Комплексная экономическая оценка выбора технологии энергоснабжения автономного нефтегазодобывающего месторождения
Автор: Салько М.Г., Милорадов А.Р.
Статья в выпуске: 3, 2024 года.
Бесплатный доступ
Актуальность исследования обусловлена ростом числа автономных нефтегазовых месторождений, находящихся далеко от центральных систем энергоснабжения. В настоящее время все большую популярность приобретают альтернативные источники энергии как ресурса обеспечения тепло-, электроэнергией удаленных нефтегазовых месторождений. Вместе с тем экономическая оценка сравнения различных вариантов энергоснабжения ограничена и не полной мере оценивает потенциал использования возобновляемых источников энергии. Целью настоящего исследования является разработка методического подхода к комплексной оценке экономического потенциала и обоснования выбора системы автономного энергоснабжения нефтегазовых месторождений. В статье приведена сравнительная характеристика различных видов источников энергии, их достоинства и недостатки. Авторами представлен алгоритм комплексной оценки, включающий этапы обоснованности выбора оптимального варианта энергоснабжения автономного месторождения. С целью повышения аргументированности выбора источника энергоресурсов авторами предложен комплекс показателей, учитывающий результаты макроэкономического анализа использования альтернативных источников энергии уровень инновационного развития технологий, степень влияния стейкхолдеров, природно-географические особенности размещения объекта энергоснабжения и др. Представлен фрагмент комплексной оценки вариантов энергоснабжения нефтегазового месторождения, размещенного в Арктической зоне.
Энергоснабжение, альтернативные источники энергии, автономное нефтегазодобывающее предприятие, комплексная оценка, интегральный показатель
Короткий адрес: https://sciup.org/148329400
IDR: 148329400 | DOI: 10.18101/2304-4446-2024-3-106-115
Текст научной статьи Комплексная экономическая оценка выбора технологии энергоснабжения автономного нефтегазодобывающего месторождения
Салько М. Г., Милорадов А. Р. Комплексная экономическая оценка выбора технологии энергоснабжения автономного нефтегазодобывающего месторождения // Вестник Бурятского государственного университета. Экономика и менеджмент. 2024. № 3. С. 106-115.
Нефтегазовая отрасль играет ключевую роль в экономике нашей страны по сей день. Основная часть российских запасов нефти и газа сосредоточена в районах Крайнего Севера со сложно организованной инфраструктурой. Так, в Арк- тике добывается около 80% природного газа и 60% нефти1. При освоении новых месторождений со значительной удаленностью от инфраструктурных объектов актуальным вопросом является энергоснабжение производственных объектов. Выбор и применение на практике оптимального метода энергоснабжения для конкретного месторождения являются залогом успешности проводимых на месте работ и стабильного функционирования производственного объекта в целом.
Разработка новых нефтегазовых месторождений в условиях значительной удаленности от транспортных магистралей и электрических сетей решается путем строительства электростанций для собственных нужд (ЭСН) непосредственно в районе месторождения [9].
Наибольшее распространение ЭСН для производственных объектов Арктического региона получили такие как [5; 8]:
-
- дизельные электростанции — наиболее распространенный тип автономных электростанций на нефтегазовых месторождениях;
-
- ветрогенераторы, которые становятся все более популярными на автономных электростанциях на месторождениях;
-
- гелиоэнергетика — еще один популярный вид автономных электростанций на нефтегазовых месторождениях;
-
- газотурбинные установки — используются за счет добываемых углеводородов.
Сравнительная характеристика наиболее популярных способов автономного энергоснабжения и альтернативных источников энергии предоставлена в таблице 1.
Таблица 1
Сравнительная характеристика вариантов энергообеспечения автономного месторождения за счет различных источников
Вид |
Достоинства |
Недостатки |
Гелиоэнергетика |
|
|
-
1 Инфографика о геологоразведке на нефть и газ / Lifejournal. Изображение: электронное // iv-g.lrvejournal.com = Карта геологоразведки: [сайт]. URL: https://iv- g.livejournal.com/ 1455064.html (дата обращения: 09.03.24). Текст: электронный.
Ветроэнергетика
-
- отсутствие выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду;
-
- неисчерпаемость природного ресурса;
-
- низкие эксплуатационные затраты по сравнению с традиционной энергетикой.
-
- зависимость от наличия и силы ветра;
-
- использование аккумуляторных батарей для накопления энергии в периоды безветрия, утилизация которых дорогостоящая;
-
- значительный уровень шума, при работе ветряков, которая приводит к изменению экосистемы фауны в регионе;
-
- технологическая ограниченность наращивания энергоэффективности установок;
-
- стоимость оборудования и соответственно электроэнергии намного выше, чем цена сетевого электричества;
-
- окупаемость оборудования с ростом его мощности значительно снижается. Наиболее производительные станции полностью не окупаются
Энергия морских волн и океанов
-
- отсутствие выбросов вредных веществ в окружающую среду;
-
- возможность прогнозирования получаемой энергии в долгосрочной перспективе;
-
- низкие эксплуатационные затраты технологических установок;
-
- длительный срок эксплуатации технологических установок
-
- цикличность работы и зависимость от силы волны;
-
- использование аккумуляторных батарей для накопления энергии в периоды штиля, утилизация которых дорогостоящая;
-
- низкий показатель энергоэффективности технологических установок;
-
- высокие первоначальные инвестиции
Гидроэнергетика малых рек
-
- использование на малых реках и ручьях с низким уровнем воды;
-
- низкие инвестиционные затраты на установку гравитационно-вихревых устройств;
-
- высокая энергоэффективность технологических установок по сравнению с традиционной гидроэнергетикой;
-
- отсутствие выбросов вредных веществ в окружающую среду;
-
- отсутствие необходимости затопления земель и нарушения экосистемы региона
-
- сложная конструкция технологических установок и дорогостоящее сервисное обслуживание;
-
- нарушение нереста рыб в реках и экосистемы флоры и фауны в месте размещения гравитационно-вихревых устройств
Водородная энергетика
-
- неисчерпаемость ресурсов для производства энергии (вода);
-
- возможность использования водорода на идентичных технологических установках, работающих на топливе;
-
- отсутствие токсичности;
-
- высокий уровень энергоэффективности по сравнению с другими топливными энергоресурсами
-
- наличие трудностей с хранением и транспортировкой водорода (особые требования к таре);
-
- взрывоопасность водорода;
-
- высокие инвестиционные затраты;
-
- - высокие эксплуатационные затраты на производство водорода
Биоэнергетика
-
- использование вторичных энергетических ресурсов;
-
- сокращение загрязнения окружающей среды за счет переработки биоотходов;
-
- низкая себестоимость получаемой энергии;
-
- значительная экономическая эффективность биоэнергетических установок по сравнению с другими технологиями ликвидации загрязнения окружающей среды биологическими отходами
-
- наличие выброса вредных веществ в окружающую среду за счет сжигания биогаза;
-
- зависимость места размещения установки от территории нахождения источников сырья (крупные животноводческие комплексы и т. п.);
-
- высокие первоначальные инвестиционные затраты
Энергетика вторичных ресурсов (газотурбинные, дизельные электростанции и т. п.)
-
- возможность совмещения выработки энергии за счет традиционных топливных источников энергии;
-
- сокращение выбросов вредных веществ в окружающую среду за счет их вторичной переработки;
-
- низкие инвестиционные и эксплуатационные затраты технологических установок вторичных ресурсов
-
- абсолютная зависимость первичных источников энергии, вырабатывающих избыточные газы и тепло;
-
- ограниченность использования вторичных ресурсов для вторичной переработки (не все отходы возможно сжигать);
-
- исчерпаемость вторичных ресурсов;
-
- выбросы СО2 в окружающую среду, при сжигании вторичных ресурсов;
-
- низкий уровень энергоэффективности, зависящий от первичных источников
-
Вместе с тем все большую популярность набирают инновационные проекты по автономному энергоснабжению производственных объектов нефтегазодобывающих комплексов [1; 2; 4].
Каждый вид энергоснабжения обладает различными достоинствами и недостатками и с целью обоснованного выбора требуется учесть ряд условий их использования. Например, принять к рассмотрению энергетику морских волн и океанов представляется возможным в случае близкого расположения нефтегазового месторождения к морю или океану. Высокие инвестиции и длительный пе- риод окупаемости будут зависеть от спроса и цен на конечный продукт (нефть и природный газ). Использование втори[чных энергоресурсов зависит от технологии добычи нефти и типа оборудовани[я, применяемого в производстве.
С целью обоснованности выбора системы автономного энергоснабжени[я нефтегазового месторождени[я авторами сформисрован алгоритм выбора источников электроэнергии с учетом условий их использования (рис. 1).
Каждый этап алгоритма обеспечивается методи[ческим инструментарием, позволяющим повысить на дежность и аргументированность принимаемых решений. Вместе с тем большинство измеряемых показателей является разноизмеримыми и разнонаправленными. Например, предп[рияти[я заинтересовано в росте природно-географи[ческой доступности различных энергоресурсов — увеличение показателя, а сокращение уровн[я выбросов вредных веществ в окружающую среду — снижение показателя [3].
С целью выравнивани[я различных оцениваемых критериев авторами предложено использование комплексного интегрального показателя. Для его расчета необходимо выполнить норми[рование значений полученных первичных данных по формуле [6]:
где: Zy — нормированное значение измеряемого показателя a t.;
aj — среднее значение показателя поj -тому периоду наблюдения;
a “ ax, a j™n — соответственно наибольшее, наименьшее значение измеряемого показателя.
Нормированные значени[я измеряются от 0 до 1. Полученные нормативные значени[я показателей переводятся в баллы по шкале от 0 до 5, где лучшем[у значению показателя присваивается 5 баллов, наихудшему — 0 баллов. Впоследствии значение баллов суммируется по отдельным э ' тапам (1-5) и подсчитывается итоговая сумма с целью получени[я интегральной оценки.
На 6-м этапе после получени[я интегральной оценки выполняется техникоэкономическое обоснование двух наиболее перспективных вариантов энерго-снабжени[я месторождени[я и выбирается лучший. На данном этапе производится расчет объема генерации тепло- и электроэнергии, чистый дисконтируемый доход по проекту, срок его окупаемости и внутренн[яя норма доходности [7; 8]. Выбирается тот вариант энергоснабжения, который получил лучшие значени[я по проекту.
1 -й этап. Определение потребности в электроэнергии |
|
|
|
3-й этап. Оценка инновационного развития технологий в отрасли ТЭК |
|
^^^^^^^^^^^^^”*V ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ч
|
|
4 7 7 |
|
6-й этап. Техникоэкономическое обоснование рзличных вариантов энергоснабжения |
|
|
|
г > 7-й этап. Выбор оптимального решения J |
|
Г 1 8-й этап Реализация проекта автономного энергоснабжения и текущий мониторинг L ' J |
|
Рис. 1. Алгоритм выбора оптимального варианта системы автономного энергоснабжения нефтегазового месторождения
После полученных результатов расчетов оценки обоснованности варианта автономного энергоснабжения осуществляется подготовка к его реализации и осуществление выбранного проекта. В процессе его реализации выполняется контроль и мониторинг текущих показателей и в случае необходимости вносятся корректировки, дополнения и/или модернизация проекта с целью повышения его эффективности с учетом изменения факторов и условий его исполнения [11].
Фрагмент интегральной оценки альтернативных вариантов энергоснабжения нефтегазового месторождения «Х» по этапам 1-5 представлен в таблице 2.
По итогам интегральной оценки наиболее перспективными вариантами энергоснабжения выбранного нефтегазового месторождения являются гелиоэнергетика ветроэнергетика. Причем наилучшие оценки были получены на этапе оценки инновационного развития технологий, влияния стейкхолдеров и доступности ресурсов.
Сравнительная характеристика экономических показателей оценки проектов энергоснабжения нефтегазового месторождения по двум вариантам представлена на рисунке 2.
По результатам экономической оценки двух проектов наиболее эффективным является строительство ветроэлектростанции, что в основном обусловлено более низкими объемами капитальных вложений и эксплуатационными затратами.
Предложенный авторами методический подход к комплексной экономической оценке позволил повысить обоснованность выбора вида энергоснабжения нефтегазового месторождения.
Таблица 2 Интегральная оценка альтернативных вариантов автономного энергоснабжения нефтегазового месторождения * (фрагмент)
Показатель |
Гелиоэнергетика |
Ветроэнергетика |
Энергия морских волн и океанов |
Гидроэнергетика малых рек |
Водородная энергетика |
Биоэнергетика |
Энергетика вторичных ресурсов |
|||||||
z - |
Балл |
Z j |
Балл |
z - |
Бал л |
z j |
Балл |
z - |
Балл |
z - |
Балл |
z j |
Балл |
|
i.i. |
0,3 |
2 |
0,3 |
2 |
0,3 |
2 |
0,3 |
2 |
0,3 |
2 |
0,3 |
2 |
0,3 |
2 |
1.2. |
0,2 |
1 |
0,3 |
2 |
0,1 |
1 |
0,2 |
2 |
0,3 |
2 |
0,1 |
1 |
0,3 |
1 |
Всего по 1 |
х |
3 |
х |
4 |
х |
36 |
х |
4 |
х |
4 |
х |
3 |
х |
3 |
2.1. |
0,3 |
2 |
0,7 |
4 |
0,4 |
2 |
0,4 |
2 |
0,8 |
4 |
0,1 |
1 |
0,3 |
2 |
2.2. |
0,6 |
3 |
0,3 |
1 |
0,1 |
1 |
0,2 |
1 |
0,4 |
2 |
1 |
1 |
0,7 |
4 |
Всего по 2 |
х |
10 |
х |
9 |
х |
10 |
х |
8 |
х |
11 |
х |
6 |
х |
10 |
3.1. |
0,2 |
4 |
0,2 |
4 |
0,2 |
4 |
0,3 |
3 |
0,3 |
3 |
0,2 |
4 |
0,8 |
3 |
3.2. |
0,2 |
4 |
0,2 |
4 |
0,2 |
4 |
0,4 |
2 |
0,2 |
4 |
0,3 |
3 |
0,9 |
2 |
Всего по 3 |
х |
14 |
х |
13 |
х |
10 |
х |
8 |
х |
10 |
х |
12 |
х |
10 |
4.1. |
0,9 |
4 |
0,7 |
3 |
0,3 |
2 |
0,3 |
2 |
0,2 |
1 |
0,1 |
1 |
0,6 |
3 |
4.2 |
0,1 |
5 |
0,1 |
5 |
0,2 |
4 |
0,4 |
2 |
0,3 |
3 |
0,6 |
2 |
0,9 |
0 |
Всего по 4 |
х |
14 |
х |
13 |
х |
11 |
х |
9 |
х |
9 |
х |
8 |
х |
8 |
5.1. |
0,8 |
4 |
0,8 |
4 |
0,4 |
2 |
0,6 |
3 |
0,7 |
4 |
0,6 |
3 |
0,7 |
4 |
5.2. |
0,2 |
1 |
0,3 |
2 |
0,1 |
1 |
0,2 |
2 |
0,3 |
2 |
0,1 |
1 |
0,3 |
3 |
Всего по 5 |
х |
10 |
х |
11 |
х |
8 |
х |
7 |
х |
8 |
х |
5 |
х |
12 |
ИТОГО |
х |
51 |
х |
50 |
х |
43 |
х |
36 |
х |
42 |
х |
34 |
х |
41 |
* нефтегазовое месторождение в Арктическом регионе находится около 300 км от ближайшего населенного пункта, располагается вблизи моря и нескольких рек. В районе месторождения сильные ветра, короткое прохладное лето, длительные периоды полуночного солнца и полярной ночи.
Рекомендуемый алгоритм и система оцениваемых показателей дает возможность всестороннего анализа традиционных и альтернативных источников энергии. Такой подход создает предпосылки для развития методического инструментария оценки эффективности использования различных энергоресурсов промышленных предприятий [10]. В этом случае допускается дополнение и расширение системы оцениваемых показателей на каждом этапе.

Гелиоэлектростанция Ветроэлектростанция чистый дисконтируемый доход, тыс р.
срок окупаемости, лет индекс доходности, коэффициент
Рис. 2. Сравнительная характеристика экономических показателей проектов энергоснабжения нефтегазового месторождения
В целом, авторские рекомендации позволили расширить спектр методических инструментов обоснования реализации проектов в области энергообеспечения автономных нефтегазовых месторождений и повысить доказательность принимаемых управленческих решений по выбору видов энергоресурсов.
Список литературы Комплексная экономическая оценка выбора технологии энергоснабжения автономного нефтегазодобывающего месторождения
- Marcon Nora G. A., Alberton A., Ayala D. H. F. Stakeholder theory and actor-network theory: The stakeholder engagement in energy transitions. Business Strategy and the Environment. 2023; 32. 1: 673-685.
- The future of Green energy: A panel study on the role of renewable resources in the transition to a Green economy / B. Li, J. Wang, A. A. Nassani [et al.]. Energy Economics. 2023; 127: 107026.
- Бардаханова Т. Б., Мункуева В. Д. Использование DPSIR для сравнения методологических подходов к измерению эколого-экономической информации // Вестник Бурятского государственного университета. Экономика и менеджмент. 2020. № 3. С. 12-21. Текст: непосредственный
- Белан С. И., Бадавов Г. Б., Гусейнов Н. М. Оценка современного состояния и потенциала использования возобновляемых источников энергии в России // Горный информационно- аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2021. № 3-1. С. 284-298. Текст: непосредственный
- Иванников В. П. Исследование возможностей использования современных технологий производства энергоресурсов в нефтегазовой отрасли на основе возобновляемых источников энергии // Управление техносферой. 2019. Т. 2, № 1. С. 106-115. Текст непосредственный.
- Методические рекомендации по оценке эффективности энергосберегающих мероприятий / В. В. Бухмиров, Н. Н. Нурахов, П. Г. Косарев [и др.]. Томск: ИД ТГУ, 2014. 96 с. Текст: непосредственный.
- Михайлова Э. А., Орлова Л. Н. Экономическая оценка инвестиций. Рыбинск: Изд-во РГАТА, 2018. 176 с. Текст: непосредственный.
- Нечитайло А. Р., Маринина О. А. Анализ технологических направлений электрификации объектов добычи углеводородов на слабоосвоенных территориях // Север и рынок: формирование экономического порядка. 2022. Т. 25, № 2(76). С. 45-57. Текст: непосредственный.
- Орлов А. Оптимальное энергоснабжение нефтегазовых месторождений // Энергия: экономика, техника, экология. 2018. № 10. С. 66-68. Текст: непосредственный
- Согачева О. В. Методика и результаты комплексной оценки рыночного потенциала экономического субъекта // Регион: системы, экономика, управление. 2022. № 3(58). С. 76-83. Текст: непосредственный.
- Эффективность использования современных источников энергии / О. А. Чеботарев, Е. С. Костеренко, Е. Д. Киричек, В. И. Карякин // Экологические проблемы региона и пути их разрешения: материалы XVI Международной научно-практической конференции (Омск, 12-13 мая 2022 г.). Омск: Изд-во Омского гос. техн. ун-та, 2022. С. 184-187. Текст: непосредственный.