Гидроэнергетика и комплексное использование водных ресурсов - Основные экономические характеристики гидроэлектростанций

4 Экономическая основа гидроэнергетического строительства
Основные экономические характеристики гидроэлектростанций
Удельные капиталовложения в гидротехническое строительство. Показатель удельных капиталовложений применяется в отечественной и зарубежной практике для экономической характеристики промышленных предприятий в различных отраслях. В гидроэнергетике наибольшее распространение получили две характеристики: удельные капиталовложения на 1 кВт установленной мощности и удельные капиталовложения на 1 кВт-ч среднемноголетней выработки. Поскольку значительная часть гидроэлектростанций предназначается для работы в пиковой части графика нагрузок, т. е. с малым числом часов использования установленной мощности, удельные капиталовложения на 1 кВт-ч могут дать искаженное представление о ГЭС; поэтому необходимо при сопоставлениях обращать внимание на оба вида показателей.
В табл. 4-21 приводятся для примера удельные капиталовложения но некоторым крупным гидроэлектростанциям. В данной таблице и везде далее стоимостные показатели приведены в ценах 1955 г.
Из таблицы видно, как влияет на удельные показатели число часов использования установленной мощности ГЭС.

Таблица 4-21
Удельные капиталовложения по ряду крупных гидроэлектростанций

Более сложным является определение показателен удельных капиталовложений для гидроэнергетики в целом за какой-либо период (год).
Эта сложность проистекает из-за того, что в рассматриваемом периоде (годе) может иметь место ввод мощности на гидроэлектростанциях, строительство и капитальные вложения по которым осуществлялись главным образом ранее. Могут быть также гидроэлектростанции, строительство и капиталовложения по которым осуществляются в значительной степени в рассматриваемый период, а ввод мощности осуществляется в последующий период.
Таблица 4-22
Обобщенные технико-экономические показатели гидроэлектростанций по пятилетним периодам

Поэтому неправильным является метод определения удельных капиталовложений в гидроэнергетику как частного от деления капиталовложений в данный период или год на вводимую в этот период или год мощность ГЭС, поскольку большая часть этих капиталовложений не имеет отношения к размеру вводимой в этот период мощности [Л. 22].
В связи с изложенным при определении удельных капиталовложений в гидроэнергетическое строительство за какой-либо период (год), обычно учитывают те ГЭС, по которым осуществлена за рассматриваемый период наибольшая доля вложений. При этом принимаются в расчет полная проектная мощность и полные капиталовложения, относимые на энергетику.
Гидроэнергетическое строительство, особенно в европейских районах страны и в Средней Азии, всегда было тесно связано с комплексным использованием водных ресурсов. Оно внесло большой вклад в создание глубоководной системы транспортных путей, в обеспечение развития ирригационного строительства и ряда других мероприятий.
Для того чтобы выявить отраслевую капиталоемкость гидроэнергетики и ее динамику, в табл. 4-22 приводятся удельные капиталовложения в гидроэнергетическое строительство по пятилетиям начиная с 1951 г.
Капиталовложения, относимые на энергетику, по 82 ГЭС составляют суммарно 6,74 млрд, руб., т. с. 81,3% сметной стоимости по разделу "А". Остальные 1,54 млрд. руб. (18,7%) электроэнергетика вложила по этой группе ГЭС за счет своих ассигнований в другие отрасли народного хозяйства.
В табл. 4-22 обращает внимание высокая экономичность гидроэлектростанций азиатской части СССР. Наряду с этим следует отметить, что необходимость гидроэнергостроительства в европейской части СССР вызвана рядом обстоятельств (в том числе напряженностью топливного баланса) и особенно потребностью в пиковых мощностях.
При общей тенденции к перемещению промышленности в восточные районы страны для гидроэнергетики характерно строительство значительного числа гидроэлектростанций и в европейской части. С этим связано замедление снижения, а в некоторые периоды и повышение средних удельных капиталовложений по гидроэлектростанциям страны. В этом же направлении воздействует и увеличение объема гидростроительства в отдаленных северных и северо-восточных районах страны (Вилюйская, Усть-Хантайская ГЭС).
Необходимо иметь в виду, что удельные капиталовложения являются одним из многих экономических показателей, характеризующих отдельные гидроэлектростанции и гидроэнергетическое строительство. По одному этому показателю невозможно иметь суждение об эффективности гидроэлектростанций.
Следует одновременно рассматривать экономию издержек на гидроэлектростанции и такие комплексные показатели, как срок окупаемости или расчетные затраты.

Таблица 4-23
Структура затрат на производство электроэнергии  (%)

Себестоимость электроэнергии.

В основных фондах гидроэлектростанций преобладают долговременно эксплуатируемые сооружения: массивные здания, земляные, бетонные и железобетонные конструкции, что обусловливает низкий процент амортизационных отчислений. Затраты труда на эксплуатацию гидроэлектростанций связаны в основном лишь с ремонтом и наблюдением за работой машин и сооружений. Все это определяет низкую величину себестоимости электроэнергии на ГЭС, особенности структуры которой отображены в табл. 4-23.
Из-за отсутствия топливной составляющей, меньшего удельного веса зарплаты и более низкого процента амортизационных отчислении (что связано со структурой основных фондов) себестоимость электроэнергии на ГЭС существенно ниже себестоимости электроэнергии на тепловых электростанциях.
Сопоставление фактической себестоимости электроэнергии на районных тепловых и гидравлических электростанциях по отчетным данным приведено в табл. 4-24.
Таблица 4-24
Себестоимость электроэнергии на районных электростанциях (коп/кВт-ч)

• 1967 г. характеризуется как маловодный: выработка энергии лишь 88,6 млрд, кВт.

Средняя производственная себестоимость электроэнергии ГЭС за последнее десятилетне имела неуклонную тенденцию к снижению.

 
Следует отметить, что прибыль, обеспечиваемая гидроэнергостроительством. могла бы быть значительно большей, если бы не имело место неоправданное снижение темпов гидроэнергостроительства в период 1956—1970 гг. Так, по оценке Временной научно-технической комиссии Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике и АН СССР за этот период народное хозяйство страны недополучило более 2 млрд. руб. прибыли из-за сдерживания финансирования строящихся ГЭС.
Представляет интерес ориентировочная оценка рентабельности действующих гидроэнергетических фондов.
Основные производственные фонды электроэнергетики в 1967 г. составили 23,8 млрд. руб. и распределялись следующим образом [Л. 23]: на ГЭС — 21,6%; на ТЭС —44,5%, на прочие — 33,9%.
При определении рентабельности к основным фондам и оборотным средствам ГЭС следует добавить 20% от «прочих» фондов и оборотных средств, которые включают ЛЭП, подстанции и другие элементы сооружений, участвующие в доведении электроэнергии ГЭС до потребителей.
Подсчитанная таким образом рентабельность гидроэнергетики в 1967 г. как отношение прибыли в размере 0,68 млрд. руб. к основным фондам и оборотным средствам в размере 6,8 млрд. руб. равна 10%.

Рис. 4-8. Прибыль и капиталовложения в гидроэнергетику.
1 — прибыль, обеспечиваемая гидроэнергией; 2 — капиталовложения в гидроэнергетику.

Это существенно выше средней рентабельности отрасли электроэнергетики, подсчитанной в [Л. 23] в размере 7,2%. Приведенные материалы свидетельствуют о высокой рентабельности ГЭС как социалистических хозрасчетных предприятий.
В энерго-экономической эффективности гидроэлектростанций существенную долю составляет топливный эффект гидроэлектростанций. Экономия затрат на топливо составляет от 15 до 70% общей экономии затрат, получаемой при вводе ГЭС в энергосистему вместо альтернативной тепловой электростанции, и зависит от числа часов использования установленной мощности ГЭС, структуры мощностей энергосистемы и техникоэкономических характеристик топлива, вытесняемого с помощью гидроэлектроэнергии [Л. 1].
Гидроэлектростанции позволяют смягчить напряженность топливного баланса многих районов страны.
Для ряда районов, в частности республик Закавказья (особенно Грузинской и Армянской), гидроэлектростанции стали основной энергетической базой для развития экономики. Отказ от гидроэнергостроительства практически лишил бы их условий для развития.
Экономия условного топлива от ввода ГЭС по СССР на основных расчетных уровнях составила (млн. т условного топлива): в 1940 г. —3,22; в 1950 г. —7,25; в 1960 г. —23,3; в 1965 г.— 32,6. Выработка электроэнергии гидроэлектростанциями в 1969 г., составившая 115,2 млрд, κвτ-ч, при удельной экономии топлива примерно 0,4 кг у-т/кВт-ч обеспечила экономию около 45 млн. т-у·т. Всего за весь послевоенный период гидроэлектростанции страны, выработав свыше 1 000 млрд. κвτ·ч, сэкономили около 450 млн. т-у-т.
Экономия трудовых затрат, обеспечиваемая гидроэнергостроительством. Вследствие преобладания основных слабо изнашивающихся фондов, высокой степени автоматизации и отсутствия затрат труда на получение энергоресурсов в период эксплуатации гидроэлектростанции характеризуются более высокой производительностью труда по сравнению с тепловыми электростанциями.
Численность людей, занятых на эксплуатации электростанций, определяется величиной штатного коэффициента, т. е. количеством промышленно-производственного персонала, приходящегося на 1 Мвт установленной мощности.
Значение штатного коэффициента для отдельных ГЭС, разных по мощности и количеству агрегатов, приведены в табл. 4-25.
На рис. 4-9 показана динамика штатных коэффициентов на ГЭС и ТЭС.
Приведенные данные свидетельствуют о значительной экономии в численности, обеспечиваемой гидроэлектростанциями в процессе эксплуатации.

Таблица 4-25
Штатный коэффициент на некоторых гидроэлектростанциях в 1968 г.

В то же время из-за большей капиталоемкости в период строительства гидроэлектростанции требуют повышенных затрат трудовых ресурсов по сравнению с заменяемыми тепловыми электростанциями и топливными базами.
На рис. 4-10 сопоставляются количества работающих, занятых на строительстве и эксплуатации ГЭС и занятых на строительстве и эксплуатации заменяемых тепловых электростанций. Работающие на эксплуатации приняты с учетом ремонтников, работающих в централизованных организациях.
В целом на строительстве н эксплуатации заменяемых тепловых электростанций к концу рассматриваемого периода было бы занято на 240 тыс. больше работающих, чем на гидроэлектростанциях.

Общие трудозатраты по варианту ГЭС за период 1951 — 1968 гг. составили примерно 650 млн. чел-дней. Трудозатраты по варианту заменяемых тепловых электростанций за тот же период составили 1300 млн. чел-дней.
Рис. 4-9. Штатные коэффициенты тепловых и гидравлических электростанций СССР.

Суммарная экономия трудозатрат благодаря осуществленной программе гидроэнергостроительства составила 650 млн. чел-дней, а в целом осуществление этой программы потребовало трудозатрат в два раза меньше, чем потребовалось бы их в заменяемом теплоэнергетическом варианте (рис. 4-11).
Рис. 4-10. Сопоставление количества работающих, занятых на строительстве и эксплуатации гидроэлектростанций и на заменяемых тепловых электростанциях (с учетом топливной базы).
1 на строительстве ГЭС; 2 — на эксплуатации ГЭС; 3 — суммарно на строительстве и эксплуатации ГЭС; 4 — на строительстве заменяемых тепловых электростанций; 5 — на эксплуатации заменяемых тепловых электростанций; 6 — суммарно на строительстве и эксплуатации заменяемых тепловых электростанций.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что гидроэнергостроительство обеспечивает большую экономию трудозатрат в народном хозяйстве.
При выработке электроэнергии на ГЭС за период 1951 — 1968 гг., равной 935 млрд, κвτ-ч, удельная экономия трудовых затрат (с учетом ведущегося нового строительства) составила 0,7 чел-дней на тыс. кВт·ч.
Комплексное назначение гидроэнергостроительства. Гидроэнергетическое строительство в СССР с первых шагов носило комплексный характер (см. гл. 1 и 3).
Крупное гидротехническое строительство явилось по существу первым звеном в реализации больших ирригационных проблем.
Способствующая роль гидроэнергетического строительства в развитии орошения осуществлялась в ряде направлений.
Во-первых, многие гидроузлы решают проблему головного питания для орошения площадей (Фархадский, Мннгечаурский, Варваринский, Каховский и др.).
Во-вторых, при строительстве гидроэлектростанций создаются водохранилища больших емкостей. Режим их подчиняется в первую очередь интересам ирригации (Мингечаурский, Курскский, Токтогульский и другие гидроузлы).
В-третьих, подпоры, создаваемые гидроузлами, облегчают вывод воды для орошения земель высоких ярусов (Нарын-Сырдарвинский, Вахшский, Куринский каскады гидроэлектростанций).

Рис. 4-11. Сопоставление трудозатрат на строительстве и эксплуатации гидроэлектростанций и заменяемых тепловых электростанций (с учетом топливной базы) нарастающим итогом.

1. — на строительстве ГЭС;
2. — на эксплуатации ГЭС;
3. —суммарно на строительство и эксплуатации ГЭС; 4 — на строительстве заменяемых тепловых электростанций; 5 — на эксплуатации заменяемых тепловых электростанций; 6 — суммарно на строительстве и эксплуатации заменяемых тепловых электростанций.

Существен также вклад гидроэнергетического строительства в развитие транспорта на внутренних водоемах. В современных условиях на Волге вместо ступенчатых глубин 1,6—2,0—2,5 м и отсутствия регулярного судоходства выше Рыбинска установлена глубина 3,65 м на всем транзитном пути от Калинина до Астрахани. На Днепре создан каскад гидроэлектростанций и вместе с тем глубоководный путь с транзитными глубинами 3,2 м.
Улучшение путевых условий создало предпосылки для коренного технического перевооружения речного флота и портового хозяйства, а также привело к значительному сокращению объема землечерпательных работ.
Водохранилища ряда гидроэлектростанций рассчитаны на регулирование паводочных расходов для защиты нижележащей части речной долины от наводнений (Мингечаурский, Зейский и другие гидроузлы).

Таблица 4-26
Распределение затрат между участниками водохозяйственного комплекса для ряда гидроузлов на р. Колумбия в США (млн. долл.)

Важным обстоятельством является и то, что создаваемые при сооружении ГЭС производственные базы, жилой фонд, дороги, мосты и т. д. после завершения строительства широко используются для нужд народного хозяйства прилегающих районов.
Несмотря на это финансирование строительства комплексных гидроузлов по-прежнему осуществляется, за малым исключением  из средств, выделенных на энергетику.
Финансирование комплексного гидроэнергостроительства по линии энергетики мотивируется обычно ведомственной принадлежностью строительного титула и тем обстоятельством, что энергетика в большинстве случаев получает преимущественный и наиболее быстрый эффект от водохозяйственного комплекса.
Отнесение всех затрат на энергетику искусственно увеличивает стоимость фондов и энергии и до сих пор искажает рентабельность в процессе эксплуатации таких гидроузлов, как Цимлянский, Мингечаурский, Каховский, Кайраккумский и многие другие [Л. 43].
По гидроузлам Волги и Камы комплексное значение признавалось при утверждении проектов к строительству, но не нашло отражения в распределении затрат. Так, например, для Куйбышевского гидроузла было доказано, что около 29% затрат должно быть отнесено на создание крупных городов, на строительные предприятия и карьеры, на железнодорожные переходы Сызрань-Кинель, автодорожный переход и другие неэнергетические мероприятия. Далее было доказано, что гидроузел дает значительный воднотранспортный эффект для транспортной реконструкции Волги и Камы. Это оправдывало отнесение на транспорт свыше 14% затрат. Наконец, в проекте было показано большое значение водохранилища для будущего развития орошения.

 
Благодаря экономической неравноценности затрат разных лет, они приводятся по определенным правилам [Л. 13, 26] к какому-либо одному базисному году. В качестве базисного года может приниматься любой год. Опыт расчетов показал, что наиболее удобно в качестве базисного принять год ввода в эксплуатацию объектов или год выхода всех объектов на полную проектную мощность.
Оптимальным является вариант, характеризующийся минимальными приведенными расчетными затратами.
Нормативный коэффициент эффективности дополнительных вложений и норма учета фактора времени. Норма эффективности дополнительных капитальных вложений Ен и норма учета фактора времени Р имеют весьма существенное значение в гидроэнергетическом строительстве. При занижении коэффициентов Ен и Р будут выбираться дорогие малоэффективные варианты с длительными сроками строительства и будут внедряться излишне капиталоемкие мероприятия. При завышении же этих коэффициентов будет зачастую необоснованно задерживаться использование гидроэнергетических ресурсов.
В табл. 4-27 показано, как изменяется оценка эффективности ряда ГЭС при различных значениях нормативных коэффициентов.
Из табл. 4-27 видно, что при отступлении от финансирования строительства, предусмотренного в утвержденных проектах, утрачивается эффективность.
Расчеты показывают, что при нормативных коэффициентах эффективности и приведения разновременных затрат, равных 15%, ни одна из рассмотренных гидроэлектростанций не эффективна. При принятии обоих коэффициентов на уровне 12% оказываются неэффективными также большинство ГЭС, в том числе Братская и Красноярская. При снижении нормативов до 10% ряд гидроузлов, в том числе Братский гидроузел, будут находиться лишь на грани эффективности.
Более благоприятные результаты для гидроэнергетики имеют место при принятии нормы учета фактора времени более низкой, чем нормативного коэффициента эффективности.
Очевидно, что в условиях СССР для объектов гидроэнергетического и гидротехнического строительства, которые имеют длительные сроки службы и незначительный моральный износ и обеспечивают большой комплексный эффект для ирригации, водоснабжения, водного транспорта и других отраслей, нормативная эффективность капитальных вложений должна находиться на уровне не более 10%, а норматив приведения разновременных затрат на уровне 5%.

Таблица 4-27
Влияние нормативных коэффициентов эффективности и приведения на оценку эффективности ряда гидроузлов

По Братскому и Кременчугскому гидроузлам фактическое финансирование соответствовало оптимальному.
Возможность отклонения от нормативов, устанавливаемых в целом по народному хозяйству, допускается также и в типовой методике определения экономической эффективности капитальных вложений [Л. 34].
Принятие норматива приведения разновременных затрат вдвое меньшим норматива эффективности капиталовложений обосновывается рядом соображений.
Во-первых, капиталовложения в любую отрасль народного хозяйства не могут с первого года их выделения приносить нормативный эффект, ибо в какую бы отрасль ни направить капиталовложения, всегда будет иметь место некоторый период строительства и освоения проектной мощности объекта.
Во-вторых, неправомерно считать, что весь прибавочный продукт направляется только на развитие производства. По действующим принципам хозяйствования все предприятия оставляют у себя часть прибавочного продукта для образования трех непроизводственных фондов: поощрения, культурно-бытового и жилищного. Чем больше прибавочный продукт, создаваемый обществом, тем абсолютно выше непроизводственные расходы. Нельзя рассматривать непроизводственные расходы общества как заданные и не зависящие от темпов накопления.
На производственные капиталовложения направляется только 35—45% ежегодно создаваемого прибавочного продукта. Прибавочный продукт создается, как известно, только в производственной сфере. Таким образом, нельзя рассматривать экономию капиталовложений в один год в каком-то варианте, по сравнению с другим вариантом, как лавинообразный процесс возрастания прибавочного продукта [Л. 3, 11, 13, 37, 39].
Отмстим также, что предлагаемое отдельными специалистами [Л. 4] принятие за величину нормативного коэффициента эффективности среднего отношения создаваемого ежегодно в народном хозяйстве прибавочного продукта (понимаемого как сумма прибыли и налога с оборота) к стоимостной оценке действующих производственных фондов является неправильным. Нормативная величина коэффициента эффективности должна быть несомненно ниже среднестатистической эффективности [Л. 11, 26]. Объясняется это тем, что сэкономленные в каком-либо варианте капиталовложения, если уже составлен оптимальный народнохозяйственный план на какой-то период, могут быть направлены на строительство новых объектов, имеющих эффективность меньшую, чем средняя эффективность планируемых объектов. Если сэкономленные капиталовложения могут обеспечить более высокую или такую же эффективность, что и планируемые объекты, то это значит, что неправильно был составлен первоначальный план. Поэтому неправомерно предъявлять к сэкономленным капиталовложениям требование средней эффективности.
Таблица 4-28
Сопоставление некоторых технико-экономических характеристик крупных гидроузлов СССР и США

• В знаменателе — фактический срок строительства. ·· В знаменателе — предположительный срок строительства.

Изучение зарубежного опыта технико-экономических обоснований показывает, что фактическая величина процента на капитал колеблется от 2,5 до 8%; это соответствует реальному колебанию процентной ставки в различных странах, в различные периоды для различных форм собственности и способов помещения капитала.
Представляет интерес сопоставление технико-экономических характеристик советских и американских ГЭС.
В табл. 4-28 приводится такое сопоставление по крупным объектам гидроэнергостроительства обеих стран.
Таблица отчетливо демонстрирует, что ГЭС СССР не уступают по своей экономичности лучшим ГЭС США.
Принятая Госпланом СССР, Госстроем СССР и Академией наук СССР «Типовая методика определения экономической эффективности капитальных вложений» [Л. 34] устанавливает для народного хозяйства в целом нормативный коэффициент эффективности в размере 12%, а норму учета фактора времени в размере 8%.
При необходимости, как указывается в методике, по соображениям стимулирования технического прогресса, учета неодинаковых уровней заработной платы, различий уровня цен, долговременности строительных программ и районов размещения, в отраслевых инструкциях допускаются отклонения от установленного нормативного коэффициента эффективности.