CC BY
21Научная статья УДК 620.9:34
doi: 10.47576/2949-1916_2023_1_58
ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ИЗОЛИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Шутов Игорь Владимирович
Институт проблем рынка РАН, Москва, Россия, i.schutov@yandex.ru
Аннотация. В статье раскрываются некоторые ключевые проблемы обеспечения энергетической безопасности изолированных территорий Российской Федерации и предлагаются пути их решения. Уточняется понятие изолированных энергорайонов, выделяются их типовые признаки и проблемы энергобезопасности. Особое внимание уделяется проблемам экономики энергоснабжения, а также возведению новых и модернизации существующих производственных объектов. Подчеркивается необходимость разработки комплексных мер по обеспечению энергетической безопасности в этих регионах, включая использование альтернативных источников энергии, повышение энергоэффективности и развитие местных энергетических систем. Предлагаются решения выявленных проблем, особое внимание уделяется петельным механизмам (импортозамещения, параллельного импорта) в реализации генерирующих и инфраструктурных проектов, а также цифровизации в управлении и модернизации изолированной энергетики России.
Ключевые слова: энергетическая безопасность; изолированные территории России; изолированные энергосистемы; энергоэффективность; модернизация энергетических систем; петельные механизмы.
Для цитирования: Шутов И. В. Проблемы обеспечения энергетической безопасности изолированных территорий Российской Федерации // Региональная и отраслевая экономика. - 2023. - № 1. - С. 58-65. 10.47576/2949-1916_2023_1_58.
Original article
PROBLEMS OF ENSURING ENERGY SECURITY OF ISOLATED TERRITORIES OF THE RUSSIAN FEDERATION
Shutov Igor V.
Institute for Market Problems, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia, i.schutov@yandex.ru
Abstract. The article reveals some key problems of ensuring the energy security of isolated territories of the Russian Federation and suggests ways to solve them. The concept of isolated power regions is specified, their typical features and problems of energy security are highlighted. Particular attention is paid to the problems of the economy of energy supply, as well as the construction of new and modernization of existing production facilities. It emphasizes the need to develop comprehensive measures to ensure energy security in these regions, including the use of alternative energy sources, energy efficiency and the development of local energy systems. Solutions to the identified problems are proposed,
special attention is paid to loop mechanisms (import substitution, parallel imports) in the implementation of generating and infrastructure projects, as well as digitalization in the management and modernization of Russia's isolated energy sector.
Keywords: energy security; isolated territories of Russia; isolated power systems; energy efficiency; modernization of energy systems; loop mechanisms.
For citation: Shutov I. V. Problems of Ensuring Energy Security of Isolated Territories of the Russian Federation. Regional and branch economy, 2023, no. 1, pp. 58-65. doi: 10.47576/2949-1916 2023 1 58.
Обеспечение стабильного и доступного энергоснабжения выступает важной проблемой в формировании энергетической и национальной безопасности во многих частях планеты. Северные районы, Сибирь, островные государства и территории - наиболее яркие проблемы изолированных энергорайонов, которые не присоединены к централи-зированным сетям / цепям энергоснабжения. Обеспечение энергоснабжения, соответствующего критериям устойчивости и ценовой доступности всем ключевым группам потребителей, - важнейшая задача в формировании энергобезопасности изолированных территорий нашей страны, по своим масштабам и сложностям в разрешении справедливо рассматриваемая в контексте укрепления национальной энергетической и экономической безопасности [1]. В настоящей публикации будут систематизированы отдельные ключевые проблемы обеспечения энергетической безопасности изолированных территорий Российской Федерации, в том числе через призму внедрения новейших инструментов и методов решения проблем обеспечения физической и экономической доступности топливно-энергетических ресурсов.
В территориально-распределенном государстве, таком как Россия, большая часть площади которого находится в труднодоступных местах, наличие изолированных энергорайонов является закономерным явлением. Одной из ключевых характеристик данных районов выступает отсутствие интеграции в состав единой энергосистемы страны.
Единая энергосистема России (ЕЭС) -комплекс взаимосвязанных энергетических объектов, включающий в себя генерирующие, передающие и распределяющие электроэнергию системы, а также объекты газоснабжения и нефтепереработки [2, с. 49]. ЕЭС России является крупнейшей в мире, охваты-
вает территорию 71 региональной энергосистемы (которые, в свою очередь, формируют семь объединенных энергетических систем) и включает в себя более 490 тысяч км линий электропередачи, связывающих более 880 генерирующих объектов мощностью свыше пяти мегаватт [3]. ЕЭС является важнейшей составляющей экономики России, обеспечивающей надежное и безопасное энергоснабжение всей страны.
В ЕЭС России не входят технологически изолированные энергосистемы, находящиеся на Северо-Востоке страны. В целом же изолированные территории преобладают в центральных и восточных районах России, охватывая территорию порядка 2/3 от общей площади нашей страны, на которой прожива -ет порядка 20 млн чел. с децентрализованным и автономным снабжением на дорогостоящем привозном топливе [4] (рис. 1).
Следует отметить, что изолированные энергорайоны возникают в России (как и в других государствах) по причине особенностей географического положения и территориальной структуры страны. Некоторые регионы находятся в отдаленных и труднодоступных местах, где нет возможности подключения к общей энергосистеме. Кроме того, в некоторых случаях изолированные энергорайоны создаются для обеспечения надежности энергоснабжения в крупных промышленных центрах или на территориях с особыми экологическими требованиями. В таких случаях создание изолированных энергорайонов позволяет обеспечить надежность и стабильность работы энергосистемы в целом.
Обеспечение полноценного и экономически доступного энергоснабжения удаленных районов выступает важнейшим аспектом формирования национальной энергетической безопасности Российской Федерации
Рисунок 1 - Автономное энергоснабжение в центральных и восточных районах России [5]
(энергобезопасности). Под энергобезопасностью надлежит понимать состояние обеспеченности страны или региона энергетическими ресурсами и возможностью их использования без угрозы для экономического и социального развития, а также безопасности населения и окружающей среды [6; 7]. Энергобезопасность включает в себя обеспечение надежности и устойчивости энергетической системы, разнообразие источников энергии, эффективное использование энергоресурсов, а также соблюдение экологических и социальных норм и требований.
Важнейшими аспектами энергобезопасности выступают экономические соображения: цены на топливо и энергоносители для конечных потребителей должны не замедлять, а стимулировать экономический рост, поддерживать конкуренцию на ключевых рынках, балансировать уровни социально-экономического развития, а выравнивание цен в различных территориях вместе с мерами по компенсации чрезмерного влияния высоких цен, не должны ложиться непосильным
бременем на бюджет. Обеспечение рационального ценообразования при грамотном балансировании интересов стейкхолдеров -ключевая задача в формировании энергобезопасности изолированных энергорайонов как в России, так и за рубежом.
При решении проблем обеспечения энергобезопасности представляется важным понимать, что изолированные энергорайоны России имеют свои особенности в обеспечении энергетической безопасности, которые могут включать нижеследующие аспекты:
1. Наличие собственных источников энергии. Изолированные энергорайоны могут иметь свои собственные источники энергии, такие как гидроэлектростанции, тепловые электростанции, ветрогенераторы и солнечные батареи. Однако обеспеченность собственными источниками существенно отличается между различными территориями даже в рамках одних и тех же административных единиц, при этом возможности эффективного обмена ресурсами даже в таких
ситуациях могут быть ограниченными или вовсе отсутствовать.
2. Надежность и безопасность энергосистемы. Изолированные энергорайоны должны иметь надежную энергосистему, которая обеспечивает постоянную подачу энергии в регион. Проблема обеспечения надежности дополнительно заключается в том, что многие изолированные энергорайоны России одновременно расположены в территориях со сложнейшими климатическими условиями, которые в свою очередь влияют на безопасность и надежность в эксплуатации. Удаленность объектов затрудняет их физический мониторинг, проведение регулярных мероприятий по контролю за состоянием, в
области планово-предупредительного ремонта и др.
3. Энергоэффективность. Изолированные энергорайоны должны стремиться к энергоэффективности, чтобы сократить потребление энергии и уменьшить зависимость от внешних источников энергии. Однако устаревшее оборудование и инфраструктура, помноженные на сверхпотребление в особых климатических условиях, снижают энергетическую безопасность изолированных территорий.
4. Развитие альтернативных источников энергии. Изолированные энергорайоны должны развивать альтернативные источники энергии, такие как солнечная и ветровая
КЛЮЧЕВЫЕ ФАКТОРЫ, ОПОСРЕДУЮЩИЕ РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИЗОЛИРОВАННЫХ РАЙОНОВ
РОССИИ
Отсутствие доступа к современным технологиям и оборудованию. Изолированные районы находятся в отдаленных и труднодоступных местах, что затрудняет доставку и установку нового оборудования
-\
Недостаточное финансирование. Изолированные районы обычно имеют
меньший бюджет, чем города и крупные населенные пункты, что
затрудняет финансирование модернизации энергетических объектов
-\
Низкая эффективность использования энергоресурсов. Изолированные
районы часто используют устаревшие технологии и оборудование, что
приводит к низкой эффективности использования энергоресурсов и
повышенным затратам на энергию
-ч
Недостаточная квалификация персонала. В изолированных районах часто
отсутствует квалифицированный персонал, способный обслуживать и
ремонтировать современное оборудование.
Ограниченность возможностей для внедрения возобновляемых источников энергии. В изолированных районах часто отсутствуют возможности для внедрения возобновляемых источников энергии, таких как солнечные батареи или ветрогенераторы, из-за особенностей климата и территориальных ограничений.
-N
Новые и специфические для России вызовы и угрозы - фактор
односторонних санкций. Антироссийские санкции могут оказывать
негативное влияние на вопросы обеспечения энергобезопасности
изолированных районов энергосистемы Российской Федерации.
Рисунок 2 - Ключевые факторы, опосредующие развитие энергетической системы изолированных районов России
энергия, чтобы уменьшить зависимость от традиционных источников энергии. Однако в целом ряде случаев, хотя возобновляемая энергетика (ВИЭ) и выступает разумной альтернативой в обеспечении энергобезопасности изолированных территорий, однако ее промышленные объекты и инфраструктуру приходится возводить с нуля.
С учетом важности обеспечения изолированных территорий Российской Федерации собственными источниками (мощностями) актуализируется проблематика модернизации существующей и возведения новой системы промышленных объектов изолированной энергетики.
Проблемы модернизации и создания новых промышленных объектов энергетической системы изолированных районов России связаны с рядом факторов (рис. 2):
Особо подчеркнем, что именно санкции уже сейчас приводят к ограничению доступа к технологиям и оборудованию, необходимым для модернизации и развития энергетической инфраструктуры в этих районах, что существенно затрудняет проведение ремонтных и строительных работ, а также увеличивает затраты на приобретение необходимых компонентов и оборудования при дальнейшей эксплуатации. Кроме того, санкции приводят к снижению инвестиций в энергетический сектор России, затрудняют финансирование проектов по модернизации и не способствуют развитию энергетической инфраструктуры в изолированных районах. Следовательно, санкции оказывают негативное влияние на вопросы обеспечения энергобезопасности изолированных районов энергосистемы Российской Федерации, что может привести к снижению надежности энергоснабжения и увеличению цен на электроэнергию для потребителей.
С учетом передового зарубежного опыта [8-11] в целях повышения энергетической безопасности изолированных энергорайонов Российской Федерации представляется необходимым прорабатывать следующие направления развития:
1) генерация из альтернативных источников энергии, таких как солнечная, ветровая, гидроэнергетика и другие. Это позволит снизить зависимость от традиционных источников энергии и обеспечить надежность энергоснабжения;
2) совершенствование системы энергосбережения и энергоэффективности, что позволит снизить потребление энергии и уменьшить нагрузку на энергосистему;
3) улучшение и масштабирование высокоемкостных и экономически эффективных систем энергетического хранения, позволяющее сохранять энергию, полученную из альтернативных источников и использовать ее в периоды пиковой нагрузки;
4) повсеместное внедрение систем микрогенерации, позволяющее производить энергию на месте потребления и снизить зависимость от централизованных энергосистем;
5) улучшение системы мониторинга и управления энергосистемой, которое позволит оперативно реагировать на возможные аварии и сбои в работе энергосистемы;
6) оптимизация резервирования энергосистемы, позволяющая обеспечить надежность энергоснабжения в случае отключения основной энергосистемы;
7) улучшения в области обучения и повышения квалификации специалистов в области энергетики, которые позволят обеспечить надежную и высокопрофессиональную кадровую базу для развития энергетической безопасности в изолированных энергорайонах.
Успешной реализацией проектов по созданию и модернизации промышленных объектов и инфраструктуры изолированных энергорайонов в условиях российской специфики призваны поспособствовать петельные механизмы (импортозамещение, параллельный импорт), поскольку они позволяют заменить импортные компоненты и оборудование на отечественные аналоги или на аналоги из других дружественных стран, не подверженных санкциям.
Импортозамещение может стать стимулом для развития отечественного производства компонентов и оборудования для энергетических объектов, что в свою очередь может привести к снижению зависимости от импорта и укреплению экономической безопасности изолированных территорий, прежде всего в части реализации технологически сложных проектов в области возобновляемой энергетики (необходимо в данном случае понимать, что затраты начальных этапов реализации ВИЭ-проектов, как правило, детерминируют стоимость генерируемой энер-
гии на протяжении ряда лет или всего жизненного цикла проекта [12]). Параллельный импорт, в свою очередь, может позволить использовать оборудование и компоненты из других стран, не подверженных санкциям, что может снизить затраты на модернизацию и ускорить процесс ее осуществления.
Таким образом, петельные механизмы могут стать эффективным инструментом для модернизации промышленных объектов энергетики изолированных районов Российской Федерации в условиях санкций.
Другим важным направлением решения существующих проблем выступает цифро-визация. Цифровизация способна повысить энергобезопасность изолированных районов энергосистемы России следующими способами:
- управление энергосистемой: цифровые системы управления энергосистемой могут помочь улучшить контроль и управление энергопотреблением в изолированных районах, что позволит снизить риск перегрузок и аварийных ситуаций;
- мониторинг и диагностика: цифровые системы могут помочь операторам энергосистемы быстро обнаруживать и устранять проблемы в энергосетях, позволяя предотвратить аварии и снизить время простоя;
- использование возобновляемых источников энергии: цифровые технологии могут помочь увеличить использование возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, в изолированных районах, способствуя снижению зависимости от традиционных источников энергии и уменьшить риск экологических проблем;
- управление нагрузкой: цифровые системы управления нагрузкой могут помочь операторам энергосистемы более эффективно распределять энергию в изолированных районах. Это, в свою очередь, может помочь снизить риск перегрузок и аварийных ситуаций;
- обучение и обмен опытом: цифровые технологии могут помочь операторам энергосистемы обмениваться опытом и знаниями, а также обучаться новым методам управления и контроля энергосистемой. Использование цифровых платформ и технологий обучения
и повышения квалификации может помочь повысить квалификацию и компетентность персонала, что в свою очередь может улучшить энергобезопасность в изолированных районах;
- использование в работе современных систем прогнозирования, что дает возможность заранее включать оборудование и тем самым избегать аварийности;
- использование удаленного доступа высококвалифицированных специалистов при настройке и внедрении новых технологий, что обеспечивает ускорение обучаемости персонала, а также улучшение технологических процессов.
Представленные решения видится необходимым реализовывать в комплексе и взаимосвязи, что обеспечит синергетический эффект при воздействии на состояние энергетической безопасности изолированных территорий и страны в целом.
Таким образом, изолированные энергорайоны России имеют свои особенности в устойчивом и доступном энергоснабжении, которые требуют учета при решении проблем обеспечения энергобезопасности, важными аспектами которой выступают наличие собственных источников энергии, надежность и безопасность энергосистемы, энергоэффективность и развитие ВИЭ-энергетики. Однако антироссийские санкции могут оказывать негативное влияние на вопросы обеспечения энергобезопасности изолированных районов энергосистемы Российской Федерации. Для повышения энергетической безопасности изолированных энергорайонов необходимо развивать генерацию из альтернативных источников энергии, совершенствовать систему энергосбережения и энергоэффективности, улучшать систему мониторинга и управления энергосистемой, оптимизировать резервирование энергосистемы, улучшать обучение и повышение квалификации специалистов в области энергетики. Кроме того, важным направлением решения существующих проблем является цифровизация. Реализация данных решений в комплексе и взаимосвязи может обеспечить синергетиче-ский эффект.
Список источников
1. Указ Президента Российской Федерации от 13.05.2019 № 216 «Об утверждении Доктрины энергетической безопасности Российской Федерации»// Собрание законодательства Российской Федерации. 2019. № 20. Ст. 2421
2. Лисин Е. М. Методологические аспекты обеспечения энергетической безопасности на территориальном уровне в условиях либерализации и глобализации энергетики: монография. М.: МЭИ, 2018. 230 с.
3. Единая энергетическая система России // Официальный сайт АО «СО ЕЭС». URL: https://www. so-ups.ru/functioning/ups/ups2021 (дата обращения: 27.04.2023).
4. Объекты генерации в изолированных и труднодоступных территориях в России : аналитический доклад. М. : Аналитический центр при Правительстве Российской Федерации, 2020. 78 с.
5. Елистратов В. В. Энергетическое снабжение изолированных территорий России // Академия энергетики. 2015. № 4(66). С.26-33.
6. Минчичова В. С. Декомпозиционный анализ понятия энергетической безопасности государства // Системный анализ в экономике-2020 : сборник трудов VI Международной научно-практической конференции-биеннале / под общей редакцией Г Б. Клейнера, С. Е. Щепетовой. М. : Наука, 2021. С. 220-223.
7. Шевченко Л. И. Понятие и правовое обеспечение энергетической безопасности как основы энер -гетического правопорядка // Правовой энергетический форум. 2021. № 1. С. 26-31.
8. Киушкина В. Р. Проблемы энергообеспеченности с позиции энергетической безопасности изолированных энергозон Арктических территорий // Арктика: общество, наука и право : сборник статей форума с международным участием. СПб.: СПбГУ, 2020. С. 340-348.
9. Boute A. Off-grid renewable energy in remote Arctic areas: An analysis of the Russian Far East // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. Vol. 59. P. 1029-1037.
10. Brent A. C., Kruger W. J. L. Systems analyses and the sustainable transfer of renewable energy technologies: A focus on remote areas of Africa // Renewable Energy. 2009. Vol. 34. No. 7. P. 1774-1781.
11. Hamilton J. et al. High penetration renewable generation within Australian isolated and remote power systems // Energy. 2019. Vol. 168. P. 684-692.
12. Amponsah N. Y. et al. Greenhouse gas emissions from renewable energy sources: A review of lifecycle considerations // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014. Vol. 39. P. 461-475.
References
1. Decree of the President of the Russian Federation No. 216 dated 13.05.2019 "On Approval of the Energy Security Doctrine of the Russian Federation". Collection of legislation of the Russian Federation. 2019. No. 20. St. 2421.
2. Lisin E. M. Methodological aspects of ensuring energy security at the territorial level in the conditions of liberalization and globalization of energy: monograph. Moscow: MEI, 2018. 230 p.
3. Unified Energy System of Russia. Official website of JSC "SO UES". URL: https://www.so-ups.ru/ functioning/ups/ups2021 (accessed: 04/27/2023).
4. Generation facilities in isolated and hard-to-reach territories in Russia : analytical report. Moscow: Analytical Center under the Government of the Russian Federation, 2020. 78 p.
5. Elistratov V. V. Energy supply of isolated territories of Russia. Academy of Energy. 2015. No. 4(66). Pp. 26-33.
6. Minchichova S. Decomposition analysis of the concept of energy security of the state. System analysis in Economics-2020: Proceedings of the VI Scientific and Practical International Conference-Biennale / edited by G. B. Kleiner, S. E. Shchepetova. Moscow: Nauka, 2021. Pp. 220-223.
7. Shevchenko L. I. The concept and legal provision of energy security as the basis of energy law and order. Legal Energy Forum. 2021. No. 1. Pp. 26-31.
8. Kiushkina V. R. Problems of energy security from the standpoint of energy security of isolated energy zones of Arctic territories. Arctic: society, science and law: collection of articles of the forum with international participation. St. Petersburg: St. Petersburg State University, 2020. Pp. 340-348.
9. Bute A. Autonomous renewable energy in remote areas of the Arctic: analysis of the Russian Far East. Reviews of renewable and sustainable energy. 2016. Volume 59. Pp. 1029-1037.
10. Brent A. S., Kruger W. J. L. System analysis and sustainable transfer of renewable energy technologies: emphasis on remote areas of Africa. Renewable energy. 2009. Volume 34. No. 7. Pp. 1774-1781.
11. Hamilton J. and others . Widespread use of renewable generation in Australian isolated and remote power systems. Energy. 2019. Volume 168. Pp. 684-692.
12. Amponsa N. Y. et al. Greenhouse gas emissions from renewable energy sources: a review of aspects of the life cycle. Reviews of renewable and sustainable energy. 2014. Vol. 39. Pp. 461-475.
Сведения об авторе
ШУТОВ ИГОРЬ ВЛАДИМИРОВИЧ - аспирант, Институт проблем рынка РАН, Москва, Россия, i.schutov@yandex.ru
Information about the author
SHUTOV IGOR V. - post-graduate student, Institute of Market Problems of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia, i.schutov@yandex.ru
