Розділ 2. Гідроенергетичні ресурси, їх використання. Принципові схеми, параметри, режими роботи ГЕС і ГАЕС

Аналіз найменших витрат (в англомовній літературі – Least Cost Analysis або скорочено LCA) і інтегральне планування (Integrated Resource Planning – IRP). Вони є практично еквівалентними поняттями, що взаємно уточнюють суть одне одного, і так чи інакше досить широко застосовуються у світовій практиці. Cтосовно проблеми, що розглядається, вони зводяться до наступного: аналізуючи доцільність будівництва нових енергетичних потужностей, при визначенні вартості виробництва одиниці енергії враховують можливі способи її одержання з різних енергоносіїв або ж заміщення її різними технологіями енергозбереження. Витрати на це виробництво впорядковуються за їх рівнем – від найменшої вартості до найбільшої – і відповідно віддається перевага найбільш дешевим. Відзначений підхід до проблеми чітко кваліфікований у Протоколі з питань енергетичної ефективності та відповідних екологічних аспектів (ПЕЕВЕА) через визначення «енергетичний цикл». Він означає весь енергетичний ланцюг, що включає діяльність, пов'язану з пошуковими роботами, розвідкою, виробництвом, перетворенням, зберіганням, транспортуванням, розподілом і споживанням різних форм енергії, переробкою й видаленням відходів, а також зупинку, припинення і закриття такої діяльності з метою зведення до мінімуму шкідливого впливу на навколишнє середовище.

Таким чином, дуже важливо враховувати і витрати, пов'язані з екологічними витратами. Тому ПЕЕВЕА дуже чітко визначає, що «вплив на навколишнє середовище» означає будь-який вплив даної діяльності на навколишнє середовище, у тому числі на здоров'я і безпеку людини, флору, фауну, ґрунт, повітря, воду, клімат, пейзаж та історичні пам'ятки або інші фізичні споруди, чи взаємодію між цими факторами; він включає також вплив на культурну спадщину або соціально-економічні умови в результаті змін цих факторів.

У цей же період часу на Заході був розвинений системний підхід до розв‘язання проблем підвищення енергетичної ефективності на основі принципів, які викладені нижче.

Фінансування третіми сторонами (в англомовній літературі Third Party Financing – TPF). Цей підхід є одним з новаторських щодо проблеми капіталовкладень у підвищення енергетичної ефективності. Він дозволяє, наприклад, не передбачати додаткове бюджетне фінансування для енергозберігаючих заходів на об'єктах бюджетної сфери. Проблема фінансування стає турботою енергосервісної компанії (ЕСКО), а її витрати відшкодовуються за рахунок економії, що виникає в результаті здійснення цих заходів на відповідному об'єкті бюджетної сфери. У розвинених країнах саме цей механізм є найпоширенішим щодо фінансування заходів з енергозбереження в бюджетній сфері.

Усе, що вимагається від бюджетної сфери, – це гарантувати незмінним (точніше, скоригованим відповідно до змін цінових показників) рівень витрат щодо оплати ПЕР на об'єктах бюджетної сфери, де здійснюється діяльність ЕСКО, на час реалізації енергозберігаючого проекту. Звичайною формою виконання останнього в цьому випадку є так званий перфоманс-контракт – форма контракту, за яким вартість переданого енергозберігаючого обладнання та послуг повертається за рахунок вартості виробленої або зекономленої енергії після впровадження проекту (його варіант у вітчизняній практиці енергозбереження має назву «договір енергоефективного підряду»). На сьогодні в Україні прикладом успішно функціонуючої на подібних засадах компанії є Українська енергозберігаюча сервісна компанія (УкрЕско).

Робота ЕСКО в бюджетній сфері вимагає проведення досить складних і тривалих тендерних процедур. У зв'язку з цим у США розроблений і схвалений Конгресом так званий механізм суперперфоманс-контракту. Він дозволяє федеральним організаціям заключати окремі угоди в рамках великого контракту з невизначеним терміном дії і невизначеним обсягом робіт. Такі рамкові контракти заключаються з окремими ЕСКО на конкурсній основі. Це дозволяє прискорити виконання робіт у сфері підвищення енергоефективності в бюджетній сфері. Механізм суперперфоманс-контракту в останні роки в США дав можливість залучити приватні інвестиції для виконання контрактів в обсязі, що забезпечує річну економію ПЕР на рівні 1 млрд. доларів у вартісному виразі.

Доступ третьої сторони (Third Party Accesess – TPA), незалежні виробники енергії (Independent Power Producers – IPP), відновлювальні джерела енергії (Renewable Energy Sources – RES). Ці підходи орієнтовані в остаточному підсумку на подолання монополізму великих виробників енергії та забезпечення можливості доступу до енергетичних розподільних мереж відносно дрібних виробників. Наприклад, як це відзначалося в частині 1 «Теплоенергетика» (розділи 4 й 5) третьої книги цього видання, одним з найбільш досконалих методів використання палива є комбіноване виробництво теплової та електричної енергії (когенерація). Однак у випадку такого енергетичного ресурсу, як теплова енергія, дуже часто виникає проблема її реалізації споживачам, оскільки вона на відміну від більшості видів палива або електроенергії не допускає транспортування на великі відстані. Така проблема більш-менш успішно може бути вирішена в межах компактної міської забудови за допомогою централізованих систем опалення. При цьому електрична енергія, вироблена відповідною великою ТЕЦ, видається в об'єднану енергосистему. Для того, щоб досягнути подібного ефективного використання палива для виробництва тепла в багатьох дрібних споживачів за межами доступності централізованих систем опалення, застосовують локальні когенераційні установки відносно невеликої одиничної потужності порівняно з ТЕЦ. Надбудова звичайного котельного агрегату когенераційної установки вимагає, загалом кажучи, додаткової витрати палива для виробництва електричної енергії (навіть з урахуванням зростання к.к.д. установки в цілому). Тому для покриття додаткових витрат на паливо власник, що має надлишок виробленої ним електричної енергії, повинен мати можливість безперешкодно продавати її в загальну енергосистему.

Цікаво, що у свій час такі країни, як, наприклад, Данія, запозичили досвід застосування ТЕЦ у колишньому СРСР. Нині ці технології доведені там до досконалості. А іноді обговорюване в Україні питання – чи варто дозволяти або заохочувати застосування в міських умовах локальних опалювальних котлів – вирішене там однозначно: в будь-якому випадку споживач зобов'язаний оплачувати послуги централізованого опалення. Це цілком зрозуміло, тому що ефективність використання палива в цілому при цьому підвищується, а рівень загальних викидів в атмосферу значно знижується.

Аналогічна проблема виникає в зв'язку з використанням відновлювальних джерел енергії, виробництво яких також має розосереджений характер. Ось чому всі ці підходи групуються тут у зв'язку з TPA.

Послідовний розвиток цього підходу дає трохи несподівані наслідки стратегічного і соціального характеру. По-перше, він сприяє зростанню невразливості енергосистеми з точки зору терористичних загроз, тому що в міру розвитку IPP і RES вона стає усе більше розосередженою. Таким чином, він сприяє енергетичній безпеці країни.

Не менш важливий другий висновок. Як уже відзначалося, ціна на нафту – це продукт взаємодії політичної та ділової еліт і мало пов'язана з вартістю її видобутку. Отже, чим більше розосереджена енергосистема країни за незалежними виробниками енергії, тим менше можливостей маніпулювати цінами та доходами на енергетичному ринку. Не випадково в умовах максимальної десоціалізації пострадянських країн і відсутності практичного досвіду реальної демократії проблеми енергозбереження в цілому дуже важко пробивають собі дорогу в практичній економіці країн СНД. З іншого боку, найбільш успішно розвивають методи підвищення енергоефективності національних економік країни Північної Європи, що є, як відомо, найбільш соціалізованими (і розвиненими за рівнем демократії).

Управління використанням енергії з боку споживача (Demand Side Management – DSM). В електроенергетиці це один з найбільш дешевих методів оптимізації роботи та підвищення енергоефективності системи. Суть проблеми полягає в тому, що добовий графік навантаження в енергосистемі має досить нерівномірний характер з максимальними (піковими) значеннями в ранішні та вечірні години і мінімальними – у нічні. Такий режим роботи енергосистеми є нераціональним, бо вимагає наявності маневрених потужностей, що працюють у режимі вмикання-вимикання, збільшуючи питомі витрати палива на виробництво електроенергії. Для стимулювання вирівнювання графіка звичайно застосовують диференційовані за зонами доби тарифи на електричну енергію.

Ще одним розповсюдженим методом вирівнювання графіка є так зване диференційоване відключення частини електричного навантаження споживачів. Наприклад, у США практикується відключення другорядних потужностей споживачів у літній період, коли система не справляється із забезпеченням споживання енергії величезною кількістю кондиціонерів (як варіант це може бути частина кондиціонерів). Воно здійснюється на умовах пільгових тарифів на енергоспоживання.