CC BY
50
УДК 303.725.+ 330.131
КАКИМ БЫТЬ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЮ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ?
Виктор Николаевич Чурашев
Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 17, кандидат экономических наук, ведущий научный сотрудник, доцент, тел. (383)330-36-82, e-mail: tch@ieie.nsc.ru
Новосибирская область отличается от других субъектов Сибирского федерального округа большей диверсификацией и меньшей энергоемкостью экономики. При отсутствии собственных традиционных энергоресурсов на первый план выходит вопрос о повышении энергоэффективности путем модернизации действующих энергетических производств на базе новых технологий, а также разработки и реализации инновационных энерготехнологий. Одним из перспективных направлений развития энергетики является строительство малых локальных теплоэлектроцентралей и реконструкция существующих котельных путем перевода их на комбинированную выработку электрической и тепловой энергии. В статье приведены результаты расчетов по оценке эффективности развития малой энергетики в Новосибирской области.
Ключевые слова: топливно-энергетический баланс, энергоэффективность, когенера-ция, инновационные энерготехнологии.
HOW SHALL THE SUPPLY OF THE NOVOSIBIRSK REGION?
Victor N. Churashev
Institute for Economics and Industrial Engineering, Siberian Branch of RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 17 Akademik Lavrentiev Prospect, Ph. D., senior researcher, tel. (383)330-36-82, e-mail: tch@ieie.nsc.ru
Novosibirsk region differs from other subjects of the Siberian Federal District, more diversified and less energy-intensive economy. In the absence of own traditional energy resources the issue of energy efficiencycomes to the fore through the modernization of existing power plants based on new technologies, and the development and implementation of innovative energy technologies. One of the promising directions of energy development is the construction of small local heating plants and reconstruction of existing boiler by transferring them to the combined production of electricity and heat.The article presents the results of calculations for evaluation of efficiency of development of small power plants in Novosibirsk region.
Key words: energy balance, energy efficiency, cogeneration, innovative energy technologies.
В настоящее время Новосибирская область позиционируется как один из наиболее динамично развивающихся субъектов Российской Федерации с диверсифицированной структурой экономики и с ориентацией на инновационный путь развития. В отличие от многих других субъектов Сибирского федерального округа в экономике Новосибирской области отсутствуют крупные энергоемкие производства.Уровень энергоемкости ВРП Новосибирской области в 1,7 раз ниже, чем среднем по России, и в 3 раза ниже, чем в среднем по Сибирскому федеральному округу. В целом обеспечивается надежное энергоснабжение
области, однако есть и ряд системных проблем, требующих повышения энергобезопасности и энергоэффективности.
Важнейшей особенностью топливного баланса Новосибирской области является практически полная зависимость от импорта энергоносителей. Угли Горловского бассейна, добыча которых в 2014 г. составила 5,5 млн. т, благодаря своим уникальным характеристикам практически полностью востребованы для технологических нужд, вывозятся за пределы области и не могут рассматриваться в качестве топлива для местной энергетики.
В структуре потребления различных видов топлива в регионе уголь составляет 57%, природный газ - 23% и нефтепродукты - порядка 19%. Среди потребителей топливных ресурсов наибольшую часть занимают электрические станции - 44% и котельные - 17%; в структуре топливоиспользования которых на уголь приходится около 80%. Такая структура потребления топлива в экономике и энергетике области сохраняется уже длительное время.
Балансы мощности Новосибирской энергосистемы в 2013 и 2014 годах были избыточными, соответственно 391,5 и 236,5 МВт. Однако исходя из экономических критериев режим работы Новосибирской энергосистемы при прохождении собственного максимума нагрузки таков, что целесообразно получение мощности из ЕЭС Казахстана и смежных энергосистем ОЭС Сибири. Суммарное получение мощности в 2013 г. составило 663 МВт, в 2014 г. - 565 МВт с учетом передачи 60 МВт в Омскую энергосистему. При этом имеются жалобы на отказы на техническое подключение к сетям отдельных потребителей, так, например, Академгородок испытывает дефицит по электроэнергии где-то на уровне 40 МВт.
Поскольку в Новосибирской области вся большая теплоэнергетика представлена только ТЭЦ, показателиее энергоэффективностидостаточно хороши. Так коэффициент использования топлива (КИТ) находится на уровне 73%, тогда как, например, в соседней Кемеровской области, где высока доля ГРЭС, КИТ на электростанциях не достигает 50%. С другой стороны, на действующих станциях уже значительно исчерпаны возможностиулучшения технико-экономических характеристик и от них сложно требовать заметного повышения показателей энергоэффективности (снижения удельного расхода топлива, повышения КПД и др.). Число часов использования ТЭЦ приблизилось к максимально возможному. Особую тревогу вызывает тот факт, что около 30% мощности ТЭЦ полностью отработало свой ресурс, ее дальнейшая эксплуатация представляет угрозу энергобезопасности области.
Основная часть собственных генерирующих мощностей области расположена в Новосибирске, обладающем излишками энергии, откуда она передается на большие расстояния рассредоточенным потребителям. Так, западные районы Новосибирской области (более 80% территории) получают около 95% электроэнергии от Новосибирскогоэнергоузла по протяженным электрическими сетям. Все это обусловливает высокие потери энергии.
Существующее состояние системы теплоснабжения города Новосибирска и других городов области с централизованным теплоснабжением, которое осу-
ществляется от котельных, мало отличается от общей картины по России, сохраняя целый ряд нерешенных проблем: суммарные тепловые потери с учетом распределенных сетей в отдельных случаях доходят до 30%, высокая степень износа основных фондов и недостаточный уровень капиталовложений в техническое перевооружение.
Для небольших поселений на территории Новосибирской области проблема надежности теплоснабжения связана с муниципальными котельными, которые в настоящее время вследствие износа основных фондов в большинстве своем не отвечают современным требованиям ни по экономичности, ни по экологическим показателям.
Сможет ли в перспективе регион обеспечить себе достаточно прогрессивный баланс производства и потребления топливно-энергетических ресурсов? В структуре производства топлива не ожидается заметного изменения. Совершенствование топливного баланса в районах, прилегающих к магистральным газопроводам, предполагается путем увеличения использования газа на энергоустановках, в первую очередь, на котельных, промпредприятиях и в сельском хозяйстве.
Отсутствие собственных традиционных энергоресурсов и необходимость энергообеспечения локализованных потребителей, удаленных от централизованных энергомагистралей и магистральных газопроводов, создают предпосылки к развитию в Новосибирской области возобновляемых источников энергии (ВИЭ):
• По оценке экспертов наиболее перспективным видом ВИЭ для области является торф (запасы - 2млрд. т, ежегодный прирост запасов - 20 млн. т.
• Область обладает ресурсами по отходам сельскохозяйственного производства - до 5 млн. т соломы и отходами деревопереработки - до 2 млн. куб. м дров на санитарных рубках ежегодно. Этот ресурс не использован в настоящее время и является потенциально привлекательным, поскольку обеспечивает повышение эффективности основного производства - сельского хозяйства и дере-вопереработки.
• Область имеет развитую природоресурсную базу для использования геотермальной энергии в виде низкопотенциального тепло подземных вод с помощью тепловых насосов.
• В области - индустриально развитом регионе имеются значительные тепловые выбросы тепла в виде технологического горячего воздуха и воды, которые могут быть утилизированы с помощью абсорбционно бромисто-литиевых тепловых насосов.
• Для 1,5 млн. человек населения Новосибирска существенную экономию топлива может составлять использование твердых коммунальных, бытовых и промышленные отходов (ТБО), которые имеют большой энергетический эквивалент вследствие высокого содержания в них горючих составляющих.
Внедрение альтернативных возобновляемых источников энергии позволит повысить энергобезопасность Новосибирской области, уменьшив зависимость от внешних поставок энергоресурсов.
Выбор путей развития энергогенерации во многом зависит от того как будет развиваться экономика бласти. В Стратегии социально-экономического развития Новосибирской области на период до 2025 г. [1] определены региональные кластеры, являющиеся генеральным направлением реализации конкурентных преимуществ и поддержки региональных точек роста: 1) инновационно-образовательный кластер; 2) транспортно-логистический кластер; 3) строительный кластер; 4) кластер электротехнического и электроэнергетического машиностроения; 5) «прото-кластер» потребительского сектора.
Энергоемкость таких секторов экономики невысока, поэтому в Сценарных условиях, разработанных в Минэнерго в 2011 г. [2], для Новосибирской области в период 2014-2020 гг.предполагался несущественный рост энергопотребления на перспективу(среднегодовой рост на уровне 1,93%, что в 1,4 ниже, чем в среднем по Сибирскому федеральному округу), а Системный оператор Единой Энергетической Системы (это главный диспетчер российской энергосистемы) в прогнозе, сделанном в 2015 г., вообще в этом периоде не предполагает роста электропотребления для Новосибирской области.
Исходя из этих прогнозов энергоснабжающая организация области ОАО «СИБЭКО» до 2021 года не планирует демонтажа существующего оборудования и ввода нового на электростанциях, предусматривается лишь модернизация турбоагрегатов 130 атана Новосибирской ТЭЦ-2, Новосибирской ТЭЦ-3 и Новосибирской ТЭЦ-4. Таким образом, все, что предполагаетсяделать в ближайшей перспективе - это поддержка текущих потребностей, оразвитии генерации речи не идет.
Но после 2021 года в тех же Сценарных условиях предусматривается рост электропотребления в Новосибирской области на 4-6 млрд. кВт.ч, что требует ввода новых мощностей. Если идти традиционным путем, то, как это записано в разработанных ранее прогнозных документах [1,3,4], необходимо строительство новой крупной ТЭЦ мощностью 800-900 МВт (как возможные варианты: ТЭЦ-6 на левом берегу Оби или ТЭЦ-7 на правом берегу Оби).
В связи с изменением условий развития экономики области при пониженных темпах прироста энергопотребления на первый план выходит вопрос об энергоэффективности и перспективным направлением развития энергетики представляется строительство локальных мини теплоэлектроцентралей (мини ТЭЦ) и реконструкция существующих котельных - перевод их на комбинированную выработку электрической и тепловой энергии.
Общий коэффициент использования топлива в подобных агрегатах может достигать 85-90%, т.е. даже выше, чем у больших ТЭЦ. Такие энергоисточники в определенном смысле сочетают преимущества теплофикации и индивидуального энергоснабжения, поскольку из-за малой протяженности тепловых и электрических сетей потери в них сводятся к минимуму, в то же время сохраняется экономия, возникающая при осуществлении.
Формирование высокотехнологичных кластеров, финансовых и телекоммуникационных центров предъявляет особые требования к качеству энергоснабжения. Скачок или сбой напряжения могут повлечь сегодня не просто остановку или порчу потребляющего устройства, но и потерю информации, восстановление которой иногда несравнимо сложнее ремонта оборудования. Мини-ТЭЦ могут быть перспективными для объектов, требующих повышенной надежности энергообеспечения, а также для рассредоточенных потребителей в случае нехватки пропускной способности существующих сетей, затрудняющей новое подключение. Распределенная генерация более гибко реагирует на спрос и на появление новых технологий.
Наконец, коммерчески привлекательной является быстрая окупаемость небольших энергетических установок -2-2,5 года. Найти частного инвестора, ко-торыйв современных условиях вложил бы огромные деньги в строительство крупных электростанций и затем ждал добрый десяток лет, когда окупятся его затраты, невозможно. Такие проекты, как правило, осуществляются при активной финансовой поддержке государства, что в настоящее время также нереально.
В секторе анализа взаимосвязей энергетических производств Института экономики и ОПП СО РАН на основе модели развития регионального ТЭК [5] проводились расчеты по оценке развития энергетики Новосибирской области на период до 2025 г. при агрегированном рассмотрении условий производства и потребления энергоресурсов. Базой для расчетов послужили отчетные данные по объемам производства и потребления энергоресурсов 2010 г., а также прогнозные материалы по развитию экономики Новосибирской области [1, 3, 4].
Валовой потенциал когенерационных установок на базе котельных установленной мощностью 5 Гкал/ч и более, работающих на газе, оценивался Си-бЭНТЦ в следующих диапазонах:
- при установке ГТУ - 1500 МВт, в том числе в наиболее крупных городах области - 1351 МВт, в районах области - 149 МВт;
- при установке ГПУ - 2837 МВт, в том числе в наиболее крупных городах области - 2556 МВт, в районах области - 281 МВт.
Расчеты показали, что при ориентации на приоритетное развитие малой энергетикидоля мини-ТЭЦв покрытии потребности в электроэнергии вырастет к 2025 г. до 8,9% (2,1 млрд. кВтч), а доля их в удовлетворении потребности в теплоэнергии может увеличиться до 13,6% (4,7 млн. Гкал), что позволит сократить ввод новых котельных.При этом ежегодная экономия топлива составит около 660тыс.ту.т., а капитальные затраты на реализацию инвестиционной программы сократятся на 7млрд. руб. (в ценах 2010 г.).
По мнению экспертов, Новосибирская область может стать экспортером технологий по распределенной энергетике. Здесь имеются все возможности для решения существующих проблем - уникальное сочетание благоприятных факторов для технического перевооружения энергетических объектов и проведения активного энергосбережения:
• накопленный научно-технический и проектно-конструкторский потенциал СО РАН, отраслевой и вузовской науки, проектных институтов в области энергоснабжения;
• развитая машиностроительная база;
• наличие квалифицированной рабочей силы.
В Программе реиндустриализации экономики Новосибирской области в составе флагманского комплексного проекта «Умный регион» выделен под-проект«Интеллектуальные системы в ЖКХ и энергетике», в котором рассмат-риваетсяразвитие конкурентоспособногоэкспортноориентированного производства аппаратно - программного комплекса для Технологической платформы «Интеллектуальные электрические сети». В качестве полигона развития распределенной энергетики в Новосибирске предлагается взять одну из зон Академгородка, где есть энергообъекты, каждый из которых в отдельности работает не очень хорошо, но если их объединить в «Умную сеть», то можно будет достичь необходимой надежности и эффективности энергообеспечения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Стратегия социально-экономического развития Новосибирской области до 2025 г. Новосибирск. 2009. - URL: https://nso.ru/page/2412.
2. Сценарные условия развития электроэнергетики на 2010—2030 годы // М. 2011. -URL: http://www.e-apbe.ru/5years/pb_2011_2030/scenary_2010_2030.pdf
3. Концепция долгосрочной целевой программы Новосибирской области «Развитие энергетики, повышение энергоэффективности и энергобезопасности Новосибирской области на период до 2025 года» // Новосибирск, 2009. - URL: www.energo-fond.narod.ru/op/Concep2025.doс.
4. Схема теплоснабжения города Новосибирска до 2030 года (актуализация на 2015 год) // Новосибирск, 2014. - URL: degkh.ru/shema-ts/content2/shema.pdf
5. Системное моделирование и анализ мезо- и микроэкономических объектов / отв. ред. ВВ. Кулешов, НИ. Суслов; РАН, Сиб. отд-ние, ИЭОПП СО РАН. - Новосибирск, 2014. -URL: http://lib.ieie.nsc.ru/docs/2014/SistemModelir/.
© В. Н. Чурашев, 2016
