л
что нем СТОИТ ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГИЯ
V_)
Доктор технических наук Б.Г. САНЕЕВ, кандидат экономических наук И.Ю. ИВАНОВА, кандидат технических наук Т.Ф. ТУГУЗОВА (Институт систем энергетики им. Л.А. МЕЛЕНТЬЕВА СО РАН, г. Иркутск)
Современное состояние использования ВИЭ
Использование возобновляемых источников энергии является в последнее время одним из приоритетных направлений развития энергетики многих стран мира. В структуре мирового производства электроэнергии доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) составляет 18%, из них около 95% приходится на гидроэлектростанции. Доля ветроэлек-тростанций (ВЭС), гелио- и геотермальных энергоустановок постоянно увеличивается. Особенно быстрыми темпами развивается ветроэнергетика: суммарная установленная мощность ветровых ЭС в мире превысила 200 тыс. МВт1. Суммарная мощность энергоустановок на биомассе достигла 60 тыс. МВт, геотермальных электростанций - 11 тыс. МВт. Гелиоустановки в основном применяются в системах теплоснабжения: в настоящее время эксплуатируется более 180 млн м2 солнечных коллекторов. Несмотря на высокую капиталоёмкость, довольно быстро развивается фотоэлектрическая энергетика: мощность всех типов фотоэлектрических установок превысила 21 тыс. МВт2.
1 Мустафаев Р.И., Гасанова Л.Г. Развитие мировой электроэнергетики и предварительное технико-экономическое обоснование ВЭС мощностью 50 МВт в Азербайджане / Proceeding of the International Symposium on "Energy of Russia in XXI Century: Development Strategy - Eastern Vector", "Asian Energy Cooperation: What is after the Crisis?". - Irkutsk: ESI SB RAS, Russia, 2010, ISBN 978-5-93908-074-3, http://www.sei.irk. ru/symp2010/en/papers.html
2Фортов Е.В., Попель О.С. Энергетика в совре-
менном мире:научное издание - Долгопрудный: Изд. дом "Интеллект", 2011. - 168 с.
Довольно интенсивное вовлечение возобновляемых источников энергии в энергобаланс обусловлено, прежде всего, ориентацией на экологически чистое производство энергии. Причём ВИЭ за рубежом используются для энергоснабжения не только труднодоступных удалённых потребителей, но и успешно функционируют в энергосистемах совместно с другими электростанциями.
В России доля ВИЭ, как и в мире, составляет почти 18% суммарного производства электроэнергии, однако, основная часть из них - 98.6% приходится на крупные гидроэлектростанции. Малые и микро-ГЭС (МГЭС), ветроустановки и геотермальные электростанции мощностью менее 30 МВт занимают всего 1.4% в структуре производства электроэнергии. Они пока не находят широкого применения, за исключением малых ГЭС в Северо-Западном, Южном, Уральском и Центральном федеральных округах суммарной мощностью 700 МВт, что составляет 88% в структуре мощностей малых ВИЭ (рис. 1)3.
Ветровая и солнечная энергетика Рос- 2 сии характеризуются скромными показа- 5 телями: суммарная установленная мощ- г ность ветроустановок, расположенных в | Калининградской области, Республиках | Коми, Башкортостан, Калмыкии, на Дальнем Востоке составляет 13 МВт. Общая | площадь гелиоустановок - 15 тыс. м2. 8 Геотермальный потенциал довольно ши- £ роко используется только на востоке Рос- § сии, где расположены все геотермальные ° станции. Суммарная мощность Паужет- £ ской, Верхне-Мутновской и Мутновской Ц
3Форма статистической отчетности 'Технико-экономические показатели электростанций за 2009 г." - М.: Росстат, 2010.
© Б. Г. Санеев, И. Ю. Иванова, Т. Ф. Тугузова
23
Рис. 1.
Размещение по территории России малых возобновляемых источников энергии (современное состояние).
ГеоТЭС в Камчатском крае, Менделеевской и Океанской ГеоТЭС в Сахалинской области составляет 83.7 МВт.
Основной проблемой незначительных масштабов применения ВИЭ в России является коммерческая непривлекательность проектов их строительства и эксплуатации при отсутствии законодательной и технической базы, а также | льготных условий производства возоб-£ новляемой энергии. 1 В то же время возобновляемые источ-§ ники энергии могут найти довольно ши-£ рокое применение для энергоснабжения | прежде всего потребителей децентрали-* зованной зоны. Наибольшее количество ^ таких потребителей расположено в вос-I точных регионах России, где централи-§ зованным электроснабжением охвачены " только южные районы и незначитель-| ная часть территории в северных ло-| кальных энергоузлах. На остальной части = расположено значительное количество потребителей, энергоснабжение которых осуществляется от автономных энерго
источников, преимущественно дизельных электростанций (ДЭС). Количество автономных и резервных энергоисточников в восточных районах превышает 5 тыс. штук, их установленная мощность составляет 2.4 тыс. МВт. Рассредоточен-ность потребителей по территории и слабое развитие транспортной инфраструктуры в восточных регионах приводят к существенному удорожанию топлива. Как следствие, себестоимость производства энергии на таких энергоисточниках в 5-10 раз выше, чем в энергосистемах и на электростанциях локальных энергоузлов - 15-18 руб./кВт ■ ч. В связи с этим дотации каждого кВт ■ ч произведённой электроэнергии составляют 12-15 руб.
Применение возобновляемых источников энергии у таких потребителей позволило бы уменьшить объёмы завозимого органического топлива, снизить себестоимость производства электроэнергии, и, тем самым, сократить величину бюджетных дотаций.
Потенциал возобновляемых природных энергоресурсов в России
Потенциал практически всех возобновляемых природных энергоресурсов (ВПЭР) на территории России весьма
Таблица 1
Валовой потенциал возобновляемых природных энергоресурсов, млн т у.т.
Страна, регионы
Энергия ветра
Солнечная энергия
Малые водотоки
Геотермальная энергия*
Российская Федерация, всего из них:
восточные регионы
320 ■ 103 2205 ■ 103 145 2287 ■ 106
180 ■ 103 1342 ■ 103 99 1930 ■ 106
Примечание: * для горячего водоснабжения в температурном режиме 70°/20 °С.
значителен, и основная его часть сосредоточена в восточных регионах: более 80% потенциала геотермальной энергии, около 60% ветро- и гелиоэнергетическо-го потенциала и почти 70% потенциала малых водотоков (табл. 1)4. Кроме того
Рис. 2.
Зонирование территории России по показателю среднегодовых скоростей ветра.
побережья морей Тихого океана располагают значительными потенциальными ресурсами приливной энергии.
На рис. 2-4 проиллюстрировано зонирование территории России по показателям потенциала различных видов ВПЭР5.
Значения потенциала ветровой энергии, целесообразные для применения, наблюдаются в основном на побережьях северных и восточных морей. Потенциал малых водотоков сосредоточен в южных и восточных регионах, а гелиопотенциал возрастает в широтном направлении с наи-
4Справочник по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива. /Показатели по территориям /- М.: ИАЦ Энергия, 2007. - 272 с.
5Справочник по климату СССР. Ч.1. Вып. 20-27, 33, 34. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967; Атлас солнечного и ветрового климатов России / Ред. Бо-рисенко М.М., Стадник В.В. - СПб.: Гл. геофизи-
ческая обсерватория, 1997. - 173 с.
Федеральные округа РФ Зоны среднегодовых
1. Центральный
2. Северо-Западный
3. Приволжский
4. Южный
5. Уральский
6.Сибирский
7. Дальневосточный
%
скоростей ветра
■ более 8 м/с 6-8 м/с
_ 4-5 м/с
_ 3 м/с менее 3 м/с
V
Федеральные округа РФ
1. Центральный б. Сибирский
2. Северо-Западный 7. Дальневосточный
3. Приволжский &
4. Южный "А-фа
5. Уральский
Ъ-
Рис. 3.
Зонирование территории России по обеспеченности гидроэнергетическими ресурсами.
лучшими показателями на самых южных территориях.
Основные запасы высокотемпературных геотермальных ресурсов сконцентрированы в Камчатском крае и на Курильских островах. Месторождения низкопотенциального геотермального тепла имеются на о. Сахалин, в Магаданской области, Республике Бурятия, Чукотском АО.
2012 В этих зонах наилучшего проявления потенциала ВПЭР целесообразно его использование на цели энергоснабжения.
Факторы, препятствующие применению ВИЭ в России
Применение возобновляемых источников энергии связано с определёнными проблемами, одной из которых является сезонная неравномерность и неопределённость проявления возобновляемых ' природных энергоресурсов, что особенно важно именно для децентрализованных потребителей, поскольку здесь отсутствует сглаживающее влияние энер-
госистемы. В связи с этим системы с применением ВИЭ должны включать в себя либо оборудование для аккумулирования полученной энергии, либо дублирующий энергоисточник на органическом топливе.
Неопределённость проявления ВПЭР наиболее характерна для ветроэнергетических ресурсов, для которых чаще всего имеются только вероятности повторения скоростей ветра на основе многолетних измерений. Для этого типа ресурсов ярко выражена и неравномерность проявления в течение года, причём если для территорий, расположенных на береговой линии или на островах в большинстве случаев максимум ветровой активности наблюдается в зимний период, то для континентального месторасположения характерны весенне-осенние максимумы, а на некоторых территориях - даже лет-
ние6.
Малые реки также характеризуются большой неравномерностью стока по сезонам, что является серьёзным препятствием их эффективного использования.
6Справочник по климату СССР. Ч.1. Вып. 20-27, 33, 34. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967; Атлас солнечного и ветрового климатов России / Ред. Бо-рисенко М.М., Стадник В.В. - СПб.: Гл. геофизическая обсерватория, 1997. - 173 с.
Наибольший сток наблюдается в весенне-летний период во время таяния снегов и выпадения дождей. Объём стока за этот период составляет от 70 до 95% годового значения. В зимний период происходит уменьшение расхода: с декабря по март его суммарная величина не превышает 10—13% годового объёма. Кроме того, часть рек зимой перемерзает.
Приход солнечной радиации в течение года имеет ярко выраженный максимум в летние месяцы, что является негативным фактором для её эффективного использования.
Поскольку годовой график потребления энергии небольших децентрализованных потребителей, не имеющих промышленной нагрузки, характеризуется зимним
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.