CC BY
44ЭНЕРГЕТИКА
УДК 620.91+621.311.2
О.А. Горюнов1, e-mail: goryunov.o@bpa.ru; Ю.А. Назарова2
1 Кафедра «Теоретическая электротехника и электрификация нефтяной и газовой промышленности», РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина (Москва, Россия).
2 ООО «НИИгазэкономика» (Москва, Россия).
Перспективы применения ветроэнергетических установок для энергообеспечения объектов газовой промышленности в районах Крайнего Севера
Авторами проанализированы статистические данные по развитию ветроэнергетики в мире и в России, выделены мировые лидеры в данном направлении, представлены актуальные количественные данные по установленной мощности объектов ветроэнергетики в России. Собрана информация по планам крупнейших нефте-и газодобывающих стран (Саудовская Аравия, Иран, ОАЭ, Ирак, Мексика, Кувейт, Алжир, Катар, Бразилия) по развитию ветроэнергетики в период с 2015 по 2030 г. В статье представлен опыт ведущих нефтегазовых корпораций, таких как BP, Shell, Statoil, Chevron, Petrobras, Sinopec. Авторы анализируют возможности электроснабжения объектов газовой промышленности с использованием энергии ветра, учитывая существующие для этого предпосылки: скорость ветра, удаленность от централизованных источников энергии, масштабное использование дизельных электростанций. Рассматриваются такие объекты, как Штокмановское ГКМ и завод СПГ, газопровод «Бованенково - Ухта» и Бованенковское НГКМ, завод «Ямал СПГ». Выделены факторы, определяющие целесообразность замещения традиционных генерирующих источников ресурсами на базе ветра: экономия эксплуатационных затрат, продажа высвобождаемого природного газа на внутреннем рынке или на экспорт, возможность создания продукции с более высокой добавленной стоимостью, диверсификация источников электроснабжения и направлений развития технологий, повышение энергетической и экологической безопасности, снижение воздействия на окружающую среду. Сделан вывод о возможности применения комбинированных систем для электроснабжения технологических объектов ПАО «Газпром», что не будет противоречить требованиям, предъявляемым к надежности систем энергоснабжения, и в то же время позволит снизить установленную мощность электростанции собственных нужд (ЭСН).
Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, электроснабжение объектов газовой промышленности, ветроэнергетика.
O.A. Goryunov1, e-mail: goryunov.o@bpa.ru; Yu.A. Nazarova2
1 Theoretical Electrical Engineering and Oil and Gas Industry Electrification Department, Gubkin Russian State University of Oil and Gas (Moscow, Russia).
2 NIIgazekonomika LLC (Moscow, Russia).
Prospects for wind driven power plants application for power supply to the gas industry facilities in the Far North regions
The authors analyze the statistical data on the development of wind energy in the world and in Russia. World leaders in this field are specified. Current data is presented on the installed capacity of wind energy facilities in Russia. Information is collected on plans for major oil and gas producing countries (Saudi Arabia, Iran, UAE, Iraq, Mexico, Kuwait, Algeria, Qatar, Brazil) in the development of wind energy in the period from 2015 to 2030. The paper presents the international experience of the leading oil and gas corporations such as: BP, Shell, Statoil, Chevron, Petrobras, Sinopec. The authors analyze the possibility of power supply of the gas industry using wind energy, considering the existing prerequisites: the wind speed, the distance from centralized sources of energy, large-scale use of diesel power. Shtokman GCF and Shtokman LNG plant, pipeline «Bovanenkovo - Ukhta», Bovanenkovskoye OGCF and Yamal LNG plant are considered. Main inputs to the feasibility of traditional generation sources substitution are indicated: OPEX reduction, released natural gas sale in the domestic market or for export, the ability to create products with higher added value, diversification of electricity supply sources and technology trends, energy and environmental safety improvement, reducing the impact
146
№ 12 декабрь 2015 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ
ENERGY SECTOR
on the environment. It is concluded that the combined systems using for power supply of OJSC «Gazprom» technological facilities would not contradict with the reliability requirements for the energy supply and at the same time will reduce the installed capacity of captive power plant.
Keywords: renewable energy sources, power supply of gas industry, wind energy.
РАЗВИТИЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В МИРЕ
Альтернативная энергетика в целом и ветроэнергетика в частности демонстрируют бурное развитие во всем мире. Это связано с исчерпаемостью запасов традиционных энергоносителей, уровнем технического развития, текущими проблемами энергетической безопасности и экологической политикой мирового сообщества. Установленная мощность уже построенных в мире ветроэлектростанций (ВЭС) к началу 2015 г. составляет 369,6 ГВт [1]. Лидерами среди стран, активно использующих энергию ветра, стали Китай (115 ГВт), США (66 ГВт), Германия (39 ГВт). На долю России, несмотря на ее большой потенциал, приходится около 18,5 МВт [2]. Сегодня в мире уже накоплен значительный позитивный опыт в области применения ветроэнергетических установок (ВЭУ), существуют различные технические решения и надежное современное оборудование, позволяющее использовать ВЭУ в различных климатических условиях. Ведущие производители предлагают установки большой мощности от 0,6 до 8 МВт, из которых возможно формировать объединенные в сеть энергокомплексы, называемые
Рис. 1. Ветродизельный комплекс на нефтяном месторождении в Республике Татарстан (источник: ООО «Активити») Fig. 1. Wind-dieseL complex at the oil field of the Republic of Tatarstan (source: Activity LLC)
ветропарками или ветряными фермами. В настоящее время самым крупным является ветропарк Gansu установленной мощностью 7,9 ГВт [3]. Это один из мегапроектов китайского правительства, установленная мощность данного ветропарка к 2020 г. может составить 20 ГВт.
ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА И НЕФТЕГАЗОВЫЕ КОМПАНИИ: МИРОВОЙ ОПЫТ
Многие нефтедобывающие страны уже сейчас считаются одними из самых развитых ветроэнергетических рынков (рис. 2). Остальные заявляют о реализации пилотных проектов в ветроэнергетике. Самые амбициозные планы - у Бразилии, Мексики и Саудовской Аравии (табл.). Мировые лидеры нефтегазовой отрасли диверсифицируют направления своей деятельности и инвестиций, обращая все большее внимание на возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Британская нефтегазовая компания BP является основным собственником и оператором в США 16 ветропарков, общая мощность которых составляет 2,6 ГВт.
Нидерландско-британская SheLL участвует в восьми проектах по ветроэнергетике в Северной Америке и в двух проектах в Европе. Общая установленная мощность ветропарков составляет 1 ГВт, из которых доля SheLL - около 50%. При реализации проекта офшорного ветропарка Egmond aan Zee компания активно использовала опыт, накопленный в нефтегазовой сфере при работе в тяжелых условия Северного моря. Свои конкурентные преимущества в офшорной ветроэнергетике активно использует норвежская StatoiL. В 2012 г. был введен в эксплуатацию ветропарк
Рис. 2. Крупнейшие по установленной мощности ВЭС нефте- и газодобывающие страны и Россия, МВт
Fig. 2. The Largest WPS at instaLLed capacity of the oiL and gas producing countries and Russia, MW
Таблица. Планы по реализации ветроэнергетических проектов в странах -экспортерах нефти и природного газа TabLe. PLans for the wind energy projects impLementation in the oiL and naturaL gas exporting countries
Страна Country Цели в ветроэнергетике
Саудовская Аравия Saudi Arabia 9 ГВт к 2032 г. 9 GW Ьу 2032
Иран Iran 1 ГВт (солнце + ветер) к 2020 г. 1 GW ^ип + wind) Ьу 2020
ОАЭ UAE 46 МВт к 2018 г. 46 MW Ьу 2018
Ирак Iraq 80 МВт к 2016 г. 80 MW Ьу 2016
Мексика Mexico 12 ГВт к 2022 г. 12 GW Ьу 2022
Кувейт Kuwait 3,1 ГВт к 2030 г. 3.1 GW Ьу 2030
Алжир ALgeria 270 МВт к 2020 г., 2000 МВт к 2030 г. 270 MW Ьу 2020, 2000 MW Ьу 2030
Катар Qatar 7 МВт к 2018 г. 7 MW Ьу 2018
Бразилия BraziL 17 ГВт к 2022 г. 17 GW Ьу 2022
Ссылка для цитирования (for references):
Горюнов О.А., Назарова Ю.А. Перспективы применения ветроэнергетических установок для энергообеспечения объектов газовой промышленности в районах Крайнего Севера // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2015. № 12. С. 146-150.
Goryunov O.A., Nazarova Yu.A. Prospects for wind driven power plants application for power supply to the gas industry facilities in the Far North regions (In Russ.). Territorija «NEFTEGAZ» = Oil and Gas Territory, 2015, No. 12. P. 146-150.
TERRITORIJA NEFTEGAS - OIL AND GAS TERRITORY No. 12 december 2015
147
ЭНЕРГЕТИКА
Рис. 3. Экспериментальная глубоководная плавающая ВЭУ Hywind (источник: StatoiL) Fig. 3. Experimental deep-water floating WDPP Hywind (source: StatoiL)
Sheringham Shoal (317 МВт) в Великобритании и приобретена 70%-ная доля в проекте ветропарка Dudgeon, который должен выйти на проектную мощность (560 МВт) к 2018 г. В Великобритании у Statoil большие планы - участие в строительстве двух офшорных ветропарков по 1,2 ГВт. Кроме того, компанией была проведена установка экспериментальной глубоководной плавающей ветро-турбины Hywind. В 2012 г. Statoil подписала соглашение с Hitachi об изучении возможностей использования технологии Hywind при реализации офшорных проектов в Японии. Американская корпорация Chevron на территории бывшего нефтеперерабатывающего завода в США реализовала проект ветропарка Casper Wind Farm (16,5 МВт).
В активах бразильской компании Petrobras - два реализованных ветроэнергетических проекта: Macao (1,8 МВт) и Mangue Seco (104 МВт). Снижение мировых цен на нефть в 2014 г. повлияло на стратегию китайской нефтехимической корпорации Sinopec, которая
приняла решение диверсифицировать инвестиции за счет ВИЭ для снижения зависимости от конъюнктуры мировых рынков нефти. В течение следующих 10 лет компания намерена создать индустриальные парки, научно-исследовательский институт и инвестиционный фонд. Одним из направлений деятельности станет ветроэнергетика.
ВОЗМОЖНОСТИ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА БАЗЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Для ПАО «Газпром» всегда был и остается актуальным вопрос по электроснабжению новых месторождений и объектов магистральных газопроводов, удаленных от централизованной электросети. Данные районы характеризуются децентрализованной системой энергоснабжения и масштабным использованием газопоршневых и дизельных электростанций. Сравнивая карты Единой системы газоснабжения и среднегодовой скоро-
сти ветра, видно, что сырьевая база ПАО «Газпром» и часть магистральных газопроводов попадают в зону активных потоков ветра более 5-7 м/с, что является идеальным условием для установок ВЭУ большой мощности. На основе этого были проведены некоторые исследования и расчеты эффективности строительства ветропарков для электроснабжения объектов газовой промышленности.
ШТОКМАНОВСКОЕ ГКМ И ЗАВОД СПГ
Несмотря на приостановление работ по Штокмановскому проекту, это одна из перспективных площадок для развития технологий ветроэнергетики, в том числе офшорной. В зависимости от фазы освоения Штокмановского ГКМ ожидаются электрические нагрузки от 500 до 1400 МВт. Предполагается, что электроснабжение завода СПГ и промышленных объектов Штокмановского ГКМ будет осуществляться от сетей энергосистемы с учетом сроков ввода Кольской АЭС-2 и Мурманской ТЭЦ-2. Учитывая сроки ввода генерирующих мощностей в регионе,
148
№ 12 декабрь 2015 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ
ENERGY SECTOR
представляется необходимым строительство электростанции собственных нужд, особенно на первой фазе освоения месторождения. Сократить затраты на строительство ЭСН и выработку собственной электроэнергии можно, если в Мурманской области будет реализован проект строительства 200 МВт ветропарка, девелопером которого является голландская компания WindLife RenewaЫes. Для создания ветропарка в Мурманской области есть все предпосылки: скорость ветра составляет 7-9 м/с; есть автомобильные дороги вблизи предполагаемого места строительства; в наличии ЛЭП; имеется возможность взаимодействия с Серебрянскими ГЭС; есть спрос на электроэнергию в связи с освоением новых месторождений и другими промышленными проектами. Планируемая площадка для строительства ветропарка находится в 35 км от завода СПГ, что не затрудняет приобретение электроэнергии [12]. Проведенные расчеты подтверждают как экономическую эффективность проекта строительства ветропарка в районе по-
селка Териберка, так и целесообразность покупки электроэнергии для нужд Штокмановского ГКМ и завода СПГ. При продаже высвобождаемого природного газа на экспорт по средней цене 2014 г. 322 долл. США/тыс. м3 [13] выручка может составить более 90 млн долл. США.
ГАЗОПРОВОД «БОВАНЕНКОВО -УХТА» И БОВАНЕНКОВСКОЕ НГКМ
Аналогичный расчет был проведен на примере участка газопровода «Бова-ненково - Ухта». Электроснабжение КС осуществляется от ЭСН 10 и 11,5 МВт на основе газопоршневых агрегатов. В качестве альтернативы была смоделирована система электроснабжения КС от ВЭУ Siemens SWT-3,6-107. Выручка от экспорта высвобождаемого газа может составить более 10 млн долл. США. Для определения перспективности использования энергии ветра в районе Бованенковского НГКМ на полуострове Ямал были проведены независимые предварительные ветроэнергетические расчеты [14], в рамках которых
рассчитана карта ветроэнергетического ресурса на высоте 100 м над уровнем земли, а также рассчитана годовая выработка электроэнергии для пилотного ветропарка установленной мощностью 36 МВт. Результаты показали, что при скорости ветра 8 м/с коэффициент использования установленной мощности может составить от 40 до 45%.
Основными потребителями электроэнергии на месторождении являются три газовых промысла и две промбазы общей расчетной нагрузкой 55 МВт, электроснабжение которых осуществляется от электростанции собственных нужд на базе газотурбинной электростанции «Урал-2500». Строительство второй очереди ЭСН предусматривает ввод в эксплуатацию четырех агрегатов ГТУ-12 С, альтернативой которым может стать ветропарк. Выполненные экономические расчеты показывают, что при существующей структуре электроснабжения Бованенковского НГКМ использование ВЭУ эффективно и целесообразно.
d
ГАЗПРОМ
УХТА
Гшраль ный директор ООО«Газпром трансгаз Ухта» A.B. Гайворонский
Уважаемые коллеги, друзья!
От коллектива ООО «Газпром трансгаз Ухта» и от меня лично примите искренние поздравления с 50-летием со дня создания ООО «Газпром трансгаз Югорск».
История предприятия поистине уникальна. Полвека назад освоение газовых месторождений Западной Сибири потребовало создания мощной системы транспортировки газа. Именно «Газпром трансгаз Югорск» стал тем предприятием, по трубопроводам которого «большой газ» пошел с сибирских месторождений на Урал и далее к западным границам России. За 50 лет накоплен колоссальный опыт работы, в производство внедрены самые современные технологии, которые отвечают высоким мировым стандартам.
Коллектив предприятия с честью несет эстафету славных дел, бережно хранит и развиваеттрадиции. Сегодня ООО «Газпром трансгаз Югорск» является несомненным флагманом транспортировки природного газа в России. Ежедневно с месторождений Тюменского Севера Общество транспортирует миллиарды кубометров газа потребителям Урала, центральных регионов России, стран ближнего и дальнего зарубежья.
Безусловно, все достигнутое - результат усилий профессионального коллектива, специалистов-единомышленников, настоящих мастеров своего дела. Уверен, что предприятие будет и впредь с честью развивать лучшие традиции, неизменно сохраняя свои основные приоритеты - надежность, безопасность, качество.
Единая система магистральных газопроводов связывает воедино все дочерние общества ПАО «Газпром». Мы - звенья одной цепи и работаем на один результат, С особым удовлетворением можно отметить эффективную деятельность наших коллективов по освоению Крайнего Севера. Дорогие друзья!
Примите от многотысячного коллектива ООО «Газпром трансгаз Ухта» пожелания дальнейших успехов в реализации перспективных программ, постоянного движения вперед в достижении поставленных целей, а всем сотрудникам предприятия - благополучия и уверенности в завтрашнем дне. Пусть последующие десятилетия станут для вас годами безаварийной и стабильной работы, реализации новых амбициозных проектов!
ЭНЕРГЕТИКА
ЗАВОД «ЯМАЛ СПГ»
Одним из амбициозных проектов нашего времени является строительство завода СПГ и портовой инфраструктуры в пос. Сабетта на полуострове Ямал. Нахождение в тех же климатических условиях, что и описанное выше Бованенковское НГКМ, делает целесообразным рассмотрение возможности строительства ветропарка для электроснабжения завода СПГ. Проектное решение электроснабжения - собственная газотурбинная электростанция мощностью 600 МВт. При наличии ветропарка установленная мощность ЭСН может быть снижена. Электроснабжение с использованием
энергии ветра позволит сократить эксплуатационные затраты на весь период эксплуатации проекта и даст возможность использовать высвобождаемый топливный газ для создания продукции с высокой добавленной стоимостью.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Ветроэнергетика в России находится в начале пути развития и, безусловно, имеет большие перспективы. Значимость ветроэнергетики для нефтегазовых компаний с каждым годом будет возрастать. Нефтегазовые компании должны играть важную роль в развитии ветроэнергетики в РФ.
Применение в ветровых зонах комбинированной системы (ВЭС и ЭСН) для электроснабжения технологических объектов ПАО «Газпром» позволит снизить установленную мощность ЭСН. Возобновляемая энергетика позволяет сократить использование природного газа и других органических видов топлива, минимально воздействует на окружающую среду, обеспечивает экологическую и энергетическую безопасность в районах децентрализованного энергоснабжения и при этом оправдывает затраты, имея значительные показатели экономической эффективности.
Литература:
1. Статистические отчеты GWEC Global Wind Statistics 2013-2014. Режим доступа: http://www.gwec.net/gLobaL-figures/graphs/.
2. Аналитический доклад «Возобновляемые источники энергии в России. Итоги 2014 года», НП «Совет участников рынка ВИЭ». Режим доступа: http:// www.reenfor.org/up1oad/fi1es/ДокладВИЭ2014.pdf.
3. База данных ветроэнергетических проектов The Wind Power. Режим доступа: http://www.thewindpower.net/windfarm_en_17492_gansu-wind-farm.php.
4. Бахтазина Н.В. Альтернативная энергетика - тренд развития крупнейших нефтегазовых компаний мира // Проблемный анализ и государственно-управленческое проектирование. 2012. № 2. Т. 5. Режим доступа: http://cyber1eninka.ru/artic1e/n/a1ternativnaya-energetika-trend-razvitiya-krupneyshih-neftegazovyh-kompaniy-mira#ixzz3UAbgaRWG.
5. Официальный сайт BP. Режим доступа: http://www.bp.com/.
6. Официальный сайт She11. Режим доступа: http://www.she11.com/.
7. Официальный сайт Chevron. Режим доступа: https://www.chevron.com/.
8. Официальный сайт Sinopec. Режим доступа: http://www.sinopecgroup.com/group/en/.
9. Официальный сайт Petrobras. Режим доступа: http://www.petrobras.com.br/en/.
10. Официальный сайт Statoi1. Режим доступа: http://www.statoi1.com/.
11. Официальный сайт Международного энергетического агентства. Режим доступа: http://www.iea.org.
12. Шишкин А.Г., Назарова Ю.А. Конкурентоспособность возобновляемых источников энергии в газовой промышленности // Научно-экономический сборник «Экономика, организация и управление производством в газовой промышленности». М.: ООО «Газпром экспо», 2011. С. 24-30.
13. Официальный сайт Центрального банка РФ. Режим доступа: http://www.cbr.ru/statistics/print.aspx?fi1e=credit_statistics/gas.htm&pid=svs&sid=vt3.
14. Данные ДОАО «Электрогаз». Режим доступа: http://www.e1ektrogaz.ru/press/news/.
15. Официальный сайт ООО «Активити». Режим доступа: http://activity-11c.com.
References:
1. Statistical reports GWEC Global Wind Statistics 2013-2014. Access mode: http://www.gwec.net/global-figures/graphs/.
2. Analytical report «Renewable energy sources in Russia. Results of 2014, «Council of Renewable Energy Sources Market Participants Non-profit Organization» (In Russ.). Access mode: http://www.reenfor.org/up1oad/fi1es/floK.naflBIlD2014.pdf.
3. Database of wind power projects The Wind Power. Access mode: http://www.thewindpower.net/windfarm_en_17492_gansu-wind-farm.php.
4. Bakhtazina N.V. Al'ternativnaja jenergetika - trend razvitija krupnejshih neftegazovyh kompanij mira [Alternative energy - the trend of the world's largest oil and gas companies development]. Problemnyj analiz i gosudarstvenno-upravlencheskoe proektirovanie = Issue analysis and public management engineering, 2012, No. 2, Vol. 5. Access mode: http://cyber1eninka.ru/artic1e/n/a1ternativnaya-energetika-trend-razvitiya-krupneyshih-neftegazovyh-kompaniy-mira#ixzz3UAbgaRWG.
5. Officia1 web-site of BP. Access mode: http://www.bp.com/.
6. Officia1 web-site of She11. Access mode: http://www.she11.com/.
7. Officia1 web-site of Chevron. Access mode: https://www.chevron.com/.
8. Officia1 web-site of Sinopec. Access mode: http://www.sinopecgroup.com/group/en/.
9. Officia1 web-site of Petrobras. Access mode: http://www.petrobras.com.br/en/.
10. Officia1 web-site of Statoi1. Access mode: http://www.statoi1.com/.
11. Officia1 web-site of the Internationa1 Energy Agency. Access mode: http://www.iea.org.
12. Shishkin A.G., Nazarova Yu.A. Konkurentosposobnost' vozobnov1jaemyh istochnikov jenergii v gazovoj promysh1ennosti [Competitiveness of renewab1e energy sources in the gas industry]. Nauchno-jekonomicheskijsbornik «Jekonomika, organizacija i upravlenie proizvodstvom vgazovoj promyshlennosti» = Economy, Organization and Management in the Gas Industry (Scientiic and Economic Collection). Moscow, Gazprom Expo LLC, 2011. P. 24-30.
13. Officia1 web-site of the Centra1 Bank of the Russian Federation (In Russ.). Access mode: http://www.cbr.ru/statistics/print.aspx?fi1e=credit_ statistics/gas.htm&pid=svs&sid=vt3.
14. Data of E1ektrogaz Subsidiary Open Joint Stock Company (In Russ.) Access mode: http://www.e1ektrogaz.ru/press/news/.
15. Officia1 web-site of the Activity LLC (In Russ.). Access mode: http://activity-11c.com.
150
№ 12 декабрь 2015 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ
