CC BY
37АНАЛИЗ НАПРАВЛЕНИИ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ
ANALYSIS OF ENERGY DIRECTIONS OF INNOVATIVE DEVELOPMENT IN THE KRASNOYARSK TERRITORY
ПОПОДЬКО Галина Ивановна УДК 338 012
профессор института экономики, управления и природопользования Сибирского федерального университета (Красноярск), доктор экономических наук, pgi90@bk.ru
POPODKO, Galina Ivanovna
Professor of the Institute of Economics, Management and Environmental Sciences, the Siberian Federal University, Doctor of Economic Sciences (Krasnoyarsk), pgi90@bk.ru
ГОЛОУШКИНА Екатерина Николаевна
аспирантка института экономики, управления и природопользования Сибирского федерального университета (Красноярск), kateerin@bk.ru
GOLOUSHKINA, Ekaterina Nikolaevna
Post-graduate student of the Institute of Economics, Management and Environmental Sciences, the Siberian Federal University (Krasnoyarsk), kateerin@bk.ru
Аннотация.
В статье анализируются перспективные направления инновационного развития топливно-энергетического комплекса региона. Проведена оценка потенциала использования различных видов альтернативных источников энергии. Рекомендованы наиболее перспективные из них для различных муниципальных районов Красноярского края. В работе сформулированы основные принципы построения системы управления инновационным развитием энергетического комплекса за счет привлечения возобновляемых источников энергии. Также определены территории края, на которых оптимален запуск проектных станций.
Ключевые слова: энергетический комплекс, инновационное развитие, устойчивое развитие, регион, возобновляемые источники энергии
Äbstract.
ne article analyzes the perspective directions of innovative development of the fuel and energy complex of the region. It give assessment of the potential use of various kinds of alternative energy sources. We recommend the most promising ones for the various municipal districts of the Krasnoyarsk Territory. The paper sets out the basic principles of innovative development control system of energy sector by attracting renewable energy. It also defines territory of the region in which it is optimal to launch the project stations.
Key words: energy, innovative development, sustainable development, the region, renewable energy.
© Поподько Г. И., Голоушкина Е. H., 2016.
В настоящее время в мире огромное внимание уделяется возможности использования возобновляемых источников энергии [1-5; 8; 9]. Это вполне оправдано, так как с каждым годом растет необходимость поиска такого способа получения энергии, который бы не только не наносил вред окружающей среде, но и обеспечивал бесперебойную подачу энергии с минимальными затратами.
Теоретические основы использования возобновляемых источников энергии (далее - ВИЭ), оценка их запасов и проблемы, связанные с их внедрением и использованием, были рассмотрены многими отечественными и зарубежными авторами, такими как А. С. Аму-заде, Ю. Ю. Рафикова, И. О. Семёночкина, А. В. Саразов [1; 2-6].
Однако, на наш взгляд, значительная часть теоретических и практических аспектов (например, вопросы экономической целесообразности использования ВИЭ и их государственного регулирования) остаются изученными не в полной мере.
К числу малоизученных относится возможность использования потенциала отдельных видов ВИЭ в различных регионах нашей страны. Это относится и к Красноярскому краю.
В процессе исследования перспективных направлений инновационного развития то-
пливно-энергетического комплекса региона нами использовался статистический анализ, а также анализ теоретических подходов, связанных с использованием и управлением ВИЭ, различных авторов.
Запасы нефти и газа, по оценкам различных экспертов [5; 6; 7], «постепенно приближаются к истощению, а полное их исчерпание может произойти уже в ближайшее время» [1, с. 72]. Использование альтернативных источников энергии является одним из способов ресурсосбережения. Несмотря на то, что Россия имеет высокий потенциал альтернативных источников энергии, используется он крайне неэффективно.
В таблице 1 представлены данные о наличии и потенциале возобновляемых источниках энергии в России и Красноярском крае.
Как показал анализ данных таблицы 1, наибольшую долю среди возобновляемых источников энергии в России занимают геотермальная энергетика (около 42%) и энергия малых рек (примерно 24%). Наличие разнообразных видов ВИЭ связано не только с выгодным географическим положением страны, но и с ее огромной территорией.
В Красноярском крае также имеются достаточные запасы альтернативных источников энергии. Это объясняется его уникальным
Таблица 1
Потенциал использования возобновляемых источников энергии в России и Красноярском крае
Вид ВИЭ Россия Красноярский край
Млн т у. т. в год % Наличие ВИЭ Уровень потенциала
Геотермальная энергетика (тепло Земли) 115,0 42 имеется низкий
Энергия малых рек (ГЭС) 65,0 24 имеется средний
Низкопотенциальная тепловая энергия 36,0 13 имеется низкий
Биоэнергетика 35,0 13 имеется высокий
Энергия солнца 12,5 5 имеется высокий
Энергия ветра 10,0 3 имеется высокий
Источник: данные по Красноярскому краю составлены автором [2, с. 193].
географическим положением и большими размерами региона. Благодаря разнообразию местностей и климата, виды возобновляемых источников энергии и их потенциал сильно варьируются.
В рамках данной статьи оценка потенциала энергии ветра осуществлялась исходя из результатов анализа условий использования ветроустановок и среднегодовой скорости ветра на территории различных муниципальных районов Красноярского края.
В таблице 2 представлены данные о влиянии силы ветра на работу ветроустановок.
Из данных таблицы 2 следует, что для поддержания полноценного функционирования ветроустановок необходима средняя скорость ветра от 3,6 м/с.
Проведенное исследование показало, что наибольшим потенциалом энергии ветра на территории Красноярского края обладают муниципальные образования, расположенные в северной его части, а именно - Таймырский Долгано-Ненецкий муниципальные район, где среднегодовая скорость ветра может достигать 7,5 м/с (остров Диксон) [4]. В целом среднегодовая скорость ветра на территории данного муниципального района составляет примерно 6 м/с. Высокий потенциал энергии ветра на этой территории обусловлен границей с Северным Ледовитым океаном. Перспективными для использования энергии ветра являются также Ачинский, Боготольский и Уярский муниципальные районы, скорость ветра в которых превышает 4 м/с.
Расчет выработки электроэнергии в зависимости от скорости ветра и мощности энергоустановки был проведен в работе С. В. Киселева и Ю. Ю. Рафиковой [5]. По расчетам ученых, при скорости ветра 6 км/ч и мощности 19 кВт/ч выработка электроэнергии составит примерно 22885,5 кВт/ч в год [5, с. 33]. Исходя из предложенных расчетов можно говорить о том, что средняя выработка в год от одной ветроустановки на территории Таймырского Долгано-Ненецкого муниципального района будет составлять примерно 22885,5 кВт/ч. Для сравнения: среднегодовая выработка Красноярской ГЭС составляет примерно 18,4 млрд кВт/ч, что удовлетворяет потребность края в электроэнергии на 50%. Таким образом, 1000 шт. ветроустановок (предложенной мощностью 31 кВт/ч) на территории данного муниципального района способна удовлетворить потребность края в электроэнергии примерно на 0,062 %.
В работе А. С. Амузаде и А. В. Зарубина была дана оценка потенциала энергии ветра на территории северных районов Красноярского края. Так, среднегодовой технический и экономический потенциал энергии ветра на территории Таймырского Долгано-Ненецкого муниципального района составляет 69,43 млрд кВт/ч [6, с. 4]. Приведенные данные подтверждают наличие высокого потенциала энергии ветра на данной территории.
Развитие ветроэнергетики имеет стратегическое значение для обеспечения энергетической безопасности и бесперебойной подачи
Таблица 2
Влияние силы ветра по шкале Бофорта на работу ветроустановок
Баллы Бофорта Скорость ветра, м/с Характеристика силы ветра Воздействие ветра на установки Условия для работы установок
2 1,8-3,6 Легкий Нет Плохие
3 3,6-5,8 Средний Начинают вращаться тихоходные ветроколеса Удовлетворительные
4 5,8-8,5 Умеренный Начинают вращаться колеса аэрогенераторов Хорошие
Источник: [3, с. 45].
электроэнергии северных районов. Это станет возможным за счет создания децентрализованного электроснабжения на северных территориях края путем использования ветроустановок малой и средней мощности для производства электрической и тепловой энергии, так как одной из важнейших особенностей этих территорий является отсутствие централизованного электроснабжения.
Внедрение ветроэнергетических установок наиболее перспективно в районах с высоким потенциалом энергии ветра. Однако, по нашему мнению, на территории Красноярского края также возможно использование системной ветроэнергетики, то есть использование ветроэнергетических установок в комплексе с электрическими электростанциями или другими видами возобновляемых источников энергии.
Для масштабного использования энергии ветра в регионе необходимо проведение обследований и детального анализа перспективных территорий Красноярского края, выявление эффективных и наиболее экономичных видов ветроэнергетических установок, пригодных для использования на территории того или
иного муниципального района исходя из климатических, географических особенностей территорий, способов их использования (системная или автономная ветроэнергетика), способа электроснабжения (централизованная или децентрализованная энергетика). Целесообразно строительство проектной ветроэнергетической станции для определения экономического эффекта от использования энергии ветра на территории с самым высоким ветроэнергетическим потенциалом и развитой инфраструктурой (наличием путей сообщения, аэропортов, морских портов).
В рамках данной статьи оценка потенциала энергии солнца осуществлялась нами исходя из результатов анализа показателя годовой суммы радиации и суточного прихода суммарной радиации на территории различных муниципальных районов Красноярского края.
На рисунке 1 представлены данные о муниципальных районах, обладающих самым высоким уровнем годовой суммы радиации.
Одним из важнейших показателей для районирования солнечных энергоресурсов является показатель годовой суммарной радиации, или суточный приход суммарной радиации.
Рисунок 1
Муниципальные районы Красноярского края, обладающие самым высоким уровнем показателя годовой суммы радиации (кВт-ч/м2 за год) [4]
Так, по мнению И. Н. Ярославцева, самым благоприятным для использования солнечной радиации как источника энергии является суточный приход суммарной радиации, превышающий 4 кВт-ч/м2 [7, с. 24]. Из рисунка видно, что к муниципальным районам Красноярского края, обладающим самым высоким уровнем показателя годовой суммы радиации, относятся Идринский, Краснотуранский, Минусинский, Каратузский, Шушенский, Ермаковский. Суточный приход суммарной радиации на территории этих муниципальных районов составляет от 3,1 до 3,3 кВт-ч/м. Данные показатели меньше оптимального, но являются достаточными для успешного применения гелиоустановок на вышеперечисленных территориях.
Анализ потенциала ВИЭ Красноярского края показал, что наиболее перспективными территориями для использования энергии солнца являются Шушенский и Ермаковский муниципальные районы, у которых потенциал энергии солнца составляет 1198 и 1205 кВт-ч/м2 за год соответственно^].
Суточный приход суммарной радиации на территории этих муниципальных районов Красноярского края сопоставим с аналогичным показателем в Краснодарском крае (г. Краснодар), где годовой приход суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность составляет от 1179 до 1282 кВт.ч/м2. Таким образом можно говорить о том, что на территории Минусинского, Каратузского, Шушенского и Ермаковского муниципальных районов Красноярского края есть достаточный потенциал для развития солнечной энергетики и успешного внедрения и применения гелиоустановок.
По оценкам различных ученых, на территории Красноярского края имеется возможность построить генерирующие мощности на основе использования энергии солнца на 320 кВт и сэкономить 174,5 т дизельного топлива в год [8].
Исходя из проведенного нами в рамках данной статьи анализа, можно говорить о том, что в качестве проектов в Красноярском крае необходимо внедрение гелиоустановок на территории Шушенского и Ермаковского муниципальных районов.
Основными, на наш взгляд, сдерживающими факторами для повсеместного использования энергии солнца и энергии ветра на территории Красноярского края являются: длительный срок окупаемости установок, недостаточность уровня региональных инвестиций и количества научно-технических разработок, полное отсутствие региональной законодательной базы, регулирующей вопросы использования возобновляемых источников энергии. Самой важной проблемой использования возобновляемых источников энергии на территории Красноярского края является отсутствие необходимых мер и механизмов стимулирования применения подобных источников энергии.
Установка станций, работающих на основе возобновляемых источников энергии, является целесообразной, а для определенных территорий, где прокладывание линий электропередач экономически не выгодно, наиболее оптимальной.
Так как Красноярский край обладает высоким потенциалом энергии солнца и ветра, можно говорить о необходимости создания долгосрочного плана по развитию альтернативной (возобновляемой) энергетики. Подобный документ должен описывать: ключевые направления развития альтернативной энергетики; план по увеличению производства энергии солнца и ветра; способы использования возобновляемых источников энергии; план по снижению себестоимости оборудования.
Такой шаг, по нашему мнению, позволит решить несколько проблем:
1. Снизить зависимость региона от углеводородов;
2. Создать новые рабочие места;
3. Обеспечить бесперебойной подачей электроэнергии территории Красноярского края, не имеющие централизованного электроснабжения.
Программа инновационного развития топливно-энергетического комплекса региона, связанная с использованием возобновляемых источников энергии, позволит региону серьезно продвинуться в промышленной разработке технологий и выйти на международный уровень.
Сейчас, по нашему мнению, необходимо разработать стратегию эффективного управления развитием альтернативной энергетики на уровне регионов, в частности в Красноярском крае. Положительный опыт использования таких видов энергии будет способствовать не только устойчивому развитию энергетической отрасли региона, но и даст толчок развитию топливно-энергетического комплекса России.
Внедрение альтернативных источников энергии на территории Красноярского края и разработка методов их управления будут способствовать инновационному развитию энергетической отрасли региона.
Инновационная составляющая развития энергетического сектора Красноярского края также связана с развитием биоэнергетики, которая является самым новым и динамически развивающимся направлением среди других видов ВИЭ.
Основные перспективы развития биоэнергетики, по мнению таких авторов, как Т. А. Джа-фарова, А. Ф. Буршина и В. М. Ларченко, связаны с развитием на территории края торфяной энергетики и отходов лесопромышленного и агропромышленного комплексов [9, с. 2]. Потенциал использования торфяных ресурсов в крае огромен. Так, на сегодняшний момент сырьевая база торфа размещается в 37 муниципальных районах края на 699 месторождениях. Потенциал лесопромышленного комплекса связан: во-первых, с тем, что Красноярский край занимает одну из лидирующих позиций по обеспеченности лесами, а во-вторых, имеет выгодное стратегическое положение - недалеко от Китая, самого быстрорастущего рынка потребления древесины в мире.
По оценкам различных авторов, переход агропромышленного комплекса на биоэнергетику позволит отрасли экономики полностью обеспечить себя энергией. По нашему мнению, в Красноярском крае наиболее перспективно развитие биоэнергетики в животноводческом и растениеводческом секторах. Возможности массовых засевов масленичных культур, как например, подсолнухов, для производства жидких биотоплив являются колоссальными.
Использование биогаза перспективно для сельских территорий Красноярского края.
Основной потенциал использования биоэнергетики сосредоточен в южных и центральной частях Красноярского края, так как именно на этих территориях сосредоточены основные сельские хозяйства. Северные территории не перспективны для использования биогазовых установок в связи с тем, что подобные установки крайне подвержены влиянию низких температур.
Агропромышленный потенциал сельскохозяйственных предприятий региона составляет: поголовье крупного рогатого скота -238,8 тыс. голов; поголовье свиней - 177,3 тыс. голов; птицеводство - 6849,8 тыс. голов. Общий объем органических отходов в крае за год составляет около 3,9 млн т. Потенциальное производство биогаза при повсеместном внедрении биогазовых установок может достигать 174 млн м3 в год. Потенциально возможное производство электроэнергии из биогаза - порядка 12 ГВт в год [10, с. 12].
Кроме того, инновационное развитие биоэнергетики на территории Красноярского края даст толчок развитию сельского хозяйства и биоэнергетического машиностроения, что в целом может положительно отразиться на экономике региона и заложит фундамент его устойчивого развития в будущем.
Таким образом, нами были обобщены и систематизированы данные о муниципальных районах Красноярского края, в которых имеется достаточный потенциал развития того или иного вида возобновляемых источников энергии (таблица 3).
Красноярский край является перспективным регионом для использования возобновляемых источников энергии. Во многих муниципальных районах имеется несколько видов ВИЭ с высоким потенциалом их использования.
Внедрение альтернативной энергетики является инновационным путем развития топливно-энергетического комплекса региона. Однако для успешного развития энергетики на территории региона на основе ВИЭ необходимо создание эффективной системы управления.
Нами были сформулированы основные принципы управления инновационным раз-
Таблица 3
Потенциал развития ВИЭ по муниципальным районам Красноярского края
Территория Красноярского края Муниципальные районы Вид перспективного ВИЭ Уровень потенциала
Северная часть Таймырский Долгано-Ненецкий Энергия ветра Очень высокий
Туруханский Биомасса отходов ЛПК Средний
Эвенкийский Биомасса отходов ЛПК Средний
Нижнее Приангарье Кежемский Переработка торфа, биомасса отходов ЛПК и АПК Высокий
Енисейский Биомасса отходов ЛПК и АПК Средний
Северо-Енисейский Биомасса отходов ЛПК и АПК Средний
Богучанский Биомасса отходов ЛПК и АПК Средний
Центральная часть Ачинский Энергия ветра, переработка торфа, биомасса отходов ЛПК и АПК Очень высокий
Назаровский Переработка торфа, биомасса отходов ЛПК и АПК Очень высокий
Емельяновский Биомасса отходов ЛПК Высокий
Боготольский Энергия ветра, биомасса отходов ЛПК и АПК Высокий
Уярский Энергия ветра, биомасса отходов АПК Высокий
Южная часть Шушенский Биомасса отходов АПК, энергия солнца Очень высокий
Ермаковский Биомасса отходов АПК, энергия солнца Очень высокий
Минусинский Биомасса отходов АПК, энергия солнца Высокий
Источник: составлено автором.
витием энергетического комплекса за счет привлечения возобновляемых источников энергии.
Принцип целесообразности. Суть данного принципа заключается в том, что внедрение станций, работа которых базируется на альтернативных источниках энергии, должно осуществляться не повсеместно, а с учетом особенностей климатических условий, ландшафтов территорий, плотности населения, на-
личия централизованного электроснабжения.
Принцип экономической эффективности. Использование возобновляемых источников энергии должно быть экономически оправдано. То есть для каждого перспективного района должна быть определена экономическая целесообразность внедрения проекта. Срок окупаемости станции не должен превышать срок службы установки, а объем выработки энергии должен превышать аналогичный по-
петербургский экономический журнал
№ 3
2016
70
казатель станций, базирующихся на ископаемых топливах.
Принцип стабильности (законодательного регулирования). Внедрение и использование альтернативных источников энергии должно постоянно поддерживаться и поощряться путем законодательного регулирования и использования целевых программ, направленных на постоянное развитие использования возобновляемых источников энергии в регионе.
Принцип технологического совершенствования. Разрабатываемые на территории региона станции и установки, базирующиеся на возобновляемых источниках энергии, должны постоянно совершенствоваться. Предприятия региона обязаны обеспечивать потребность в подобных установках, КПД которых будет постоянно расти, а технические характеристики будут учитывать особенности влияния времени.
Принцип социального развития. Внедрение альтернативной энергетики должно способствовать совершенствованию энергетической инфраструктуры региона, что положительно скажется в свою очередь на социальном развитии Красноярского края (путем создания новых рабочих мест, улучшения экологии региона и качества жизни людей).
Принцип экологической безопасности. Негативное воздействие на окружающую среду и экологию региона должно быть минимизировано при использовании альтернативной энергетики и внедрения установок, базирующихся на возобновляемых источниках энергии. Предприятия, разрабатывающие подобные установки, а также производства, занимающиеся выработкой сырья для таких предприятий, должны обладать надлежащей системой безопасности, которая не допускает аварий на опасных производствах и утечек вредных для экологии и жизни людей веществ (селен, кремний).
Для повсеместного внедрения и использования альтернативной энергетики на территории Красноярского края и построения надлежащей системы управления ее инновационным развитием, основанной на вышеперечисленных принципах, по нашему мнению, необ-
ходимо решить следующие основные задачи (рисунок 2).
Одним из методов стимулирования использования альтернативных источников энергии может быть разработка региональной долгосрочной целевой программы, направленной на ресурсосбережение и внедрение возобновляемых источников энергии в Красноярском крае.
Решение этих задач будет способствовать устойчивому инновационному развитию энергетической отрасли региона, поскольку:
• во-первых, внедрение альтернативной энергетики на территории Красноярского края позволит снизить угрозу энергетической безопасности региона, так как будет снижена зависимость и ориентация на ископаемое топливо (нефть, газ, уголь), которое, в свою очередь, не может обеспечить устойчивое развитие региона в долгосрочной перспективе;
• во-вторых, переход на подобный путь развития топливно-энергетического комплекса Красноярского края ускорит развитие энергетической инфраструктуры в регионе, что будет способствовать реализации инвестиционных проектов, обеспечивающих не только экономический, но и социальный рост (особенно это касается северных территорий края, не имеющих централизованного электроснабжения);
• в-третьих, использование возобновляемых источников энергии будет способствовать энергосбережению и улучшению экологической обстановки в крае, что является одним из важнейших условий высокого уровня жизни населения;
• в-четвертых, развитие альтернативных источников энергии на территории Красноярского края позволит увеличить уровень промышленного производства и нарастить научно-технический потенциал в регионе в связи с открытием новых региональных предприятий, занимающихся производством сырья для установок на основе возобновляемых источников энергии, а также предприятий, обслуживающих подобные установки. Это в свою очередь приведет к необходимости создания наукоемких предприятий, занимающихся развитием и внедрением альтернативных источников энергии на территории края, что также приведет
Рисунок 2
Задачи по внедрению альтернативных источников энергии на территории Красноярского края
к созданию новых рабочих мест. Кроме того, повсеместное использование возобновляемых источников энергии в регионе со временем позволит добиться стабилизации тарифов на энергию и будет способствовать улучшению экологии в крае.
В результате проведенного исследования по оценке потенциала возобновляемых источников энергии на территории Красноярского края нами были выявлены основные проблемы и факторы, сдерживающие развитие альтернативной энергетики региона. Была дана общая оценка наиболее перспективных муниципальных районов края для внедрения
установок, использующих различные виды альтернативных источников энергии, определены территории, на которых оптимален запуск проектных станций. Предложены основные принципы построения системы управления альтернативной энергетикой региона и сформулированы ключевые задачи инновационного развития энергетической отрасли, базирующейся на возобновляемых источниках, систематизированы данные о муниципальных районах Красноярского края, в которых имеется достаточный потенциал развития того или иного вида возобновляемых источников энергии.
Список литературы
1. Монгуш Б. В. Анализ возможности внедрения солнечной энергии на территории республики Тыва // Вестник Тувинского государственного университета. 2012. № 3. С. 72.
2. Семёночкина И. О., Саразов А. В. Перспективы в развитии возобновляемых источников энергии // Успехи современного естествознания. 2012. № 6. С. 193-194.
3. Иллюстрированный справочник по возобновляемой энергетике. URL: http:// intersolar.ru/downloads/handbook/handbook3_5.pdf (дата обращения: 15.11.2015).
4. Инвестиции в возобновляемую энергетику. URL: http://gkh24.ru/pages/view/61 (дата обращения: 15.11.2015).
5. Киселева С. В., Рафикова Ю. Ю. Оценка технического потенциала энергии ветра и солнца для регионов России. URL: http://www.geogr.msu.ru (дата обращения: 12.11.2015).
6. Амузаде А. С., Зарубин А. В. Оценка потенциала использования энергии ветра в северных районах Красноярского края. URL: http://conf.sfu-kras.ru (дата обращения: 14.11.2015).
7. Ярославцев И. Н. О колебаниях сумм теплоты от радиации солнца и неба и распределении этих радиаций во времени для Ташкента // Использование солнечной энергии. М.: АН СССР. 1957. С. 24-31.
8. Энергия без границ. URL: http://www.epps.ru (дата обращения: 10.11.2015).
9. Джафаров Т. А., Буршин А. Ф., Ларченко В. М. Структура биоэнергетики и перспективы ее развития в Красноярском крае // Молодёжь и наука: Сборник материалов VI Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. URL: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2010/section13.html (дата обращения: 11.11.2015).
10. Потенциал развития биоэнергетики в Красноярском крае. URL: http://www. biorosinfo.ru/kalendar%20meropriyatiy/2013/Worksho %20Bioenergy/presentations/ Bugaenko.pdf (дата обращения: 11.11.2015).
