Публикации

Современный минерально-сырьевой сектор характризуется стремительным вовлечением в хозяйственный оборот все новых и новых типов источников минерально-сырьевых ресурсов - от нетрадиционнных (неконвенциальны) залежей, техногенных отложений и ранее выработанных объектов. В числе причин - появление новых технологий, формирование новой институциональной среды, а также возросшая роль экономики знаний. Роль последней состоит не только в возможности получения новых представлений о потенциале новых типов горнорудных объектов, но также и в значительном снижении издержек на всех этапах освоения природных ресурсов. Особую роль при освоении новых типов природных объектов играют локальные знания - те, котороые связаны с особенностями реализации новых подходов к освоению новых источников в конкретных условиях и обстоятельствах. По мнению авторов, формирование полигонов по созданию новых технологий и новых подходов к освоению нетрадиционных источников сырья предполагает первоочердную роль именно процессов генерации локальных знаний и формированию процессов их перетока между всеми потенциальными участниками-недропользователями.

Снижение темпов экономического роста и структурные изменения в промышленности Китая внесли существенный вклад в замедлении роста энергопотребления. При этом в структуре энергопотребления природный газ занимает лишь 6% и поэтому обладает высоким потенциалом замещения других источников энергии (прежде всего, угля). На 2020 г. Китай прогнозирует потребление газа на уровне 360 млрд. м3, к 2030 г. – 550-600 млрд. м3.

Поскольку потенциал внутреннего производства в стране ограничен, импортная зависимость продолжит расти. В статье анализируются факторы роста и прогнозы потребления природного газа в Китае, а также возможности для импортеров при неизбежном наступлении дефицита, который не предусмотрен текущими импортными контрактами.

Показана роль теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) в электроэнергетике России. Выполнен анализ эффективности работы ТЭЦ общего пользования и топливной, мощностной и возрастной структуры действующих ТЭЦ. Выделены их основные проблемы: низкая загрузка генерирующего оборудования, избыточная выработка в конденсационном режиме, высокая степень износа оборудования, технологическая неоднородность. Показана необходимость технологического обновления ТЭЦ. Проведено сопоставление энергетической эффективности комбинированного производства электрической и тепловой энергии на действующих ТЭЦ и современных технологий их раздельного производства на газе и угле. Показано, что тепловая мощность ТЭЦ России превышает необходимую почти в 2 раза. Для регионов России получены оценки тепловой мощности ТЭЦ, необходимые для покрытия имеющихся тепловых нагрузок. Определены основные направления обновления ТЭЦ, базирующиеся на использовании конкурентоспособного отечественного оборудования и работе ТЭЦ по тепловому графику. Для газовых ТЭЦ определены системные эффекты, достигаемые при технологическом обновлении с учетом климатических и режимных особенностей регионов России. Показано, что технологическое обновление газовых ТЭЦ позволит ежегодно экономить до 16% сегодняшнего потребления ими топлива, уменьшить суммарную тепловую мощность ТЭЦ на 47.5% при тех же объеме и режиме отпуска тепла потребителям. Работа ТЭЦ по тепловому графику ведет к уменьшению электрической мощности ТЭЦ на 20% с увеличением при этом выработки электроэнергии на 11%. В результате резко возрастает использование установленной электрической и тепловой мощности ТЭЦ, повышаются эффективность использования топлива и равномерность в годовом разрезе загрузки внешних газовых конденсационных электростанций. Выполнена оценка потребностей в ГТУ и ПГУ, необходимых для технологического обновления ТЭЦ. Показана необходимость разработки конкурентоспособных отечественных ГТУ средней и большой мощности.

На основе анализа последних публикаций рассматриваются основные тенденции развития мировой энергетики, включая изменения спроса на уголь, газ и электроэнергию. Отмечается, что основной прирост мирового производства и потребления электроэнергии дают развивающиеся страны Азии, Африки и Ближнего Востока, которые ориентируются на широкое использование ископаемых топлив, в основном угля и природного газа. В развитых странах, хотя и делается акцент на развитие ВИЭ, использование угля и газа в генерации электроэнергии остается превалирующим на весь период прогнозирования (вплоть до 2040 года). При этом дальнейшее развитие и конкуренция «угольных» и «газовых» технологий продолжаются.

Анализируются состояние и перспективы развития энергетических технологий на ископаемых видах топлива (уголь, газ). Рассматривается применение современных технологий в «угольной» генерации: парогенераторы с циркулирующим кипящим слоем, блоки на суперсверхкритические и ультрасверхкритические параметры пара, парогазовые установки с внутрицикловой газификацией угля и др. Приводятся основные достижения в технологиях «газовой» генерации: создание и применнение высокоэффективных газовых турбин большой мощности, парогазовых установок, включение в комбинированный цикл топливных элементов. Для всех рассматриваемых технологий отмечается состояние их развития в России.

Делается вывод о продолжении конкуренции «угольных» и «газовых» технологий и за пределами прогнозного периода, вплоть до истощения запасов природного газа.

The article deals with issues of technical and economic substantiation of priorities and scopes of modernizing the existing thermal power plants (TPPs) in Russia to work out long-term forecasts of the development of the industry. The current situation in the TPP modernization trends is analyzed. The updated initial figures of the capital and operation costs are presented and the obtained estimates of the comparative efficiency of various investment decisions on modernization and equipment replacement at gas-and-oil-burning and coal-fired TPPs with regard to the main zones of the national Unified Power System (UPS) of Russia are cited. The results of optimization of the generating capacity structure underlie a study of alternative TPP modernization strategies that differ in the scope of switching to new technologies, capital intensity, and energy efficiency (decrease in the average heat rate). To provide an integral economic assessment of the above strategies, the authors modified the traditional approach based on determination of the overall discounted costs of power supply (least-cost planning) supplemented with a comparison by the weighted average wholesale price of the electricity. A method for prediction of the wholesale price is proposed reasoning from the direct and dual solutions of the optimization problem. The method can be adapted to various combinations of the mechanisms of payment for the electricity and the capacity on the basis of marginal and average costs. Energy and economic analysis showed that the opposite effects of reduction in the capital investment and fuel saving change in a nonlinear way as the scope of the switch to more advanced power generation technologies at the TPPs increases. As a consequence, a strategy for modernization of the existing power plants rational with respect to total costs of the power supply and wholesale electricity prices has been formulated. The strategy combines decisions on upgrade and replacement of the equipment at the existing power plants of various types. The basic parameters of the strategy for the future until 2035 are provided. 

Представлен сценарный прогноз эволюции в период до 2040 г. мировых энергетических рынков, разработанный на модельно-информационном комплексе SCANER. Рассмотрены перспективы развития важных для электроэнергетики топливных рынков с прогнозами спроса, производства и цен нефти, газа, угля и неуглеродных ресурсов по регионам мира. Прогнозируемое замедление роста мирового спроса на ископаемые топлива и достаточность их ресурсов с относительно низкими затратами на добычу удержат цены топлива (здесь и далее по тексту данные приводятся в ценах 2014 г.) ниже пика их значений в 2012 г. Показан опережающий рост спроса на электроэнергию по сравнению с другими энергоресурсами по регионам и крупным странам мира. Исследованы условия межтопливной конкуренции в электроэнергетике с учетом изменения прогнозных цен топлива и стоимостных показателей разных технологий электрогенерации. Для этого оценены соотношения дисконтированных затрат на производство электроэнергии новыми газовыми и угольными ТЭС, ветровыми и солнечными электростанциями. Показано, что учет системных эффектов [режимов работы, необходимого дублирования и резервирования мощности электростанций на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ)] заметно ухудшает конкурентоспособность возобновляемой энергетики и далеко не всегда компенсируется ожидаемым снижением ее капиталоемкости и ростом цен топлива для ТЭС. Но даже при сдержанном (относительно других прогнозов) росте роли электростанций на ВИЭ выработка электроэнергии на них в мире утроится. При этом тепловые электростанции сохранят свою ведущую роль, обеспечивая до 60% мирового производства электроэнергии, в том числе около половины – за счет использования газа.

This article presents a detailed analysis of the economic efficiency of peat utilization for generating electricity and heat in Russian rural areas and decentralized power consumption areas on the basis of the comparison of power tariffs (prices) and full costs of peat-based electricity and heat production. The research was performed using the model-information complex detailed with respect to municipal areas and major peat deposits that was developed at the Energy Institute, National Research University Higher School of Economics. It is shown that the firing of lignin helium fuel (LHF) granules that are made from peat extracted by the excavating method according to the new, patented technology is considered most efficient. In nongasified areas, the total cost of heat power that is generated in new boiler houses on the basis of LHF granules is often lower than the total heat cost for the gasification of the area and construction of gas boiler houses. In some cases, the heat cost in gasified areas is lower when using a boiler house based on LHF granules than that provided by the conversion of a boiler house to gas fuel. It is also shown that the construction of peat-based heat sources with the overall power of up to 27600 GJ/h that generate a heat power of up to 167.5 million GJ/year will be economically efficient in the coming years, provided that the tariffs for energy sources remain the same. Taking into account the supportive measures that were accepted on a legislative basis in July 2016, sources with the total power of up to 70 GW may be effective for peat-based plants with combined heat-andpower generation. To stimulate the utilization of peat in decentralized power consumption areas and rural areas located in the vicinity of deposits of this fuel type, it is also suggested to make amendments in the normative legal base.

The prospects for the development of the electric power industry of Russia adopted at a regular stage of working out the Energy Strategy and the General Plan of Distribution of the Electric Power Facilities are discussed. The monitoring of the progress in the implementation of the Energy Strategies for the periods until 2020 and 2030 adopted in 2003 and 2009 has, in general, validated the correctness of the estimated volumes of the energy resource production under overestimation of the expected domestic demand owing to an excessively optimistic forecast of the real development of the economy. The priority lines of the national energy policy in electric power and allied industries proposed in the Energy Strategy for the period until 2035 are considered. The tools for implementation of most of the proposals and the effectiveness of their implementation have yet to be defined more concretely. The development of the energy sector and the electric power industry under the conservative and optimistic scenarios of the development of the country’s economy has been predicted using the SCANER modeling and information system, viz., the dynamics of the domestic consumption, export, and production of the primary energy and the electric power has been determined and the commissioning and structure of the required generating capacities and the consumption of the basic types of the energy resources by the electric power industry and the centralized heat supply systems has been optimized. Changes in the economic efficiency of the nuclear and thermal power plants under the expected improvements on their cost and performance characteristics and an increase in the domestic fuel prices are presented. The competitiveness of the wind and solar power production under Russian conditions has been evaluated considering the necessity of reservation and partial duplication of their capacities when operated in the power supply systems. When optimizing the electric power industry as a subsystem of the country’s energy sector, the required amounts of capital investments in the industry have been assessed. Based on the obtained data and the predicted prices of fuel in the main pricing zones of Russia, the ranges of changes in the prices of the electric power in agreement with the macroeconomic restrictions on their dynamics have been calculated.

По мере роста доли независимых производителей газа (НПГ) в российской добыче и особенно в поставках на внутренний рынок, становится все более острой проблема балансировки предложения газа. Исторически эту важнейшую функцию осуществляло ПАО «Газпром», подстраивая свою добычу к сезонным флуктуациям спроса. НПГ практически не участвовали в балансировке добычи. Однако, по мере возникновения масштабных структурных проблем со спросом на газ на внешних и внутреннем рынках, «Газпром» пытается найти способы разделить бремя балансировки предложения с независимыми.

Исследование было сфокусировано на трех тематических областях: преобразование энергии солнца в электрическую; преобразование энергии ветра в электрическую; преобразование энергетической биомассы в тепловую и электрическую энергию. Проект осуществлялся с использованием комплекса методов, включая библиометрический анализ и текст-майнинг, анализ публикаций, экспертные опросы, семинары и интервью, STEEPV-анализ (оценку социальных, технологических, экономических, экологических, политических и культурно обусловленных / ценностных факторов), сценарный и прикладной политический анализ.

В результате работы были выявлены наиболее значимые тенденции и факторы неопределенности, которые могут оказать воздействие на развитие возобновляемой энергетики в мире и России в последующие 15–20 лет, и с их учетом сформированы возможные сценарии ее развития в России. Кроме того, в ходе проекта были разработаны предложения для отечественных компаний и органов государственной власти в случае реализации каждой из траекторий.

Издание предназначено для управленцев, исследователей, преподавателей, аспирантов, студентов и всех интересующихся вопросами развития возобновляемой энергетики.

Повышение нефтяных котировок в результате соглашения между ОПЕК и независимыми производителями оживило дискуссию о среднесрочных ценовых трендах. Преобладает мнение, что по мере перебалансировки рынка ценовые ориентиры будут смещаться к уровням, покрывающим затраты полного цикла, и, вероятно, превысят $70 в течение следующего года-двух. Низкие нефтяные котировки повлекли за собой падение мировых цен на газ. Но будущий рост цен на нефть вряд ли поможет газовым ценам в 2017–2020 годах. В то время как нефтяной профицит сойдет на нет, газовый только начнет формироваться. На рынок выйдут значительные новые объемы СПГ, что обусловлено реализацией ранее проинвестированных проектов. В результате цены на газ в Европе, которая возьмет на себя роль балансира глобального газового рынка, окажутся под давлением. Эти процессы могут иметь негативные последствия для России. Поставки трубопроводного газа в Европу, имеющие нефтяную индексацию, рискуют оказаться неконкурентоспособными.

Развитие тех или иных видов энергоресурсов в странах и регионах обусловлено приоритетами государственной политики, уровнем экономического и технологического развития, техническим потенциалом ископаемых и возобновляемых энергоресурсов а также состоянием окружающей среды. Триумфальному восхождению возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в мире способствует ускоренное падение себестоимости, как самих технологий, так и производимой электроэнергии. Стимулом развития в России возобновляемой энергетики стало наличие обширных районов, где по экономическим, экологическим и социальным условиям применение ВИЭ представляется целесообразным и экономически выгодным. 

Выполнен анализ использования газотурбинных установок (ГТУ) в энергетике России. Выделены микротурбины, ГТУ малой, средней и большой мощности, а также сверхмощные ГТУ. Сопоставлены КПД газотурбинных установок отечественного и зарубежного производства. Для большого числа действующих в стране ГТУ рассчитаны реальные значения коэффициента использования их установленной мощности и соответствующие им значения КПД. Определен перспективный спрос на ГТУ электроэнергетикой страны на период до 2040 г. Оценки получены для трех основных направлений использования газовых турбин: замены выработавших свой срок ГТУ; замещения старых паротурбинных установок на газомазутных электростанциях; сооружения новых тепловых электростанций в целях удовлетворения растущего прогнозного спроса на электроэнергию. Согласно результатам выполненных исследований, главным в структуре спроса на ГТУ будет их использование для замещения выводимых из эксплуатации паротурбинных установок, преимущественно в составе парогазовых установок. Приоритет реконструкции действующих тепловых электростанций над новым строительством обусловлен большим накопленным избытком установленных мощностей в стране и существенным снижением капитальных затрат при использовании производственных площадок с готовой инфраструктурой. Установлено, что наиболее востребованными в электроэнергетике страны будут ГТУ средней и большой мощности. Быстрыми темпами будет расти спрос на ГТУ малой мощности. Весьма высокими ожидаются потребности в микротурбинах. Потребности в сверхмощных ГТУ станут количественно значимыми после 2025 г. и в последующем будут быстро нарастать. Показана необходимость ускорить разработку конкурентоспособных отечественных ГТУ широкого диапазона мощности и освоение их серийного производства, а также организацию выпуска лицензионных газовых турбин с высоким уровнем локализации производства на территории страны. Значительный внутренний спрос на энергетические ГТУ и обширные внешние рынки делают задачу разработки эффективных отечественных ГТУ экономически состоятельной.