Некоторые аспекты экономической оценки эффективности государственной поддержки возобновляемой энергетики

Е.С. Петровский О.И. Шуткин

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОДДЕРЖКИ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

SOME ASPECTS OF THE ECONOMIC EVALUATION OF THE EFFECTIVENESS OF THE INTRODUCTION OF GOVERNMENT MEASURES TO SUPPORT RENEWABLE ENERGY

Аннотация: в работе проведен анализ имеющихся подходов к оценке эффективности введения государственных мер поддержки возобновляемой энергетики. Показано, что в основу оценки эффективности введения указанных мер стимулирования использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) могут быть положены принципы оценки приведенной стоимости электроэнергии, произведенной с помощью традиционных и возобновляемых источников энергии.

Ключевые слова: возобновляемая энергетика, ВИЭ.

Abstract: in this paper we analyze existing approaches to evaluating the effectiveness of the introduction of state-governmental measures to support renewable energy. It is shown that the basis for assessing the effectiveness of the introduction of incentives to use renewable energy sources (RES) may be on the principles of assessing the present value of the electricity generated by conventional and renewable sources of energy.

Keywords: renewable energy, RES.

Необходимо отметить стратегический характер мер поддержки, реализуемых по отношению к ВИЭ. Специалисты много спорят о том, насколько ещё хватит углеродного сырья отдельным странам и миру в целом. Однако очевиден факт, что, сколько бы ещё не сохранилось запасов углеводородов, каждая следующая тонна нефти или кубометр газа со временем будут стоить дороже. Эта ситуация приведёт к тому, что на рынке будет складываться долгосрочная повышательная тенденция цен на топливо электростанций при возможном одновременном сокращении спроса, в т.ч. за счёт интенсивного энергосбережения в странах-потребителях и повышения общего уровня энергоэффективности. Следовательно, роль и место технологий производства энергии на основе возобновляемых источников энергии станут совсем другими уже в течение 10-15 лет. Поэтому многие страны рассматривают соответствующие технологии генерации в качестве составляющего элемента будущей технологической платформы энергетики на рубеже уже 20-30 ближайших лет. С учётом фактической длительности инвестиционных циклов в энергетике можно утверждать, что инвестиционные решения уже ближайших 5-8 лет будут предопределять технологическую структуру российской энергетики на рассматриваемый период. Это позволяет рассматривать меры поддержки возобновляемой энергетики сегодня в качестве средства формирования технологической платформы завтрашней российской энергетики.

ПРИНЦИП ЭКВИ-МАРЖИНАЛЬНОСТИ ПРИ ПОДДЕРЖКЕ ВИЭ

Возможный подход к оценке эффективности введения мер поддержки возобновляемой энергетики состоит в определении уровня предельных общественных затрат и их компенсации на основе принципа экви-маржинальности (equi-marginal principle). Этот принцип состоит в соотнесении экономическим агентом-потребителем затрат на приобретение продукта, услуги и величины выгоды, приобретаемой в этом случае, и был предложен впервые Г. Госсеном (иногда ещё называется «вторым законом Госсена»). Иллюстрация действия принципа экви-маржинальности приведена на рисунке ниже.

На этом рисунке по длине горизонтальной оси Х откладывается общий спрос на электроэнергию. Объёмы генерации на основе ВИЭ откладываются по оси слева направо,

а традиционная генерация - справа налево. АЕ отображает точку распределения объёмов генерации электроэнергии между традиционными и возобновляемыми источниками энергии, если соответствующие доли были установлены на основании соответствующих предельных частных затрат (ПЧЗ). Напротив, оптимальное с общественной точки зрения распределение получается при выравнивании предельных общественных затрат, т.е. в точке АЕ*, отражающей относительные доли Q(ВИЭ) и 0(традицон.).

ПСЗ

ПСЗ

11у-'ч-,

ПЧЗ

ПЧЗ

Ае

^ВИЭ)

Q

Рис. Иллюстрация принципа эквимаржинальности Предельные частные затраты (ПЧЗ) фигурируют в данном случае как затраты частных производителей электрической энергии, относимые ими на себестоимость продукции -электроэнергии. Некоторые из затрат, выступающие внешними (экстернальными) по отношению к производителю энергии, не включаются в себестоимость электроэнергии и покрываются обществом в виде дотаций, субсидий (прямых или перекрёстных), или переносятся на будущие поколения. В качестве примеров можно привести покрытие государством стоимости строительства и эксплуатации объектов по хранению отработанного топлива АЭС, не предъявление государством к оплате энергокомпаниями повышенных затрат на защиту окружающей среды, выполнение за счёт бюджета работ по восстановлению окружающей среды из-за низких стандартов экологии промышленного производства предшествующих периодов (очистка и восстановление США и Канадой Великих озёр в 70-е годы прошлого столетия) и другие. Эти эффекты, часто называемые внешними, составляют разницу между ПЧЗ и предельными социальными (общественными) затратами (ПСЗ), т.е. те полные затраты, которые общество в целом, а не только энергокомпании, несёт при производстве электрической энергии. Если бы все эти эффекты учитывались в составе себестоимости энергии полностью или в большей степени, тогда цена этой энергии, произведенной по

р *

традиционным технологиям, была бы намного выше, что привело бы к другим соотношениям стоимости энергии от ВИЭ и от сжигания углеродного топлива.

Так, по оценкам Международного энергетического агентства суммарная величина мер поддержки и стимулирования традиционной энергетики в России составляет в настоящее время примерно $40 млрд. [2]. Примерно 60% этой суммы ($24 млрд.) приходится на поддержку газа, остаток - на электроэнергию. Есть и другие оценки масштабов стимулирования ТЭК в России. Так «Тройка-Диалог» оценивает масштабы перекрестного субсидирования для ОАО «Газпром», примерно, в $70 млрд., a East European Gas Analysis - в $6 млрд.

В рамках Программы развития Организации Объединенных Наций (ПРООН) проводились расчёты такого стимулирования в масштабах глобальной экономики, которые показали, что суммы ежегодных субсидий традиционной энергетике составляют примерно $ 250 млрд. В своей оценке состояния мировой энергетики эксперты утверждают, что в период с 1995 по 1998 гг. сумма ежегодных стимулов в пользу энергетики на ископаемом и ядерном топливе составила $ 215 млрд. [11]. В соответствии с данными [8] общая сумма субсидий в 15 государствах - членах ЕС в 2001 г. составила 29 млрд. евро, из которых на ВИЭ пришлось только 19% или 5,5 млрд. евро. По последним опубликованным данным МЭА сумма разных мер поддержки традиционной энергетики составила в мире в 2009 г. $312 млрд.

На рынке электроэнергии внешние затраты (ПСЗ - ПЧЗ) не имеют тенденции к интернализации (учёту в составе цены), поэтому регулирование рынка является оправданным, исходя из принципов нормативной теории. Сбои и несовершенства рынка имеют склонность сдерживать полные предельные социальные затраты (ПСЗ), связанные с разными технологиями генерации электроэнергии, что идеально подходит для процесса принятия решения субъектами экономической деятельности, к примеру, энергокомпаниями. Поэтому, в условиях искаженного рынка, ни первый (предельный общественный выигрыш = ПСЗ), ни второй (ПСЗ традицион. = ПСЗВИЭ) критерии, обеспечивающие максимизацию экономической эффективности, не выполняются, и государство, таким образом, вынуждено выполнять роль регулирующего органа.

В ситуации внерыночного регулирования цен на энергию на основе ВИЭ государство выполняет фактически функцию нормативного перераспределения затрат и результатов, смещая пропорции распределения своих мер поддержки в пользу поставщиков ВИЭ, отнимая их при этом у традиционных технологий генерации. Таким образом, правительство решает дилемму, что траты на поддержку ВИЭ происходят в одном месте (на рынке электроэнергии), выгоды получают другие экономические агенты.

СООТНОШЕНИЕ ЗАТРАТ НА ПРОИЗВОДСТВО ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ВИЭ И ТРАДИЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

При проведении сравнительных оценок уровней затрат на производство энергии с использованием традиционных технологий и технологий на основе ВИЭ может быть использована концепция средних приведённых затрат. Средние (выровненные) приведённые затраты на производство энергии (levelized energy cost - LEC) определяют такой уровень затрат на производство энергии по конкретной технологии генерации, при котором затраты равняются доходам (нулевая доходность). Средние приведённые затраты представляют собой общую величину затрат за срок службы генерирующей станции, включая все инвестиционные и эксплуатационные затраты за период, стоимость топлива, стоимость капитала. Величина средних приведённых затрат может быть определена на основе следующей формулы [1; 7]:

где ЬЕС - средние приведённые затраты на производство энергии за весь жизненный цикл генерирующей станции;

I - инвестиционные расходы в год «1»;

Mt - эксплуатационные и ремонтные затраты в год «1»;

Ft - затраты на топливо в год «1»;

Et - объём производства энергии в год «1»;

г - ставка дисконтирования денежных потоков;

п - продолжительность жизненного цикла генерирующей станции, лет.

Обычно средние приведённые затраты на производство энергии рассчитываются за срок 20 или 40 лет работы станции и выражаются долларах, евро или рублях в расчёте на 1 кВт-час или мегаватт-час.

Одним из важных аспектов сравнения средних приведённых затрат на производство энергии из разных источников является уточнение границ учёта затрат в энергетических системах. В первую очередь, важно адекватно учитывать стоимость технологического присоединения в составе затрат или вне его, величину дополнительных затрат на сети и электричес^ю инфраструктуру, точнее, включение в состав сравниваемых затрат одних и тех же затрат энергосистем в рамках одной структуры границ энергетических систем.

Также важно при сравнении учитывать затраты на НИОКР (если они производились), структуру и уровень налогов, федеральные или региональные субсидии генераторам. Отдельным вопросом структуры затрат является учёт расходов на охрану окружающей среды, внешние эффекты работы генерирующего оборудования, сопряженные внешние затраты генерации. Важным также является сопоставление структуры и уровня транзакционных издержек по разным технологиям, особенно, если сравнения проводятся по нескольким странам.

В комментариях к приведённой ниже таблице [10] в отчёте Департамента энергетики США отмечено, что в структуру затрат не включались никакие субсидии и меры стимулирования, которые в противном случае могут исказить значения индикаторов. Средние приведённые затраты на производство энергии, представленные в таблице, включают полные затраты на строительство объектов генерации, эксплуатационные затраты в течение всего периода финансовой жизни станции,

выровненные по годам. Все капитальные затраты амортизировались в течение ожидаемого срока службы. Основными факторами стоимости стали: затраты на строительство, сроки строительства, эксплуатационные затраты без стоимости топлива, стоимость топлива, стоимость финансирования. Данные были получены на основе модели National Energy Modeling System (NEMS).

Оценка средних приведённых затрат для новой генерации в США с планируемым вводом в 2016 г.

Таблица

Тип станции Средние приведённые затраты на производство энергии ($2008 за 1 МВтч) для станций с вводом в 2016 г.

Приведённые капиталовложения Эксплуатационные, пост. Эксплуатационные, перемен. Тех-присоединение Средние привед. затраты, всего

1 2 3 4 5 6

Угольная, стандартная 69,2 3,8 23,9 3,6 100,4

Угольная, высокоэффективная 81,2 5,3 20,4 3,6 110,5

Угольная, высокоэффективная с улавливанием СО2 92,6 6,3 26,4 3,9 129,3

Станции на природном газе

комбинированный цикл, стандартный 22,9 1,7 54,9 3,6 83,1

комбинированный цикл, высокоэффективный 22,4 1,6 51,7 3,6 79,3

комбинированный цикл, высо-коэффективный с улавл. СО2 43,8 2,7 63,0 3,8 113,3

ГТУ 41,1 4,7 82,9 10,8 123,5

ГТУ, высокоэффективная 38,5 4,1 70,0 10,8 123,5

АЭС, высокоэффективная 94,9 11,7 9,4 3,0 119,0

Ветростанция 130,5 10,4 0,0 8,4 149,3

Ветростанция морского базирования 159,9 23,8 0,0 7,4 191,1

Солнечная, ФЭ 376,8 6,4 0,0 13,0 396,1

Солнечная, термальная 224,4 21,8 0,0 10,4 256,6

Геотермальная 88,0 22,9 0,0 4,8 115,7

Биомасса 73,3 9,1 24,9 3,8 111,0

ГЭС 103,7 3,5 7,1 5,7 119,9

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВВЕДЕНИЯ МЕР ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОДДЕРЖКИ

К основным экономическим результатам, которыми сопровождается развитие энергетики на основе ВИЭ, относятся следующие:

1. Замещение органического топлива, сжигаемого при производстве энергии.

При стоимостной оценке величины экономии топлива следует исходить из особенностей порядка включения и компенсации затрат на топливо тепловых станций через механизм ценообразования на оптовом рынке электрической энергии. В настоящее время действующий механизм маржинального ценообразования предполагает формирование цен энергии на основе заявки, так называемого,

«ценообразующего», «замыкающего» поставщика электроэнергии, каковым является тепловая станция с маржинальными затратами. Величина заявки такой станции на цену с рынка в конкурентном отборе ценовых заявок на сутки вперед равняется величине её переменных затрат на топливо. Тогда фактическая стоимость сэкономленного топлива этих тепловых станций, выработка которых и замещается новыми мощностями ВИЭ, будет равняться стоимости энергии по рыночной цене или величине выручки генераторов ВИЭ.

2. Снижение эмиссии парниковых газов и выбросов СО2 при использовании безуглеродной энергии на основе ВИЭ.

При увеличении доли безуглеродных технологий, к каковым в т.ч. относится вся возобновляемая энергетика, суммарные выбросы СО2 снижаются пропорционально. Исходя из известной пропорции: 1 МВтч = 0,456 тонн на 1 МВтч выбросов СО2 можно подсчитать эту величину.

3. Снижение средних цен на оптовом рынке за счёт замещения на нём высокомаржинальных станций новой генерацией ВИЭ.

В связи с отсутствием на электроэнергетическом рынке страны каких-либо заметных объёмов энергии на основе ВИЭ сейчас нельзя говорить о подтвержденном факте такой зависимости, и поэтому можно рассматривать это только как гипотезу. Это явление происходит из-за того, что, как ожидается, поставщики ВИЭ будут подавать ценопринимающие заявки. Причина именно такого поведения поставщиков ВИЭ при

подаче заявок состоит в малой доле переменных затрат этих генераторов в структуре их полных затрат и, следовательно, малой зависимости от компенсации этой доли совокупных затрат за счёт выручки с рынка. Ценопринимающие заявки система торгов учитывает как «нулевые» и поэтому среди цен, «отрезаемых» на основе маржинального ценообразования оказываются именно цены высокомаржинальных станций, которые, в итоге, не попадают в рынок с такими заявками. Для этих станций, как правило, выгоднее не продавать свою электроэнергию, ограничиваясь платой за мощность, чем продавать энергию по ценам, ниже своих переменных затрат на топливо. Кроме того, следует иметь в виду долгосрочный повышательный взаимоувязанный (по видам) тренд цен на углеводородное топливо, сжигаемое на тепловых станциях, на фоне относительно не меняющихся переменных затрат станций на основе ВИЭ, которые к тому же составляют для большинства из них очень малую долю затрат.

Это означает, что с течением времени разрыв величин заявок тепловых станций и станций на технологиях ВИЭ будет только увеличиваться, что с неизбежностью приведёт к общему снижению цен на электрическую энергию. На рынках стран, где доля ВИЭ и, в первую очередь, ветростанций заметна, наблюдается это явление снижения средних цен на срочных рынках. В одном исследовании выявлена следующая закономерность: с коэффициентом регрессии 0,3 каждый дополнительный 1 п.п. увеличения доли ветростанций на спотовом рынке Германии приводит к снижению средних цен на рынке на 0,3% [3]. Другое исследование в Германии [5], проведённое с использование модели рынка PowerACE в 2005 г. показало, что девиация индикатора влияния энергии ВИЭ на рыночные цены весьма велика. В октябре 2005 г. она составила от 1,6 €/МВтч в периоды низкой нагрузки в течение дня до 19,3 €/МВтч в часы пика при средней цене рынка в 2005 г. - 41,91 €/МВтч по данным European Energy Exchange. Средняя величина снижения цен составила за 2005 г. 5,25 €/МВтч. Аналогичные явления были отмечены на рынке Дании и Северной Германии [4], когда в течение 2004 г. рассчитанное снижение цен на рынке составило около 5%, а в 2005 г. - 12-14% при колебании доли выработки ветростанций в энергосистеме от 150 до 1500 МВт.

4. Снижение расходов на мероприятия по экологии и защиту здоровья населения на территориях размещения предприятий углеводородной энергетики.

Этот экономический выигрыш от снижения расходов на здоровье и улучшения экологии имеет весьма непростую количественную оценку. Имеется несколько различных методических подходов к его оценке, но отсутствует такой, который был бы признан обоснованным всеми или большинством специалистов. По данным профильных научно-исследовательских организаций в России к имеющимся 1,32 млрд. тонн золошлаковых материалов на площади 22.000 га ежегодно добавляется ещё 35-36 млн. тонн (с учетом объёмов переработки части золы и шлаков).

Европейские эксперты в рамках работ по проекту «ExternE» [6] попытались оценить реальную стоимость производства электрической энергии с включением издержек, вызванных загрязнением окружающей среды. По их оценкам, если бы в составе затрат угольных и мазутных станций учитывались затраты, связанные с ликвидацией негативных последствий влияния их технологий на окружающую среду и здоровье населения, то стоимость их энергии увеличилась бы в 2 раза. Расчёт с аналогичными условиями для газовых станций показал возможное увеличение тарифа этих станций на 30%. Исследование оценило эти издержки по странам Евросоюза в 2005 г. в сумме 85-170 млрд. евро или 1-2 % ВНП Евросоюза.

5. Создание новых рабочих мест в отраслях производства генерирующего и вспомогательного оборудования для предприятий возобновляемой энергетики.

Если в 2004 г. количество рабочих мест в этом секторе экономики Германии составляло 157.000, то уже в 2006 г. это число выросло до 231.000, 60% из которых (134.000 рабочих мест) прямо относится к результатам действия федерального закона о поддержке развития энергетики на ВИЭ [9].

Другое закончившееся в сентябре 2007 г. исследование, проведённое Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW, Stuttgart), показало примерно такие же результаты: 235600 рабочих мест в 2006 г. (суммарный объём генерации ВИЭ - ок. 71 млрд. кВтч) в секторе ВИЭ энергетики в Германии, прирост с

2004 г. (суммарный объём генерации ВИЭ - 56 млрд. кВтч) - 135000 рабочих мест. Необходимость в дополнительном производстве 15 млрд. кВтч энергии на основе ВИЭ потребовала создания этого количества новых рабочих мест.

6. Дополнительные фискальные сборы правительства и территорий.

Дополнительными фискальными сборами могут быть: экспортные пошлины на

экспортируемые углеводороды, налог на прибыль новых электрогенерирующих предприятий возобновляемой энергетики, налог на землю или арендная плата за участки земли, подоходный налог с заработков сотрудников новых компаний, плата за воду, налог на имущество новых энергетических компаний.

7. Мультипликативные эффекты от развития возобновляемой энергетики в смежных отраслях промышленности и бизнеса в целом.

Мультипликативный эффект может быть достигнут за счет развития следующей научной и производственной базы: развитие энергомашиностроения в части оборудования для гидравлических станций, ветростанций, тепловых станций на сжигании биомассы и биогаза, развитие производства солнечных батарей, фотопреобразующих элементов солнечных батарей, кремниевых пластин, крепежа и вспомогательного оборудования солнечных электростанций, расширение производства энергетического оборудования, развитие НИОКР по направлениям энергомашиностроения, материаловедения, нанотехнологиям, метеорологии, управлению большими энергосистемами, приливной энергетики, волновой энергетики, геотермальной и других видов возобновляемой энергетики, создание обслуживающих производств и бизнесов, в основном, в формате малых и средних предприятий.

Выполненный выше анализ позволяет сделать следующие выводы:

1. Одним из основных вопросов при анализе результатов развития возобновляемой энергетики в мире является оценка величины затрат общества на обеспечение такого развития и сопоставимых результатов. Одним из подходов к проведению такой оценки является метод расчета средних (выровненных) приведённых затрат на производство энергии, который позволяет определить объективный уровень затрат на производство энергии по конкретной технологии генерации в сравнении с другими технологиями.

2. При оценке эффективности мер государственной поддержки возобновляемой энергетики важно количественно определить уровни предельных общественных затрат и возможного экономического эффекта. В статье описаны возможные подходы к определению уровня предельных общественных затрат, а также к оценке экономического эффекта на основе имеющегося успешного опыта зарубежных стран.

3. Можно сделать вывод об обоснованности решений правительств многих стран, принимающих законодательные решения, обеспечивающие меры господдержки развития возобновляемой энергетики в промышленных масштабах. Новые институциональные механизмы поддержки государством развития возобновляемой энергетики нужны для перераспределения общественных затрат и итогового общественного выигрыша. Такие механизмы поддержки основаны не на доплате общества, а на перераспределении имеющихся в его распоряжении ресурсов на поддержку эффективных технологий производства электроэнергии.

Литература

1. Branker K., Pathak M., Pearce J. M. A Review of Solar Photovoltaic Levelized Cost of Electricity // Renewable & Sustainable Energy Reviews 15, pp.4470-4482 (2011).

2. Cabraal A., Agarwal S., Takahashi M. Rising to the challenge: The whys and whens of renewable energy // http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2007/07/rising-to-the-challenge-the-whys-and-whens-of-renewable-energy-51491.

3. Haas R., Ragwitz M., Resch G., Faber T., Held A. Status of the Internal Market, Success Factors in Different Markets for RES-E (2006).

4. Morthorst Е. Impacts of Wind Power on Power Spot Prices // RisNational Laboratory, 2006.

5. Sensfuß F., Ragwitz M. Analysis of the Price Effect of Renewable Electricity Generation on Spot Market Prices in Germany. Fraunhofer Institut System- und Innovationsforschung, Karlsruhe, 2007, с. 10-11.

6. ExternE - Externalities of Energy. A Research Project of the European Comi ssion // http://externe.jrc.es/overview.html

7. Projected Costs of Generating Electricity, 2005 (Update) // Nuclear Energy Agency/International Energy Agency/Organization for Economic Cooperation and Development.

8. Renewable Energy Road Map. Renewable energies in the 21st century: building a more sustainable future // SEC (2006) 1719/2, с. 11.

9. Renewable energies already providing 236,000 jobs in Germany in 2006. // Research projects and publications by the BMU on work and training in the field of renewable energies. BMU, 2006.

10. 2016 Levelized Cost of New Generation Resources from the Annual Energy Outlook 2010 // Report of the U.S. Energy Information Administration (EIA) of the U.S. Department of Energy (DOE), December, 2009. D0E/EIA-0383.

11. UN Energy, The Energy Challenge for Achieving the Millennium Development Goals // http://esa.un.org/un-energy.