№ 5
ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК ЭНЕРГЕТИКА
2008
УДК 621.31:338.4
© 2008 г. БРАИЛОВ В.П., ШАРОВ Е.И., ШУЛЬГИНА B.C.
ИССЛЕДОВАНИЕ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НОВЫХ АЭС И КЭС НА УГЛЕ
Исследована сравнительная экономическая эффективность новых АЭС и КЭС на угле, сооружаемых до 2030 г. в различных объединенных энергетических системах, в условиях неопределенности исходных данных. Полученные результаты предназначены для использования при системном прогнозировании и рационализации масштабов развития и размещения АЭС до 2030 г. в электроэнергетике страны.
Исходные положения
Исследование проводится в соответствии с методическими положениями по прогнозированию и рационализации развития атомных и тепловых электростанций до 2030 г., используемыми ИНЭИ РАН [1]. На первом этапе прогнозирования рекомендуется определять сравнительную (общественную) эффективность перспективных типов атомных и тепловых электростанций, работающих в базе графика электрической нагрузки. Получаемые результаты используются на последующих этапах прогнозирования при определении масштабов развития АЭС и их размещения в системе электроэнергетики России.
Цель исследования определить условия конкурентоспособности АЭС, сооружаемых в период 2021-2030 гг. по объединенным энергетическим системам (ОЭС) с учетом неопределенности (неоднозначности) ряда исходных данных.
Под конкурентоспособностью АЭС понимается сравнительная эффективность АЭС по отношению к конкурирующей конденсационной тепловой электростанции (КЭС), определяемая с позиций общественной эффективности. В качестве конкурирующей выбрана КЭС на угле с суперсверхкритическими параметрами пара (30 МПа), КПД 47% и энергоблоками мощностью 660 МВт. Такой выбор обусловлен высокой ценой на газ, в два-три раза превышающей цену на уголь в перспективе после 2015 г. Прогнозируемая цена на газ настолько велика, что даже в Тюменской энергосистеме ПГЭС уступают угольным КЭС по экономической эффективности. Принято, что все рассматриваемые типы АЭС и КЭС - двухблочные.
Экономическое сравнение АЭС и КЭС осуществляется по удельным дисконтированным затратам на отпускаемую электроэнергию (Зуд), определяемым с позиции общественной эффективности (без учета налогов) [2]. Указанные затраты определяются по формуле
3уд = ¿(K + И)(1 + E)"7 £ W,(1 + E),
'уд
' = 1 ' = 1
где Е - норма дисконта (о.е.); Тц - длительность жизненного цикла электростанции (годы); К, И, ^ г - капиталовложения, издержки производства (без реновационных отчислений и налогов) и отпуск электроэнергии электростанции в год t.
Укрупненные исходные технико-экономические показатели АЭС и КЭС
Показатель АЭС ВВЭР-1500 АЭС ВВЭР-1150 АЭС ВВЭР-640 КЭС на угле
Установленная электрическая 1500 1150 640 660
мощность энергоблока, МВт
Число энергоблоков 2 2 2 2
Срок строительства*, год 5-6 5-6 5-6 4
Срок службы, год 60 60 60 30
Расход электроэнергии на соб- 6 6 6 3,9
ственные нужды**, %
Удельный расход топлива КЭС, - - - 262
г у.т./кВт • ч
Удельные капиталовложения 1307-1550 1452-1722 1665-1976 1210-1325
в строительство, долл./кВт
Постоянные издержки производ- 5,8 4,6 4,0 3,8
*, %
* До ввода в эксплуатацию первого блока. ** В процентах от выработки. *** В процентах от капиталовложений.
Для количественной оценки уровня конкурентоспособности АЭС (эффективности некоторого типа АЭС по отношению к КЭС) используется показатель сравнительной эффективности АЭС (ЛЗуд) - разность удельных затрат на сооружение и эксплуатацию энергоблоков КЭС и АЭС (ЛЗуд = ЗудКЭС - ЗудАЭС). Показатель ДЗуд характеризует, насколько АЭС превосходят по общественной эффективности КЭС (при положительном ДЗуд) или уступают им (при отрицательном ДЗуд). Критерием конкурентоспособности АЭС является условие неотрицательности ДЗуд (ДЗуд > 0).
На новых АЭС, сооружаемых в период 2021-2030 гг., могут быть установлены энергоблоки с реакторами ВВЭР-1150, ВВЭР-1500 или ВВЭР-640.
Исходные технико-экономические показатели АЭС и КЭС, принятые на основе данных ФГУП концерн "Росэнергоатом" и ряда научно-исследовательских и проектных организаций (ФГУП "ЦНИИАТОМИНФОРМ", АЭП, ВТИ, ИНЭИ РАН), приведены в табл. 1. Все экономические показатели в данной статье выражены в долларах США и ценах 2005 г.
Принято, что все рассматриваемые энергоблоки работают с одинаковым числом часов использования установленной мощности (7000 ч/год). Необходимость такого допущения определяется требованиями сопоставимости исходных технико-экономических показателей сравниваемых типов электростанций [1].
Влияние местных (региональных) условий на стоимость сооружения АЭС учитывается приближенно по территориальным коэффициентам (табл. 2). Удельная стоимость первой загрузки топлива и топливная составляющая издержек производства АЭС оценены по данным для энергоблока № 3 Калининской АЭС.
Исходные технико-экономические показатели разделены на детерминированные (заданные одним значением) и неопределенные (заданные диапазоном возможных значений). В качестве независимых неопределенных показателей рассматриваются: норма дисконта, удельные капиталовложения (УКВ) в КЭС на угле, отношение удельных капиталовложений в АЭС с ВВЭР-1150 и КЭС на угле, цена угля, топливная составляющая издержек производства АЭС, срок строительства АЭС (до ввода первого блока).
Норма дисконта рассматривается в диапазоне 5-10%, значение 8% считается базовым (наиболее вероятным). Удельные капиталовложения в энергоблоки угольной
Прогноз цены на уголь к 2025 г. и территориальные коэффициенты к капиталовложениям
в электростанции по ОЭС
ОЭС Цена угля, долл./т у.т. Территориальный коэффициент [3]
низкая базовая (средняя) высокая
Центр и Северо-Запад 61 62 65 1,0
Средняя Волга 57 59 61 1,04
Юг 54 56 58 1,025
Урал 51 53 55 1,05
Тюмень 50 52,5 55 1,1
Западная Сибирь 41 42,5 44 1,1
Восточная Сибирь 27 28,5 30 1,08
Восток 51 53 55 1,12
КЭС изменяются в диапазоне 1210-1325 долл./кВт; базовым считается их минимальное значение 1210 долл./кВт. Отношение УКВ в энергоблоки АЭС с ВВЭР-1150 к УКВ в энергоблоки угольной КЭС варьируется от 1,2 до 1,3, наиболее вероятное (базовое) значение - 1,2. Цены на уголь к 2025 г. в различных ОЭС, приведенные в табл. 2, изменяются в пределах диапазона, соответствующего прогнозу конкурентных цен на органическое топливо, выполненному ИНЭИ РАН. При этом базовым считается среднее значение цены на уголь. В качестве базового значения топливной составляющей издержек производства АЭС принято минимальное значение в заданном диапазоне неопределенности (1,00-1,25 о.е. по отношению к базовому значению).
Удельные капиталовложения в АЭС рассматриваются как зависимые неопределенные показатели и определяются в зависимости от УКВ в КЭС и отношения УКВ в АЭС с ВВЭР-1150 к УКВ в КЭС. Считается, что УКВ в АЭС с ВВЭР-1500 на 10% меньше, чем УКВ в АЭС с ВВЭР-1150, и УКВ в АЭС с ВВЭР-640 - на ~15% больше, чем УКВ в АЭС с ВВЭР-1150. Приведенные в табл. 1 минимальные значения УКВ в АЭС рассматриваемых типов соответствуют минимальным значениям УКВ в КЭС (1210 долл./кВт) и отношения УКВ в АЭС с ВВЭР-1150 к УКВ в КЭС (1,2), максимальные значения - максимальным значениям указанных показателей (1325 долл./кВт и 1,3).
Остальные исходные технико-экономические показатели (табл. 1) приняты детерминированными.
Результаты оценки конкурентоспособности энергоблоков АЭС
На основе приведенных исходных положений и данных выполнены две серии вариантных расчетов удельных дисконтированных затрат (Зуд) для рассматриваемых типов АЭС и КЭС по ОЭС. При этом в расчетах некоторые ОЭС были объединены в одну условную ОЭС, а некоторые разделены на две части в зависимости от близости или расхождения по ценам на уголь и территориальным коэффициентам к капиталовложениям. Так, ОЭС Центра и ОЭС Северо-Запада условно представлены в виде единой укрупненной ОЭС, а ОЭС Сибири разделена на Западную Сибирь и Восточную Сибирь. Тюменская энергосистема выделена из ОЭС Урала и рассматривается отдельно.
Первая (предварительная) серия расчетов по оценке сравнительной эффективности АЭС предназначена для анализа чувствительности конкурентоспособности АЭС к возможным изменениям варьируемых показателей, в ходе которого показатели сравниваются и ранжируются по их влиянию на конкурентоспособность АЭС. Результаты анализа позволяют выделить основные варьируемые показатели, неопределенность
ДЗуд, цент/кВт • ч 0,8
0,4 0
-0,4 -0,8
0,6
0,2 0
-0,2 -0,6 -1,0
0,8 0,4 0
-0,4 -0,8 -1,2
0,4 0
-0,4 -0,8 -1,2 -1,6
X—.. ВВЭР-1500
О^^^Х..........X-
ВВЭР-1150
-1—П 1 1 'X. .. V |
----- ,
'X
ВВЭР-650
4 ■ч
1111111
Центр и Средняя Юг Урал Тюмень Дальний Западная Восточная Северо- Волга Восток Сибирь Сибирь
Запад •
......X..........-X..... ^^ ВВЭР-1500
- "'
..........х-..........X.
Г=1-^--
----□ _
X
П-1---□.
J_I_I_I_I_|_
Центр и Средняя Юг Урал Тюмень Дальний Западная Восточная Северо- Волга Восток Сибирь Сибирь
Запад ,
X—- ВВЭР-1500
1 | ° |——1 - 1 _ ....... 1
ВВЭР-1150--—-О^
и -и-- - -о----□ ^
^ и
ВВЭР-640
1 1 1 1 1 1 1
Центр и Средняя Юг Урал Тюмень Дальний Западная Восточная Северо- Волга Восток Сибирь Сибирь
Запад г
ВВЭР-1500
о 1 -х- 1
^ ----Г)-о. '"""Х.
•и- --- ВВЭР-1150 \ 'X
---си
ВВЭР-640 ^
1 1 1 1 1 1 1 П
Центр и Средняя Юг Урал Тюмень Дальний Западная Восточная Северо- Волга Восток Сибирь Сибирь
Запад
Показатель сравнительной эффективности АЭС: а - при норме дисконта 8% и соотношении УКВ в АЭС и КЭС 1,2; б - 8% и 1,3; в - 10% и 1,2; г - 10% и 1,3
а
которых более других влияет на конкурентоспособность АЭС, для того, чтобы уделить им главное внимание при определении зоны сравнительной эффективности АЭС в условиях неопределенности. Указанная серия расчетов проводилась применительно к ОЭС Центра и Северо-Запада.
Анализ чувствительности осуществляется на основе следующих исходных положений:
Результаты анализа чувствительности конкурентоспособности АЭС к вариациям исходных данных
Вариации неопределенных
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.