Комплексная экономическая оценка выбора технологии энергоснабжения автономного нефтегазодобывающего месторождения

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.

Еще

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

  • -    высокая доступность и устойчивость возобновления энергоресурса;

  • -    относительная экономичность используемых технологий добычи энергоресурса по сравнению с традиционными топливными источниками;

  • -    экономичность обслуживания техники гелиоэнергетики по сравнению с традиционной технологией получения энергии;

  • -    низкие показатели загрязнения окружающей среды

  • -    периодичность добычи солнечной энергии в светлое время суток;

  • -    требует использования аккумуляторов для накопления электроэнергии в светлое время суток, утилизация которых дорогостоящая;

  • -    влияние погодных условий на наличие солнечного света;

  • -    для высокой производительности требуются значительные открытые территории (без возможных теней) для размещения солнечных батарей;

  • -    относительно высокие первоначальные инвестиции;

  • -    размещение солнечных батарей на больших площадях может привести к изменению ландшафта территорий и среды флоры и фауны

  • 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

  • 1.1    определение общего объема энергопотребления на период эксплуатации нефтегазового меторождения;

  • 1.2    расчет структуры энергопотребления по различным процессам производства (доля энергоэффективности ресурсов).

  • 2.2    определение индексов цен промышленного производства электроэнергии;

  • 2.3    анализ динамики цен на первичные энергоресурсы (нефть, природный газ);

  • 2.4    оценка динамики и струкутры импортно-импортных операций по первичным энергоресурсам (нефть и природный газ).

3-й этап.

Оценка инновационного развития технологий в отрасли ТЭК

  • 3.1    анализ динамики действующих патентов в области альтернативной энергетики;

  • 3.2    оценка уровня инфраструктурных возможностей внедрения аьтернативных источников энергии;

  • 3.3    анализ уровня инновационного развития в области альтернативной энергетки (гибридные технологии и т. п.)

^^^^^^^^^^^^^”*V ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ч

  • 4.1    оценка уровня штрафных санкций за выбросы CO2;

  • 4.2    анализ доступности кредитных средств на проекты альтернативной энергетики;

  • 4.3    анализ льготного финансирования и/или целевой поддержки проектов за использование альтернативных источников энергии.

  • 5.1    анализ структуры природно-географического доступа к различным видам альтернативных источников энергии;

  • 5.2    анализ логистики поставок альтернативных источников энергии;

  • 5.3    оценка экологических ограничений по использованию альтернативных источников энергии.

4           7                                            7

6-й этап.

Техникоэкономическое обоснование рзличных вариантов энергоснабжения

  • 6.1    сравнительный анализ технологического обспечения по вариантам энергоснабжения;

  • 6.2    анализ рисков исльзования различных энергоресурсов;

  • 6.3    оценка экономической эффективности различных вариантов автономного энергоснабжения

г > 7-й этап.

Выбор оптимального решения

J

  • • 7.1 подготовка документов по сравнительной характеристике вариантов автономного энергоснабжения месторождения;

  • • 7.2 представление обоснованнного проекта;

  • •    7.3 согласование заинтересованными ответственными лицами за реализацию проекта.

Г                   1

8-й этап

Реализация проекта автономного энергоснабжения и текущий мониторинг

L       '                               J

  • 8.1    реализация проекта энергоснабжения;

  • 8.2    контроль текущих результатов внедрения проекта;

  • 8.3    мониторинг показателей энергоэффективности и углеродоемкости конечного продукта;

  • 8.4    внедрение дополнительных мероприятий по повышению эффективности реализации проекта.

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.
Еще
Статья научная