CC BY
100
УДК 17.018.22.
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ЭНЕРГИИ В СОВРЕМЕННОЙ РОССИЙСКОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ
ОТРАСЛИ
Козелков О.В., ФГБОУ ВПО «КГЭУ», канд. техн. наук Усачев С.С., НИУ «МЭИ» (г. Москва), студент Контакты: шаскеур1аует@та11. ги
В статье представлен обзор российского энергетического сектора экономики с использованием энергосберегающих технологий. Проанализированы действующие в России станции работающие на возобновляемых и нетрадиционных источниках энергии. Названы достоинства и недостатки данных технологий и обозначены перспективы для успешного развития их в России.
Ключевые слова: электроэнергетика, экономика, возобновляемые источники энергии, энергосбережение и экология.
Энергетические ресурсы это определяющая часть социально -экономического развития государства. Россия является крупнейшей мировой базой топливно-энергетических ресурсов, которые успешно осваиваются, начиная с конца ХIX века. В наше время России является одним из крупнейших производителей и экспортеров электрической энергии и занимает второе место в мире, при этом освоено лишь 20% энергетического потенциала страны, с долей ТЭК в ВВП - 25-26% [1]. Однако в связи с трансформацией мировой энергетической конъектуры, в том числе - развитие глобальной климатической политики, важным становится увеличения доли возобновляемых источников энергии в мировом энергобалансе. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) - ресурсы которые постоянно восполняются естественным путем. Например, энергия рек,
97
ветра, морских приливов, тепла Земли, Солнца. В мире на основе ВИЭ преобладают установки, использующие биомассу в качестве энергоносителя - 56%, ветровые станции (ВЭС) - 28% всей производимой на ВИЭ электроэнергии, геотермальные- 15% и солнечные установки -1% [1].
В России исторически сложилось доминирование в структуре генерирующих мощностей: тепловых станций - 68,4%, гидравлических электростанций - 21% и атомных - 10,6% на традиционные и нетрадиционные возобновляемые источники энергии приходиться всего около 0,9%. Тогда как технический потенциал ВИЭ в России (без учета потенциала больших рек) на сегодняшний день составляет порядка 300 млн т/год (это 30% от ежегодного потребления первичных энергоресурсов в России) [2].
Развитие возобновляемой энергетики российскими исследователями рассматривается как конкурентоспособный, экономически выгодный ресурс, особенно в зоне автономного энергоснабжения, где находится более 70% территории РФ. Например, труднодоступные регионы Крайнего Севера, Дальнего Востока и Сибири, а также в населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, в местах массового отдыха и лечения населения, и на особо охраняемых природных территориях, где проживают более 20 млн человек [3].
В подготовленном министерством энергетики России проекте энергетической стратегии России на период до 2035 года третий раздел, посвящен развитию возобновляемых (ВИЭ) и неисчерпаемых (НВИЭ) источников энергии. Основной составляющей проекта обозначена «Минимизация негативного влияния добычи, производства, транспортировки и потребления энергоресурсов на окружающую среду, климат и здоровье людей» [1].
Рассмотрим проблемы и перспективы использования возобновляемых источников энергии в России. Например, потенциал гидроэнергетики малых рек в России очень велики - 2,5 млн малых рек [4]. В середине прошлого века на них работало множество ма-
98
лых ГЭС, но, в советский период возобладало крупное гидроэнер-гостроительство. Сейчас интерес к малым ГЭС возрождается. Строительство МГЭС под силу частному сектору экономики, фермерским хозяйствам и небольшим предприятиям. Кроме того, имеется ряд отечественных предприятий, производящих и продающих гидроэнергетическое оборудование, отвечающее самым современным требованиям, например, компании ЗАО «Норд Гидро»; «МНТО ИНСЭТ» и др.
Одним из потенциальных направлений ВИЭ является геотермальная энергетика. В настоящее время в России разведано 56 месторождений термальных вод с потенциалом, превышающим 300 тыс. м/сутки. Все действующие геотермальные российские электростанции, в разработке начиная с середины прошлого века, и расположены на территории Камчатки и Курил [5]. К недостаткам геотермальных электроустановок специалисты относят высокие требования к ландшафту - геотермальную электростанцию построить можно не везде, потому что для ее постройки необходимы определенные геологические условия. Решением проблемы являются - ГеоТЭС комбинированного цикла. При этом оборудование для ГеоТЭС производят в России: ОАО «Геотерм», ориентированные на ГеоТЭС мощностью от 4 до 25 МВт; Калужский турбинный завод, поставляющий ГеоТЭС средней мощностью 6, 12, 20 и 23 МВт; АО «Наука», предлагающее модульные ГеоТЭС малой и средней мощности от 0,5 до 20 МВт [6]. Развитие геотермальной энергетики в России поможет во многом разрешить проблему электрификации малообжитых территорий и повышения надёжности электроснабжения той части потребителей, для которых централизованное энергообеспечение экономически неприемлемо.
Приливная электроэнергетика - вид гидроэлектростанции, использующих энергию приливов (ПЭС), а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды
99
в сутки изменяют уровень воды. В СССР (России) с 1968 года действует экспериментальная Кислогубская ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. В 2004-2007 годах станция была реконструирована: установлены новые ортогональные гидроагрегаты общей мощностью 1,5 МВт. В настоящее время ведется проектирование Северной ПЭС на Кольском полуострове мощностью 12 МВт, на ней планируется отработать конструкцию и технологию строительства крупной приливной электростанции, полученный опыт планируется использовать при создании более крупных Мезенской и Тугурской ПЭС[4]. Недостатком ПЭС является жесткий график работы станции, выдающей электроэнергию в энергосистему неравномерно, а четырьмя пиками в течение суток.
Солнечная энергетика представляет собой одно из перспективных направлений возобновляемой энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения. По данным Института Энергетической стратегии, теоретический потенциал солнечной энергетики в России наиболее велик на юго-западе (Северный Кавказ, район Черного и Каспийского морей) и в Южной Сибири и на Дальнем Востоке. По разным оценкам в России суммарный объем введенных мощностей солнечной генерации составляет не более 5 МВт, большая часть из которых приходится на домохозяйства. Самым крупным промышленным объектом в российской солнечной энергетике является введенная в 2010 году солнечная электростанция в Белгородской области мощностью 100 кВт (для сравнения, самая крупнейшая солнечная электростанция в мире располагается в Канаде мощностью 80000 кВт) [7]. Среди недостатков солнечной энергетики надо отметить сильную зависимость выработки от времени суток, сезона, погодных условий и дороговизна оборудования и установка. В России работающих в энергосистеме солнечных электростанций нет [1]. Однако по мере снижения стоимости 1 кВт/ч выработанной электроэнергии солнечная энергетика становится конкурентоспособной.
100
В России биоэнергетика - это новая отрасль народного хозяйства, которая связывает решение проблем получения топлива из биомассы и охраны окружающей среды. Российским центром развития биоэнергетики проведен частичный мониторинг по развитию биоэнергетики в Российской Федерации. Специалисты констатируют, что уже десятки хозяйств локально начинают использовать технологии производства альтернативных видов топлива и энергии в собственных интересах. Налажено производство отечественных биогазовых установок для индивидуальных и фермерских хозяйствах (АО «Стройтехнтика - Тульский завод, ООО - «СИРПИС», г. Омск) обеспечивающие местные потребности в тепловой и электрической энергии, мощностью от сотен ватт до десятков кВт.
Ветровая энергетика в России на начальном этапе развития. Общая мощность ветроэлектростанций, подключенных к Единой энергосистеме, составляет менее 10 МВт. Есть несколько небольших ветроэлектростанций, работающих в изолированных энергосистемах (на Чукотке, Камчатке), а также некоторое количество малых ветроустановок, использующихся для автономного энергоснабжения фермерских хозяйств, отдельных домов в сельской местности и т.п. В настоящее время построены и действуют на немецком и датском оборудовании Маркинская ВЭС (АО «Ростовэнер-го»), ВЭС на о. Беринга (АО «Камчатэнерго») и Куликовская ВЭС (АО «Янтарьэнерго»). Крупнейшей ветроэлектростанцией в России считается Зеленоградская ВЭС в Калининградской области мощностью 5,1 МВт, состоящая из 21 ветроагрегата. ОАО «РусГидро» реализует проект Дальневосточной ВЭС мощностью до 24 МВт на острове Попова, г. Владивосток [2].
Основным сдерживающим фактором строительства и эксплуатации ВИЭ и НВИЭ, является себестоимость электроэнергии, которая на 92% определяется инвестиционным фактором, топливная составляющая затрат отсутствует, однако сейчас стоимость электроэнергии, производимой с использованием ВИЭ в России значи-
101
тельно выше, чем в странах с высоким уровнем развития возобновляемой энергетики [8]. В мировой практике широко внедрена государственная поддержка технологий возобновляемых источников энергии (ВИЭ) [3]. Правительством РФ заданы высокие темпы развития новых ВИЭ в производстве электроэнергии, она должна увеличиться с 0,9% до 4,5% в 2020 года [1]. Однако уже сейчас в России в некоторых регионах разработаны и приняты нормативные правовые акты, так или иначе поддерживающее развитие ВИЭ (в том числе через развитие розничных рынков).
Например, в республике Татарстан доля нетрадиционных источников в структуре общей выработки электроэнергии республики составляет менее 1%. Однако в регионе работает «Программа развития топливно-энергетического комплекса Республики Татарстан на 2006-2020 годы» предусматривает строительство 25 малых ГЭС, а также 146 ветроустановок до 2020 года [9]. Суммарная выработка этих перспективных станций оценивается в 1.382 млн кВтч в год, что должно составить около 5% от потребления электроэнергии в республике. Сейчас в Татарстане введена в строй малая Карабаш-ская ГЭС мощностью 500 кВт [10].
Широкое применение биотехнологии находят в производстве: ОАО «Татнефть» применяет методы, основанные на вводе в пласт биореагентов или биомассы микроорганизмов для повышения нефтеотдачи; ОАО «Казаньоргсинтез» внедряет биотехнологическую схему глубокой очистки нефтесодержащих сточных вод и др. В Республике Татарстан построен крупнейший в России завод по переработке рапса (культуры с высоким энергетическим потенциалом) мощностью 300 тыс. тонн маслосемян в год (Казанский мас-лоэкстракционный завод ОАО «Нэфис Косметикс»). Продукцией завода является рапсовое и подсолнечное масло и шрот, продукт получаемый экстракционным способом, служит техническим сырьем для производства моющих средств, но при соответствующей доработке технологической линии, возможно, его использование для
102
получения биодизеля. В Республике Татарстан функционирует ряд производств по выпуску кормового белка, получаемого на основе микробиологического синтеза [11].
Таким образом, для России сегодня, несмотря на высокую стоимость энергии, перспективной областью применения ВИЭ и НВИЭ является изолированные и удаленные энергорайоны, резервирование системы электроснабжения особо ответственных потребителей (повышенной категории надежности) и проекты, основанные на отраслевой перспективе регионов. Реализация внедрения Нетрадиционных источников энергии возможно только при условии стимулирования и удобной законодательной инициативы, как на федеральном, так и на региональном уровнях.
Источники
1. Энергетическая стратегия России на период до 2035 года. -Официальный сайт Министерства энергетики Российской Федерации. Раздел №. С. 33-34. [Электронный ресурс]. Свободный. Режим доступа: minenergo.gov.ru/node/1920 (дата обращения: 19.02.2016).
2. Перспективы возобновляемых источников энергии в России / Федеральный портал). [Электронный ресурс]. Свободный. Режим доступа: protown.ru http://protown.ru/information/hide/7941.html (дата обращения: 19.02.2016).
3. Тарасов А.П. Стимулирование освоения нетрадиционных возобновляемых источников энергии: мировые тенденции и Россия // Российский новый университет (РосНОУ). 2009. №5 (54). С. 176-178.
4. Вопросы и ответы о возобновляемых источниках энергии [Электронный ресурс]. Свободный. Режим доступа: http://www.rushydro.ru/industry/biblioteka/14289.html#77(дата обращения: 18.02.2016).
5. Геотермальная энергетика. Министерство энергетики РФ [Электронный ресурс]. Свободный. Режим доступа: http://minenergo.gov.ru/node/532 (дата обращения: 18.02.2016).
6. Геотермальная энергетика в России [Электронный ресурс]. Свободный. Режим доступа: http://www.cleandex.ru/articles/2008/06/23/geothermal-energy(дата обращения: 18.02.2016).
7.Солнечная энергетика России: перспективы и проблемы развития. Справочно-информационный центр [Электронный ресурс]. Свободный. Режим доступа: http://gisee.ru/articles/solar-energy/24510/(дата обращения: 18.02.2016).
8. Бринк И. Ю., Сироткин А.Ю., Кононенко И.С., Смирнова О.А. Формирование рынка в сфере возобновляемых источников энергии, организационный аспект / Региональная
103
экономика (56) УЭкС, 8 / 2013 [Электронный ресурс]. Свободный. Режим доступа: http://uecs.ru/marketing/item/2285-2013-08-16-09-26-44 (дата обращения: 18.02.2016).
9. Распоряжение Кабинета Министров Республики Татарстан от 20.03.2008 № 420 -р «О Концепции целевой программы «Развитие малой энергетики в Республике Татарстан на возобновляемых источниках энергии» [Электронный ресурс]. Свободный. Режим доступа: BASE.GARANT.RU: Информационно-правовой портал «ГАРАНТ». URL:http://base.garant.ru/8138791/ (дата обращения: 08.02.2016).
10. Закон Республики Татарстан от 13 января 2007 г. № 7-ЗРТ «Об утверждении Программы развития топливно -энергетического комплекса Республики Татарстан на 20062020 годы» Единая справочная служба «Кодекс» и «Техэксперт» [Электронный ресурс]. Свободный. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/917023632 (дата обращения: 08.02.2016).
11. Постановление Кабинета Министров Республики Татарстан от 24 марта 2010 г. N 180 «Об утверждении целевой программы «Развитие биотехнологии Татарстан на 2010-2020 годы» Единая справочная служба «Кодекс» и «Техэксперт» [Электронный ресурс]. Свободный. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/917037723 (дата обращения: 08.02.2016).
SOME ASPECTS OF THE USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES IN CONTEMPORARY RUSSIAN ENERGY SECTOR Kozelkov O.V., Usachev S.S.
The article provides an overview of the Russian energy sector, using energy-saving technologies. Analyzed the existing station in Russia working on renewable and alternative energy sources. Named the advantages and disadvantages of these technologies, and marked the prospects for the successful development of them in Russia.
Keywords: power, economy, renewable energy, energy conservation and ecology.
Дата поступления 24.02.2016.
104
