Оценка перспектив использования возобновляемых источников энергии на базе малой гидроэнергетики в Ростовской области Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 621.22 В. Л. Бондаренко

Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, Новочеркасск, Российская Федерация;

Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А. К. Кортунова Донского государственного аграрного университета, Новочеркасск, Российская Федерация Г. Л. Лобанов

Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, Новочеркасск, Российская Федерация А. В. Алиферов

Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А. К. Кортунова Донского государственного аграрного университета, Новочеркасск, Российская Федерация

ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ НА БАЗЕ МАЛОЙ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ В РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Цель работы - проведение исследований по оценке гидроэнергетических ресурсов и перспектив развития малой гидроэнергетики на действующих гидротехнических сооружениях (ГТС) водохозяйственных систем (ВХС) Ростовской области. На современном этапе развития промышленного и сельскохозяйственного производства в Южном и Северо-Кавказском регионах большое значение имеет использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в частности гидроэнергетического потенциала малых водотоков и ГТС водохозяйственных систем. С помощью системного анализа ВХС Ростовской области были обоснованы места размещения малых ГЭС на действующих ГТС Ростовской области. На базе проведенных полевых обследований и выполненных водно-энергетических расчетов по результатам изучения топографических карт (масштаб 1:10000 или 1:25000) осуществлена оценка гидроэнергетических ресурсов сетевых ГТС в Ростовской области. Перспективными створами для малых ГЭС водохозяйственного комплекса Ростовской области являются 16 функционирующих ГТС. Показатели суммарной мощности и производства электроэнергии на малых ГЭС предварительно оцениваются в 66,6 МВт (или 570 млн кВт-ч) в год. В настоящее время произведены водно-энергетические расчеты, осуществлен выбор основного гидротурбинного оборудования и расчет стоимости ГЭС. В соответствии с этим при реализации возможного плана развития по использованию ВИЭ на малых ГЭС в Ростовской области до 2020 г. замещение органического топлива ежегодно составит до 1,0 млн т условного топлива, а объемозамещение природного газа - около 1 млрд м3 в год. Следует подчеркнуть, что использование малых ГЭС на базе действующих ГТС позволит снизить себестоимость электроэнергии, потребляемой в целях орошения земель и работы систем сельскохозяйственного водоснабжения.

Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, малая ГЭС, гидротехнические сооружения, водохозяйственная система, малые водотоки, бассейновая геосистема, электрическая энергия.

V. L. Bondarenko

Russian Research Institute of Land Improvement Problems, Novocherkassk, Russian Federation;

Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University, Novocherkassk, Russian Federation

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 3(23), 2016 г., [166-184] G. L. Lobanov

Russian Research Institute of Land Improvement Problems, Novocherkassk, Russian Federation

A. V. Aliferov

Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University, Novocherkassk, Russian Federation

ASSESSMENT OF THE PROSPECTS OF RENEWABLE ENERGY USE BASED ON SMALL HYDROPOWER IN ROSTOV REGION

The aim of research is the investigation of assessment of hydropower resources and prospects of development of small hydropower at existing hydraulic structures (GTS), water works (VKHS) of Rostov region. At the present stage of industrial and agricultural production development in the South and the North Caucasus region the use of renewable energy sources (RES)is of great importance, in particular hydropower potential of small watercourses and hydraulic structures of water systems. With the help of system analysis of water works in Rostov region the locations for small hydropower stations at existing hydraulic structures were justified. On the basis of field surveys and completed water and energy calculations based on the study of topographic maps (scale 1:10000 or 1:25000) an assessment of hydropower resources of hydraulic structures network in Rostov region is performed. 16 functioning hydraulic structures are promising sites for small hydropower plants of water complex of Rostov region. Indicators of total power and power generation of small hydropower stations are tentatively estimated as 66.6 MW (or 570 million kW-h) per year. Currently water and energy calculations were done, the main hydraulic turbine equipment choice was carried out and small hydropower station cost calculations were performed. Accordingly, by implementation of a possible development plan for the use of renewable energy at small hydropower plants in Rostov region until 2020, the replacement of fossil fuels will reach 1.0 million tons of equivalent fuel each year, and natural gas volume replacement is about 1 billion cubic meters per year. It should be emphasized that the use of small hydropower plants on the basis of the existing hydraulic structures will reduce the cost of electricity consumed for irrigation of agricultural land and the work of water supply systems.

Keywords: renewable energy, small hydroelectric power stations, hydraulic structures, water management system, small watercourses, basin geosystem, electric energy.

Введение. Постановлением Правительства РФ № 426 от 3 июня 2008 г. и Распоряжением Правительства РФ от 8 января 2009 г. № 1-р утверждены Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2024 г. [1].

С учетом задач, обозначенных в данном постановлении, целью исследований являлась оценка гидроэнергетических ресурсов и перспектив развития малой гидроэнергетики на действующих гидротехнических сооружениях (ГТС) водохозяйственных систем (ВХС) Ростовской области. При обустройстве территорий бассейновых геосистем для использования

ВИЭ предусматривается возведение следующих энергетических объектов:

- малых ГЭС мощностью до 25 МВт;

- теплоэлектростанций на биотопливе (БиоГЭС);

- электростанций на биотопливе (БиоЭС);

- ветроэлектрических электростанций (ВЭС);

- ветровых энергетических установок (ВЭУ);

- геотермальных электростанций (ГеоЭС);

- солнечных фотоэлектрических станций (ФЭС);

- солнечных фотоэлектрических установок (ФЭУ);

- электростанций морских волн (ЭСМВ);

- электростанций морских приливов (ЭСМП) [2, 3].

В таблице 1 представлены планируемые целевые показатели мощности и производства электроэнергии ВИЭ в РФ в соответствии с Основными направлениями.

Таблица 1 - Планируемые целевые показатели мощности и

производства электроэнергии ВИЭ в РФ согласно Основным направлениям

Тип электростанции Единица 2005 г. 2010 г. 2015 г. 2020 г.

(ЭС) измерения

ГЭС мощностью млрд кВт-ч 2,8000 3,50000 10,000 20,000

< 25 МВт мВт 680,0000 850,00000 2430,000 4800,000

Ветровые ЭС млрд кВт-ч 0,0097 0,21000 2,600 17,500

мВт 12,0000 120,00000 1500,000 7000,000

Геотермальные ЭС млрд кВт-ч 0,4000 0,60000 2,000 5,000

мВт 71,0000 90,00000 300,000 750,000

ТЭС (на биомассе) млрд кВт-ч 5,20000 13,50000 22,000 34,900

мВт 1413,0000 2800,00000 5000,000 7850,000

Приливные ЭС млрд кВт-ч 0,0000 0,00000 0,024 2,300

мВт 1,5000 1,50000 12,000 4500,000

Солнечные ЭС млрд кВт-ч 0,0002 0,00003 0,002 0,018

мВт 0,0200 0,03000 1,500 12,100

Прочие ЭС млрд кВт-ч 0,0000 0,00000 0,080 0,500

мВт 0,0000 0,00000 20,000 250,000

Доля ВИЭ (без больших % 0,9 1,5 2,5 4,5

ГЭС)

В настоящее время в мировом масштабе ВИЭ дают около 3,5 % электрической энергии [4], что обусловливает создание значительных резервов

для развития малой энергетики и формирует тенденцию к снижению выбросов в атмосферу парниковых газов, произведенных мощными тепловыми электростанциями (на юге России это - Новочеркасская ГРЭС, Невин-номысская ГРЭС, Ставропольская ГРЭС и др.). Таким образом, развитие малой энергетики в направлении использования ВИЭ способствует решению экологических задач, связанных с глобальной проблемой потепления климата [5].

Объем потребляемой электроэнергии в РФ ежегодно растет и составит к 2020 г. более 1800 млрд кВт-ч, а в южных регионах России (ЮФО и СКФО) - более 126 млрд кВт-ч.

В настоящее время рынок электроэнергии на юге России является остродефицитным и будет оставаться таким в обозримой перспективе вследствие высоких требований природоохранного и экологического характера, предъявляемых к ТЭС и АЭС [6]. Недостаточность на юге России генерирующих мощностей, позволяющих выравнивать график потребляемой энергии, приводит к существенному повышению тарифов на электроэнергию. Причиной этому являются потери в электрических сетях и оплата заявленной мощности утреннего и вечернего максимума нагрузок.

Решением проблемы дефицита электроэнергии на юге страны могут стать малые ГЭС, которые являются стремительно развивающейся эффективной технологией энергопроизводства на базе ВИЭ.

Преимущества малой гидроэнергетики перед другими ВИЭ заключаются в стабильной, не зависящей от погодных условий, выработке электроэнергии, а также в экономичности. Стоимость 1 кВт-ч, произведенного на малых ГЭС в России (по данным Минэнерго) в централизованной энергосистеме, составляет 0,4-0,6 руб., а за рубежом - 3,0-4,0 цента [7].

Преимущество малой гидроэнергетики с точки зрения экологии состоит в их принадлежности к сектору экологически чистой возобновляемой энергетики, что обеспечивает устойчивое локальное электроснабжение и, в отличие от крупных ГЭС, не представляет угрозы для местных

экосистем. Не менее важным является тот факт, что для строительства малых и микроГЭС требуется гораздо меньше финансовых ресурсов, чем для сооружения крупных объектов гидроэнергетики.

Создаваемые малые ГЭС способны обеспечить:

- надежное и качественное электроснабжение аграрных производств, ЖКХ сельских поселений, а также предприятий местной промышленности и транспорта;

- сокращение выбросов парникового газа (СО2) в атмосферу;

- замещение топлива, используемого на тепловых станциях;

- снижение инфраструктурных ограничений для экономического развития сельских территорий.

Развитие малой гидроэнергетики является одним из наиболее перспективных направлений в рамках реализации мероприятий Киотского протокола [8]. В Российской Федерации в настоящее время разработана концепция развития малой гидроэнергетики, включающая схемы размещения ее объектов (общей мощностью 420 мВт) и их количество (в Ставропольском крае - 14 малых ГЭС, Республике Тыва - 18, Алтайском крае -35, Бурятии - 12, Северной Осетии - Алании - 17). Существуют и региональные программы развития локальной энергетики на базе малых ГЭС для Краснодарского края, Нижегородской, Астраханской, Ленинградской областей, Республик Карачаево-Черкессия, Кабардино-Балкария, Дагестан и других регионов [9, 10].

Материалы и методы. Исследования рассматриваемых водохозяйственных систем проводились с использованием системного подхода. Основным материалом для обоснования мест размещения малых ГЭС явились конструктивные характеристики действующих ГТС в Ростовской области. Наиболее перспективными для устройства малых ГЭС являются существующие ГТС с перепадом уровней воды в верхнем и нижнем бьефах от 2 м и более и со значительными расходами воды.

Оценка гидроэнергетических ресурсов сетевых ГТС выполнялась

на основе результатов полевых обследований и топографических карт масштаба 1:10000 или 1:25000. В задачу оценки гидроэнергетических ресурсов входило определение энергии и мощности отдельных участков изучаемых каналов.

Рассмотрим участок реки или канала между двумя выбранными сечениями: 1-1 и 2-2. Предполагаем, что в течении времени ? (с) через произвольно избранное поперечное сечение 1-1 русла пройдет объем воды

3 3

Ж (м ) с расходом Q (м /с), то есть Ж=Q • ?. Полная энергия руслового потока воды в рассматриваемом сечении 1-1 русла Э1 (Дж) определяется по уравнению Бернулли:

Э1 =

Л Р а V2Л p•g 2 ё

•Ж •р^ ё=

Л Р а У2Л p•g 2 ё

•0 •р^ ё.

Энергия этого же объема воды Ж , переместившегося на расстояние L вниз по течению канала или реки в сечении 2-2 Э2 (Дж), определя-

ется аналогичным выражением:

/

Э2 =

2 +а^ р • g 2 • ё

2

• ж • р • ё=

2 2 +р+а^ р • g 2 ё

2

• 0 • р • ё.

Энергия руслового потока воды на рассматриваемом участке канала между сечениями 1-1 и 2-2 определяется разностью величин Э1 и Э2:

Э = Э - Э =

уч 2

21-22 +

Р1 -Р2 , а1 • У12-а2• У22Л

р^ g

2 ё

• ° р^ ё,

где 2Х и 22 - расстояние от свободной поверхности до плоскости сравнения, м;

Р1, Р2 - давление на свободную поверхность, Н/м ;

р - плотность воды, кг/м3;

а1, а 2 - коэффициенты Кариолиса;

У1, У2 - скорость потока в сечениях 1-1 и 2-2 соответственно, м/с; ё - ускорение свободного падения, м/с2;

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 3(23), 2016 г., [166-184] г - время, с.

Мощность водного потока N (Вт) на рассматриваемом участке канала определяется выражением:

Э

N

уч г

2, - 22 4

р Р2 , а1 а2

•Q 'Р' ё,

;

Р•g 2' ё

где 21 -22 - характеризует изменение энергии высотного положения;

Р - Р 1 1 1 2

Р^

характеризует изменение энергии давления;

а. -К2 -а2 -К2

- - характеризует изменение величины кинетической

2' ё

энергии потока.

В реальных условиях 21 и 22 относятся к свободной поверхности руслового потока и разностью 21-2 2 определяют падение уровня свободной поверхности руслового потока в пределах рассматриваемого участка Нуч (м), тогда энергия руслового потока на расчетном участке реки или

канала Э^ (кВт-ч) определяется выражением:

Эуч = Н уч •W-Р-ё,

а мощность водного потока на участке N (кВт):

N уч=н уч-е-р-в.

С учетом соотношения 1 кВт = 102 кгс^м/с и плотности воды р=1000 кг/м выражение для мощности примет вид:

N уч = 9,81-Н уч - е .

Расчет выработки электроэнергии ЭГЭС (кВт-ч) производится по формуле:

Э =

^ гаг

Н -Ж - П б

нетто 1эн.обор

ГЭС' 367,2

где Н нетто - напор воды, подведенный к гидротурбине, м.

Н = Н -V h

нетто бп / 1 пот '

где Нбр - действующий напор, м;

V \от - сумма гидравлических потерь напора воды, м.

Н бр =

( - ТЛ2 „ тл2 Л

Н Ст 4

ах ■ V! - а2 • V2

2-ё

V - 6 у

где Нст - разность статических уровней воды в верхнем и нижнем бьефах рассматриваемого сооружения, м.

Пэн.обор Птурб Пмех Пген Птр 0,7

где Пэнобор - КПД гидроэнергетического оборудования;

ПТурб - КПД ^р^ы Птурб = 0,9 Пмех - КПД механической передачи, Пмех = °,85; Пген - КПД генератора, Пген = °,94; Птр - КПД трансформатора, птр = 0,98. Мощность гидроэлектростанции N ГЭС (кВт) определяется по формуле:

N ГЭС = 9,81 - Н нетто ■ Q■ Пэн.обор.

Удельное потребление воды гидроэлектростанцией на выработку 1 кВт-ч электроэнергии или 1 кВт мощности выражается величинами

W 3

удельного объема воды юуд =- (м /кВт-ч) и удельного расхода воды

ЭГЭС

q =- (м/с на 1 кВт), что приводит к выражениям:

уд Nт

£

т

ГЭС

367,2

Юуд =

qуд=

Н • п

нетто 1эн.обр 1

9,81 • Н -п

нетто эн.

обр

3

Величины удельной выработки электроэнергии Э (кВт-ч/м ) и

3

удельной мощности N (кВт-с/м ) определяется обратными величинами

®уд и Я уд :

э =

Н - п б

нетто !эн.обор

уд

367,2

N = 9,81 - Н - п б .

уд " нетто !эн.ооор

На основе данных расчетов предлагается создавать малые ГЭС на ирригационных и водохозяйственных объектах в качестве сопутствующих элементов действующих комплексов [11-13].

Результаты и обсуждение. По результатам проведенных расчетов наиболее перспективными створами для устройства малых ГЭС на водохозяйственных комплексах Ростовской области являются 16 функционирующих ГТС. Показатели суммарной мощности и производства электроэнергии на малых ГЭС оцениваются в 66,6 МВт (или 570 млн кВт-ч в год).

На рисунке 1 представлена схема размещения малых ГЭС на ГТС Ростовской области. На рисунке 2 представлена схема размещения малых ГЭС на судоходных гидроузлах рек Дон и Северский Донец.

Рисунок 1 - Схема размещения малых ГЭС на ГТС Ростовской области

Рисунок 2 - Малые ГЭС Ростовской области на судоходных гидроузлах рек Дон и Северский Донец

На рисунках 3-5 представлены сооружения, на которых возможно строительство малых ГЭС.

Рисунок 3 - Садковский сброс ДМК в Веселовское водохранилище

(автор фото Г. Л. Лобанов)

Рисунок 4 - Водосброс Пролетарского водохранилища и концевой сброс Пролетарского канала (автор фото Г. Л. Лобанов)

Рисунок 5 - Водосброс Веселовского водохранилища и регулятор на Новоманычской дамбе (автор фото Г. Л. Лобанов)

В Ростовской области имеются хорошие условия для устройства малых ГЭС. Места для их строительства располагаются в близлежащих населенных пунктах с подъездными путями, соединяющими здания и сооружения ГЭС с основными автодорогами.

По результатам водно-энергетических расчетов осуществлен выбор основного гидротурбинного оборудования и определена стоимость ГЭС (таблица 2).

Расчетные показатели экономической эффективности малых ГЭС, способных обеспечить заданную выработку при различных значениях планируемой дисконтированной нормы прибыли, определялись на аналогичных объектах и представлены в таблице 3.

Таблица 2 - Характеристика перспективных малых ГЭС в Ростовской области

Наименование малых ГЭС Местоположение Напор, м Расход, Установлен- Годовая выра- Примечание

(район) м3/га ная мощность, тыс. кВт ботка электроэнергии, млн кВт-час

ГУ № 2 на р. Северский Донец Усть-Донецкий 3,60 25,00 882,90 7,73 Существующие, кругло-

ГУ № 3 на р. Северский Донец Усть-Донецкий 3,50 25,00 858,38 7,52 годичные

ГУ № 4 на р. Северский Донец Белокалитвинский 3,20 25,00 784,80 6,87

ГУ № 5 на р. Северский Донец Белокалитвинский 3,15 25,00 772,54 6,77

ГУ № 6 на р. Северский Донец Каменский 3,15 25,00 772,54 6,77

ГУ № 7 на р. Северский Донец Каменский 3,15 25,00 772,54 6,77 Круглогодичный

Водохранилище на балке Гашун Ремонтненский 6,00 3,50 206,01 0,45 С апреля по июнь

Воронцово-Николаевское водо- Сальский 5,00 25,50 1250,78 10,96 Круглогодичное

хранилище

Сальское водохранилище Сальский 10,0 20,00 1962,00 17,19 Круглогодичное

Садковский сброс ДМК Мартыновский 6,00 30,00 1765,80 10,34 С апреля по ноябрь

Концевой сброс ПК Пролетарский 6,00 40,00 2354,40 13,79 С апреля по ноябрь

Веселовская ГЭС Веселовский 6,70 46,00 3500,00 22,00 Круглогодичные, требу-

Пролетарская ГЭС Пролетарский 5,00 15,00 735,75 6,45 ется восстановление

Николаевский гидроузел Волгодонский 3,50 500,00 17167,50 150,39 Круглогодичные

Константиновский гидроузел Константиновский 3,50 500,00 17167,50 150,39

Кочетовский гидроузел Семикаракорский 3,50 500,00 17167,50 150,39

Всего 85288,44 569,95

К

рэ

у

Л X

Е »

ж

у

43 X

рэ Й

Р

о о о

к

КС о я о ч о

я

43

о а\ Й о

о Й к о

43 рэ

с к

№

ю

ю о

о\ г

К)

а\ о\

I

Таблица 3 - Экономическая эффективность малых ГЭС

Наименование показателя Количественное значение показателя

Плановая прибыль, % в год 0,0 3,0 6,0 9,0 12,0

Суммарная номинальная мощность, МВт 66,6 66,6 66,6 66,6 66,6

Годовая выработка ВИЭ, млн кВт-ч 570 570 570 570 570

Капитальные затраты на возведение ВИЭ, млн € 73,3 73,3 73,3 73,3 73,3

Замещение органического топлива (природного газа), тыс. т/год 114 114 114 114 114

Стоимость замещенного органического топлива в РФ, тыс. €/год 9204 9204 9204 9204 9204

Сокращение выбросов парниковых газов, тыс. т/год 313,4 313,4 313,4 313,4 313,4

Стоимость предотвращенных выбросов, тыс. €/год 6360,5 6360,5 6360,5 6360,5 6360,5

Себестоимость энергии ВИЭ, €/кВт-ч 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02

Срок окупаемости ВИЭ по оптовой цене рынка, лет 4,5 5,0 6,1 8,0 12,0

Срок окупаемости ВИЭ по оптовой цене + надбавки, лет 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8

Срок окупаемости ВИЭ по оптовой цене + топливный бонус, лет 2,5 2,8 3,1 3,4 3,8

Трудоемкость реализации проекта ВИЭ, чел.-час/млн кВт-ч 0,114 0,114 0,114 0,114 0,114

Полученные данные свидетельствуют о высокой экономической эффективности и инвестиционной привлекательности проектов малых ГЭС на территории Ростовской области.

В соответствии с проведенными расчетами при реализации такого сценария развития по использованию ВИЭ на малых ГЭС в Ростовской области до 2020 г. замещение органического топлива может составить ежегодно около 1,0 млн т условного топлива.

При этом объемозамещение природного газа за счет использования ВИЭ составит до 1,003 млрд м в год, а сокращение выбросов в атмосферу парниковых газов на малых ГЭС - свыше 1,5 млн т в год.

На рисунке 6 представлены фактические цены и прогноз их уровня на топливо в РФ (до 2020 г.).

160 140 120 (¡У 10о

п*

| 80 о

9

!- 60 ф

40 20

135-145 132-143

126-135 121-131 Н

114-120

107-117 ■ ■

И I

I ¡¡1 I I РД

80-82

46-47

1

2005

2010 2015

Год

2020

I Газ

В Уголь ■ Мазут

Рисунок 6 - Фактические цены и прогноз уровня цен на топливо

Основными этапами комплексного решения по вводу малых ГЭС являются:

- проведение обследования водных объектов с целью выявления мест размещения малых ГЭС;

- разработка концепции развития малой гидроэнергетики региона и обоснование инвестиций;

- составление бизнес-плана для первоочередных малых ГЭС;

- подготовка проектно-сметной документации;

- прохождение экспертизы;

- авторский надзор за строительством;

- изготовление и поставка оборудования;

- проведение шеф-монтажных и пусконаладочных работ;

- сдача ГЭС в эксплуатацию.

Рост энергопотребления в Южном и Северо-Кавказском Федеральных округах представлен в таблице 4.

Прогнозные показатели роста производства электроэнергии в Российской Федерации и на юге России в соответствии с растущим спросом представлены на рисунке 7.

Таблица 4 - Рост энергопотребления в регионах Южного и Северо-Кавказского Федеральных округов

Регион Электропотребление, Среднегодовой темп роста, %

млрд кВт-ч

2006 г. 2010 г. 2015 г. 2020 г. 20012005 гг. 20062010 гг. 20112015 гг. 20162020 гг.

Всего в ЮФО и 76,5 94,0 111,3 126,0 1,5 5,1 3,4 2,6

СКФО

Астраханская область 4,0 4,7 5,6 6,4 1,2 4,0 3,5 3,0

Волгоградская об- 19,1 20,5 23,1 26,3 0,9 2,1 2,4 2,6

ласть

Чеченская Республика 1,6 2,4 3,6 4,9 25,7 10,8 7,8 6,6

Республика Дагестан 4,4 5,3 6,2 7,0 4,5 4,4 2,9 2,6

Кабардино-Балкарская республика 1,4 1,5 1,6 1,7 -2,0 0,5 1,1 1,6

Республика Калмыкия 0,5 0,5 0,5 0,6 -3,6 -0,2 1,1 1,6

Краснодарский край 17,9 24,8 32,4 36,5 2,3 8,0 5,5 2,5

Ростовская область 15,3 21,0 23,2 26,2 1,1 7,5 2,0 2,4

Республика Северная Осетия - Алания 2,2 2,3 2,5 2,8 0,8 1,3 1,5 2,1

Карачаево-Черкесская республика 1,2 1,2 1,6 1,7 -0,4 1,0 4,8 1,7

Ставропольский край 8,4 9,2 10,3 11,2 0,3 2,4 2,2 1,8

Республика Ингуше- 0,5 0,6 0,7 0,7 3,0 5,7 3,2 1,9

тия

Регионы юга России ЮФО и СКФО

180 160 140 120 к юо

сС

о- 80 60 40 20 0

1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

Год

Рисунок 7 - Прогнозные показатели роста производства электроэнергии в соответствии с растущим спросом в Российской Федерации, ЮФО и СКФО

Выводы

1 Выполненная оценка гидроэнергетического потенциала для создания малых ГЭС с учетом их возможного размещения на действующих ГТС в Ростовской области позволила выявить, что суммарная установленная мощность ГЭС составит 66,67 МВт со среднегодовой выработкой электрической энергии до 570 млн кВт-ч.

2 По результатам расчетов наиболее перспективными створами для устройства малых ГЭС на водохозяйственных комплексах Ростовской области являются 16 функционирующих сооружений, имеющих перепады между верхним и нижним бьефами от 2 до 10 м и более.

3 Выработка электрической энергии на малых ГЭС в значительной степени снижает антропогенную нагрузку на природную среду в зонах их действия. При этом за счет использования ВИЭ объемозамещение природного газа может составить до 1,003 млрд м в год, сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу - свыше 1,5 млн т в год.

1! »8

Прогнозны *[ вариант

Базовым ва )иант г: .6 / Т. :б

9 2 9 9

71 70 76 fi-'"" 1: 1

64 С 4

4 Использование малых ГЭС на объектах действующих ГТС позволит снизить себестоимость электроэнергии, потребляемой в целях орошения земель и работы систем сельскохозяйственного водоснабжения.

Список использованных источников

1 Перспективы развития возобновляемых источников энергии в России /

B. Г. Николаев [и др.]; под ред. В. Г. Николаева. - М.: Атмограф, 2009. - 456 с.

2 Дуб, А. В. Технологии на вырост / А. В. Дуб // В мире науки. - 2015. - № 4. -

C. 32-38.

3 Ковальчук, М. В. Конвергенция наук и технологий - прорыв в будущее / М. В. Ковальчук // Российские нанотехнологии. - 2011. - № 1-2. - Т. 6. - С. 13-23.

4 Уэббер, М. Задача для всей планеты / М. Уэббер // В мире науки. - № 4. -2015. - С. 65-71.

5 Кокорин, А. О. Изменение климата и Киотский протокол - реалии и практические возможности / А. О. Кокорин, И. Г. Грицевич, Г. В. Сафонов. - М., 2004. - 64 с.

6 Абакумов, В. А. Экологические модификации и критерии экологического нормирования / В. А. Абакумов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - С. 18-40.

7 Дерябин, В. Н. Оценка водохозяйственного использования малых рек с учетом экологических особенностей / В. Н. Дерябин, И. М. Ширяк // Проблемы рационального использования и охраны малых рек. - Красноярск, 1982. - С. 126-132.

8 Грабб, М. Киотский протокол. Анализ и интерпретация / М. Грабб, К. Вролик, Д. Брэк. - М.: Наука, 2001. - 303 с.

9 Государственный доклад о состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2009 г. - М.: НИА-Природа, 2010. - 288 с.

10 Повышение эффективности использования оросительной воды природно-техническими системами в сельскохозяйственном производстве [Электронный ресурс] / В. Л. Бондаренко, Н. А. Иванова, А. В. Кувалкин, Г. Л. Лобанов // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации: электрон. периодич. изд. / Рос. науч.-исслед. ин-т проблем мелиорации. - Электрон. журн. - Новочеркасск: РосНИИПМ, 2015. -№ 3(19). - 16 с. - Режим доступа: http:rosniipm-sm.ru/archive?n=113&id=126.

11 Проблемы и перспективы использования водных ресурсов в агропромышленном комплексе России: монография / В. Н. Щедрин [и др.]; под общ. ред. В. Н. Щедрина. - М.: ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2009. - 342 с.

12 Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений мелиоративного назначения / В. Н. Щедрин [и др.]. - М.: ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2010. - 88 с.

13 Малик, Л. К. ВИЭ для устойчивого развития / Л. К. Малик // Энергия: экономика, техника, экология. - 2008. - № 2. - С. 42-46.

References

1 Nikolaev V.G. 2009. Perspektivy razvitiya vozobnovlyaemykh istochnokov energii v Rossii [Prospects for the development of renewable energy sources in Russia]. Moscow, Atmograf Publ., 456 p. (In Russian).

2 Dub A.V. 2015. Tekhnologii na vurost [Technology to grow into]. V mire nauki [In the world of science]. no. 4, pp. 32-38. (In Russian).

3 Kovalchuk M.V. 2011. Konvergentsiya nauk i tekhnologiy-proryv v budushchee [Convergence of Science and Technology - a breakthrough into future]. Rossiiskie nanotekhnologii [Russian Nanotechnologies]. no. 1-2, vol. 6, pp. 13-23. (In Russian).

4 Webber, M. 2015. Zadacha dlya vsey planety [The Problem for the Entire Planet]. Vmire nauki [In the world of science]. no. 4, pp. 65-71. (In Russian).

5 Kokorin A.O., Gritsevich I.G., Safonov G.V. 2004. Izmenenie klimata i Kiotskiy protokol - realii i prakticheskie vozmozhnosti [Climate Change and the Kyoto Protocol -Reality and Practical prospects]. Moscow, 64 p. (In Russian).

6 Abakumov V.A. 1991. Ekologicheskie modifikatsii i kriterii ekologicheskogo normirovaniya [Environmental Modifications and Criteria for Environmental Regulation]. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., pp. 18-40. (In Russian).

7 Deryabin V.N., Shirjak I.M. 1982. Otsenka vodokhozyaystvennogo ispolzovaniya malykh rek s uchetom ekologicheskikh osobennostey [Assessment of water use and management of minor rivers taking into account ecological features]. Problemy ratsionalnogo ispolzovaniya i okhrany malykh rek [ Problems of rational use and protection of minor rivers]. Krasnoyarsk, pp. 126-132. (In Russian).

8 Grubb M., Vrolik M., Brack D. 2001. Kiotskiy protokol. Analiz i interpretatsiya [Kyoto Protocol. Analysis and Interpretation]. Moscow, Nauka Publ., 303 p. (In Russian).

9 Gosudarstvennyy doklad o sostoyanii i ispolzovanii vodnykh resursov Rossiiskoy Federatsii v 2009 [National report on the status and water resources use of the Russian Federation in 2009]. Moscow, NIA-Priroda Publ, 2010, 288 p. (In Russian).

10 Bondarenko V.L., Ivanov N.A., Kuvalkin A.V., Lobanov G.L. 2015. Povyshenie effektivnosti ispolzovaniya orositelnoy vody prirodno-tekhnicheskimi sistemami v selskokhozyaistvennom proizvodstve [Improving the efficiency of irrigation water use by natural and technical systems in agricultural industry]. Nauchnyy Zhurnal Rossiyskogo NII Problem Melioratsii: elektronnnoe periodicheskoe izdanie [Journal of Science of the Russian Research Institute of Land Reclamation Problems]. Novocherkassk, Ros-NIIPM, no. 3(19). 16 р. Available: http:rosniipm-sm.ru/archiven=113&id=126. (In Russian).

11 Shchedrin V.N. 2009. Problemy i perspektivy ispolzovaniya vodnykh resursov v agropromyshlennom komplekse Rossii: monographya [Problems and prospects of water use in agroindustrial complex of Russia: monograph]. Moscow, CSTI "Meliovodinform" Publ., 342 p. (In Russian).

12 Shchedrin V.N. 2010. Obespechenie bezopasnosti gidrotekhnicheskikh sooruzheniy meliorativnogo naznacheniya [Ensuring the safety of hydraulic structures for meliorative purpose]. Moscow, CSTI "Meliovodinform" Publ., 88 p. (In Russian).

13 Malik L.K. 2008. Vozobnovlyaemyy istochnik energii dlya ustoychivogo razvitiya [Renewable Energy for Sustainable Development]. Energiya: ekonomika, tekhnika, ekologiya [Energy: Economy, Technology, Ecology]. no. 2, pp. 42-46. (In Russian).

Бондаренко Владимир Леонидович

Ученая степень: доктор технических наук Ученое звание: профессор

Должность: ведущий научный сотрудник отдела ГТС и гидравлики Место работы: федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

Адрес организации: Баклановский пр-т, 190, г. Новочеркасск, Ростовская область, Российская Федерация, 346421

Должность: профессор кафедры техногенной безопасности и природообустройства Место работы: Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А. К. Кор-тунова федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Донской государственный аграрный университет» Адрес организации: ул. Пушкинская, 111, г. Новочеркасск, Российская Федерация, 346428

E-mail: [email protected]

Bondarenko Vladimir Leonidovich

Degree: Doctor of Technical Sciences

Title: Professor

Position: Leading Researcher

Affiliation: Russian Research Institute of Land Improvement Problems Affiliation address: Baklanovskiy ave., 190, Novocherkassk, Rostov region, Russian Federation, 346421

Position: Professor of the Chair Techno Security and Environmental Engineering Affiliation: Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University

Affiliation address: st. Pushkinskaya, 111, Novocherkassk, Rostov region, Russian Federation, 346428

E-mail: [email protected]

Лобанов Георгий Леонидович

Ученая степень: кандидат технических наук

Ученое звание: доцент

Должность: старший научный сотрудник

Место работы: федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

Адрес организации: Баклановский пр-т, 190, г. Новочеркасск, Ростовская область, Российская Федерация, 346421 E-mail: [email protected]

Lobanov Georgiy Leonidovich

Degree: Candidate of Technical Sciences Title: Associate professor Position: Senior Researcher

Affiliation: Russian Research Institute of Land Improvement Problems Affiliation address: Baklanovskiy ave., 190, Novocherkassk, Rostov region, Russian Federation, 346421 E-mail: [email protected]

Алиферов Алексей Вячеславович

Должность: аспирант кафедры техногенной безопасности и природообустройства Место работы: Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А. К. Кор-тунова федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Донской государственный аграрный университет» Адрес организации: ул. Пушкинская, 111, г. Новочеркасск, Ростовская область, Российская Федерация, 346428 E-mail: [email protected]

Aliferov Aleksey Vjacheslavovich

Position: Postgraduate Student

Affiliation address: st. Pushkinskaya, 111, Novocherkassk, Rostov region, Russian Federation, 346428

E-mail: [email protected]