Научная статья на тему 'Альтернативная энергетика в условиях Республики Тыва'

Альтернативная энергетика в условиях Республики Тыва Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
394
47
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭНЕРГОСИСТЕМА РЕСПУБЛИКИ ТЫВА / АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА / БИОГАЗ / БИОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ / ВЕТРОВАЯ ЭНЕРГИЯ / ГИДРОРЕСУРС / ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА / POWER SYSTEM OF THE REPUBLIC OF TUVA / ALTERNATIVE ENERGY / BIOGAS / BIOGAS PLANTS / WIND ENERGY / HYDRO RESOURCES / SOLAR ENERGY

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Хомушку Олча Алдайовна, Кужугет Диана Вячеславовна

В данной статье рассмотрены наиболее перспективные виды альтернативных источников энергии и возможность их использования для потребителей в условиях Республики Тыва.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ALTERNATIVE ENERGY IN THE REPUBLIC OF TYVA

In this article, the most promising types of alternative energy sources and the possibility of their use for consumers in the conditions of the Republic of Tyva are considered.

Текст научной работы на тему «Альтернативная энергетика в условиях Республики Тыва»

Библиографический список

1. Бочаров, Р. В. Энергоучет как основа энергосбережения / Р. В. Бочаров // Мегалюкс-БРВ. -Воронеж, 2012.

2. Ерёмина М.А. Развитие автоматизированных систем коммерческого учета энергоресурсов (АСКУЭ) / М.А. Ерёмина // Ежемесячный научный журнал «Молодой ученый». - Казань, 2015. -№3(83).

3. http://www.tuvaenergo.ru/press/news.php?ID=2479&phrase_id=65466 Tuvaenergo.ru

4. АСКУЭ энергоучет [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://eu.sama.ru/askue.html Bibliograficheskij spisok

1. Bocharov, R. V. Energouchet kak osnova ehnergosberezheniya / R. V. Bocharov // Megalyuks-BRV. - Voronezh, 2012.

2. Eryomina M.A. Razvitie avtomatizirovannyh sistem kommercheskogo ucheta ehnergoresursov (ASKUEH) / M.A. Eryomina // Ezhemesyachnyj nauchnyj zhurnal «Molodoj uchenyj». - Kazan', 2015. - №3(83).

3. http://www.tuvaenergo.ru/press/news.php?ID=2479&phrase_id=65466 Tuvaenergo.ru

4. ASKUEH ehnergouchet [EHlektronnyj resurs] - Rezhim dostupa: http://eu.sama.ru/askue.html

Кысыыдак Алена Санчайевна - кандидат технических наук, доцент Тувинского государственного университета, E-mail: kysyydak@mail.ru

Ховалыг Байыр Валерьевич - студент 3 курса гр.016, Тувинского государственного университета, E-mail: valerievich.19@yandex.ru

Сат Аян Валерьевич - начальник отдела АО «Тываэнерго», E-mail: a9nsat@mail.ru

Kysyydak Alena - candidate of technical Sciences, associate Professor of the Tuvan state University, E-mail: kysyydak@mail.ru

Khovalyg Bair - student of the Tuvan state University, E-mail: valerievich.19@yandex.ru

Sat Ayan - head of department JC «Tyvaenergo», E-mail: a9nsat@mail.ru

УДК 621.6

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА

1Хомушку О.А., 1Кужугет Д.В. 1 Тувинский государственный университет, Кызыл

ALTERNATIVE ENERGY IN THE REPUBLIC OF TYVA

Homushku O. A, 1Kuzhuget D. V. 1Tuvan state University, Kyzyl

В данной статье рассмотрены наиболее перспективные виды альтернативных источников энергии и возможность их использования для потребителей в условиях Республики Тыва.

Ключевые слова: энергосистема Республики Тыва, альтернативная энергетика, биогаз, биогазовые установки, ветровая энергия, гидроресурс, энергия солнца.

In this article, the most promising types of alternative energy sources and the possibility of their use for consumers in the conditions of the Republic of Tyva are considered.

Key words: power system of the Republic of Tuva, alternative energy, biogas, biogas plants, wind energy, hydro resources, solar energy.

На сегодняшний день без источника энергии жизнь человека невозможно представить, в связи с этим энергетика является важнейшей отраслью народного хозяйства.

Энергетическая система Республики Тыва входит в объединённую энергосистему Сибири, граничит с Красноярской и Хакасской ЭС ОЭС Сибири, а также и энергосистемой Монголии. Энергоснабжение Тувы осуществляется от сетей ОАО «ФСК ЕЭС» и от «Кызылской ТЭЦ». Крупными предприятиями энергетической отрасли являются ОАО «Кызылская ТЭЦ», ОАО «Тываэнерго» «МРСК Сибири», ООО «ТГРК», ОАО «Тываэнергосбыт», ОАО «Ак-Довуракская ТЭС», ЗАО «ЕПК», тувинский участок «МЭС Сибири».

Энергосбытовая деятельность энергетической отрасли нашей республики осуществляется предприятием ОАО «Тываэнергосбыт», созданного реформированием ОАО «Тываэнерго». В настоящее время ОАО «Тываэнергосбыт» осуществляет покупку электрической энергии и её реализацию потребителям на территории республики.

Передача и распределение электроэнергии осуществляются предприятиями «Магистральные электрические сети» ФСК ЕЭС России и филиалом ОАО «МРСК Сибири» - ОАО «Тываэнерго». Предприятие «Магистральные электрические сети» осуществляет эксплуатацию и обслуживание системообразующих электрических сетей напряжением 220 кВ на территории Тувы.

Основными электрогенерирующими мощностями в Туве являются «Кызылская ТЭЦ» (ТГК-13) и дизельные электростанции. Производство электрической энергии на Кызылской ТЭЦ (ТГК-13) осуществляется в небольших объемах для обеспечения собственных нужд, основным видом деятельности является производство тепловой энергии для города. Установленная электрическая мощность Кызылской ТЭЦ - 17 МВт [1].

На сегодняшний день в республике практически отсутствуют крупные генерирующие мощности, поэтому энергосистема Республики Тыва является энергодефицитной. В зимний период пиковые нагрузки достигают 160 МВт, максимально допустимый переток 185 МВт. Собственная выработка электроэнергии (39 млн. кВгч в 2016 году) не позволяет покрыть существующие потребности в объеме 808 млн. кВгч (потребление электрической энергии за 2016 год) [2]. Таким образом, обеспечение энергией всех жителей республики, энергосбережение и разработка энергоэффективных технологий является одной из актуальных задач на

сегодняшний день. Необходимость энергосбережения и снижения загрязнения окружающей среды заставляет нас к использованию других альтернативных источников энергии.

Целью данной работы является возможность применения альтернативных источников энергии на территории Республики Тыва и создание условий перевода населения республики (в том числе и жителей отдаленных населенных пунктов, чабанов) на энергосберегающий путь развития.

Под альтернативными источниками энергии следует понимать ресурсы, которые невозможно исчерпать, потому что они - объективная природная данность. Альтернативные источники энергии - это экологически чистые, возобновляемые ресурсы, при преобразовании которых, человек получает электрическую и тепловую энергию, используемую для своих нужд. К таким источникам относятся энергия ветра и солнца, воды рек и морей, тепло поверхности земли, а также биоэнергетика на основе возобновляемых биологических ресурсов.

Тува располагает значительным потенциалом альтернативных источников энергии, который в разы превышает энергетические потребности республики. Рассмотрим наиболее перспективные виды альтернативных источников энергии и возможность их использования для потребителей Республики Тыва.

Одним из перспективных направлений возобновляемых источников энергии является получение биогаза с полигонов твердых бытовых отходов (ТБО) и из органических отходов сельскохозяйственных производителей. Полигонная технология захоронения ТБО еще долгие годы будет преобладать в структуре методов обезвреживания отходов, прежде всего, с экономической точки зрения. Поэтому с этой точки зрения, полигоны ТБО, следует рассматривать как источник получения энергии. В ТБО основными источниками биогаза являются такие фракции отходов, как бумага, древесина, текстиль, пищевые отходы. В зависимости от возраста полигона ТБО состав образующегося биогаза при разложении отходов следующий: 40-60% метана, 30-45% углекислого газа, а также сероводород, кислород, азот. Первые 15-20 лет из 1 м3 ТБО выделяется 1,0-1,5 м3/год биогаза. В дальнейшем интенсивность выделения биогаза сокращается. Период полного разложения ТБО достигает около 50 лет [3,4].

Технологию производства биогаза отличают повсеместная доступность ресурсов и возможность их накопления, возможность производства органических удобрений как часть технологического процесса, утилизация вредных выбросов и отсутствие эмиссии парников газов, большой опыт использования технологии, как в развитых, так и в развивающихся странах, в частности, в соседнем Китае.

Суммарный энергетический потенциал отходов сельского хозяйства в республике может составлять 100-150 тыс. т в год, или порядка трети ТЭБ Тувы. Основную массу этих отходов составляет навоз мелкого рогатого скота[5]. При сгорании 1 м3 биогаза с 50% содержанием метана получают 17,8 МДж энергии, при 70% содержании - 25 МДж получают 17,8 МДж энергии, при 70% содержании - 25 МДж [5]. При сгорании 1 м3 природного газа получают 34 МДж, 1 кг жидкого топлива -42 МДж [5].

Использование мобильных биогазовых установок малой мощности является наиболее рациональной в условиях нашей республики. Но существующие мобильные биогазовые установки требуют досконального изучения, поскольку они крайне подвержены влиянию низких температур. Это связано с отсутствием достаточного уровня герметичности и теплоизоляции, что в условиях резко континентального зимнего условия Тувы может привести к остановке процесса метанового брожения и выхода установки из строя.

В области крупных промышленных биогазовых установок экономически эффективными являются биогазовые установки мощностью от 300 кВт (или 40 т органических отходов в сутки), что эквивалентно ежедневным отходам отары поголовьем 15-17 тыс. овец стойлового содержания с системой автоматического удаления отходов. В республике на сегодняшний день таких хозяйств нет. Даже для крупнейшей птицефабрики региона «Енисейский», с отходами порядка 10-15 т в сутки, использование биогазовых технологий является пока малорентабельным [5].

По мере роста тарифов на электроэнергию и в случае появления крупных птицефабрик и ферм КРС в пригородных районах Кызыла и Ак-Довурака, биогазовые технологии станут более доходны [5].

Еще одним направлением альтернативной энергетики является гидроэнергетика. В связи с этим можно рассматривать малые реки с точки зрения получения энергии. В условиях Сибири большое количество малых рек с необходимым запасом гидроресурсов позволяет достаточно экономично решить проблему электроснабжения маломощных потребителей. К ним можно отнести районы Республики Тыва. Гидрологическая сеть Республики Тыва - бассейн реки Енисей, истоками которой являются на северо-восточной части бассейн Большого (Бий-Хем) Енисея и юго-восточной части бассейн Малого (Каа-Хем) Енисея. При слиянии этих рек на центральной части республики образовался Верхний (Улуг-Хем) Енисей, а после впадения крупного левого притока реки Хемчик на западе река носит название Енисей.

Ввиду недостаточной изученности гидрологии рек в основном рассматриваются 17 МГЭС общей проектной мощностью 6 МВт.

В соответствии данными Министерства промышленности и энергетики Тувы, из малых гидроэлектростанций на сегодняшний день функционирует одна локальная станция на реке Чаваш (курорт Уш-Белдир) с мощностью 165 кВт. Эксплуатация существующей МГЭС на р. Моген - Бурен (с. Кызыл-Хая) с мощностью 165 кВт была приостановлена. Потребители села получают электроэнергию от дизельной электростанции.

Гидрографическая сеть и режим рек формируются под влиянием рельефа и климата. По проведенным оценкам «Русгидро» в 2011 г. общий гидроэнергетический потенциал рек Тувы достигает 8 ГВт. Данное значение превышает текущие потребности республики в электроэнергии в 40 раз [3]. Основной гидроэнергетический потенциал рек сосредоточен в восточной части республики, где расположены крупнейшие реки - Большой и Малый Енисей и их притоки. Таким образом, Тува

является одним из ведущих регионов для развития малой гидроэнергетики России для электроснабжения изолированных потребителей энергии [6].

По предложению Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева, эффективной зоной использования ВЭУ на территории России следует считать зону со среднегодовой скоростью ветра, составляющей 5 м/с и более. Повторяемость скоростей ветра при среднегодовой скорости в диапазоне от 3 м/с до 5 м/с носит выраженный сезонный характер - ветровая энергия может быть использована чаще всего в весенний и осенний период, что ограничивает сферу применения ВЭУ.

В зонах децентрализованного энергоснабжения Тувы имеются метеорологические станции (высота флюгера в пределах 9-19 м) только в муниципальных центрах шести районов.

Таким образом, среднемесячные значения скоростей ветра, зафиксированные на метеорологических станциях Тувы, свидетельствуют о непригодности территории в местах установки метеорологических станций для использования ветроэнергетики. Однако, в горных и предгорных районах, в низинах ветер может быть достаточно слабым, но на вершинах появляется возможность получить достаточно высокую производительность ВЭУ. Поэтому, полностью исключать развитие ветроэнергетики на территории Тувы не следует [6].

Возможность использования энергии Солнца в регионе характеризуется количеством солнечных дней в году и значениями солнечной инсоляции. Тува относится к числу наиболее перспективных регионов по уровню инсоляции (рис. 1).

Л

Рис. 1. Карта инсоляции России

Опыт реализации энергии Солнца в Республике Тыва был начат с 2009 г., когда на питание от фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) перевели одну из улиц Кызыла. В рамках республиканской целевой программы "Энергосбережение и

внедрение альтернативных источников энергии" было переведено на потребление солнечной энергии административное здание птицефабрики "Енисейская" в г. Кызыле. В 2012 г. был установлен мобильный офис самообслуживания Сбербанка в Туве на территории международного лагеря археолого-географической экспедиции "Кызыл-Курагино", организованной Русским географическим обществом. Банкомат получал энергию от 16 ФЭП, установленных на ее крыше.

Кроме этого, у соседних регионов и Монголии, сопредельных территорией Тувы и имеющих схожий климат с нашей республикой, имеется большой практический опыт использования энергии Солнца, что говорит о больших перспективах использования солнечной энергии на территории республики.

Таким образом, природные и климатические условия республики способствуют широкому и эффективному внедрению альтернативных источников энергии, в частности солнечная энергетика, энергия рек и биогаз сельскохозяйственных предприятий и полигонов ТБО, как возобновляемый источник.

Представленные материалы являются основой для дальнейших исследований с целью получения экономической выгоды, что подтверждается использованием мобильных биогазовых установок. Также изложенное позволяет сделать вывод о том, что технология получения биогаза из углеводородного сырья в климатических условиях Тувы достаточно перспективна и может успешно использоваться в установках разного промышленного масштаба.

Библиографический список

1. Куулар В.В. Проблемы энергетического комплекса Тувы // Региональная экономика: технологии, экономика, экология и инфраструктура: материалы Междунар. науч.- практ. конф., посвящ. 20-летию ТувИКОПР СО РАН, 14-15 октября 2015 г. / отв. ред. Г. Ф. Балакина. Кызыл: Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН, 2015. С. 92-94.

2. Об утверждении Схемы и программы перспективного развития электроэнергетики Республики Тыва на период до 2020 года: постановление Правительства Республики Тыва от 29 апреля 2015 г., № 208. Доступ из информационно-правовой системы «Консультант-плюс».

3. Кысыыдак А.С., Салчак О.А., Салчак Р.Р. Процесс образования и утилизации биогаза на полигонах твердых бытовых отходов // Актуальные проблемы исследования этноэкологических и этнокультурных традиций народов Саяно-Алтая. Материалы III международной научно - практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов - Кызыл, Изд-во ТувГУ 2015г. - С. 243 - 244.

4. Кысыыдак А.С., Салчак А.Д. Энергетический потенциал полигонов твердых бытовых отходов / А.С. Кысыыдак // Вестник Тувинского государственного университета. - 2013г.№ - 3. -С.34-39.

5. Бондарев А.И. Рекомендации по развитию альтернативных источников энергии для сельских районов Республики Тыва. - Красноярск: WWF России, Oxfam-GB, AEnergy.ru, 2011г. - 44 с.

6. Кенден К.В. Анализ состояния энергоснабжения населенных пунктов Республики Тыва и перспективы его совершенствования/ К.В. Кенден // Вестник Тувинского государственного университета. - 2017г.№ - 3 (34). - С.20-33.

Bibliograficheskiy spisok

1. Kuular V.V. Problemy energeticheskogo kompleksa Tuvy // Regionalnaya ekonomika: tekhnologii. ekonomika. ekologiya i infrastruktura: materialy Mezhdunar. nauch.- prakt. konf.. posvyashch. 20-

letiyu TuvIKOPR SO RAN. 14-15 oktyabrya 2015 g. / otv. red. G. F. Balakina. Kyzyl: Tuvinskiy institut kompleksnogo osvoyeniya prirodnykh resursov SO RAN. 2015. S. 92-94.

2. Ob utverzhdenii Skhemy i programmy perspektivnogo razvitiya elektroenergetiki Respubliki Tyva na period do 2020 goda: postanovleniye Pravitelstva Respubliki Tyva ot 29 aprelya 2015 g.. № 208. Dostup iz informatsionno-pravovoy sistemy «Konsultant-plyus».

3. Kysyydak A.S., Salchak O.A.. Salchak R.R. Protsess obrazovaniya i utilizatsii biogaza na poligonakh tverdykh bytovykh otkhodov // Aktualnyye problemy issledovaniya etnoekologicheskikh i etnokulturnykh traditsiy narodov Sayano-Altaya. Materialy III mezhdunarodnoy nauchno -prakticheskoy konferentsii molodykh uchenykh. aspirantov i studentov - Kyzyl. Izd-vo TuvGU 2015g. - S. 243 - 244.

4. Kysyydak A.C., Salchak A.D. Energeticheskiy potentsial poligonov tverdykh bytovykh otkhodov / A.S. Kysyydak // Vestnik Tuvinskogo gosudarstvennogo universiteta. - 2013 g.№ - 3. - S.34-39.

5. Bondarev A. I. Rekomendatsii po razvitiyu alternativnykh istochnikov energii dlya selskikh rayonov Respubliki Tyva. - Krasnoyarsk: WWF Rossii. Oxfam-GB. AEnergy.ru. 2011 g. - 44 s.

6. Kenden K.V Analiz sostoyaniya energosnabzheniya naselennykh punktov Respubliki Tyva i perspektivy ego sovershenstvovaniya/ K.V. Kenden // Vestnik Tuvinskogo gosudarstvennogo universiteta. - 2017 g. № - 3 (34). - S.20-33.

Хомушку Олча Алдайовна - преподаватель Тувинского государственного университета, E-mail: o-salchak@mail.ru

Кужугет Диана Вячеславовна - студентка Тувинского государственного университета, E-mail: diankujuget@yandex.ru

Khomushku Olcha - teacher of the Tuvan state University, E-mail: o-salchak@mail.ru

Kuzhuget Diana - student of the Tuvan state University, E-mail: diankujuget@yandex.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.