CC BY
0УДК 911.3:33 DOI: 10.24412/2658-6703-2024-2-40-60
EDN: HSHNJR
Влияние возобновляемой энергетики на объём и структуру производства и потребления электроэнергии в регионах России
12 Дегтярев Кирилл Станиславович [оооо-ооо2-1738-б32о] 13Синюгин Олег Анатольевич [оооо-ооо1-5874-4342]
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,г. Москва, Россия E-mail: 2kir1111@rambler.ru, 3sinyugin.oleg@yandex.ru
Аннотация. Статья включает обзор строительства генерирующих мощностей в возобновляемой электроэнергетике России в 2о19 - 2о23 гг. Проводится анализ изменения структуры мощностей и выработки электроэнергии по источникам в стране в целом и отдельных её регионах. Выделены регионы, где возобновляемая энергетика имеет максимальную долю в производстве электроэнергии. Для них проведена оценка изменения объёмов и структуры производства и потребления электроэнергии в связи с вводом в эксплуатацию новых ветровых, солнечных и гидроэлектростанций.
Ключевые слова: гидроэлектростанции, ветровые электростанции, солнечные электростанции, производство электроэнергии, потребление электроэнергии, Юг России.
1 Введение
В 2о19-2о23 гг. в России идёт активное, по сравнению с предыдущими годами, строительство электростанций на основе возобновляемых источников энергии, а в отдельных регионах ВИЭ стали основным источником производимой электроэнергии.
Целью данной работы является оценка влияния возобновляемой энергетики на современном этапе на объёмы и структуру производства и потребления электроэнергии и, в перспективе, на социально-экономическое положение регионов с большим весом ВИЭ в энергетике.
Известно, что существует достаточно сильная положительная корреляция между количеством производимой и потребляемой электроэнергии в стране и его
валовым внутренним продуктом (ВВП). Эта закономерность действует и в отношении регионов России. Наблюдается средняя положительная корреляция - с коэффициент корреляции 0,54 (табл. 1) между производством электроэнергии в субъекте РФ и его валовым региональным продуктом (ВРП) и сильная корреляция с коэффициентом 0,68 между потреблением электроэнергии и ВРП. Ещё более чёткая связь проявляется на уровне федеральных округов - коэффициенты корреляции составляют 0,76 и 0,73 соответственно.
Таблица 1. Коэффициенты корреляции между производством и потреблением электроэнергии в регионе и его ВРП (расчёт автора на основе данных по ВРП _[1], производству и потреблению электроэнергии [2] в 2022 году)_
Показатель Производство электроэнергии и ВРП Потребление электроэнергии и ВРП
Уровень субъектов РФ 0,54 0,68
Уровень федеральных округов 0,76 0,73
В связи с этим существуют ожидания относительно повышения ВРП и улучшения общего социально-экономического положения региона в связи с вводом в эксплуатацию новых энергетических мощностей и увеличением выработки электроэнергии - в том числе, это относится к электростанциям, работающим на основе ВИЭ. Задачей работы является анализ произошедших изменений, на первом этапе - в части объёмов и структуры производства и потребления энергии. В работе на временном интервале с 2018 по 2023 год последовательно рассматривается Россия в целом, ОЭС Юга, где введение в строй новых ГЭС, ВЭС и СЭС происходило наиболее быстрыми темпами, и отдельные субъекты Южного и СКФО в зоне ОЭС Юга, где строительство новых электростанций на основе ВИЭ существенно изменило объёмы и структуру производства электроэнергии.
Информационная основа, используемая в работе - данные Росстата ВРП регионов, производству и потреблению электроэнергии, отчёты АО «СО ЕЭС» о функционировании ЕЭС России, отчёты АРВЭ о развитии возобновляемой энергетике в России, авторские расчёты на основе имеющихся официальных и корпоративных данных.
2 Изменение структуры мощностей и производства электроэнергии в России
До 2017-2018 года солнечные (СЭС) и ветровые (ВЭС) электростанции на территории России находились большей частью в Крыму (где они были построены ещё до 2014 года), а их общая мощность не превышала нескольких сотен МВт. Далее, благодаря принятию комплекса мер поддержки возобновляемой энергетики, к концу 2023 года было построено около 40 ВЭС и 60 СЭС общей мощно-
стью около 4 000 МВт [3]; существенно выросла (хотя и остаётся в целом небольшой) их доля в общей структуре электроэнергетических мощностей и производства электроэнергии (табл. 2); кроме того, несколько активизировались и строительство ГЭС, в том числе - малых ГЭС.
Таблица 2. Доля электростанций разных типов в структуре мощностей и выработки электроэнергии в России, 2018-2023 гг. (по данным [2; 4-9; 10._,_ 11; 121) __,_,_,
Показатель ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
2018, ситуация на конец года
Мощности, МВт 164 587 29 132 48 506 184 834 243 243
Доля в общей мощности 67,7% 12,0% 19,9% 0,08% 0,34% 100,0%
Годовое пр-во ЭЭ, ГВтч 681 830 204 357 183 760 218 758 1 070 923
Доля в общем производстве 63,7% 19,1% 17,2% 0,02% 0,07% 100,0%
2021, ситуация на конец года
Мощности, МВт 163 097 29 543 49 955 2 035 1 961 246 591
Доля в общей мощности 66,1% 12,0% 20,3% 0,83% 0,80% 100,0%
Годовое пр-во ЭЭ, ГВтч 676 908 222 245 209 520 3 622 2 254 1 114 548
Доля в общем производстве 60,7% 19,9% 18,8% 0,32% 0,20% 100,0%
2023, ситуация на конец года
Мощности, МВт 163 712 29 543 50 223 2 518 2 170 248 165
Доля в общей мощности 66,0% 11,9% 20,2% 1,01% 0,87% 100,0%
Показатель ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
Годовое пр-во ЭЭ, ГВтч 750 000 217 000 203 000 6 050 2 500 1 178 550
Доля в общем производстве 63,6% 18,4% 17,2% 0,51% 0,21% 100,0%
Прирост (+)/снижение (-) с 2018 по 2023 год, в абсолютных единицах
Показатель ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
Мощностей, МВт -875 411 1 716 2 334 1 335 4 922
Годового пр-ва ЭЭ, ГВТч 68 171 12 643 19 240 5 832 1 742 107 628
При рост (+)/снижение (-) с 2018 по 2023 год, в %
Показатель ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
Мощностей, МВт -0,5% 1,4% 3,5% 1269% 160% 2,0%
Годового пр-ва ЭЭ, ГВТч 10,0% 6,2% 10,5% 2678% 230% 10,0%
Прирост (+)/снижение (-) с 2018 по 2023 год доли в общей структуре
Показатель ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
Мощностей, МВт -1,7% -0,1% 0,3% 0,9% 0,5% 0,0%
Годового пр-ва ЭЭ, ГВТч 0,0% -0,7% 0,1% 0,49% 0,14% 0,0%
По ситуации на 2023 год общая доля ВЭС и СЭС в структуре электроэнергетических мощностей России составила 1,9%, в производстве электроэнергии -0,7% (табл.1). Учитывая же, что в 2018-2023 гг. в целом электроэнергетические мощности и производство электроэнергии в стране росли невысокими темпами (рост за данный период на 2% и 10% соответственно; табл. 1), доля ВЭС и СЭС в общем росте мощностей составила 75%, а в росте производства электроэнергии - 7%; на ГЭС - соответственно, 35% и 18%.
В целом, структура электроэнергетических мощностей России за 2018-2023 гг. сместилась в сторону неуглеродного сектора - мощности и доля ТЭС несколько снизились - с 67,7% до 66,0% за счёт увеличения доли остальных типов электростанций.
При этом, в структуре производства доля ТЭС практически не снижается (при том, что средний КИУМ ТЭС России составил по итогам 2023 года около 52%, сохраняется резерв дальнейшего роста производства на них, особенно в условиях текущего переизбытка ископаемых углеводородов на внутреннем рынке), а увеличение доли ВЭС и СЭС в производстве произошло за счёт некоторого сокращения доли АЭС - в этом смысле в России обозначается повторение общемировых тенденций [13].
3 Развитие возобновляемой энергетики на Юге России (ОЭС Юга)
Размещение генерации на основе ВИЭ на территории России неравномерно [3]: более 50% всех мощностей СЭС и почти 90% всех мощностей ВЭС России приходится на субъекты Южного и Северо-Кавказского ФО (табл.3) - территорию ОЭС Юга 1, где возобновляемая энергетика, включая ВЭС, СЭС и ГЭС, в последние 5 лет росла наиболее высокими темпами.
Наиболее интенсивное строительство пришлось на 2019-2021 год; в 2022 наблюдается резкое замедление роста (с тенденцией к некоторому восстановлению в 2023 году), в значительной степени связанное с текущими политически обусловленными сложностями, испытываемыми российской возобновляемой энергетикой [3; 14].
Таблица 3. Доля электростанций разных типов в структуре мощностей _ ОЭС Юга, 2018-2023 гг. (по данным [4-91) _
Показа- ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
тель
2018, ситуация на конец года
Мощно- 13 026 4 030 5 943 92 445 23 536
сти, МВт
Доля в 55,3% 17,1% 25,2% 0,7% 1,9% 100%
общей
мощно-
сти
2021, ситуация на конец года
Мощно- 13 834 4 072 6 306 1 943 1 011 27 166
сти, МВт
1 Здесь и далее цифры и данные по ОЭС Юга приводятся без учёта новых субъектов РФ, официально вошедших в состав России в 2022 году.
Показа- ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
тель
Доля в 50,9% 15,0% 23,2% 7,2% 3,7% 100%
общей
мощно-
сти
2023,ситуация на конец года
Мощно- 13 817 4 072 6 439 2 223 1 115 27 667
сти, МВт
Доля в 49,9% 14,7% 23,3% 8,0% 4,0% 100%
общей
мощно-
сти
Рост мощностей в 2019-2023 гг.
Показа- ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
тель
МВт +791 +42 +496 +2 131 +670 +4 131
% +6,1% +1,0% +8,3% +2316% +50,1% +17,6%
Доля ОЭС Юга в общей структуре электроэнергетических мощностей России
Год ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
2018 7,9% 13,8% 12,3% 50,0% 53,3% 9,7%
2021 8,5% 13,8% 12,6% 95,5% 51,6% 11,0%
2023 8,4% 13,8% 12,8% 88,3% 51,4% 11,1%
Кроме того, в СКФО и ЮФО наращивались и мощности ТЭС; среди наиболее крупных проектов - ввод в эксплуатацию в 2019 году нескольких ТЭС в Крыму общей мощностью более 500 МВт и Грозненской ТЭС №2 мощностью 180 МВт [4-9]. Как следствие, в отличие от остальной части страны, мощности ТЭС на территории ОЭС Юга не уменьшились, а выросли на 6%; при этом их доля в структуре, и ранее меньшая, чем в среднем по России, снизилась до уровня менее 50%, прежде всего, благодаря масштабному строительству ВЭС и СЭС. Если сопоставить увеличение генерирующих мощностей за данный период в целом в России - на 4 922 МВт (табл. 1) и ОЭС Юга - на 4 131 МВт (табл.2), получается, что на 84% оно обусловлено увеличением мощностей в данной энергосистеме, в том числе в зоне ОЭС Юга было возведено 91% всех ВЭС (2 131 из 2 334 МВт) и 50% всех СЭС (670 из 1 336 МВт).
В свою очередь, в структуре прироста электрогенерирующих мощностей ОЭС Юга за период 2019-2023 гг. 52% составляют ВЭС, 16% - СЭС и 12% - ГЭС.
Также в системе функционирует единственная, но мощная (4 энергоблока общей мощностью 4000 МВт) Ростовская АЭС, последний энергоблок которой был введён в эксплуатацию в 2018 году.
В то же время, темпы роста производства электроэнергии в системе ОЭС Юга в 2019-2023 гг. росли почти теми же темпами - на 10,9% за весь период, что и в России в среднем 10% (табл. 4) - главным образом, за счёт того, что выработка электроэнергии на ТЭС ОЭС Юга (+5,4% за 2019-2023; табл. 4) росла медленнее,
чем в среднем по России (+10% за тот же период; табл. 2), несмотря на то, что мощности ТЭС ОЭС юга выросли (+6,1% за 2019-2023; табл. 3), а на остальной территории России несколько уменьшились (-1,7% за тот же период, табл. 2).
Также несколько снизилась выработка электроэнергии на ГЭС (за 2019-2023 гг. - на 3,7%), при том, что в среднем по России она выросла на 10,5% (табл. 2) -также несмотря на то, что мощности ГЭС в ОЭС Юга выросли за данный период на 8,3% (табл.2), а в среднем по России - всего на 3,5% (табл. 2).
Несущественный рост выработки на ТЭС и снижение её на ГЭС в ОЭС Юга были компенсированы повышенными темпами роста выработки электроэнергии на АЭС и, главным образом, на ВЭС и СЭС, по сравнению со среднероссийскими показателями (ср. данные табл. 2 и 4).
Таким образом, если в России в целом ведущим фактором увеличения производства электроэнергии в 2018-2023 гг. стало увеличение загрузки ТЭС, то в регионах ОЭС Юга - повышение выработки на ВЭС и СЭС благодаря введению в эксплуатацию большого количества новых станций.
Таблица 4. Доля электростанций разных типов в производстве электро-
энергии ОЭС Юга, 2018-2023 гг. (по данным [2; 4-9;10-121)
Показатель ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
2018
Пр-во ЭЭ, ГВтч 52 721 29 370 22 026 126 490 104 731
Доля в общем 50,3% 28,0% 21,0% 0,12% 0,47% 100,0%
2021
Пр-во ЭЭ, ГВтч 53 811 31 713 20 102 3 392 1 157 110 175
Доля в общем 48,8% 28,8% 18,2% 3,08% 1,05% 100,0%
2023*
Пр-во ЭЭ, ГВтч 55 542 32 772 21 216 5 295 1 274 116 107
Доля в общем 47,8% 28,2% 18,3% 4,56% 1,10% 100,0%
Рост производства ЭЭ в 2019-2021 гг.
Показатель ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
ГВтч 1 090 2 343 -1 924 3 267 667 5 444
% 2,1% 8,0% -8,7% 2603% 136% 5,2%
Рост производства ЭЭ в 2019-2023 гг.
ГВтч 2 821 3 403 -810 5 169 784 11 376
% 5,4% 11,6% -3,7% 4119% 160% 10,9%
Доля ОЭС Юга в общей структуре производства электроэнергии России
Год ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
2018 7,7% 14,4% 12,0% 57,6% 64,6% 9,8%
Показатель ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
2021 7,9% 14,3% 9,6% 93,7% 51,3% 9,9%
2023* 7,4% 15,1% 10,5% 87,5% 51,0% 9,9%
*Данные по выработке на ТЭС, А ЭС и ГЭС за 2023 год носят расчётный характер - принимаются изменения, пропорциональные изменению мощностей с 2021 года; по ВЭС и СЭС использованы данные АРВЭ за 2023 год [11]; по общему производству электроэнергии - данные Росстата по субъектам Федерации [12].
Суммарная доля ВЭС и СЭС в производстве электроэнергии в ОЭС Юга составляет 5,8% (табл. 4). Доля ТЭС в общей выработке электроэнергии в ОЭС Юга ниже их доли в структуре установленных мощностей (табл. 3). К 2021 году она упала до величины менее 49% (табл. 4), в 2023 году может быть оценена в величину менее 48%.
Структура производства электроэнергии по источникам ОЭС Юга по источникам близка к таковой в странах Западной Европы при в 1,5 раза меньшей выработке электроэнергии на душу населения по сравнению со средней западноевропейской [16]. Различия заключаются в более высокой средней доле АЭС и ГЭС при менее высокой - ВЭС и СЭС.
Интерес представляют и удельные показатели установленной мощности и производства электроэнергии (табл. 5).
Таблица 5. Удельные показатели мощностей и производства электроэнергии на основе ВИЭ (по данным за 2023 год; использованы данные [17])
Показатель Среднее по субъектам ОЭС Юга Среднероссийский показатель
Площадь территории, тыс. км2 618 17 125
Численность населения, тыс. чел. 26 875 146 151
Показатели на единицу площади (плотность размещения мощностей и генерации)
Мощность ВЭС, кВт/ км2 3,60 0,15
Мощность СЭС, кВт/ км2 1,80 0,13
Мощность ГЭС, кВт/ км2 10,42 2,93
Общая мощность электростанций, кВт/ км2 44,75 14,49
Пр-во ЭЭ на ВЭС, кВтч/ км2 8 563 353
Пр-во ЭЭ на СЭС, кВтч/ км2 2 060 146
Пр-во ЭЭ на ГЭС, кВтч/ км2 34 314 11 854
Показатель Среднее по субъектам ОЭС Юга Среднероссийский показатель
Общее производство ЭЭ, кВтч/км2 187 791 68 820
Душевые показатели (установленные мощности и производство электроэнергии на душу населения)
Мощность ВЭС, кВт 0,08 0,02
Мощность СЭС, кВт 0,04 0,01
Мощность ГЭС, кВт 0,24 0,34
Общая мощность электростанций, кВт 1,03 1,70
Пр-во ЭЭ на ВЭС, кВтч 197 41
Пр-во ЭЭ на СЭС, кВтч 47 17
Пр-во ЭЭ на ГЭС, кВтч 789 1 389
Общее производство ЭЭ 4 320 8 064
Баланс производства и потребления электроэнергии
Производство, ГВтч 116 107 1 181 000
Потребление, ГВтч 117 125 1 172 288
Профицит(+)/дефицит(-), ГВтч -1 018 8 712
Профицит(+)/дефицит(-), % -0,9% 0,7%
Обращает на себя внимание, что в целом регионы ОЭС Юга (ЮФО и СКФО) отличаются существенно меньшими мощностями (примерно в 1,8 раза) и выработкой (примерно в 1,9 раза) электроэнергии на душу населения по сравнению со средними показателями по России. При этом, существенно ниже и потребление электроэнергии (в целом производство электроэнергии почти равно потреблению, табл. 5), что объясняется менее высоким средним ВРП по регионам ОЭС Юга по сравнению со средними российскими показателями [3] и меньшей долей энергоёмких промышленных производств в экономике.
При этом, поскольку ЮФО и СКФО относятся к наиболее густонаселённым регионам России, густота объектов генерации и плотность производства электроэнергии (на единицу площади) примерно в 3 раза выше, чем в среднем по России (табл. 5). В то же время, они примерно в 4 раза ниже среднего показателя по западноевропейским странам (плотность производства ЭЭ - 800 тыс. кВтч/км2) и даже ниже, чем в Финляндии (более 200 тыс. кВтч/км2) [16], что указывает на наличие резерва площадей для наращивания генерирующих мощностей в регионе, в том числе на основе ВИЭ.
Журнал «Окружающая среда и энерговедение» (ОСЭ) №2(2024) 4 Развитие возобновляемой энергетики в отдельных субъектах Юга России
Отдельные субъекты ЮФО и СКФО принципиально различаются в количестве установленных мощностей и объёмах производства электроэнергии. В табл. 6-7 приведены данные за 2018 год - до начала активного строительства ВЭС и СЭС.
Особое положение занимает Ростовская область, где благодаря Ростовской АЭС и ряду мощных ТЭС (прежде всего, Новочеркасская ГРЭС мощностью более 2000 МВт), максимальные и абсолютные, и душевые показатели мощностей и производства - выше средних российских.
На втором месте находится Волгоградская область благодаря Волжской ГЭС мощностью более 2 500 МВт и также ряду крупных ТЭС.
Также относительно развитой энергетикой, основанной, главным образом, на ТЭС, отличаются другие промышленно развитые субъекты: Ставропольский и Краснодарский края и Астраханская область.
В отдельную группу можно выделить два субъекта - республики Дагестан и Карачаево-Черкесию благодаря относительно большой установленной мощности ГЭС и выработке на них электроэнергии; в то же время, эти два региона остаются дефицитными с точки зрения соотношения производства и потребления электроэнергии.
Отдельная ситуация - в Республике Крым, где в 2014 - 2018 гг. в форсированном режиме для преодоления энергетической блокады был возведён ряд ТЭС.
Наконец, выделяется группа субъектов с минимальной энерговооружённостью и максимальным дефицитом производства электроэнергии: республики Адыгея, Калмыкия, Ингушетия, Кабардино-Балкария, Северная Осетия и Чечня. В случае с Адыгеей, Калмыкией и Ингушетией на 2018 год можно говорить о практическом отсутствии производства электроэнергии в субъекте.
Таблица 6. Установленные электроэнергетические мощности и производство электроэнергии в субъектах РФ, включённых в ОЭС Юга, по со_стоянию на конец 2018 года_
Установленные мощности, по итогам 2018
Субъект (МВт)
ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
Республика Адыгея 38 0 10 0 0 48
Республика Калмыкия 18 0 0 0 0 18
Республика Крым и г. Севастополь 1 183 0 0 98 296 1 577
Краснодарский край 2 129 0 71 0 0 2 200
Астраханская область 744 0 0 0 135 879
Волгоградская область 1 343 0 2 756 0 25 4 124
Ростовская область 3 098 4 072 212 0 0 7 381
Республика Дагестан 44 0 1 886 0 5 1 935
Установленные мощности, по итогам 2018
Субъект (МВт)
ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
Республика Ингушетия 0 0 0 0 0 0
Кабардино-Балкарская Республика 0 0 188 0 0 188
Карачаево-Черкесская Республика 24 0 541 0 0 565
Республика Северная Осетия 0 0 111 0 0 111
Чеченская республика 540 0 2 0 0 542
Ставропольский край 4 117 0 242 0 10 4 370
Таблица 7. Удельные показатели мощности и выработки электроэнер-_гии в субъектах ОЭС Юга (2018) _
Субъект Пл.., тыс. кв.к м Нас. (2018), тыс.че л. М-ти ЭС на ед. пл, квт/кв. км М- ти ЭС на душ у нас. , кВт Пр- во ЭЭ в 2018, млн. кВтч (ГВт ч) Пр-во ЭЭ на ед. пл., кВтч/кв. км Пр- во ЭЭ на душ у насе л. кВт ч
Адыгея 8 453 6,1 0,1 164 21 047 362
Калмыкия 75 275 0,2 0,1 117 1 559 423
Крым и г. Севастополь 27 2 350 58,5 0,7 3 040 112 815 1 293
Краснодарск ий край 75 5 603 29,1 0,4 12 451 164 941 2 222
Астраханска я обл. 49 1 018 17,9 0,9 4 218 86 029 4 145
Волгоградск ая область 113 2 521 36,5 1,6 17 948 159 008 7 119
Ростовская обл. 101 4 220 73,1 1,7 42 341 419 355 10 032
Дагестан 50 3 064 38,5 0,6 4 785 95 182 1 562
Ингушетия 3 488 0,0 0,0 0 0 0
Кабардино-Балкария 12 866 15,1 0,2 481 38 589 556
Карачаево-Черкесия 14 466 39,6 1,2 1 310 91 763 2 810
Северная Осетия 8 702 13,9 0,2 325 40 691 463
Субъект Пл.., тыс. кв.к м Нас. (2018), тыс.че л. М-ти ЭС на ед. пл, квт/кв. км М- ти ЭС на душ у нас. , кВт Пр- во ЭЭ в 2018, млн. кВтч (ГВт ч) Пр-во ЭЭ на ед. пл., кВтч/кв. км Пр- во ЭЭ на душ у насе л. кВт ч
Чечня 3 1 437 173,5 0,4 9 2 818 6
Ставропольс кий край 66 2 801 66,0 1,6 18 232 275 574 6 510
С 2019 года энергетика отдельных субъектов ОЭС Юга развивается разнонаправленно. Основная часть прироста мощностей и производства в целом по энергосистеме пришлась на ВИЭ (ВЭС+СЭС+ГЭС; табл. 3-4).
При этом, строительство ТЭС было сконцентрировано в двух субъектах - Республике Крым и Чеченской Республике, а строительство электростанций на основе ВИЭ - в 7 регионах: Адыгее, Калмыкии, Астраханской, Волгоградской и Ростовской областях, Северной Осетии и Ставропольском крае (табл. 8), в каждом из которых было введено более 100 МВт и на которые в совокупности пришлось более 90% всех введённых мощностей ВЭС, СЭС и ГЭС в ОЭС Юга. Это величина около 3,2 ГВт (табл. 8), что составляет почти 60% всех электроэнергетических мощностей на основе ВИЭ, введённых в России в эксплуатацию за 2019-2023 гг. (табл. 2). При этом, наращивание электроэнергетических мощностей в данных субъектах происходило исключительно за счёт ВИЭ.
Далее сдвиги в объёмах и структуре производства и потребления рассматриваются на примере этих 7 регионов.
Таблица 8. Регионы ОЭС Юга с наибольшими введёнными мощностями _электрогенерации на основе ВИЭ (МВт) в 2019-2023 гг._
Субъект РФ ГЭС ВЭС СЭС Всего
Адыгея 0 150 9 159
Калмыкия 0 217 216 432
Астраханская обл. 0 475 135 610
Волгоградская обл. 0 88 85 173
Ростовская обл. 0 607 0 607
Сев. Осетия 346 0 0 346
Ставр. край 21 730 100 851
ВСЕГО 367 2 267 545 3 179
Данные регионы, в свою очередь, можно разделить на две группы. Первая группа включает Ростовскую область, Волгоградскую область и Ставропольский край, с изначально развитым энергетическим комплексом, представленным АЭС (Ростовская область), крупной ГЭС (Волгоградская область) и крупные ТЭС (все три субъекта). В данном случае строительство новых электростанций на основе ВИЭ не отразилось существенно на структуре мощностей (табл. 9) и объёмах выработки электроэнергии (табл. 10).
Таблица 9. Изменение структуры генерирующих мощностей по субъек-
там с 2018 по 2023 г.
Субъект ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
Установленные мощности, по итогам 2018 (МВт)
Адыгея 38 0 10 0 0 48
Калмыкия 18 0 0 0 0 18
Астраханская обл. 744 0 0 0 135 879
Волгоградская обл. 1 343 0 2 756 0 25 4 124
Ростовская
обл. 3 098 4 072 212 0 0 7 381
Сев. Осетия 0 0 111 0 0 111
Ставр. край 4 117 0 242 0 10 4 370
Структура установленных мощностей по итогам 2018 года, %
Адыгея 79,4% 0,0% 20,6% 0,0% 0,0% 100,0%
Калмыкия 100,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 100,0%
Астраханская обл. 84,6% 0,0% 0,0% 0,0% 15,4% 100,0%
Волгоградская обл. 32,6% 0,0% 66,8% 0,0% 0,6% 100,0%
Ростовская
обл. 42,0% 55,2% 2,9% 0,0% 0,0% 100,0%
Сев. Осетия 0,0% 0,0% 100,0% 0,0% 0,0% 100,0%
Ставр. край 94,2% 0,0% 5,5% 0,0% 0,2% 100,0%
Установленные мощности, по итогам 2023 (МВт)
Адыгея 38 0 10 150 9 207
Калмыкия 18 0 0 217 216 450
Астраханская обл. 744 0 0 475 270 1 489
Волгоградская обл. 1 343 0 2 756 88 110 4 297
Ростовская
обл. 3 098 4 072 212 607 0 7 989
Сев. Осетия 0 0 457 0 0 457
Ставр.край 4 117 0 264 730 110 5 221
Структура установленных мощностей по итогам 2023 года, %
Субъект ТЭС АЭС ГЭС ВЭС СЭС Всего
Адыгея 18,3% 0,0% 4,8% 72,6% 4,3% 207
Калмыкия 4,0% 0,0% 0,0% 48,1% 47,9% 450
Астраханская обл. 50,0% 0,0% 0,0% 31,9% 18,1% 1 489
Волгоградская обл. 31,3% 0,0% 64,1% 2,1% 2,6% 4 297
Ростовская обл. 38,8% 51,0% 2,6% 7,6% 0,0% 7 989
Сев. Осетия 0,0% 0,0% 100,0% 0,0% 0,0% 457
Ставр. край 78,9% 0,0% 5,1% 14,0% 2,1% 5 221
Вторая группа включает республики Адыгею, Калмыкию и Северную Осетию, где введение в эксплуатацию ВЭС и СЭС (Адыгея, Калмыкия) и ГЭС (Северная Осетия) означало кардинальный количественный и качественный сдвиг в энергетике. В случае с Адыгеей и Калмыкией можно говорить о создании практически «с нуля» энергетического комплекса, почти полностью основанного на ВИЭ, в случае с Северной Осетией - о более, чем 4-кратном увеличении мощностей ГЭС (хотя следует отметить, что это связано с запуском всего одной Зарамагской ГЭС-1 мощностью 346 МВт в 2019 году).
При этом, с 2018 по 2023 год резко увеличение производство электроэнергии (табл. 10) в Калмыкии - более, чем в 8 раз, в Адыгее - почти в 3,4 раза, и в Северной Осетии - в 2,5 раза.
Промежуточное положение занимает Астраханская область, где строительство новых ВЭС и СЭС существенно изменило структуру производственных мощностей (табл. 10), но не привело к повышению выработки электроэнергии по итогам 2018-2023.
Если рассмотреть ввод новых мощностей и производство электроэнергии в динамике (табл. 10), то видно, что все регионы отличает увеличение производства электроэнергии после масштабных вводов новых мощностей, определившее общий заметный рост по ОЭС Юга в целом.
В частности, производство электроэнергии заметно выросло в Астраханской, Волгоградской и Ростовской областях области в 2022 году по сравнению с 2021 годом после введения в строй основной части ВЭС и СЭС регионов (табл. 10), а в Ставропольском крае масштабное строительство ВЭС совпадает с переломом тенденции снижения производства электроэнергии и возобновлением его роста.
Однако устойчивый, более того - многократный, рост выработки по итогам периода, который можно полностью увязать со строительством новых электростанций на основе ВИЭ, характерен только для трёх регионов второй группы -Адыгеи, Калмыкии и Северной Осетии.
Журнал «Окружающая среда и энерговедение» (ОСЭ) №2(2024) Таблица 10. Динамика ввода мощностей и производства электроэнергии
в 2018-2023 гг.
Регион 2018 2019 2020 2021 2022 2023 Всего
Введение новых мощностей (МВт)
Адыгея 0 154 5 0 0 159
Калмыкия 30 287 78 38 0 432
Астраханская обл. 105 30 475* 0 0 610
Волгоградская обл. 0 40* 133* 0 0 173
Ростовская обл. 0 347* 260* 0 0 607
Северная Осетия 346 0 0 0 0 346
Ставропольский край 75 160 320* 60 236* 851
Всего по 7 субъектам 556 1 018 1 272 98 236 3 179
ОЭС Юга, всего 1 324 1 018 1 137 141 326 3 946
Производство электроэнергии, ГВтч
Регион 2018 2019 2020 2021 2022 2023 Рост с 2018 по 2023, %
Адыгея 164 161 372 504 548 551 235,9%
Калмыкия 117 121 227 837 977 997 756,1%
Астраханская обл. 4 218 4 303 4 358 4 086 4 407* 4 238 0,5%
Волгоградская обл. 17 948 16 895 18 532 16 015 17 043* 16 565 -7,7%
Ростовская обл. 42 341 44 562 43 033 44 609 48 703* 47 627 12,5%
Северная Осетия 325 296 763* 812 752 818 151,8%
Ставропольский край 18 232 13 987 12 617 17 433* 17 166 17 589* -3,5%
Всего по 7 субъектам 83 344 80 325 79 900 84 296 89 595 88 385 6,0%
ОЭС Юга, всего 105 420 104 055 103 924 111 119 116 513* 116 107 10,1%
*Заметное увеличение производства в текущем году по сравнению с предыдущим годом после масштабного введения в эксплуатацию новых мощностей ВИЭ.
5 Изменение объёма и структуры потребления
электроэнергии в отдельных субъектах Юга России
В отношении данных регионов представляет интерес рассмотреть, наряду с производством, изменение объёмов и структуры потребления электроэнергии.
Ниже основные направления потребления энергии разбиты следующим образом:
• Промышленность (добыча полезных ископаемых, обрабатывающие производства, обеспечение электрической энергией, газом и паром; кондиционирование воздуха; водоснабжение; водоотведение, организация сбора и утилизации отходов, деятельность по ликвидации загрязнений);
• Прочее экономическое использование (сельское хозяйство, лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство; строительство, торговля оптовая и розничная; ремонт автотранспортных средств и мотоциклов, транспортировка и хранение, деятельность в области информации и связи и другие виды экономической деятельности);
• Потребление электроэнергии населением;
• Потери в электросетях.
По всем трём регионам к 2023 году по сравнению с 2018 годом наблюдается рост потребления электроэнергии, при этом в Калмыкии и Адыгее он в несколько раз выше средних показателей по субъектам ОЭС Юга и России в целом (табл. 11). При этом Калмыкия превратилась по электроэнергии превратилась из энергодефицитного в энергопрофицитный регион (тогда, как ОЭС Юга в целом в данный период из-за существенного роста потребления электроэнергии прежде всего в Северо-Кавказском Федеральном округе, напротив, столкнулась с небольшим энергодефицитом), а Адыгея и Северная Осетия сократили дефицит.
Таблица 11. Изменение структуры и объёмов потребления электроэнергии в отдельных субъектах юга России в 2018 - 2023 гг. (на основе данных [2])
Показатель Адыгея Калмыкия Сев. Осетия ОЭС Юга Россия
2018 год
Пр-во ЭЭ, ГВтч 164 117 325 105 420 1 070 922
Потр. ЭЭ, в т.ч.: 1 446 537 1 466 98 554 1 055 600
Промышленность 386 52 535 34 490 558 059
Прочее использование 390 148 166 24 392 247 557
Население 404 187 512 23 550 151 753
Душевое потребление 892 677 730 897 1 033
населением, кВтч
Потери в сетях 266 151 254 16 121 98 230
Про фицит/де фицит, ГВтч -1 282 -421 -1 141 6 866 15 322
Отношение
производства к 11% 22% 22% 107% 101%
потреблению, %
2023 год
Показатель Адыгея Калмыкия Сев. Осетия ОЭС Юга Россия
Производство ЭЭ, ГВтч 551 997 818 116 107 1 178 550
Потребление электроэнергии, в т.ч.: 2 039 924 1 675 117 125 1 172 288
Промышленность 602 56 503 37 325 609 963
Прочее использование 697 434 332 31 321 280 900
Население 528 201 620 30 677 183 969
Потери в сетях 211 233 220 17 802 97 456
Душевое потребление населением, кВтч 1 055 752 913 1 141 1 259
Про фицит/де фицит, ГВтч -1 488 73 -857 -1 017 6 262
Отношение производства к потреблению, % 27% 108% 49% 99% 101%
Рост с 2018 по 2023, %
Пр-ва ЭЭ 235,9% 756,1% 151,8% 10,1% 10,1%
Потр-ия ЭЭ, в т.ч.: 41,0% 72,0% 14,2% 18,8% 11,1%
Промышленность 56,0% 8,1% -5,9% 8,2% 9,3%
Прочее использование 78,9% 193,2% 100,6% 28,4% 13,5%
Население 30,6% 7,5% 21,0% 30,3% 21,2%
Рост душевого потребления населением 18,3% 11,0% 25,1% 27,3% 21,8%
Потерь в сетях -20,7% 54,6% -13,3% 10,4% -0,8%
Основными локомотивами роста энергопотребления стали в Адыгее - промышленность и «другие виды экономической деятельности» [2], в Калмыкии -«транспорт и хранение» [2], в Северной Осетии рост потребления распределён относительно равномерно по разным направлениям в рамках прочего экономического использования.
В случае с Адыгеей опережающий рост потребления связан, вероятно, с развитием туристическо-рекреационной инфраструктуры, в Калмыкии рост за счёт «транспорта и хранения» - с работой Каспийского трубопроводного консорциума, являющегося оператором проходящего через территорию республики нефтепровода «Тенгиз - Новороссийск», однако данные вопросы являются предметом отдельных исследований.
В то же время, обращает на себя внимание, что душевое потребление энергии во всех трёх республиках выросло в меньшей степени, чем в среднем по России и ОЭС Юга (и остаётся существенно ниже средних российских показателей), что косвенно указывает на отсутствие на данный момент связи новых энергетических мощностей на основе ВИЭ с ростом благосостояния населения. Однако детальный анализ социально-экономических трансформаций в регионах в связи с возведением новых объектов на основе ВИЭ является объектом исследований на следующих стадиях.
6 Выводы
В настоящее время строительство ветровых и солнечных электростанций в России находится в начальной стадии и носит преимущественно очаговый характер.
В России в 2018-2023 гг. идёт активное, по сравнению с предыдущими годами, строительство ВЭС, СЭС и ГЭС. За данный период в стране было возведено около 3700 МВт солнечных и ветровых электроэнергетических мощностей и более 1700 МВт гидроэлектростанций. Практически весь прирост мощностей в электроэнергетике России за 5 лет, начиная с 2019 года, пришёлся на возобновляемую энергетику. При некотором сокращении мощностей ТЭС и несущественном росте мощностей АЭС за период именно благодаря введению в эксплуатацию электростанций, работающих на основе ВИЭ общие генерирующие мощности в стране выросли примерно на 2%, или более 4900 МВт.
При этом, рост производства электроэнергии примерно на 10% за данный отрезок времени был связан в наибольшей степени с увеличением выработки на ТЭС, где, в то же время, сохраняется низкий (порядка 52%) среднегодовой КИУМ.
По итогам 2018 - 2023 гг. совокупная доля ВЭС и СЭС в структуре электроэнергетических мощностей России выросла с 0,4% до 1,9%, в производстве электроэнергии - с 0,07% до 0,7%; доля ГЭС осталась практически неизменной - соответственно, 20% и 17%.
Строительство новых мощностей ВЭС и СЭС распределено по территории страны неравномерно. Выделяется ОЭС Юга (территории Южного и Северо-Кавказского федеральных округов), где процесс шёл наиболее быстрыми темпами и по ситуации на конец 2023 года сконцентрировано почти 90% всех мощностей ВЭС и более 50% всех мощностей СЭС.
По итогам 2023 в структуре электроэнергетических мощностей ОЭС Юга на долю ВЭС и СЭС пришлось 12% (8% - ВЭС и 4% - СЭС), в структуре производства электроэнергии - 5,7% (соответственно, 4,6% и 1,1%). Доля ТЭС в структуре мощностей и производства ОЭС Юга снизилась до уровня менее 50%, и по структуре производства электроэнергии по источникам ОЭС Юга на данный момент близка к средним показате
В отличие от России в целом, в зоне ОЭС Юга с 2018 по 2023 год основная часть не только прироста мощностей, но и увеличения выработки электроэнергии
(также в целом около 10%) пришлась на ВИЭ, несмотря на то, что в этот период в ОЭС Юга мощности ТЭС также наращивались.
В свою очередь, в пределах ОЭС Юга выделяются 7 субъектов, на которые приходится более 90% (почти 3200 МВт) построенных в данный период генерирующих мощностей на основе ВИЭ: Ставропольский край, Ростовская область, Астраханская область, Республика Калмыкия, Республика Северная Осетия, Волгоградская область, Республика Адыгея.
Среди них можно выделить три субъекта, где строительство новых электростанций означало кардинальный сдвиг в объёмах и структуре производства электроэнергии: республики Адыгея, Калмыкия и Северная Осетия. Во всех трёх случаях произошло многократное наращивание электроэнергетических мощностей и производства электроэнергии, а доля ВИЭ в структуре выработки электроэнергии в данных регионах составила почти 100%.
Одновременно в большей степени, по сравнению со средними показателями по ОЭС Юга и России в целом, выросло потребление электроэнергии в республиках. В то же время нет достаточных оснований для утверждений, что этот рост обусловлен введением новых электроэнергетических мощностей, а не энергоёмкими проектами, осуществляемыми независимо от строительства ВЭС, ГЭС и СЭС в данных регионах. Кроме того, потребление электроэнергии населением Калмыкии, Адыгеи и Северной Осетии выросло не в большей степени, чем в среднем по России и по ОЭС Юга, что косвенно указывает на отсутствие на данный момент связи между запуском новых электростанций и ростом благосостояния населения в регионе.
Литература
1. Росстат. Валовой региональный продукт в основных ценах. URL: https://www.fed-stat.ru/indicator/61497. Дата обращения 24.06.2024.
2. Росстат. Производство и потребление электроэнергии в Российской Федерации. URL: https://www.fedstat.ru/indicator/33942. Дата обращения 24.06.2024.
3. Дегтярев К.С., Синюгин О.А. Территориальная организация возобновляемой электроэнергетики России // Окружающая среда и энерговедение. - 2024. - №1. - с. 36-50.
4. Системный оператор Единой энергетической системы. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2018 году.
5. Системный оператор Единой энергетической системы. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2019 году.
6. Системный оператор Единой энергетической системы. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2020 году.
7. Системный оператор Единой энергетической системы. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2021 году.
8. Системный оператор Единой энергетической системы. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2022 году.
9. Системный оператор Единой энергетической системы. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2023 году.
10. Ассоциация развития возобновляемой энергетики. 2022. Годовой отчёт.
11. Ассоциация развития возобновляемой энергетики. 2023. Годовой отчёт.
12. Выработка электроэнергии в России в 2023 году выросла на 0,7%. URL: https://tass.ru/ekonomika/19869375 Дата обращения 24.06.2024.
13. Дегтярев К. С. Динамика мирового энергопотребления в xx-xxi вв. и прогноз до 2100 года // Окружающая среда и энерговедение. — 2020. — № 2. — С. 35-48.
14. Prospects of low-carbon development in russia: the role of renewable energy and challenges of sanctions / L. Nefedova, D. Solovyev, M. Berezkin, K. Degtyarev // E3S Web of Conferences. — 2023. — Vol. 461. — P. 01049.
15. Карта-схема размещения линий электропередачи, подстанций напряжением 220 кВ и выше и электростанций ОЭС Юга на 2022 - 2028 годы. URL: https://energybase.ru/map/map-substations-powerplants-south. Дата обращения 24.06.2024.
16. Синюгин О. А., Дегтярев К. С. Зональные факторы развития возобновляемой энергетики на примере Западной Европы // Окружающая среда и энерговедение. — 2023. — № 1. — С. 28-43.
17. Росстат. Регионы России. Основные характеристики субъектов Российской Федерации. https://rosstat.gov.ru/folder/210/document/13205. Дата обращения 24.06.2024.
References
1. Russian Federal Service for State Statistics. Gross Regional Product. URL: https://www.fed-stat.ru/indicator/61497. Access 24.06.2024.
2. Russian Federal Service for State Statistics. Electricity production and consumption in Russian Federation. URL: https://www.fedstat.ru/indicator/33942. Access 24.06.2024.
3. Degtyarev K.S., Sinyugin O.A. Territorial Design of Renewable Power Industry if Russia // Journal of Environmental Earth and Energy Study. - 2024. - №1. - p. 36-50.
4. System Operator of the United Energy System. Report on the functioning UES of Russia in 2018.
5. System Operator of the United Energy System. Report on the functioning UES of Russia in
2019.
6. System Operator of the United Energy System. Report on the functioning UES of Russia in
2020.
7. System Operator of the United Energy System. Report on the functioning UES of Russia in 2021.
8. System Operator of the United Energy System. Report on the functioning UES of Russia in 2022.
9. System Operator of the United Energy System. Report on the functioning UES of Russia in 2023.
10. Russia Renewable Energy Development Association. 2022. Annual Report.
11. Russia Renewable Energy Development Association. 2023. Annual Report.
12. Electricity Production in Russia in 2023 Grew by 0.7%. URL: https://tass.ru/ekonomika/19869375 Access 24.06.2024.
13. Degtyarev K.S. Dynamics of the World Energy Supply in XX-XXI and 2100 Outlook // Journal of Environmental Earth and Energy Study. — 2020. — № 2. — p. 35-48.
14. Prospects of Low-Carbon Development in Russia: the Role of Renewable Energy and Challenges of Sanctions / L. Nefedova, D. Solovyev, M. Berezkin, K. Degtyarev // E3S Web of Conferences. — 2023. — Vol. 461. — P. 01049.
15. Map of Power Transmission Lines, Substation of 220 kV and above, and Power Plants of South UES for 2022-2028. URL: https://energybase.ru/map/map-substations-powerplants-south. Дата обращения 24.06.2024.
16. Sinyugin О.А., Degtyarev K.S. Zonal Drivers of Renewable Energy on the Example of Western Europe // Journal of Environmental Earth and Energy Study. — 2023. — № 1. — С. 28-43.
17. Russian Federal Service for State Statistics. Regions of Russia. The Main Characteristics of the Subjects of Russian Federation. URL: https://rosstat.gov.ru/folder/210/document/13205. Access 24.06.2024.
Impact of Renewable Energy on the Volume and Structure of Electricity Production and Consumption in the Regions of Russia
1,2Kirill Degtyarev, 1,3Oleg Sinyugin, 'Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia E-mail: 2kir1111@rambler.ru, 3sinyugin.oleg@yandex.ru
Abstract. The article includes a review of creating the new renewable electricity capacities in Russia within 2019-2023. The work presents an analysis of electricity capacities and production volume and structural changes by energy sources in the country as a whole and its separate regions. There was distinguished the regions where renewable energy had the maximal weight in capacity and electricity production. For those regions there were evaluated the changes in volume and structure of electricity production and consumption considering launch of the new wind, solar, and hydro capacities.
Keywords: hydro power plants, wind power plants, solar power plants, electricity production, electricity consumption, South of Russia.
