CC BY
22
DOI: 10.32 743/UniTech.2021.89.8.12204
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В ТЕРРИТОРИАЛЬНОМ ПЛАНИРОВАНИИ МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ
Долинская Ирина Марковна
проф. кафедры Градостроительство, Московский архитектурный институт (государственная академия),
РФ, г. Москва E-mail: idolinskaya@;yandex. ru
Яковенко Елена Михайловна
магистр архитектуры, Московский архитектурный институт (государственная академия)
РФ, г. Москва E-mail: 9156900451@mail.ru
THE RENEWABLE ENERGY SOURCES DEVELOPMENT PROSPECTS IN THE MAGADAN OBLAST TERRITORIAL PLANNING
Irina Dolinskaia
Professor of the Urban Planning Department, Moscow Institute of Architecture (State Academy),
Russia, Moscow
Elena Yakovenko
Master in Architecture, Moscow Institute of Architecture (State Academy),
Russia, Moscow
АННОТАЦИЯ
Статья посвящена перспективам учета возобновляемых источников энергии в документах территориального планирования и стратегиях пространственного развития Магаданской области, большая часть которой находится в зоне децентрализованного энергоснабжения, то есть, вне зоны действия Единой Энергосистемы Российской Федерации. В тексте освещено существующее положение и приведен анализ природных ресурсов, как основы для развития ветроэнергетики и использования солнечной энергии. Дана краткая информация о первом региональном опыте строительства солнечной электростанции на территории горно -обогатительного комбината «Кубака» в Магаданской области.
ABSTRACT
The article is devoted to the prospects of the renewable energy sources accounting in the Magadan Oblast territorial planning documents and spatial development strategies, most part territory of which is located in the decentralized energy supply zone, that is, outside the Unified Energy System of the Russian Federation area operation. The text highlights the current situation and provides an analysis of natural resources as a basis for the development of wind energy and the use of solar energy. The first regional experience in the construction of a solar power plant on the territory of the Kubaka mining and processing plant in the Magadan Oblast brief information is given.
Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, ветровая энергетика, солнечная энергетика, Магаданская область, горно-обогатительного комбината «Кубака».
Keywords: renewable energy sources, wind energy, solar energy, Magadan Oblast, Kubaka mining and processing plant.
Совершенно очевидно, что существующая система энергоснабжения прибрежных территорий Дальневосточного Федерального Округа (далее -ДФО) не может обеспечить перспективное и заложенное в государственных документах стратегического планирования масштабное дорожно-транспортное и городское строительство, а так же интенсивное освоение региона.
На это не хватит ни существующих, ни вводимых в ближайшем будущем в эксплуатацию мощностей энергоснабжения региона.
С точки зрения существующего положения и перспектив развития энергетического комплекса Магаданская область является одним из самых сложных регионов страны: суровые погодные и климатические условия, неразвитость систем коммуникаций,
Библиографическое описание: Долинская И.М., Яковенко Е.М. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В ТЕРРИТОРИАЛЬНОМ ПЛАНИРОВАНИИ МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 8(89). URL:
https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12204
низкая плотность населения, все это - итог точечного освоения территорий, приведшего к формированию здесь очаговой системы расселения и неравномерному распределению точек генерации. В результате географической отдаленности от центральных районов страны главной особенностью энергоснабжения области является ее изолированность от Единой Энергосистемы России и даже от не включенных в нее энергосистем других регионов.
Исключение в этой части Дальневосточного Федерального Округа в целом составляет только энергоузел Оймянконского улуса - административно-территориального района Республики Саха (Якутия). На территории же самой Магаданской области, помимо крупных электростанций существует зона децентрализованного энергоснабжения, включающая в себя дизельные электростанции, предназначенные для обеспечения энергией отдаленных поселков.
Сегодня в области эксплуатируются четыре электростанции суммарной проектной мощностью 1 530,5 МВт, из которых две - это гидроэлектростанции общей мощностью 1 210,5 МВт:
• Колымская ГЭС им. Ю.И. Фриштера (плотинная, на реке Колыме), ввод агрегатов которой происходил в 1981 - 1994 году, имеющая мощность 900 МВт;
• Усть-Среднеканская ГЭС им. А.Ф. Дьякова (плотинная, на реке Колыме), ввод двух агрегатов которой происходил последовательно в 2013 и 2019 году, а ввод третьего должен произойти в 2022, имеющая сегодня мощность 310,5 МВт, а в перспективе - после ввода третьего агрегата будет иметь 570 МВт;
• две тепловые электростанции мощностью 320 МВт:
• Аркагалинская ГРЭС (самая мощная тепловая станция региона), введенная в эксплуатацию в 1955 и имеющая мощность 224 МВт;
• Магаданская ТЭЦ (основной источник теплоснабжения Магадана), введенная в эксплуатацию в 1962 и имеющая мощность 96 МВт.
В зонах же децентрализованного энергоснабжения ряд дизельных электростанций вырабатывает энергию общей мощностью 18,9 МВт. [8]
Так, например, часть поселков, расположенных вдоль федеральной автомобильной дороги Р504 «Колыма», попадают в зоны децентрализованного энергоснабжения и обеспечиваются теплом за счет дизельных станций и котельных, доставка топлива к которым требует больших бюджетных затрат и напрямую зависит от погодных условий и навигации.
При этом, очевидно, что при масштабном дорожно-транспортном развитии, заложенном в Стратегию развития железнодорожного транспорта в РФ до 2030 года, городском строительстве, а также последующем освоении региона на основе Стратегии социально-экономического развития Дальнего Востока и Байкальского региона, существующая система энергоснабжения не сможет обеспечить новые территории энергоресурсами для создания комфортных условий проживания.
Следовательно, эти территории области, обладающие значительными природными ресурсами и потенциальными возможностями интенсивного развития, в ближайшей перспективе будут остро нуждаться в новых источниках энергии - традиционных и возобновляемых. Естественно, в Охотском море существует несколько нефтегазоносных бассейнов (рис. 1).
На базе разработки этих месторождений, естественно, возможно строительство традиционных ТЭС. Но, во-первых, сколь бы не были велики запасы нефти и газа, они конечны, а, во-вторых, при их разработке и транспортировке всегда существуют риски экологического загрязнения, которые из-за вулкано- и сейсмоопасности региона увеличиваются в разы.
Рисунок 1. Схема расположения нефтегазоносных бассейнов в Охотском море. [3]
Но при этом, вполне вероятно, что именно существующие изолированные энергосистемы и позволят местной системе энергоснабжения развиваться не за счет расширения деятельности центральной ЕЭС, использующей традиционные источники, а на основе возобновляемых источников энергии, ибо регион обладает для этого всеми ресурсами и возможностями.
К тому же, в большинстве случаев, это будут территории, удаленные от прибрежной зоны Магаданской области, обладающие самыми различными перспективами для развития на основе этих возобновляемых
источников таких видов регенеративной энергетики как:
• ветроэнергетика
• биоэнергетика
• солнечная энергетика.
По состоянию на 2020 год лидирующие позиции в этих стремительно развивающихся отраслях энергетики на территории России занимает ветроэнергетика (рис. 2).
Рисунок 2. Карта энергоресурсов России. Ветровая энергия. [8]
Работа ветроэнергетических станций заключается в преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в энергию электрическую. Преимуществами ветровой энергетики при рассмотрении ее в качестве одного из факторов и ресурсов развития региона, являются: экологичность, эргономика, возобновляемость, а также экономичность, особенно значимая для удаленных от центра страны мест.
При этом в процессе выбора типа возобновляемых источников энергии для региона следует иметь в виду, что горный рельеф Магаданской области позволяет использовать для разбивки ветрогенераторных полей не только равнинные участки, но и плоскогорья, горные хребты и плато сопок (рис. 3).
Рисунок 3. Территории возможной установки горных ветрогенераторов в прибрежных районах Охотского моря, на Камчатке, острове Сахалин, в Магаданской области и Хабаровском крае ДФО. [3]
Солнечная энергетика представляет собой альтернативное направление энергетики возобновляемых ресурсов, основанное на использовании и преобразовании солнечного излучения в энергетические ресурсы различных видов.
Эффективность солнечных батарей определяется количеством солнечной энергии, попадающей на единицу площади солнечной панели, т.е. инсоляцией на квадратный метр земли в течение суток. [4] Магаданская область относится к регионам с наибольшей для нашей страны продолжительностью солнечного сияния - более 2 000 час/год.
То есть по этому показателю, не связанному с тем, в каком климатическом поясе находится та или иная точка на Земле, и насколько там тепло или холодно, она может сравниться с Астраханской, Волгоградской или, например, Ростовской областью (рис. 3).
Следовательно, использование здесь солнечных батарей в качестве альтернативного источника энергии будет более чем целесообразно, особенно для отдаленных изолированных поселений.
1 I I \
Калининград
Санкт-Петербург•
Мурманск
Певек
Смоленск» Брянск«
• Диксон Норильск
Тикси <
. Новгород . \
Архангельск \ . Нарьян-Мар •Тверь \ч
* МОСКВА Печора» Воркута
■>4 •
•Нижний Новгород -. Воронеж» Уренгой______Поля^ныи.ЧГь-
_ _ . • Казань _ Рсстов-на-Дону . Пермь
Самара
Армавир • Волгоград * . ™
Астрахань .
Оренбург» Орск*
. Ханты-Мансийск . Екатеринбург
• Тюмень * Курган
Томск
Продолжительность солнечного сияния (час /год)
□ менее 1700
•Омск Новосибирск
Красноярск
Новокузнецк Барнаул» • .д^
Кызыл•
□ 1700-2000 I] более 2000
/ Эвенск. Магадан. Вилюйск • • Якутск • Ленек «Алдан
£ратск Комсомольск-нз-Амуре •
Улан-Уде .Чита Благовещенск
Владивосток
Анадырь
Петропавловск-Камчатский
Южно-Сахалинск
• Хабаровск
Рисунок 4. Карта энергоресурсов России. Солнечная энергия. [5]
По информации Информационного Агентства «Колыма.Яи» в 2021 году российская горнорудная компания по добыче золота, серебра и меди «Полиметалл» начала установку солнечной электростанции на территории горно-обогатительного комбината «Кубака» в Магаданской области.
Будущая электростанция мощностью 2,5 МВт занимает участок площадью 5 гектаров, и при благоприятных погодных условиях сможет выходить на выдачу энергии, сравнимой с тремя дизельными электростанциями мощностью 1 000 КВт каждая [6].
К достоинствам солнечной энергии можно отнести:
• доступность относительно постоянного роста цен на стандартные виды энергоносителей
• неисчерпаемость источника энергии
• безопасность.
При этом необходимо понимать, что наряду с очевидными достоинствами в использовании солнечной энергии, особенно на территориях, аналогичных Магаданской области, присутствуют и очевидные недостатки:
• зависимость от погоды и времени суток
• сезонность в средних и северных широтах
• несовпадение периодов выработки и потребления энергии
• высокая стоимость оборудования
• необходимость использования больших площадей
• сложность производства оборудования и его дальнейшей утилизации.
При этом в современной мировой практике именно проблемы утилизации оборудования ставят под вопрос перспективы добычи и использования этого типа энергии.
В то же время, в любом актуализированном проекте территориального планирования Магаданской области должен учитываться еще один вид регенеративной энергетики - биоэнергетика, основанная на использовании биотоплива, большая часть которого является отходами жизнедеятельности человека.
На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52808-2007 «Нетрадиционные технологии. Энергетика биоотходов. Термины и определения».
В соответствии с этим документом, помимо отходов жизнедеятельности человека в биотопливных станциях должно использоваться сырье трех поколений [2].
К I поколению относятся сельскохозяйственные культуры с высоким содержанием жиров, крахмала и сахаров (жиры перерабатываются в биодизель, а крахмал и сахар - в этанол). Но подобное сырье, к тому же имеющее очень малое распространение на территории Магаданской области, в процессе переработки может нанести невосполнимый ущерб климату.
Ко II поколению относятся непищевые остатки культивируемых растений, трава и древесина. Их получение, в том числе и в качестве отходов распространенной и достаточно развитой в Магаданской области деревообрабатывающей и пищевой промышленности, куда менее затратно, чем получение биотопливного растительного сырья I поколения.
III поколение сырья для биотоплива - это водоросли, имеющие большую концентрацию биомассы и высокую скорость воспроизводства.
Главным достоинством этого поколения сырья является то, что для его производства не требуются земельные ресурсы.
Но, ориентируясь на использование именно водорослей, следует принимать во внимание и то, что их чрезмерная и неконтролируемая добыча в Охотском море может привести к нарушению его экосистемы.
А это значит, что в программу сельскохозяйственного и промышленного развития региона должно быть внесено целенаправленное выращивание морских водорослей в качестве сырья III поколения для биотопливных станций [2].
Биоэнергетика способна решить проблемы получения топлива из биомассы, и, одновременно -проблемы охраны окружающей среды.
Но, являясь относительно новой отраслью хозяйства, биоэнергетика несет в себе инновационные технологии, требующие для массового включения в энергетический баланс страны новых видов топлива, и значительной экономической поддержки от государства [1].
Постепенное внедрение биоэнергетических проектов способно позволить, например, развивающемуся агропромышленному комплексу Магаданской области стать энергетически автономным, сбалансированным по выбросам, экологически замкнутым и представляющим собой децентрализованный источник энергии, способный повысить интенсивность сельскохозяйственных производств и предложить новые места приложения труда.
Создание региональной взаимосвязанной, и в тоже время взаимонезависимой системы энергоснабжения на регенерируемых источниках энергии -это не только шанс сохранения уникальной экосистемы этой части Дальнего Востока, это еще и формирования энергетической базы его стабильного экономического развития, основанного, в том числе, и на возможности экспорта энергии в соседние страны.
Опираясь на современный опыт и все вышесказанное, можно сказать, что строительство энергосистемы с регенеративными источниками энергии повлечет за собой развитие территории Магаданской области.
Это позволит обеспечить население комфортными условиями проживания, станет основой для предложения новых рабочих мест в строительной, обслуживающей сфере, промышленном производстве оборудования и комплектующих для ветрогенера-торных, солнечных и биотопливных станций. Также этот процесс будет способствовать формированию научно-образовательной базы профильного высшего и средне специального образования в регионе.
Список литературы:
1. Биоэнергетика в России. // Федеральный центр сельскохозяйственного консультирования - подразделение ФГБОУ ДПО «Российская академия кадрового обеспечения АПК». / [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: http://www.mcx-consult.ru/page0215102009 (дата обращения: 30.07.2021).
2. ГОСТ Р 52808-2007 «Нетрадиционные технологии. Энергетика биоотходов. Термины и определения»
3. Дубровина С.В. Портовый город Усть-Камчатск - новый незамерзающий порт в системе Северного Морского Пути. // Выпускная квалификационная работа на соискание академической степени магистра архитектуры. Научн. рук. - проф. И.М. Долинская. - М. : МАрхИ, 2017 - 129 с.
4. Жиляев Д.А. Анализ потенциала солнечной и ветроэнергетики в России / Д.А. Жиляев, М.И. Башенев, А.А. Жиляев // Современная техника и технологии. 2017. № 7. / [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: http://technology.snauka.ru/2017/07/13715 (дата обращения: 22.07.2021).
5. Кудияров С. Атомная альтернатива. // Журнал Эксперт № 50 (880). 16 декабря 2013. / [Электронный ресурс] -Режим доступа: URL: https://expert.ru/expert/2013/50/atomnaya-alternativa/media/219772/#anchor-1 (дата обращения: 21.07.2021).
6. Мустафакулов А.А., Джуманов А.Н., Арзикулов Ф. Альтернативные источники энергии. / Academic research in educational sciences. Vol. 2. Issue 5 - с. 1227 - 1232. / [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: https://cyberleninka.ru/article/n/alternativnye-istochniki-energii-3/viewer (дата обращения: 31.07.2021).
7. Первое оборудование для солнечной электростанции для ГОК «Кубака» доставлено на строительную площадку // ИА Колыма.Яи Новости Магадана и Магаданской области - 27 февраля 2021. / [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: https://kolyma.ru/index.php?newsid=96047 (дата обращения: 17.07.2021).
№ 8 (89)
UNIVERSUM:
, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
• 7universum.com
август, 2021 г.
8. Потенциал развития альтернативной энергетики и энергоресурсы России // Энерготрейд. / [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: https://energotrade.su/blog/energoresursy-rossii.htm (дата обращения: 11.07.2021).
9. Приказ Министерства строительства, жилищно-коммунального хозяйства и энергетики Магаданской области от 08.05.2019 № 108-од «О размещении Схемы и Программы развития электроэнергетики Магаданской области на 2019-2023 годы в региональной информационной системе «Открытый регион». / [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: https://economy.49gov.ru/common/upload/28/editor/file/Programma_razvitiya_energetiki_utv ._2019.pdf (дата обращения: 11.07.2021).
