CC BY
24УДК 620.91(571)
Б.Г. Санеев, И.Ю. Иванова, Т.Ф. Тугузова1
РАЗВИТИЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ НА ВОСТОКЕ РОССИИ В ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЕ XXI ВЕКА НА ФОНЕ ОБЩЕРОССИЙСКИХ ТЕНДЕНЦИЙ
Дано краткое описание нормативно-правовых документов по стимулированию развития возобновляемой энергетики, принятых в последние годы в России. Приведены результаты анализа современного состояния ВИЭ на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока. Обоснованы предпосылки для развития возобновляемой энергетики в восточных регионах РФ: наличие значительного количества потребителей, неохваченных централизованным электроснабжением, и обеспеченность потенциалом возобновляемых природных энергоресурсов. Приведен прогноз развития возобновляемой энергетики на период до 2050 г. в зонах децентрализованного и неустойчивого электроснабжения на востоке РФ с указанием приоритетных проектов.
Ключевые слова: зона децентрализованного электроснабжения, ветроэнергетические станции, малые ГЭС, солнечные электростанции, рациональные вводы мощностей.
Государственная поддержка развития возобновляемой энергетики в России
В Энергостратегии России на период до 2030 г., утвержденной распоряжением Правительства РФ в 2009 г., основным целевым ориентиром развития возобновляемой энергетики являлся показатель - увеличение доли возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в суммарном производстве электроэнергии к 2020 г. до 4,5%. При этом суммарный ввод ВИЭ оценивался в 25 ГВт. В Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики России до 2030 г., одобренной Правительством РФ в 2010 г., суммарный ввод ВИЭ уже был ниже и составлял 6-14 ГВт. При этом в базовом варианте предусматривался основной прирост мощностей на биомассе, в максимальном -почти 50% вводимых мощностей приходилось на ветропарки.
В проекте 2014 г. государственной программы «Энергоэффективность и развитие энергетики» доля возобновляемых источников энергии в суммарном производстве электроэнергии к 2020 г. снижена до 2,5%. И суммарные вводы ВИЭ к этому периоду в зоне оптового рынка электроэнергии обозначены в размере только 6 ГВт. Этот показатель принят в соответствии
с распоряжением Правительства РФ от 5 мая 2012 г. N 744-р «О внесении изменений в Федеральный закон «Об электроэнергетике» и Постановлением от 28.05.2013 г. № 449 «О механизме стимулирования использования возобновляемых источников энергии на оптовом рынке электрической энергии и мощности»2.
Эти документы положили начало государственной поддержке развития возобновляемой энергетики в России, определили механизмы этой поддержки и стимулирования. В них регламентируются основные показатели по малым ГЭС мощностью меньше 25 МВт, солнечным и ветровым электростанциям более 5 МВт. Обозначен основной целевой показатель - суммарные вводы ВИЭ к 2020 г. в зоне оптового рынка электроэнергии в размере почти 6000 МВт, причем более 60% из них приходится на ветровые электростанции.
В разъяснении к Постановлению Правительства РФ приведены целевые ориентиры по мощности разных типов энергоисточников, обозначены предельные значения коэффициента использования установленной мощности, затрат в строительство по годам, доли производства оборудования на территории России.
1 Борис Григорьевич Санеев - заместитель директора Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН, д.т.н., e-mail: [email protected];
Ирина Юрьевна Иванова - заведующая лабораторией ИСЭМ СО РАН, к.э.н., e-mail: [email protected]; Татьяна Федоровна Тугузова - старший научный сотрудник ИСЭМ СО РАН, к.т.н., e-mail: [email protected].
2 URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_146916/
Во исполнение данного Постановления Правительства РФ ОАО «Администратор торговой системы оптового рынка электроэнергии» проводит ежегодный конкурсный отбор проектов строительства ВИЭ на 4 года вперед в форме двухэтапного аукциона. Одним из основных критериев отбора выступают капитальные затраты по проекту.
Суммарные мощности проектов ВИЭ, прошедшие отбор в 2013-2015 гг., на период до 2019 г. составляют 1446 МВт3. Причем 82% из них приходится на солнечные электростанции. В Сибирском федеральном округе конкурсный отбор прошли проекты строительства только солнечных электростанций суммарной мощностью 210 МВт, более 60% их них приходится на территорию Восточной Сибири.
Постановлением Правительства РФ от 23.01.2015 № 47 «О внесении изменений в некоторые акты Правительства РФ по вопросам стимулирования использования возобновляемых источников энергии на розничных рынках электрической энергии»4 вносятся изменения в пять нормативно-правовых актов, направленные на регулирование вопросов, связанных с поддержкой возобновляемых источников энергии на розничных рынках. Действие указанных актов распространяется на объекты «зелёной» энергетики, использующие не только ветровую, солнечную, гидроэнергию, но и биогаз, биомассу и свалочный газ. Постановлением определяются порядок тарифного регулирования и предельные значения долгосрочных параметров таких генерирующих объектов.
Основной критерий при конкурсном отборе проектов - снижение стоимости электроэнергии. В Постановлении отсутствуют нормативы предельных капитальных затрат, но оговорен фиксированный срок окупаемости проекта - 15 лет. Механизм поддержки заключается в долговременном тарифе на электроэнергию, который устанавливается региональным органом власти на этот срок с фиксированным уровнем доходности.
3 иЯЬ: https://www.atsenergo.ru/vie/proresults/.
4 иЯЬ: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_174584/.
5 иЯХ: http://minenergo.gov.ru/node/1920.
Принятые Постановления Правительства РФ и наметившиеся тенденции в сооружении возобновляемых источников энергии были учтены при корректировке Энергостратегии России на период до 2035 г., проект которой находится в стадии рассмотрения и утверждения5. В целевых индикаторах этого документа доля возобновляемой энергетики в производстве электроэнергии к 2035 г. определена лишь в 2,2%, но предполагается суммарный ввод мощностей ВИЭ на уровне 18 ГВт.
Современное состояние возобновляемой энергетики на востоке РФ
В восточных регионах РФ возобновляемые источники энергии эксплуатируются в основном в удаленных и труднодоступных районах децентрализованной зоны Дальнего Востока.
Наиболее широко используется геотермальный потенциал: все российские геотермальные электростанции (ГеоЭС) расположены на территории Камчатского края (Паужетская, Мут-новская и Верхне-Мутновская) и Сахалинской области (Менделевская и Океанская). Суммарная мощность ГеоЭС в 2013-2014 гг. снизилась до 77,6 МВт в связи с выводом из эксплуатации двух блоков по 1,8 МВт Океанской ГеоЭС (табл. 1). Ежегодное производство электроэнергии геотермальными электростанциями составляет 440-470 млн кВтч.
Использование потенциала малых рек в восточных регионах невелико. Здесь функционируют всего четыре малые ГЭС (МГЭС) (Кызыл-Хая в Республике Тыва, каскад Толмачевских и Быстринская в Камчатском крае, Северо-Ку-рильская на о. Парамушир в Сахалинской области) суммарной мощностью 49,1 МВт (рис. 1).
На востоке России эксплуатируются ветроэнергетические станции (ВЭС) суммарной мощностью более 5 МВт - Анадырская ВЭС (2,5 МВт) в Чукотском АО, ВЭС в с. Никольское на о. Беринга (1,05 МВт) и в п. Усть-Камчатск (0,575 МВт) Камчатского края, в п. Новиково (0,45 МВт) Сахалинской области, в п. Быков Мыс (0,04 МВт)
Таблица 1
Динамика установленной мощности возобновляемых источников энергии, МВт
Показатель Годы
2011 2012 2013 2014 2015
Восточная Сибирь, всего 0,3 0,3 0,4 0,43 5,43
в том числе: МГЭС 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
ВЭС - 0,015 0,015 0,027 0,027
СЭС - 0,086 0,086 0,098 5,1
Дальний Восток, всего 108,3 133,5 131,9 130,8 132,5
в том числе: МГЭС 23,8 48,8 48,8 48,8 48,8
ВЭС 3,25 3,4 3,6 4,2 4,8
ГеоЭС 81,2 81,2 79,4 77,6 77,6
СЭС 0,01 0,05 0,09 0,23 1,34
ИТОГО 108,6 133,9 132,3 131,3 137,9
Примечание: составлено по формам Росстата 6-ТП и данным энергокомпаний.
Рис. 1. Размещение возобновляемых источников энергии в восточных регионах РФ, 2015 г.
Республики Саха (Якутия), в с. Перетычиха (0,05 МВт) и на о. Рейнеке (0,05 МВт) Приморского края, в ОЭЗ «Байкальская гавань» (0,012 МВт) Республики Бурятия и на побережье оз. Байкал (0,015 МВт) в Иркутской области. Ве-троустановка в п. Тикси (0,25 МВт) Республики Саха (Якутия) в 2015 г. выведена из строя.
За период 2012-2015 гг. в восточных регионах введено в эксплуатацию 15 мелких солнечных электростанций (СЭС) в изолированных от энергосистем районах и зонах особого природопользования. Особенно следует отметить Республику Саха (Якутия), на территории которой установленная мощность СЭС составляет 1,34 МВт, в том числе расположенная в арктической зоне Батагайская СЭС мощностью 1 МВт. Самой крупной является Абаканская солнечная электростанция мощностью 5 МВт, введенная в эксплуатацию в Республике Хакасия в конце 2015 года.
Предпосылки развития возобновляемой энергетики на востоке РФ
В восточных регионах России имеются все предпосылки для широкомасштабного развития возобновляемой энергетики, прежде всего в зонах децентрализованного и неустойчивого электроснабжения, которые в силу слабой освоенности и протяженных расстояний распространены на этой территории.
Более 30% мощности малых электростанций России функционирует на территории Восточ-
ной Сибири и Дальнего Востока [1]. Значительное количество из них используется в качестве резервных энергоисточников на концах протяженных радиальных линий электропередачи, в котельных, больницах и т.д. Однако основная часть является автономными энергоисточниками в небольших населенных пунктах, рассредоточенных по обширной территории.
Основная часть мощности малых электростанций Восточной Сибири расположена в северных районах Красноярского края и Иркутской области; на Дальнем Востоке - Республики Саха (Якутия), Камчатского, Хабаровского и Приморского краев (рис. 2).
Общее количество малых электростанций в Восточной Сибири превышает 1,4 тыс. шт., на Дальнем Востоке - 3 тыс. шт., установленная мощность - 800 МВт и 1080 МВт соответственно, выработка электроэнергии 1,9 млрд кВт.ч и 1,3 млрд кВт.ч. В последние годы наблюдается тенденция существенного роста мощности таких электростанций на территории Красноярского края, Иркутской области и Республики Саха (Якутия). Это объясняется активизацией работ по освоению месторождений углеводородов в северных районах этих субъектов РФ, а также строительством и пуском в эксплуатацию первой очереди нефтепровода ВСТО.
Основной проблемой энергоснабжения потребителей, изолированных от энергосистем, является рассредоточенность по территории и слабое развитие транспортной инфраструктуры. Сезонная ограниченность периодов завоза, соз-
Забайкаль-
Красноярский край
59%
Восточная Сибирь
Сахалинская область 6%
Дальний Восток
Республика Саха (Якутия) 48%
Еврейская
__автономная
Чукотский область
автономный 0,1%
округ 6%
Примечание: составлено по формам Росстата «Электробаланс» и 6-ТП за 2013 год.
Рис. 2. Распределение мощности малых электростанций по субъектам РФ восточных регионов
дание больших запасов топлива приводят к высоким потерям - до 20%. У наиболее удаленных и труднодоступных потребителей транспортная составляющая стоимости топлива достигает 70-80%, цена дизельного топлива - 50-55 тыс. руб./т, что приводит к высокой себестоимости производства электроэнергии - 30-50 руб./кВтч. Вследствие необходимости поддержания тарифов для населения на допустимо приемлемом уровне из федеральных и местных бюджетов либо за счет перекрестного субсидирования выделяются значительные дотации на выравнивание тарифов и содержание энергоисточников.
В восточных регионах РФ имеются и ресурсные предпосылки для масштабного развития возобновляемой энергетики, поскольку на этой территории сосредоточен значительный потенциал возобновляемых природных энергоресурсов: энергии малых водотоков, ветра, солнечного излучения, геотермальной энергии.
Целесообразность использования природного потенциала для энергоснабжения значительно различается по регионам и обусловлена прежде всего показателями потенциала возобновляемых энергоресурсов.
Ветроэнергетические ресурсы. На территории Восточной Сибири и Дальнего Востока сосредоточено более 50% ветроэнергетического потенциала РФ, однако его распределение по территории регионов крайне неравномерно. Валовый ветропотенциал оценивается в 1470 трлн кВт.ч, более 65% сконцентрировано на территории Дальнего Востока [2]. Доля технического потенциала в валовом составляет лишь 0,25%.
Большая часть рассматриваемой территории не обладает достаточными ресурсами для развития ветроэнергетики: центральная и южная части Республики Саха (Якутия), Республика Бурятия, Забайкальский и западная часть Приморского края, Амурская, Иркутская и Еврейская автономная области [3]. Наиболее перспективными для освоения ветроэнергетических ресурсов в восточных регионах являются побережья северных и восточных морей, а также горные районы и возвышенные места континентальной части, имеющие особые ветровые режимы - например, зона озера Байкал.
Гелиоэнергетическиересурсы. Валовый гели-оэнергетический потенциал восточных регионов РФ оценивается в 1343 млрд т у.т., более 60%
которого сосредоточено на территории Дальнего Востока [2].
Приход солнечной радиации на горизонтальную поверхность на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока, как и продолжительность солнечного сияния, носит достаточно обусловленный поясной характер и изменяется от 700 кВт.ч/м2 на Крайнем Севере до 1400 кВтч/м2 в южной части [3]. Продолжительность солнечного сияния в центральной и северной частях восточных регионов, включая Сахалинскую область и Камчатский край, не превышает 1700 ч/ год, а в южных районах достигает 2600 ч/год.
Однако следует отметить, что распределение гелиоэнергетических показателей по территории зависит не только от широты местности, но существенно определяется также субрегиональными и локальными географическими и климатическими особенностями местности. Стоит отметить такие локальные зоны, как высокогорные участки Республики Бурятия и озера Байкал, которые располагают гелиоэнергетическим потенциалом, не уступающим самым южным регионам РФ.
Энергоресурсы малых рек. Восточные регионы России располагают значительным гидропотенциалом, сосредоточенным в большом количестве крупных и мелких рек, а также ручьев.
На территории Восточной Сибири и Дальнего Востока находится более 70% валового потенциала малых рек России. Энергетический потенциал малых водотоков восточных регионов РФ оценивается в 802 млрд кВт.ч, более половины приходится на территории Дальнего Востока [2]. Доля технического потенциала в валовом составляет около 32%, что свидетельствует о технической подготовленности к использованию этого вида ресурсов.
Исходя из ресурсного потенциала использование энергии малых водотоков целесообразно в Камчатском крае, в северных районах Красноярского края, Иркутской области и Забайкальском крае, республиках Бурятии, Хакасии и южной части Республики Саха (Якутия).
Прогноз развития возобновляемой энергетики в зоне децентрализованного и неустойчивого электроснабжения на востоке РФ
Анализ современного состояния, распределение по территории ресурсного потенциала и
перспективных сценариев развития возобновляемой энергетики в РФ позволяет рекомендовать в качестве приоритетных в восточных регионах проекты по следующим направлениям:
- строительство солнечных, ветровых электростанций и малых ГЭС в ценовой зоне оптового рынка электроэнергии и мощности на территории субъектов РФ Восточной Сибири;
- строительство солнечных, ветровых электростанций и малых ГЭС для электроснабжения потребителей децентрализованной зоны и удаленных районов Восточной Сибири и Дальнего Востока.
Рациональные масштабы использования возобновляемых источников энергии в восточных регионах РФ на период до 2050 г. определены исходя из результатов исследований, проводимых авторами в рамках разработки энергостратегий субъектов РФ Восточной Сибири и Дальнего Востока [3-6]. В прогнозе учтены результаты конкурсного отбора, проводимого ОАО «Администратор торговой системы оптового рынка
электроэнергии» в 2013-2015 гг., и Программы развития возобновляемой энергетики в ДФО ОАО «РАО ЭС Востока».
Суммарные вводы мощности ВИЭ в районах децентрализованного и неустойчивого электроснабжения восточных регионов РФ в период до 2050 г. оцениваются в 875-1230 МВт по консервативному и целевому сценарию соответственно (рис. 3). Основная доля вводимых мощностей возобновляемых энергоисточников (360-370 МВт) приходится на солнечные электростанции в южных районах Восточной Сибири. На территории Дальнего Востока около 40% от суммарных вводов составляют ветроэнергетические станции - 142-222 МВт.
При этом суммарная установленная мощность возобновляемых источников энергии к концу рассматриваемого периода в целом по региону составит порядка 1006-1360 МВт в зависимости от сценария развития. На рис. 4 представлена динамика установленной мощности возобновляемых источников энергии в восточных регионах в соответствии с целевым сценарием развития.
МВт
Восточная Сибирь
300 2.50 200 150 100 50 -- -
2016-2030
2031-2050
МВт
Дальний Восток
160 140 120 100
30 60 40 20
О
-4 -
2016-2030
2031-2050
Номер на рисунке Тип возобновляемого источника Сценарий
1 ГеоЭС консервативный
2 целевой
3 МГЭС консервативный
4 целевой
5 ВЭС консервативный
6 целевой
7 СЭС консервативный
8 целевой
Рис. 3. Вводы мощностей возобновляемых источников энергии в восточных регионах РФ
МВт
800
700 600 500 400 300 200 100 о
Восточная Сибирь
1
2015 2020 2030 2040 2050 1 - ГеоЭС, 2 - МГЭС, 3 - ВЭС, 4 - СЭС
Н-1 □ -2 ■ -3 И-4
МВт
Дальний Восток
800 700 600 500 400 300 200 100 о
гтт
1 ш 1
. ш \ ? 8
2015 2020 2030 2040 2050
Рис. 4. Динамика установленной мощности возобновляемых источников энергии в восточных
регионах РФ
При реализации проектов возобновляемой энергетики в таких масштабах производство электроэнергии от ВИЭ в восточных регионах к 2030 г. составит 1,0-1,7млрд кВтч/год, к 2050 г. -2,2-2,7 млрд кВтч/год, что обеспечит экономию топлива в объемах 0,3-0,7 и 0,8-1 млн т у.т. соответственно.
Приоритетные проекты ВИЭ на востоке РФ
Среди приоритетных мест размещения в ценовой зоне оптового рынка электроэнергии и мощности в Восточной Сибири можно рекомендовать районы с лучшими показателями потенциала:
- солнечных электростанций - на территории республик Хакасия и Тыва, Забайкальского края и Иркутской области;
- ветровых электростанций - на севере Таймырского АО;
- малых ГЭС - удаленные районы Иркутской области и Республики Бурятия.
Высокие значения показателей ветропотен-циала и сложившиеся условия энергоснабжения создают предпосылки целесообразного использования энергии ветра для электроснабжения потребителей децентрализованной зоны и удаленных районов, расположенных на побережье северных и восточных морей Республики Саха (Якутия), Таймырского и Чукотского автономных округов, Приморского, Хабаровского и
Камчатского краев, Сахалинской области. Использование солнечного излучения на основе фотоэлектрических модулей в сложившейся стоимостной ситуации целесообразно не только в южных районах, но и в центральных районах Республики Саха (Якутия), учитывая более высокие цены на замещаемое топливо. Опыт использования СЭС в республике подтверждает достаточно высокую эффективность этого мероприятия.
Среди крупных проектов до 2030 г. можно выделить следующие:
- солнечные электростанции суммарной мощностью 130 МВт в районах неустойчивого электроснабжения в республиках Хакасия и Бурятия, Забайкальском крае и Иркутской области;
ГЭС-4 (10 МВт) в каскаде на р. Толмачева в Камчатском крае;
- солнечные электростанции (15-20 МВт) и ветроэлектростанции (4-5 МВт) в зоне децентрализованного электроснабжения Республики Саха (Якутия);
- реконструкцию Океанской и Менделеевской ГеоЭС (30 МВт) на Курильских островах в Сахалинской области; ветроэлектростанцию (25-30 МВт) в зоне децентрализованного электроснабжения в Приморском, Хабаровском и Камчатском краях, Сахалинской области и Чукотском автономном округе.
К числу перспективных проектов 20302050 гг. следует отнести:
- солнечные электростанции (30-45 МВт) в районах неустойчивого электроснабжения в республиках Хакасия и Тыва, Забайкальском крае;
ветропарки (40-60 МВт) в Камчатском и Приморском краях, Сахалинской области;
малую ГЭС на р. Радуга (7,5 МВт) в Камчатском крае;
солнечные электростанции (15-20 МВт) и ветроэлектростанции (4-5 МВт) в зоне децентрализованного электроснабжения Республики Саха (Якутия); малые ГЭС (14-16 МВт) в районах неустойчивого электроснабжения в Республике Бурятия;
ветропарки (20-40 МВт) в Таймырском автономном округе.
геотермальную станцию на о. Параму-шир (10-15 МВт) в Сахалинской области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Санеев Б.Г., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф. Возобновляемые источники энергии в региональных программах энергетики на востоке России: предпосылки и рациональные масштабы // Энергетик. - 2014. - № 3. - С. 6-9.
2. Справочник по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива. / Показатели по территориям /- М.: Энергия, 2007. - 272 с.
3. Восточный вектор энергетической стратегии России: современное состояние, взгляд в будущее / под ред. Н.И. Воропая, Б.Г. Санеева; ИСЭМ СО РАН. - Новосибирск: Гео, 2011. - С. 223-235.
4. Топливно-энергетический комплекс Сахалинской области: современное состояние и перспективы развития / под ред. Б.Г. Санеева, В.Н. Тихоньких. - М.: Энергия, 2010. - 240 с.
5. Топливно-энергетический комплекс Иркутской области: современное состояние и перспективы развития / под ред. Б.Г. Санеева, П.А. Воронина. - М.: Энергия, 2013. - 304 с.
6. Топливно-энергетический комплекс Байкальского региона: современное состояние и перспективы развития /под ред. Б.Г. Санеева; ИСЭМ СО РАН. - Новосибирск: Гео, 2015. -176 с.
Поступила в редакцию 10.05.2016 г.
B. Saneev, I. Ivanova, T. Tuguzova6
DEVELOPMENT OF RENEWABLE ENERGY SECTOR IN THE RUSSIAN EAST OVER THE FIRST HALF OF THE 21ST CENTURY AMIDST NATIONAL TRENDS
The study gives an overview of legal documents adopted over the last years in Russia to stimulate renewable energy development. The results of the analysis of renewable energy status in Eastern Siberia and the Far East are presented. Prerequisites for development of renewable energy sector in the eastern regions of the Russian Federation are substantiated. They include a significant number of consumers not covered by centralized power supply and available capacity of renewable natural energy resources. A forecast of renewable energy development is given for the period until 2050 in the areas of decentralized and unstable power supply in the eastern part of the Russian Federation indicating priority projects.
Key words: decentralized power supply area, wind power plants, small hydropower plants, solar power plants, rational capacity commissioning.
6 Boris G. Saneev - Deputy Director of the Energy Systems Institute named after L.A. Melentyev (ESI) SB RAS, Doctor of Engineering, e-mail: [email protected];
Irina Yu. Ivanova - Head of the Laboratory at ESI SB RAS, PhD in Economics, e-mail: [email protected]; Tatyana F. Tuguzova - Senior Researcher at ESI SB RAS, PhD in Engineering, e-mail: [email protected].
