Методика оценки экономической эффективности инновационно-инвестиционных проектов в области внедрения альтернативных источников энергии

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИННОВАЦИОННО-ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ В ОБЛАСТИ ВНЕДРЕНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

М. С. СЫСОЕВА, М. А. ПАХОМОВ

В статье представлена методика оценки экономической эффективности инновационноинвестиционных проектов в области внедрения альтернативных источников энергии, отличающаяся от существующих комплексным учетом специфических показателей (среднегодовая инсоляция; КПД солнечных батарей; температурный коэффициент; цена 1 м2 солнечных батарей; затрат на транспортировку; стоимость монтажных работ; амортизационный период; затрат на обслуживание; налог на имущество; затрат на переподготовку сотрудников; среднегодовая скорость ветра; диаметр ротора ветрового колеса; площадь, занимаемая ветровыми установками; коэффициент использования мощности; функция определения прогнозируемой стоимости ветровой установки; затрат на доставку оборудования; затрат на подготовку фундамента и монтажа оборудования; затрат на обслуживание; налога на имущество; налога на землю; затрат на переподготовку сотрудников и т. д.). Методика включает авторские рекомендации, учитывающие специфические особенности определения показателей годового экономического эффекта, NPV, IRR, DPP для инновационно-инвестиционных проектов в области внедрения солнечных батарей и ветровых установок.

Ключевые слова: альтернативные источники энергии, солнечные батареи, ветровые установки, инновационно-инвестиционные проекты, капитальные затраты, текущие затраты, приведенные затраты.

Важнейшей хозяйственно-политической задачей современного этапа рыночной экономики, принципиальной основой экономического развития страны является интенсификация и модернизация предпринимательских структур. Одним из источников модернизации являются использование более дешевых источников энергии, применение более эффективных технологических процессов и оборудования, форм организации труда и управления в соответствии с достижениями НТП [3; 5].

Объемы генерации возобновляемых источников энергии постоянно возрастают. Структура производства возобновляемых источников энергии в 2010 г. выглядит следующим образом (по уменьшению): ветровые станции (198 ГВт или 49 %), малые ГЭС (101 ГВт или 25 %), биомасса (64 ГВт или 16 %), солнечные станции (39 ГВт или 10 %) [2]. Для использования биомассы требуется наличие сырья для переработки, для малых ГЭС - наличие естественных и искусственных водотоков. Поэтому в настоящей работе в качестве конкретных объектов исследования выбраны именно солнечные батареи и ветровые установки.

Затраты, связанные с реализацией большинства инновационно-инвестиционных проектов, делятся на капитальные и текущие.

Капиталовложения для установки солнечных батарей определим по формуле 1:

э _ N*Ыs.ст.у*Цм2 | э | э /-1Ч

ЗКАП СБ ~ Ыз.ф^м* + тр + Змр,

где: N - требуемая мощность солнечных батарей,

Вт;

!т.ф - инсоляция для исследуемого региона, Вт/м2;

1т\сту.. - инсоляция для стандартных условий, Вт/м2;

- мощность солнечных батарей с 1 м2, Вт/м2;

Ц м2 - цена 1 м2 солнечных батарей, руб.;

Зтр - затраты на транспортировку, руб.;

Змр - стоимость монтажных работ, руб.

Возможности солнечных батарей для генерации электричества стали известны более века назад. В значительной мере они были реализованы лишь в последние десятилетия. В их развитии ключевую роль играют новые технологии, которые влияют на увеличение коэффициента полезного действия. Функция основана на исследовании КПД инновационных солнечных батарей от года их внедрения в массовое производство выведена в следующую функциональную зависимость (рис. 1):

КПД СБ

КПД,%.

1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050

годы

Рис. 1. Зависимость КПД солнечных батарей от года их изобретения

Новые технологии в производстве солнечных батарей могут значительно увеличить их КПД, соответственно, снизить стоимость энергетического ресурса. Будущее увеличение КПД солнечных батарей возможно за счет совершенствования материалов и процессов преобразования энергии, а также повышение срока службы модуля. На сегодняшний день имеются промышленные образцы солнечных батарей с КПД более 40 % (производитель компания «Sharp» совместно с сотрудниками Токийского университета, компания «Spectrolab»), также планируется повышение эффективности преобразования энергии солнечного луча до 50 % к 2025 г. [1].

Годовые текущие затраты, связанные с внедрением солнечных батарей оценим по формуле 3:

Зт

М*1п5.ст.у*Ц м __ Ins.<p*NM2

Та

+ Зобс + Ним + Зпс

где: Та - амортизационный период, годах;

Зобс - затраты на обслуживание (протирка пыли, уборка снега, ремонт оборудования и т.д.), руб.;

Нм, - налог на имущество, руб.;

Зпс - затраты на переподготовку сотрудников, руб.

Согласно проведенным исследованиям приведенные затраты для солнечных батарей определяются по формуле 4:

Q _ N*lns.ci.y*n, M , о I О I Г°% I

ЗПРИВ СБ — ' Г—^ г Зтр + Змр +---------+

lns$*NM2 тр мр 100%

М*1П5.С1.у*Ц м

Ins&NM2 +ЗтР+ЗмР

Та

+ Зобс.+Ним.+Зпс

Годовой экономический эффект от внедрения солнечных батарей определим по формуле 5:

ЭсБ — З-.

СБ~ ->ПРИВ баз у 1пз.фШм2

М*1п5.ст.у*Ц м

+

З + З 1 *

трмр

Ы*1п5.ст.у.*Цм , З , З Г% Ш5.ф.*Мм 2 +ЗтР+ЗмР'

100%

Та

Зобс Ним ЗПС

(5),

где: ЭСБ - экономический эффект от использования солнечных батарей в качестве источника энергии,

руб.

З ПРИВ баз - приведенные затраты на производство единицы продукции с помощью базового варианта энергоснабжения, руб.

Согласно расчетам, проведенным по данной методике на ОАО «Тамбовский хлебозавод №5» (г.Тамбов) величина годового экономического эффекта внедрения инновационных солнечных батарей составляет -92908333,96 руб.

Разработанная методика позволяет решать задачу оценки годового экономического эффекта от реализации инновационно-инвестиционных проектов внедрения солнечных батарей, как в современных условиях, так и для будущих периодов.

Для осуществления комплексной оценки экономической эффективности внедрения солнечных батарей наряду с расчетом годового экономического эффекта необходимо использовать систему дополнительных показателей. В процессе выполнения работы были разработаны следующие показатели для оценки экономической эффективности внедрения солнечных батарей:

- чистый дисконтированный доход (NPV);

- внутренняя норма доходности (IRR);

- дисконтированный срок окупаемости инвестиции

NPVr

СБ

=-е

М*1ПБ.СТ.у*Ц мz

1П5.ф.*Ым2 м2

+ З + З ^

1 ^тр 1 мр J

+

Li = 1

Зтек.сущ.1+-

М*1п5.ст.у*Цм , „

Ins^Nu' + Зтр+ мр

— Зобс.1—Ним.1—Зпс1

(1+г)1

(6),

где: Зтек.сущ. - текущие затраты по существующему варианту энергопотребления, руб.;

т - суммарное число периодов при /-0,1,2,...т

Коэффициент 1ЯЯ определяется по следующей формуле:

М*1п5.сту*Ц м*

V Ins .ф.*Мм

Ы*1п5.ст.у*Ц м‘

Зтек.сущЛ+-

+З +З

трмр

1пз.ф.,Мм 2 +Зтр+Змр

Зобс.1—Ним.1—Зпс1

=0

1 (1+/йй);

Дисконтированный период окупаемости проектов с использованием альтернативных источников энергии определяется по формуле 8:

-(

М*1пБ.ст.у*Ц м‘ Ins .ф.*Ым2

, + З + З W

трмр

М*1П5.ст.у*Цм , З З

З . , 1п8.ф.^м* +1тр+Змр Н З .

Зтек.сущ.И------------- -----------------Зобс.1—Ним1—Зпс1

X'DPP_________________________Та__________________________________ г /о\

U=1

Методика оценки экономической эффективности ииновационно-инвестиционного проекта с применением солнечных батарей и ветровых установок похожи, но имеются ряд специфических особенностей.

Инновационное развитие в области ветровой энергетики происходит, главным образом, за счет увеличения диаметра ветровых установок. Чем больше диаметр ветровой установки, тем больше их номинальная мощность, и, как правило, выше эффективность их использования. Причиной этого является то, что стоимость оснований, строительства дорог, технического обслуживания, присоединения к электрической сети, количество вспомогательных узлов турбины не зависят от размера аппарата. В связи с этим, в преобладающем большинстве случаев предпринимателю экономически выгодней использовать инновационные ветровые установки с максимальным диаметром ротора. В данной работе выявлена функция зависимости диаметра ротора ветровой установки от года их внедрения в массовое производство, график изменения которой представлен на рисунке 2:

а

где: Т - год, предполагаемого внедрения ветровой установки.

О СО & * н ,

о

2

120

100

80

60

40

20

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

диаметр ротера, м

Рис. 3. Зависимость номинальной мощности ветровой установки от ее диаметра ротора

Значение необходимой номинальной мощности ветровой установки является определяющим параметром при ее выборе и получении информации о ее стоимости. В работе была выявлена функциональная зависимость стоимости ветровой установки от ее номинальной мощности ветрового оборудования, график которой представлен на рисунке 4.

Стоимость, $ 180000 160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 0

15

30

45

60

75

90 105

годы

Номинальная мощность установки, кВт

Рис. 4. Зависимость стоимости ветровой установки от ее номинальной мощности

Рис. 2. Зависимость диаметра ротора ветровой установки от года внедрения их в массовое производство

Использование функции (9) дает возможность оперативного определения максимально возможного размера диаметра ротора ветровой установки в году Т. Однако потребности предпринимателя в энергоресурсах могут обусловливать необходимость внедрения ветровых установок с меньшим диаметром. В связи с этим была выявлена функциональная зависимость номинальной мощности ветровой установки от диаметра ротора, представленная на графике (рис. 3):

Мном

Таким образом, при оценке стоимости инновационных ветровых установок в будущих периодах необходимо подставить год их предполагаемого внедрения в формулу (9), полученный диаметр следует использовать для расчетов по формуле (10). Рассчитанную, таким образом, номинальную мощность ветровой установки следует подставить в формулу (11). Следует отметить, что полученная стоимость инновационных ветровых установок будет отражена в современных ценах. Номинальная ее стоимость в будущих периодах может быть получена с применением метода наращения денежных потоков. Для инновационноинвестиционных проектов внедрения ветровых

установок с максимальной мощностью их стоимость может быть получена от производителей или фирм, занимающихся их продажей, или по выше описанному алгоритму.

В случае, если потребности предпринимателя в электроэнергии предполагают использование ветровых установок с мощностью меньше максимально возможных значений, то определение необходимого диаметра ротора, исходя из требуемой мощности и региональных параметров ветра, необходимо осуществлять по традиционной формуле [4].

Исходя из этой формулы, а также разработанной функции (10) получаем функцию, которая позволяет выбрать номинальную мощность ветровой установки исходя из потребностей в электроэнергии:

^ном [^треб)

0,2922*Мтреб

G^p^u^^y'cp.3

2,0157,

- 1,2016

Nmpeб 0.5 *p*Kujw*n*Vcp.3

+

где: Nреб - требуемая мощность ветровой установки, Вт;

р - плотность воздуха, при нормальных условиях,

кг/м3;

Ки.м. - коэффициент использования мощности, долей единицы;

ё - диаметр ротора ветровой установки, м.

Данная функция, также как функция (10), может использоваться для определения стоимости ветровых установок, как в современных условиях, так и в будущих периодах.

Годовой экономический эффект от внедрения ветровых установок определим по формуле 13:

ЭВЭУ = ЗПРИВ баз ~ О^ВЭУ$

Змон.и под.ф) -шп-.-'г-, Зобсл Ним Нз Зпо V-*-*-5/

100*Та

где: Wвэy $(N0») - функция определения прогнозируемой стоимости ветровой установки (см. формулу 11), долл.;

Кр-д - текущий курс перевода доллара в рубли;

Здос - затраты на доставку ветрового оборудования, руб.;

Змон.и под.ф. - затраты на подготовку фундамента и монтажа ветрового оборудования, руб.;

Зобсл - затраты на обслуживание ветровых установок (после монтажа необходимо провести регламентные работы по проверке натяжения растяжек, отсутствию вибрации и шумов, надежности креплений, безопасности электрических соединений), руб./год;

Ним - налог на имущество, руб./год;

Нз - налог на землю, руб./год;

Зпс - затраты на переподготовку сотрудников, руб./год.

Согласно расчетам, проведенным по данной методике на ОАО «Тамбовский хлебозавод № 5» (г. Тамбов), величина годового экономического эффекта внедрения инновационных ветровых установок составляет -489929,0023 руб. Таким образом, внедрение ветровых установок на данном предприятии экономически нецелесообразно.

Разработанный методический аппарат оценки годового экономического эффекта от реализации инновационно-инвестиционных проектов внедрения ветровых установок может быть использован как для современных исследований, так и при решении задач перспективного планирования замещения традиционных источников энергии альтернативными.

Для осуществления комплексной оценки экономической эффективности внедрения солнечных батарей наряду с расчетом годового экономического эффекта предлагается использование системы дополнительных показателей. В процессе выполнения работы были уточнены формулы определения следующих показателей для оценки экономической эффективности внедрения солнечных батарей:

1. Чистый дисконтированный доход внедрения солнечных батарей (КРУ) определяется по формуле (14):

NPVа =

/ N*Ins.cm.y*Ц м2 V Ins.ф.*Nм2

+ З + З

1 -/mp 1 ~*мр

Li=1

З^Є’К.с^'щ.іЛ

N*Ins.cm.y*Ц м Ins^^N.»2

3mp+ З мр

— Зoбе.i—Нuм.i—Зnеi

(1+г)1

где: З тек.сущ. - текущие затраты по существующему варианту энергопотребления, руб.;

т - суммарное число периодов при /=0,1,2, ...т

2. Внутренняя норма доходности инновационно-инвестиционных проектов внедрения солнечных батарей (1ИЯ) определяется исходя из следующего уравнения:

fN*Ins.cm.y*Ц м

-з + з V

-/mp 1 ~*мр і

' Ьі=і

1ПБ.ф.*Ым2

N^Ins.cm.-у^Цм2 , „ , „

ІП5.ф.*Мм2 р

3^єк.с^щ.і+-

3o6c.i —Hum .і —Зпеі

(1+IRR)1

=0

3. Дисконтированный срок окупаемости инвестиций (DPP) вложенных в инновационноинвестиционные проекты внедрения солнечных батарей определяются исходя из уравнения:

f N*Ins.cm.y*Ц м

' 3mp + Змр) +

V ІПБ.ф.ї^м2

N•lns.cm.у•Цм2 ,3 ,3

„ . 1П5.ф.,Ым2 +3mp+3V

op? 3meK.^.i+---------------Та-----------

Li=i

3o6c.i—Huм.i—3nci

(1+r)1

= /о

Та

Уточненные показатели оценки экономической эффективности инновационно-инвестиционных проектов внедрения солнечных батарей и ветровых установок могут быть в случае необходимости дополнены другими показателями, например, индексом прибыльности. Методика формирования показателей, определяемых по формулам (6-8)-(14-16), может послужить основой уточнения подобных показателей для прочих видов альтернативных источников энергии.

Литература

1. Инновационное развитие альтернативной энергетики. Ч. 2. М., 2011.

2. Отчет КБМ21 о состоянии возобновляемых источников энергии в мире 2010 г., Институт глобального мониторинга, Международное энергетическое агентство. иЯЬ: http://www.iea.org.

3. Перспективы энергетических технологий 2006: Сценарии и стратегии до 2050 г. иКЬ: http://www. iea.org.

4. Справочник по Возобновляемой Энергетике. иКЬ: http://www.intersolar.ru.

5. Сысоева М. С., Пахомов М. А. Методические указания по технико-экономическому обоснованию использования возобновляемых источников энергии // Социально-экономические явления и процессы. Тамбов, 2011. № 3-4.

* * *

TECHNIQUE OF AN ESTIMATION OF ECONOMIC EFFICIENCY OF INNOVATIVE-INVESTMENT PROJECTS IN THE FIELD OF INTRODUCTION OF ALTERNATIVE ENERGY SOURCES

M. S. Sysoyeva, M. A. Pakhomov

In article the technique of an estimation of economic efficiency of innovative-investment projects in the field of introduction of the alternative energy sources, which are differ from the existing specific indicators by the complex account, (mid-annual insolation, EFFICIENCY of solar batteries, temperature factor, price of 1 м2 solar batteries, expenses for transportation, cost of installation works, amortization period, expenses for service, tax for property, expenses for retraining of employees; mid-annual speed of wind; diameter of a rotor of wind wheel; the area occupied with wind installations; capacity operating ratio; function of definition of the predicted cost of wind installation; expenses for equipment delivery; expenses for base and installation of equipment preparation; expenses for service; tax to property; land tax; expenses for retraining of employees; etc.) is presented. The technique includes the author's recommendations considering specific features of indicators definition of annual economic benefit, NPV, IRR, DPP for innovative-investment projects in the field of introduction of solar batteries and wind installations.

Key words: alternative energy sources, solar batteries, wind installations, innovative-investment projects, capital expenses, current expenses, resulted expenses.