CC BY
23т 3. Китаев Д. Г. Формирование механизмов перераспределения базового прибавочного продукта в инновационный
< сектор в условиях хозяйственной системы смешанного | типа // Известия СПбГУЭФ. 2007. № 3. С. 102-108.
|= 4. Никологорский Д. Модернизация как этап развития //
< Экономист. 2010. № 6. С. 25-32.
^ 5. Эйзенштадт Ш. Революция и преобразование обществ:
□с Сравнительное изучение цивилизаций. М., 1999. 416 с.
ш 6. Райнерт Э. [и др.]. Модернизация экономики России:
о от теории к практике: Доклад для Мирового политиче-
ш ского форума (Ярославль, 2010): [Электронный ресурс].
и Режим доступа: http://www.gpf-yaroslavl.ru.
о 7. Формирование новых экономических отношений в Рос-
ш сии: государственные и рыночные механизмы регули-
> <
рования / Под ред. В. А. Гневко. СПб.: Изд-во СПбУУЭ,
2008. 544 с.
8. Попов А. И. Планирование и формы собственности // Экономист. 2007. № 6. С. 30-38.
9. Ажогина Н. Н. Рентные доходы государства в сфере природопользования: проблемы макрорегулирования / СКАГС. Ростов-на-Дону, 2009. 80 с.
10. Попов А. И. Инновационная экономика России: плановые и рыночные методы формирования // Известия СПбГУЭФ.
2009. № 1. С. 7-17.
11. Индикаторы инновационной деятельности. 2010: Стат. сб. М.: ГУ-ВШЭ, 2010. 488 с.
12. Варшавский А. Проблемы науки и ее результативность // Вопросы экономики. 2011. № 1. С. 151-157.
Возможности использования альтернативной энергетики на европейском севере России
(Республика Карелия)
Possibilities of Alternative Energy in the Republic of Karelia (Northern Segment of European Russia)
УДК 332.145:620.9
Щербак Антон Павлович
аспирант Института экономики Карельского научного центра РАН (г Петрозаводск) 185030, г Петрозаводск, пр. А. Невского, д. 50
Shcherbak Anton Pavlovich
Aleksandra Nevskogo Ave 50, Petrozavodsk,185030, Russian Federation
Статья рассматривает вопрос развития энергетического сектора за счет использования нетрадиционной (альтернативной) энергии. Автор дает краткий обзор основных видов альтернативной энергии: ветер, солнце, геотермальная энергия и биомасса. В данной работе указаны долгосрочные планы развития энергетики крупнейшими странами, такими как США, Китай и страны Европейского Союза, а также их опыт внедрения и использования альтернативной энергии в своих странах. Автор раскрывает структуру потребления и производства энергии в Республике Карелии, региональные энергетические проблемы, а также предлагает меры по улучшению ситуации в энергетическом секторе Республики Карелии.
The article considers the energy sector through the use of non-traditional (alternative) energy, with a particular focus on the Republic of Karelia (in the northern segment of European Russia). The paper provides a brief overview of the important types of alternative energy: wind, solar, geothermal and biomass. It also covers the structure of energy consumption and production in the Republic of Karelia and regional energy issues, while proposing measures to improve the ongoing energy situation in the republic. In a related undertaking, the document investigates long-term energy development
plans in major centers, including the US, China and the European Union. Furthermore, it provides examples of their experience in implementing and using alternative energy sources.
Ключевые слова: энергетика, альтернативная энергетика, энергоемкость, энергоэффективность, ВРП, региональная экономика
Keywords: energy, alternative energy, duty energy efficiency, regional economy, GRP (gross regional product)
На сегодняшний день можно заключить, что возобновляемые источники энергии — это не альтернатива существующей энергетике, это ее будущее. Вопрос лишь в том, когда это будущее наступит и что можно сделать, чтобы его приблизить.
Основу используемой современной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. К сожалению, их развитие сдерживается целым рядом факторов и прежде всего ростом стоимости угля, нефти и газа, истощением природных запасов этих видов топлива и др. К тому же многие страны не располагают собственными топливными и гидроэнергетическими ресурсами или производят энергетику при больших затратах труда. В силу этих причин во всем мире развернулось движение за использование альтернативных энергоресурсов и атомной энергетики. К сожалению, ныне АЭС уже не являются источником дешевой и экологически чистой энергией. Топливом для них служит урановая руда — дорогостоящее и трудно добываемое сырье, запасы которого еще более ограничены и труднодоступны. При этом существует и достаточно большой риск аварий при эксплуатации АЭС. Складывается ситуация, требующая отказаться от использования ядерного топлива, закрытия атом-
Рис. 1. Динамика энергоемкости ВРП (ВВП) в Республике Карелии и Финляндии за 2000-2010 гг.
ных электростанций и перехода на использование возобновляемых, «нетрадиционных» видов получения энергии. К таким видам ресурсов относятся прежде всего устройства, использующие энергию ветра, воды, солнца, геотермальной энергии, а также тепла, содержащегося в воде, воздухе и земле.
По оценкам футурологов, уже в ближайшей перспективе доля традиционной топливной энергетики в мировом энергобалансе будет непрерывно сокращаться. От темпов этого процесса в любой стране зависит не только ее экономическое благополучие и независимость, но и национальная безопасность. Поэтому в ряде индустриальных стран приняты долгосрочные проекты по увеличению масштабов использования возобновляемой энергии в энергетике. К таким потребителям относятся страны Европейского союза. Уже к 2020 г. все страны ЕС должны вырабатывать не менее 20% энергии за счет возобновляемых источников, Китай — довести долю ВИЭ до 15% и снизить выбросы углекислого газа на 40-45% [1; 2].
Надо отметить, что ныне в альтернативную энергетику инвестируются огромные средства, исчисляемые миллиардами долларов. Так, в 2010 г. лидирующие позиции по этому показатели занимали Китай (54,4 млрд долл.), Германия (41,2 млрд долл.) и США (34,0 млрд долл.).
Международные исследования подтверждают, что при должном финансировании и поддержке этой отрасли к 2030 г. возможен полный переход на возобновляемую энергию и итог тут больше зависит от политической воли, нежели от технологий. Разработанные технологии позволяют довести долю возобновляемых источников энергии (ВИЭ) до высоких показателей, причем это актуально не для отдельных странах, а мира в целом. Уже разработана долгосрочная программа стран ЕС по полному переходу на энергию от возобновляемых источников к 2050 г. [2]. К тому же в названных регионах, Китае и США финансированию альтернативной энергетики уделяется особое значение, и эти государства уже возглавляют рейтинг стран по использованию возобновляемых источников энергии. Особо отметим, что большое количество проектов по использованию ВИЭ уже реализуется.
По пути экономии энергоресурсов пошла и Россия, и в 2009 г. был принят Федеральный закон Российской Федерации № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о вне-
сении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». В нем прописаны цели и задачи развития России в области энергосбережения. Так, к основным направлениям отнесено проведение энергоаудитов всех зданий, установка приборов учета ресурсов, снижение энергоемкости российской экономики в целом на 40%. Считается, что это позволит улучшить конкурентоспособность российских предприятий в условиях глобального рынка. Примеры есть и в других северных странах (Швеция и Финляндия), где на единицу потребленного топлива в нефтяном эквиваленте в год производится в 3,5 раза больше ВВП, чем в России. [3]
Проведя глубокое исследование энергоемкости ВВП Финляндии и ВРП Республики Карелии, нами получены следующие данные. В 2010 г. на единицу ВРП в Карелии затрачивается 3,3 кВт■ч против 0,47 кВт ■ ч в Финляндии. Это значит, что в Карелии тратят в 7 раз больше электроэнергии на 1 евро ВРП, чем в соседней Финляндии. Динамика этого процесса за 10 лет изображена на рис. 1.
Из данных графика видно, что за последние 10 лет в Карелии произошло значительное сокращение энергоемкости ВРП, тем не менее регион все еще отстает от показателей своего финского соседа в 7 раз.
Низкая энергоэффективность в республике связана со сложившейся затратной экономикой, которая долгие годы формировалась в СССР, и только с 1990-х гг. в экономике начался процесс перехода на рыночную систему управления. По прошествии более чем 15 лет энергетика полностью не перестроилась под современные условия рыночных отношений. Это выражается в том, что до сих пор большое количество населенных пунктов отапливаются мазутом и углем, которые доставляются за тысячи километров, хотя целесообразней использовать местные ресурсы для генерирования энергетических мощностей. Таких примеров по стране достаточно много, и Республика Карелия не является исключением.
На данное время Карельская энергетика является энергодефицитной. Приблизительно 50% потребности в электроэнергии (порядка 1100 МВт) она покрывает за счет собственных мощностей, а недостающее покупает у соседних регионов — Ленинградской и Мурманской областей.
Основу топливно-энергетического комплекса Республики Карелии составляют немногие предприятия:
Таблица 1
Показатели энергопотребления на 1 м2 в РК и Финляндии
Отопление Горячая вода Электричество Итого
кВт ■ ч/год % кВт ■ ч/год % кВт ■ ч/год % кВт ■ ч/год
РК (сред.) 234 78 30 10 36 12 300
Финляндия (сред.) 90 60 30 20 30 20 150
о <
о
17 гидроэлектростанций суммарной мощностью 634 МВт, на которых вырабатывается около 70% производимой в республике электроэнергии;
• Петрозаводская ТЭЦ установленной мощностью электроэнергии 280 МВт и тепловой энергии — 821 Гкал/час;
• 4 ТЭЦ целлюлозно-бумажных комбинатов общей мощностью 204 МВт [4].
К сожалению, на территории Карелии существует огромное количество старых котельных с низким КПД и высокими эксплуатационными затратами. Но есть и положительные тенденции. Уже в конце 1990-х гг. в Карелию пришел природный газ, и все крупные предприятия используют именно его как основное топливо взамен мазута и угля. Широко развертывается газификация населенных пунктов республики.
До 2020 г. в Республике Карелия предусмотрены меры по сокращению энергодефицита. Они разработаны РАО «ЕЭС России» совместно с Минпромэнерго России и предполагают строительство Белопорож-ской, Морской и Сегозерской ГЭС общей мощностью в 268 МВт; реконструкцию и техническое перевооружение малых ГЭС и Петрозаводской ТЭЦ; строительство новых линий электропередач напряжением 330, 220, 110 и 35 киловольт [5].
Все эти меры снизят дефицит электроэнергии в регионе с 50 до 35%. Недостающую энергию предполагается импортировать из соседних регионов. Но есть и альтернативные пути снижения энергозависимости региона. Таким выходом является экономия энергоресурсов или энергоэффективная генерация дополнительных мощностей и экономия энергоресурсов.
Так, на содержание ЖКХ в Карелии уходит до трети всей энергии, использованной республикой. В каком плачевном состоянии находится жилищно-коммунальное хозяйство известно руководству, расходующему миллиарды рублей на эти цели. Ныне среднее энергопотребление домов в России по сравнению со странами ЕС и США в расчете на 1 м2 выше в 2-6 раз [6].
В табл. 1 приведены средние показатели затрачиваемой энергии на содержание 1 м2 зданий в РК и Финляндии.
Улучшить показатели по Республике Карелии можно прежде всего за счет энергоэффективности, предполагающей:
• рациональное использование электрической и тепловой энергии;
• применение энергосберегающего оборудования и технологий;
• повышение КПД преобразования и транспортировки энергии от производителя до потребителя;
• использование альтернативных источников энергии;
• строительство современных энергосберегающих объектов, домов и предприятий.
В идеале потребление энергии должно стремиться к нулю. Такая тенденция основное распространение получила в европейских странах (Германия, Дания, Швеция, Финляндия и др.), где странах действуют
специальные государственные программы по приведению объектов застройки к условно-пассивному уровню (дома ультранизкого потребления — до 30 кВт ■ ч/м2 в год) [7].
Экономии энергии в быту можно достичь следующими мерами и путями:
1) дополнительной теплоизоляцией;
2) заменой ламп накаливания на энергосберегающие (светодиодные или люминесцентные);
3) использованием техники с низким потреблением энергии;
4) установкой приборов учета (на электричество, воду, тепло и газ).
Такая экономия в ряде случаев достигает 70%. При этом указанные меры не связаны с большими денежными затратами и не требуют значительных сроков окупаемости (обычно они составляют менее года). Однако только за счет экономии энергии Республика Карелия не перестанет быть энергодефицитным регионом. Для этого, как указывалось выше, необходимо создание новых собственных современных генерирующих мощностей и использование местных видов топлива: торфа, древесины, биогаза, воды, ветра, солнца, энергии Земли. Это позволит сэкономить миллиарды рублей и обеспечит энергонезависимость от мировых и внутренних цен на энергоресурсы, приведет к оптимизации бюджета, улучшит конкурентоспособность местных предприятий за счет снижения себестоимости. А это особо актуально в связи с вступлением России в ВТО.
Наиболее перспективными источниками в этом направлении для Республики Карелии могут стать энергия биомассы, низкопотенциальная энергия Земли, энергия ветра и солнца.
Биомасса. В Карелии активно идет перевод части котельных на местные виды топлива, такие как торф и отходы деревообработки. Это положительно сказывается на эффективности производств энергии. В Финляндии, например, до 26% энергопотребления покрывается за счет торфа и древесных отходов, которыми Республика Карелия так же, как и Финляндия, богата.
В Карелии огромный потенциал производства биогаза. В первую очередь это относится к предприятиям сельского хозяйства. Сырьем для производства возобновляемого источника энергии — биогаза — могут быть растительные культуры и биологические отходы: навоз, отходы бойни, отходы растений, канализационные стоки, жиры, биомусор, отходы пищевой промышленности, садовые отходы, солодовый осадок и др.
В Карелии есть значительное количество сельскохозяйственных предприятий (животноводческих комплексов, птицефабрик, звероферм, а также растениеводческих предприятий), которые в состоянии полностью обеспечить себя теплом и электричеством за счет своего биогаза. Современные технологии позволяют использовать биогаз в качестве топлива для техники (одной из основных статей расходов сельхозпредприятий), излишки могут быть реализованы
в виде конечного готового продукта газа или преобразованы в тепло и электричество.
Технологию производства биогаза целесообразно применять также на водоочистных предприятиях крупных городов и населенных пунктов. Сырьем для них служат канализационные стоки. Очистку сточных вод необходимо проводить в любом случае, получая дополнительную прибыль. За счет этих установок реализуется возможность полностью удовлетворить свои потребности в электроэнергии и тепле.
Производство биогаза оправдывает себя переработкой на свалках бытовых отходов. На месте мусорных полигонов можно организовать добычу метана и выполнять несколько функций: переработку бытовых отходов, генерацию новых энергоресурсов, уменьшение выброса парниковых газов и улучшение экологии. Проблема утилизации бытовых отходов остро стоит не только в Карелии, но и в большинстве крупных населенных пунктов страны.
Тепловые насосы — это одна из перспективных технологий, пока не получившая применения в Карелии. Технология применения «теплового насоса» по сравнению с ветровой и солнечной энергией не подвержена влиянию погодных условий. Она основывается на отборе низкопотенциального тепла из среды (земли, воды или воздуха). Наибольшая эффективность достигается при использовании воды в качестве источника этого тепла. Известно, что вода обладает одним из наибольших показателей удельной теплоемкости. Размещение испарителя в водоеме позволит значительно снизить первоначальные затраты на строительство тепловых насосов. Этот особо подходит для Карелии — региона, богатого водными ресурсами. Тепловые насосы могут быть малыми, предназначенными для нужд отдельного дома, и крупными, способными удовлетворить потребности в отоплении и горячей воде целых районов. Одним из крупнейших тепловых насосов является проект Ка^1 Уа1а в Хельсинки. Его общая мощность — 90 МВт тепловой энергией и 60 МВт холода [8]. В последнее десятилетие эта технология получила особо широкое распространение. Так, в Японии эксплуатируется около 3 млн установок, в Швеции около 500 000 домов обогревается тепловыми насосами различных типов.
Ветер. Ветровая энергия в нашем регионе распределена неравномерно. Наибольший потенциал для ветровой генерации имеют побережья крупных озер и морей. В Республике Карелии расположены два самых больших озера мира — Ладожское и Онежское, а также Белое море. Ветровой потенциал в Карелии, по экспертным оценкам, составляет 10 000 ГВт в год. Еще в советское время был разработан план по строительству ветропарка на берегу Белого моря (недалеко от пос. Рабочеостровск) общей мощностью 18 МВт, однако этот проект до сих пор не реализован. Помимо крупных установок (их мощность превышает 7 МВт), существуют ветряки средней и малой мощность. Такие установки будут востребованы среди частных лиц и небольших предприятий. Ветровую энергию особо целесообразно использовать на островах и в труднодоступных и отдаленных районах.
Солнце. Многие исследователи скептически от- g носятся к солнечной энергии в северных регионах, ^ объясняя это малым количеством солнечных дней. < Тем не менее в нашем регионе применение уста- Ц новок по использованию солнечной энергии эко- о номически оправдано. Речь идет в первую очередь к о преобразовании солнечного излучения в тепло. ^ В республике с конца 1990-х гг. получило распро- 2 странение строительство домов с «солнечной» архитектурой, которая позволяет снизить энергозатраты ^ дома и максимально использовать энергию солнца. g Так же получили применение установки различной х
, ш
конструкции для нагрева воды и воздуха (солнечные 3 коллекторы). Они используются не только в южных ^ широтах, но и на севере (Финляндия, Швеция, Кана- < да и др.). Во всех случаях солнечные отопительные 1 панели использовались в качестве дополнительного источника тепла, однако они значительно сокращают расходы на отопление — до нескольких тысяч кВт ■ ч за год.
По имеющейся информации о солнечной инсоляции, годовая солнечная энергия в г. Петрозаводске (61° с. ш.) составляет 1000-1400 кВт ■ ч с 1 м2. Эти данные подтверждаются и практическими наблюдениями и экспериментами.
Подводя итог, отметим, что на протяжении последних 10 лет произошел рост цен на энергоресурсы. Ежегодно тариф растет в среднем на 15-25%, тогда как цены на возобновляемую энергию снижаются. В связи с этим переход на альтернативную энергетику имеет экономический и социальный фактор. Но в России нет законов, призванных обеспечить регулирование альтернативной энергетики, которые стимулировали бы ее развитие, нет структуры, которая должна защищать интересы альтернативной энергетики. Видимо, в ближайшей перспективе для быстрого и полноценного развития альтернативной энергетики государство должно предпринять ряд экономических мер: налоговые льготы, ввести тарифы для ВИЭ, заинтересовать электрические сети выкупать энергию у производителей и ряд других рыночных стимуляторов экономического роста.
Литература
1. Переход от атомной энергетики к альтернативной возможен и перспективен: [Электронный документ]. Режим доступа: http://www.aenergy.ru.
2. Jager D. de, Klessmann C. Renewable Energy in the European Energy Market: [Электронный документ]. Режим доступа: http://www.ec.europa.eu/energy/renewables/studies/doc/ renewables/2011_financing_renewable.pdf.
3. Дубинин С. Рецепт от блэкаутов // Эксперт. 2007. № 12: [Электронный документ]. Режим доступа: http://www.expert. ru.
4. http://www.kareliainvest.ru.
5. http://www.minenergo.gov.ru/.
6. Шишкин А. И. Пути совершенствования методологии формирования структур строительных организаций в условиях рынка (На примере Республики Карелии): Дисс. ... д-ра техн. наук. Петрозаводск, 1996. 297 с.
7. http://www.energy.eu/.
8. http://www.helen.fi/.
