установлено, что при принятых исходных данных по базовому варианту реализация проекта СПВ за пятилетний период даст возможность сэкономить 9 тыс. т мазута, что позволит получить «Чистый дисконтированный доход» в размере 93,3 тыс. $ в ценах 1997 г. Значения показателей «Индекс доходности» (3,75), «Внутренняя норма доходности» (414%) и «Срок возврата инвестиций» (1,3' года) свидетельствуют об очень высокой эффективности проекта, превосходящей требования, установленные Минэкономики РФ для конкурсов приоритетных инвестиционных проектов. Проведенный анализ риска проекта показал, что рассматриваемый проект характеризуется очень низкой степенью неудачи и безусловно может быть рекомендован для приоритетного финансирования.

5. По результатам оптимизации баланса котельно-печного топлива страны на период до 2010 года основным видом топлива на тепловых электростанциях Восточной Сибири и Дальнего Востока останется уголь. Доказана экономическая эффективность освоения СПВ на угольных ТЭС. Потенциальный объем вытеснения мазута из потребления на угольных ТЭС страны оценивается в 7,3 млн. тут, при этом в среднем будет достигаться экономия приведенных затрат около 35 $/тут в ценах 1997 года. Приоритетными регионами для реализации СПВ являются Забайкалье и Дальний Восток, где экономия примерно в 3−4 раза выше средней по стране.

Направления дальнейших исследований по данной теме связаны с проведением детализированных расчетов по оценке коммерческой эффективности для конкретных инвестиционных проектов освоения технологии СПВ в приоритетных регионах с анализом различных схем финансирования, уточнением методики оценки эффективности для проектов, реализуемых за рубежом, а также с разработкой экономического механизма стимулирования производителя экологически чистой энерготехнологии, реализация которой может дать значительный народнохозяйственный эффект.