Экономика ядерной энергетики в странах ОЭСРЭкономика ядерной энергетики в
странах ОЭСР
Филипп Савелли (Агенство по ядерной энергии ОЭСР)
Ядерное общество № 5-6 /декабрь/2000
Вступление
Экономическая конкурентоспособность технологии генерирования
электроэнергии является ключевым фактором для тех, кто принимает решения, а
также краеугольным камнем ее успешного развития. Проводимая ОЭСР работа по
анализу и сравнению затрат на производство электроэнергии имеет целью снабдить
страны - члены ОЭСР объективными, современными методами и данными, которые могли
бы послужить основой для детальных и специализированных оценок в национальном
масштабе.
Эволюция политического "ландшафта" изменяет рамки и критерии
экономических сравнений в энергетическом секторе, создавая новые проблемы и
возможности для различных технологий энергопроизводства, включая ядерную
энергетику. Интеграция целей устойчивого развития в политику и экономическое
дерегулирование в энергетическом секторе является особенностью нынешнего
времени.
В докладе рассматриваются прямые и внешние затраты на генерирование
электроэнергии, конкурентоспособность ядерной энергетики в сравнении с
альтернативными источниками электроэнергии и роль политики в регулировании цен с
учетом целей устойчивого развития. Данные, представленные в докладе, взяты из
исследований, выполненных ОЭСР в рамках сотрудничества с Агентством по ядерной
энергии и МАГАТЭ.
Положение на текущий момент
В 1999 году атомные электростанции произвели почти четверть (24 процента)
электроэнергии, потребленной странами ОЭСР, а в девяти странах ядерная доля в
производстве превысила 30 процентов. В большинстве стран ОЭСР, имеющих ядерные
энергоблоки, атомная энергетика конкурентоспособна. При адекватном режиме
эксплуатации ядерные энергоблоки производят электроэнергию с очень низкими
краткосрочными предельными затратами, так как около 60 процентов общей стоимости
ядерного генерирования "забирает" амортизация капитальных вложений.
Разгосударствление рынка усиливает конкуренцию, ликвидирует монополии и,
в конечном итоге, ведет к снижению цен на электроэнергию. Некоторые атомные
электростанции могут столкнуться с трудностями при удовлетворении потребностей
рынка по причине изношенности и недостаточно высоких эксплуатационных
параметров. Досрочный вывод из эксплуатации уже имел место в тех случаях, когда
предельные затраты ядерных энергоблоков не выдерживали конкуренции или когда
затраты на переоборудование и модернизацию были слишком высоки. Экономические
преимущества ядерных блоков продемонстрированы на дерегулированном рынке
электроэнергии в Великобритании и Соединенных Штатах, ядерная энергия является
наиболее дешевой из имеющихся опций при базовом режиме эксплуатации.
Опыт таких стран, как Германия и Соединенные Штаты, показывает, что
эксплуатационные и ремонтные (ЭР) затраты атомной электростанции могут быть
значительно снижены по мере повышения эффективности работы и технологического
прогресса. Совершенствование менеджмента и опыт привели к повышению коэффициента
использования мощности ядерных энергоблоков и, следовательно, к более высоким
экономическим показателям. Основным фактором, влияющим на ЭР-затраты, является
регулирование в сфере безопасности. Стабильное регулирование как результат
индустриальной и коммерческой зрелости ядерной промышленности поможет сократить
ЭР-затраты в будущем.
Затраты на топливный цикл для атомных электростанций значительно
снизились благодаря техническому прогрессу и более низким ценам на уран и
услуги. Согласно проведенному Агентством по ядерной энергии исследованию
экономики топливного цикла, опубликованному в 1994 году (табл. 1), затраты на
топливный цикл для среднего времени жизни станций снизились почти на 40
процентов за последние 10-15 лет. Значительное снижение цен на уран и услуги по
обогащению, а также низкие цены для завершающей части топливного цикла дали
около 80 процентов этого сокращения, а повышение эффективности работы реакторов
и топлива - остальные 20.
Таблица 1
Прогноз усредненных затрат на генерирование электроэнергии (10-3 долл./кВт*ч)
СтранаУчетная ставка 5%Учетная ставка 10%
УгольГазЯЭУгольГазЯЭ
Канада29,230,024,737,033,039,6
Филяндия31,835,937,339,141,155,9
Франция46,447,432,259,553,349,2
Япония55,879,157,576,184,479,6
Корея34,442,530,745,047,048,3
Испания42,247,941,054,754,463,8
Турция39,830,732,848,733,951,8
США25,027,133,334,727,446,2
Россия46,335,426,955,339,046,5
Большая часть действующих ядерных энергоблоков эксплуатируется менее 20
лет, и хотя они, как правило, имеют лицензии на ограниченное время эксплуатации,
теперь срок их жизни будет продлен до 40 и более лет. Например, в Соединенных
Штатах несколько блоков получили лицензии на продление срока эксплуатации до 60
лет. Продление срока жизни ядерных энергоблоков, часто сопровождающееся
повышением их мощности, привлекательно для многих стран ОЭСР. Затраты на
переоборудование рассматриваются как значительные капиталовложения, однако
размер инвестиций на производственную мощность обычно гораздо ниже, чем для
альтернативных источников энергоснабжения.
Прогноз затрат на генерирование электроэнергии
Новые ядерные блоки, введенные в строй в 2005-2010 годах, смогут серьезно
конкурировать с передовыми угольными или газовыми электростанциями.
Возобновляемые источники (кроме гидроэнергетики), как правило, не
рассматриваются в качестве вариантов для базовой эксплуатации и не являются
конкурентоспособными по отношению к классической тепловой энергетике.
В исследованиях ОЭСР принята общая методология оценки производственных
затрат для различных типов электростанций, использующих разные энергоисточники и
технологии. Метод расчета с использованием усредненного времени жизни и
общепринятые допущения обеспечивают гармоничную систему. Данные по затратам
предоставляются экспертами стран - членов ОЭСР и некоторых не входящих в нее
государств, участвующих в исследованиях под эгидой МАГАТЭ (например,
специалистами России).
Прогнозируемые затраты на генерирование электроэнергии, представленные в
докладе, включают все компоненты затрат, которые несет энергетическая компания
(в том числе инвестиции в строительство станции, переоборудование и вывод из
эксплуатации, эксплуатацию, обслуживание и топливо) и которые влияют на выбор
опции при производстве. Сюда включаются затраты, понесенные энергокомпанией на
реализацию мероприятий по охране окружающей среды, то есть внедрение технологий
контроля загрязнений и "эмиссионные разрешения". С другой стороны, затраты,
которые компания не несет, например,социальные, связанные с влиянием остаточных
эмиссий на здоровье населения и окружающую среду, не учитываются.
Усредненные затраты рассчитываются для двух учетных ставок: 5 и 10
процентов годовых. Это - диапазон, используемый производителями электроэнергии в
большинстве стран мира. В исследовании нашего Агентства, выполненном в 1998
году, при расчете затрат время коммерческой жизни станций принимается равным 40
годам, а коэффициент нагрузки - 75 процентов. Это умеренные цифры для угольных
или ядерных энергоблоков, так как некоторые передовые электростанции уже
достигли более высоких параметров, и конструкторы и операторы ожидают новых
усовершенствований. Многие электростанции имеют коэффициент готовности,
превышающий 80 процентов. Сроки работы угольных и атомных электростанций, по
всей вероятности, тоже будут продлены.
Цена на топливо и затраты на него в год пуска, а также степень их роста
за время существования станций предоставляются каждой страной отдельно. Для этих
параметров в исследованиях ОЭСР не используются усредненные величины.
Представленные в исследовании 5 998 года затраты (таблица 2) выражены в
долларах США на 1 июля 1996 года. В среднем прогнозируемые усредненные затраты
на генерирование электроэнергии для угольных электростанций составляют около
38*10-3 $/кВт*ч при пятипроцентной реальной годовой учетной ставке и около
48*10-3 $/кВт*ч при десятипроцентной. Для газовых электростанций средние
прогнозируемые затраты на генерирование энергии составляют 40*10-3 $/кВт*ч и
44*10-3 $/кBт*ч при пяти- и десятипроцентной учетной ставке соответственно.
Средняя стоимость генерирования электроэнергии на атомной станции равна 34*10-3
$/кВт*ч и 51*10-3 $/кВт*ч при пяти- и десятипроцентной учетной ставке.
Таблица 2
Соотношения затрат на генерирование электроэнергии
СтранаЯЭ/угольЯЭ/газ
Учетная ставка 5%Учетная ставка 10%Учетная ставка 5%Учетная ставка10%
Канада0,841,071,821,20
Филяндия1,171,431,041,36
Франция0,690,830,680,92
Япония1,031,040,730,94
Корея0,891,070,721,03
Испания0,971,170,861,17
Турция0,821,061,071,53
США1,041,191,291,57
Россия0,580,840,761,19
Конкурентоспособная позиция ядерной энергии демонстрируется соотношением
затрат в странах, предоставивших информацию по угольным, газовым и атомным
электростанциям. Из-за неопределенностей относительно элементов прогнозируемых
затрат и концептуального характера международных исследований, основанных на
усредненных допущениях, соотношения затрат, близкие к единице, имеют
незначительную ценность. Тем не менее различия более чем на 10 процентов можно
рассматривать как указание на относительную конкурентоспособность различных
альтернатив в каждой стране. Среди стран, предоставивших данные для трех
вышеназванных опций, ядерная энергетика является самой дешевой с запасом как
минимум в 10 процентов, в трех странах - при пятипроцентной учетной ставке и не
является таковой ни в одной из стран при ставке в 10 процентов.
Ядерная энергетика остается конкурентоспособной в странах, где ядерные
программы основаны на сериях стандартизованных блоков и цены на органические
виды топлива, согласно прогнозам, останутся высокими. Тем не менее даже в этих
странах запас конкурентоспособности ядерной энергетики имеет тенденцию к
сокращению из-за низких цен на органическое топливо на международном рынке и
технологического прогресса, ведущего к улучшению работы станций на традиционном
топливе, особенно газовых турбин комбинированного цикла.
Структура затрат и конкурентоспособность
Структура затрат для альтернативных опций генерирования электроэнергии
оказывает существенное влияние на относительную конкурентоспособность. Экономика
новых ядерных блоков определяется их капитальными затратами, особенно в
дерегулированном рыночном окружении, в котором инвесторы предпочитают избегать
финансового риска и стремятся к высоким учетным ставкам. При десятипроцентной
учетной ставке полные капитальные затраты для ядерных энергоблоков, включая
строительство, крупное переоборудование и вывод из эксплуатации, составляют
более 60 процентов затрат на генерирование энергии, в то время как для газовой
станции - только около 25.
Имеющая высокую капиталоемкость структура затрат в ядерной энергетике
тормозит ее конкурентоспособность, особенно при высокой учетной ставке, и
требует долгого времени для возврата инвестированного капитала, что может не
соответствовать кратковременным целям и финансовым возможностям частных
производителей. С другой стороны, это дает меньшую чувствительность полной
стоимости ядерного производства к росту цен на топливо, что приводит к его
стабильности в долгосрочной перспективе, в то время как чувствительность
произведенных затрат газовых станций к растущим ценам на газ может вызывать
обеспокоенность в плане долгосрочной перспективы.
Конструкторы и промышленность определили способы сокращения капитальных
затрат для атомных электростанций и даже внедрили некоторые из них. При
имеющейся технологии и эволюционных реакторах можно получить снижение
капитальных затрат до 20 процентов путем упрощения проектов, стандартизации и
копирования, модульного изготовления в широком масштабе и более эффективного
управления проектами. Меры по сокращению строительства сильно влияют на общие
капитальные затраты, особенно при высоких учетных ставках, потому что ставка во
время строительства может достигать 25 процентов и выше от полного среднего
объема инвестиций. Модульное производство, которое позволяет изготовлять и
монтировать блоки фабричным способом, а не на площадке, является эффективным
способом снижения времени строительства и, следовательно, процентной ставки в
период строительства.
Примеры Канады, Франции и Кореи иллюстрируют экономию в общих затратах,
достигаемую за счет увеличения размеров реакторов, стандартизации,заказов на
несколько блоков и их монтаж на одной и той же площадке. В Канаде удельные общие
затраты на АЭС "Candu"-9 (два блока мощностью 900 МВт(э)) оценивались в 75
процентов от удельных общих затрат на кВт(э) для одного реактора "Candu"-6
мощностью 600 МВт(э). Во Франции общие удельные капитальные затраты для
двухблочной станции с реакторами PWR мощностью 1350 МВт(э) на 25 процентов ниже,
чем для станции с единственным реактором PWR мощностью 1000 МВт(э).
Во Франции эффект от серийных заказов оценивается как значительный.
Затраты на серийные блоки находятся в диапазоне 70- 90 процентов от затрат на
"штучный" блок в зависимости от степени инноваций в новом проекте и выигрыша в
производительности, которые могут снизить капитальные затраты еще на 10
процентов. Опыт Кореи подтверждает тенденции со снижением капитальных затрат на
15 процентов для четвертых и пятых по счету блоков по сравнению с первыми
блоками стандартных корейских атомных электростанций.
Факторы, влияющие на конкурентоспособность ЯЭ
Кроме прямых средних затрат на генерирование энергии есть внешние затраты
и доходы в области энергопроизводства, которые не имеют отношения к
производителям или потребителям. Их следует принимать во внимание, чтобы
получить правильные цены и позволить рыночному механизму работать оптимально.
Затраты и доходы общества, которые обычно не включаются в прямые затраты на
производство электроэнергии, состоят из макроэкономических влияний (создание
рабочих мест, стабильность цен и баланс выплат), стратегических факторов
(безопасность и диверсификация снабжения), обращения с ресурсами и устойчивости
экономики, а также влияния остаточных эмиссий на здоровье людей и окружающую
среду.
Внешние экологические факторы имеют большое значение, так как растущая
информированность общества о глобальных влияниях на экологию и принятие
концепции устойчивого развития заставили аналитиков и лиц, принимающих решения,
стремиться к прямому или косвенному включению этих параметров в процесс
сравнительной оценки.
Для ядерной энергетики не существует сколько-нибудь значительных внешних
затрат, связанных с остаточной радиоактивной эмиссией при нормальной
эксплуатации. Для передовых станций на органическом топливе, снабженных
технологиями контроля загрязнений, внешние затраты, связанные с эмиссией в
атмосферу, также низки, за исключением затрат, связанных с опасностью глобальных
изменений климата в результате эмиссии парниковых газов.
Внешние затраты, связанные с эмиссией парниковых газов, трудно оценить, и
принимаемые для них значения могут очень сильно варьироваться от страны к
стране, в зависимости от политики и приоритетов каждого отдельного
правительства. Тем не менее тот факт, что стоимость угля в 100 $/тонну или выше
сделала бы ядерную энергетику наиболее дешевой опцией во всех рассмотренных в
исследовании ОЭСР странах, кроме одной, при прочих неизменных условиях немногого
стоит.
Отходы от производства электроэнергии представляют собой проблему в
основном для угольных и ядерных электростанций. Затраты, связанные с обращением
и захоронением этих отходов, частично компенсируются (полностью - в случае
радиоактивных отходов) в приведенных оценках. Тем не менее объемы отходов от
угольных электростанций велики и, хотя содержат опасные для здоровья тяжелые
металлы и радиоактивные элементы, хранятся на поверхности земли и, как правило,
не изолируются от биосферы. С другой стороны, радиоактивные отходы, возникающие
при ядерном генерировании электроэнергии, имеют довольно малый объем и могут
храниться в специальных хранилищах, обеспечивающих полную защиту людей и
окружающей среды.
Потенциальная опасность аварий со значительным риском для населения и
окружающей среды за пределами промплощадки признается и через страховые премии
частично отражается в объеме затрат для всех энергетических систем. Имеющиеся
данные позволяют предполагать, что риск для здоровья людей в результате крупных
аварий в ядерном, нефтяном или газовом цикле имеет один порядок величины и на
два порядка ниже в случае гидроэнергетической опции. Тем не менее сравнения
такого плана следует интерпретировать с большой осторожностью.
Внешние факторы, относящиеся к безопасности энергоснабжения, обсуждаются
в последнем отчете ОЭСР по прогнозу затрат на генерирование электроэнергии.
Эмпирические и аналитические исследования по оценке диверсифицированности и
безопасности энергетики сильно различаются по результатам и выводам в
зависимости от специфики каждой страны. Исследования, выполненные компанией
Scottish Nuclear в 1994 году, показали, что в Великобритании "портфель"
энергоисточников, включающий 30 процентов ядерного генерирования, повысил бы
затраты на энергопроизводство на 4 процента, однако сократил бы на одну треть
риск двадцатипроцентного роста этих затрат.
Заключение
Ядерная энергетика сегодня в редких случаях является наиболее дешевой
опцией (отчасти по причине низких цен на органическое топливо), однако, как
любая относительно новая технология, она, по всей вероятности, сможет улучшить
свои показатели и снизить затраты. Опыт, полученный во многих странах,
внедривших крупные ядерно-энергетические программы, показывает тенденцию к
снижению инвестиций и эксплуатационно-ремонтных затрат, а также затрат на
топливный цикл. Передовые проекты реакторов идут по пути упрощения систем, что
должно привести к значительному снижению объема инвестиций, а также дальнейшему
укреплению безопасности ядерных энергоблоков.
Тем не менее существуют значительные неопределенности в отношении роста
цен на топливо в средне- и долгосрочной перспективе, и рост цен на органическое
топливо значительно повышает затраты на производство электроэнергии с
использованием угля и газа. С другой стороны, затраты на ядерное топливо дают
всего около 20 процентов стоимости ядерного производства электроэнергии, и
резкий рост в области услуг на рынке урана и топливного цикла не окажет сильного
влияния на конкурентоспособность ядерной энергетики.
Выбор источников энергии и технологий, таким образом, должен различаться
в разных странах в зависимости от преобладающих учетных ставок и тарифов
заработной платы, а также ожидаемых цен на органическое топливо. В этом
контексте политические проблемы (безопасность снабжения) и
социально-экологические (общественная приемлемость и потенциальная опасность
глобального изменения климата), по всей вероятности, сыграют важную роль в
процессе принятия решений в электроэнергетическом секторе.
Запас конкурентоспособности ядерной энергетики по сравнению со станциями
на органическом топливе может стать более значительным, если внешние затраты,
включая эмиссионные, будут "интернализированы". В странах ОЭСР общей целью
являются "неискаженные цены на электроэнергию". Оговаривается, что "до
необходимой и выполнимой на практике степени экологические затраты от
производства и использования энергии должны быть отражены в ценах". Эти цели,
наряду с обязательствами, принятыми правительствами в соответствии с Киотским
протоколом, призывают к проведению политических мер по сокращению эмиссии
парниковых газов, которые повысили бы конкурентоспособность малоуглеродных
интенсивных источников производства электроэнергии - таких, как ядерная
энергетика и возобновляемые источники.
|
