CC BY
1DOI: 10.24412М-37269-2024-1-192-195
ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАНТОВ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ТРУДНОДОСТУПНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ НА ПРИМЕРЕ С. НАМЫ БУЛУНСКОГО УЛУСА РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ)
Захаров В.Е., Петрова Т.Н.
Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН, г. Якутск
В статье рассматривается анализ вариантов энергоснабжения труднодоступного арктического населенного пункта на примере п. Намы Булунского улуса Республики Саха (Якутия). Приведена постановка задачи и возможные пути ее решения. Отмечены важность энергосбережения и значимость в обеспечении энергетической безопасности поселка строительства морского порта в п. Найба.
Краткая характеристика села Намы. Село расположено на левом берегу среднего течения несудоходной р. Омолой. Входит в состав Булунского улуса. Численность населения около 500 человек. Село расположено в лесотундровой зоне. Основной вид деятельности в селе - оленеводство.
Энергоснабжение села производится от модульной дизельной электростанции мощностью 850 кВт. Один ДГА мощностью 100кВт имеет наработку более 41 тысячи часов. Максимум зимней нагрузки 245 кВт. Минимум летней нагрузки 30 кВт. Годовое потребление дизельного топлива 240 т. Хранение топлива осуществляется на собственном складе энергоснаб-жающей организации с емкостным парком 390 т.
Теплоснабжение социальных, административных объектов и многоквартирного жилого фонда осуществляется от котельной «Центральная» ГУП «ЖКХ РС(Я)» на газоконден-сатном топливе установленной мощностью 1,89 Гкал/ч. Присоединенная нагрузка 0,6 Гкал/ч. Протяженность тепловых сетей в двухтрубном исчислении 1,38 км. Среднегодовой объем потребления топлива 400 т. Система централизованного отопления зависимая, открытая. Экономически обоснованный тариф на теплоснабжение в с. Намы в 2023 г 1 составил 18998,22 руб./Гкал. Льготный тариф на 2024 г. составляет 999,68 руб/Гкал. Оценочный объем субсидирования из регионального бюджета составляет 45-50 млн.руб в год. Частный сектор (около 80 домохозяйств) к централизованному отоплению не подключен. Топливом для индивидуального отопления служат дрова. В настоящий момент расстояние до места заготовки дров составляет около 50 км, из-за чего их стоимость для населения чрезмерно высока. Следует также иметь ввиду, что постоянное удаление мест заготовки дров требует также увеличения объемов доставки моторного топлива. Оценочный объем ежегодной заготовки дров -2,4-3,0 тыс. м3, на что тратится 20-25 т. дизельного топлива. Потенциальный прирост тепловой нагрузки при полном подключении жилых домов всех домохозяйств составит 0,7-1,2 Гкал/ч, что требует практически удвоения существующей нагрузки и соответственного роста расхода топлива.
Логистика. Расстояние от села Намы до улусного центра п. Тикси составляет - 350 километров, до ближайшего населенного пункта - села Найба Булунского улуса, составляет -170 километров. Наземное сообщение осуществляется по сезонной автомобильной дороге (автозимнику регионального значения) «Булун» на участке п. Тикси - п. Найба, а также по автозимнику местного значения на участке п. Найба - с. Намы. Также автозимник местного значения имеется до поселка Сайды Верхоянского улуса. Протяженность данного участка 250 км. Завоз топлива осуществляется с нефтебазы с. Найба куда топливо завозится водным путем. Ежегодно в село по существующей транспортной схеме для энергоснабжения завозится 650 т.
1 На информационной базе по тарифным решениям https://tarif-online.sakha.gov.ru/ots на 01.07.2024 тарифное
решение на 2024 г. не опубликовано.
жидкого топлива (дизельное топливо и газоконденсат). Наращивание объемов перевозки топлива затруднительно. Основной причиной является низкое качество автозимника местного значения «Найба-Намы».
Основные энергетические ресурсы. К основным энергетическим ресурсам относятся те ресурсы, которые на современном этапе освоения технологий способны обеспечить энергоснабжение потребителей с требуемой надежностью на долгосрочную перспективу. Требованиям систем энергоснабжения небольших потребителей в арктической зоне в настоящий момент отвечают только виды углеводородного топлива.
Нефть и газовый конденсат. Жидкое углеводородное топливо обладает максимальной плотностью энергии. На данный вид топлива ориентированы труднодоступные потребители в т. ч. часть потребителей с. Намы (административные здания и многоквартирные дома), подключенные к котельной «Центральная».
Природный газ и сжиженный природный газ. Разрабатываемых месторождений природного газа рядом с селом в настоящий момент нет. Возможность поставки сжиженного природного газа в дальней перспективе связано со строительством глубоководного морского порта в п. Найба и обустройства наземного круглогодичного сообщения до с. Намы для перевозки 80-100 танк-контейнеров в год.
Уголь. Каменный уголь в настоящий момент является одним из основных видов топлива, поставляемого для теплоснабжения арктических населенных пунктов, расположенных вдоль судоходных участков рек и на небольшом расстоянии от основных складов угля. Ближайший действующий угольный склад расположен в селе Сайды Верхоянского района. Возможность снабжения углем со склада в с. Сайды требует наличия возможностей наращивания объемов перевозки по р. Яна и регулярного обслуживания автозимника местного значения Сайды-Намы.
Местные топливно-энергетические ресурсы
Дрова. Сюда можно отнести также и тальники, и кустарниковые растения. Запасы дров в зоне экономической доступности с. Намы требуют уточнения. Также необходимо учитывать, что древесина является единственным доступным местным строительным материалом, а также единственным резервным топливом при чрезвычайных ситуациях.
Твердые горючие отходы. К твердым горючим отходам можно отнести весь органический мусор (растения, отходы деревообработки, кора, листья и т. д.), бытовой мусор, не запрещенный для сжигания, строительные отходы, в т. ч. после сноса и демонтажа зданий, заборов, загонов и т. д.
Солнечная энергия. Основной вклад солнечной энергии может быть в летний период для горячего водоснабжения, а также для отопления, т. к. в рассматриваемой зоне потребность в отоплении в летний период все равно сохраняется. Потенциал использования солнечной энергии для сокращения продолжительности отопительного периода (в межсезонье) систем централизованного теплоснабжения требует прикладных исследований.
Плавники. Северные реки имеют сильно меняющиеся русла, что обуславливает постоянный унос пойменного леса. Плавники традиционно собираются местными жителями береговых сел. Основным недостатком данного ресурса является его вылов.
Наземные транспортные коридоры ДО С. ЩуШ- (Источник: ЬИра^Уудравтсь дор!4.рф/ци1ех.р11р/кзгЬу дата с оращения 01.07.24)
Основным недостатком местных ТЭР является их небольшие ресурсы и нестабильность поступления. Преимуществом является то, что в определенных объемах они будут всегда и соответствующую нишу в энергетическом балансе они могут занять, способствуя экономии привозного топлива.
Энергосбережение. Энергосбережение объективно является основным направлением политики обеспечения энергетической безопасности арктических потребителей. Высокая стоимость энергии позволяет внедрять (апробировать) практически все возможные направления энергосбережения, в т.ч. использование алгоритмов активного управления отоплением и вентиляцией. Огромный потенциал энергосбережения безусловно находится на объектах потребителей. Основной причиной является ветхий жилой фонд, отсутствие качественных местных строительных материалов и стоимость доставки строй материалов. Эффект от энергосберегающих мероприятий можно получить только при наличии учета потребляемого тепла. Для оценки эффекта от энергосбережения и оценки экономической эффективности энергосберегающих мероприятий можно начать с внедрения систем учета в нескольких «старых» жилых домах и пилотных новых домах. Изучение потенциала энергосбережения в целом по арктической зоне и отдельных населенных пунктов является необходимым условием грамотного планирования бюджетных затрат и формирования механизмов государственного субсидирования.
Развитие транспортной системы. Развитие транспортной инфраструктуры до с. Намы безусловно связано с развитием глубоководного морского порта в с. Найба. Через с. Намы проходит кратчайший автозимник до Верхоянского и Эвено-Бытантайского улусов, что обуславливает возможность перевода автозимника Найба - Намы - Сайды на автодорогу регионального значения. В этом случае, возможности топливоснабжения с. Намы расширяются не только по объему перевозок, но и по видам топлива.
Другим направлением решения поставленной задачи является внедрение новшеств в транспортной системе. Кроме направлений совершенствования самой транспортной системы нужно обратить внимание на развитие технологий перевозки топлива. К примеру, упакованный в мягкие контейнеры (1-1,5 т) каменный уголь при перевозке не требует подготовки специального склада, исключает увлажнение и самовозгорание. Эти свойства позволяют перемещать уголь к труднодоступным потребителям в несколько этапов по мере пробития автозимника или обустройства опасных участков, не дожидаясь полного открытия автозимника, перетягивать уголь через не окрепший лед и т. д., значительно выигрывая время и повышая эффективность использования ресурса автомобильного парка.
Централизованное теплоснабжение Централизованное теплоснабжение единственный способ достижения комфортных условий жизни при отсутствии газоснабжения и электроотопления. Но при этом в сельской местности оно характеризуется сверхнормативными потерями тепла в протяженных трубопроводах небольшого диаметра.
Выбор системы централизованного отопления должен выполняться в пользу систем повышенной надежности и длительным сроком эксплуатации. Другими словами, централизованное теплоснабжение целесообразно строить закрытым и независимым. Это позволит оптимизировать режим работы котлового оборудования, даст возможность установить в котельной цех водоподготовки. Точка ввода у потребителя при этом необходимо будет оснастить индивидуальным тепловым пунктом. Стоимость ИТП под ключ для небольшого частного дома в негабаритном утепленном блок контейнере оценивается 300-400 тысяч рублей с учетом доставки. В целом, для обеспечения всего частного сектора с. Намы ИТП потребуется 24-32 млн. руб. Простой срок окупаемости при снижении потребления тепла на отопление на 10%, без учета экономии по водоснабжению и повышению ресурса системы отопления, составит 7-8 лет. А при достижении экономии потребления тепла на 20% - 4-5 лет. При существующих тарифах на тепло присоединение к централизованному теплоснабжению всего частного сектора с. Намы приведет к росту субсидирования на 43-50 млн. рублей.
Децентрализованное теплоснабжение. Преимущества децентрализованного теплоснабжения: учет потребленного каждым домохозяйством топлива, что исключает необходимость в тепловом счетчике, но при этом сохраняет стимул к энергосбережению, отсутствие
потерь тепла в тепловых сетях и потребления электроэнергии сетевыми и подпиточными насосами, невозможность каскадных и масштабных аварийных ситуаций. При переводе частных домов с печного дровяного отопления на автоматизированные котлы длительного горения на твердом топливе можно получить относительно комфортные условия для населения. Данный вариант требует обеспечения населения качественным сортовым твердым топливом. В условиях сезонной схемы доставки необходимо обеспечить неизменность исходного качества угля в течении длительного времени (в течение срока доставки и хранения). Стоимость обеспечения всего частного сектора с. Намы автоматизированными котлами на твердом топливе на примере котлов серии Zota Stahanov составит 32-35 млн. руб. что сопоставимо со стоимостью обеспечения потребителей индивидуальными тепловыми пунктами при централизованном теплоснабжении. Стоимость изготовления и доставки индивидуальных котельных дополнительно оценивается на уровне 25-35 млн. руб. Оценить объем роста субсидирования на данном этапе сложно.
Организация энергоснабжения. Экономическая доступность конечных видов энергии в настоящее время, обеспечивается за счет субсидирования из регионального бюджета по двум направлениям: через механизм компенсации выпадающих доходов ресурсоснабжающих организаций и прямого субсидирования населения с низкими доходами. Недостатком действующих механизмов является отсутствие стимулов энергосбережения как со стороны потребителей, так и со стороны ресурсоснабжающих организаций. Для снижения затрат энергоснабжения критически важно создать условия, когда поставщик тепла стремится снизить производство, а потребитель снизить потребление тепла. То же касается и электроснабжения. Соответственно, финансовые механизмы обеспечения надежного энергоснабжения должны быть совершенно иными, чем классические подходы в рыночной системе. Достижение таких условий лишь через тарифные инструменты крайне затруднительно.
Заключение. Главным приоритетом к решению задач энергоснабжения арктических населенных пунктов должно быть обеспечение их энергоэффективными и комфортными жилыми домами, качественными строительными материалами, системами учета потребляемых энергоресурсов. Это позволит не только снизить потребление энергоресурсов, но и станет основой формирования культуры энергопотребления.
В повышении доступности первичных энергоресурсов важнейшую роль играет развитие транспортной системы. Для с. Намы это реализация проекта по строительству глубоководного морского порта в п. Найба и перевод сезонной дороги Найба-Намы-Сайды с муниципального на региональный уровень.
Поиск технических решений производства местных первичных энергоресурсов также играет важную роль в оптимизации энергетического баланса.
Работа выполнена в рамках проекта государственного задания № FWRS-2024-0031 программы фундаментальных исследований РФ на 2021-2030 гг.
