Территориальная организация локальной энергетики Центрального экономического района России

Строительство крупных ГЭС на равнинных реках связано с интегральными потерями, превышающими эффект сооружения станции, поэтому в Центральном районе России речь может идти только о возрождении малой гидроэнергетики и сооружении гидроаккумулирующих станций. Развитие отрасли на основе угля предусматривает наращивание новых мощностей и реконструкцию тех электростанций, которые изначально работали на этом топливе, перевод на уголь ряда газомазутных станций.

Тепловые станции ЦЭР, масштабно переводимые с природного газа на уголь, расположены в ареалах весьма острой экологической ситуации. Если учитывать только станции мощностью ? 1000 МВт (7 ТЭС) то в такие ареалы попадут Костромская, Рязанская и Конаковская ГРЭС, а расширение доли угля в их топливном балансе неизбежно переведет ситуацию в стадию экологического кризиса. В очагах такого кризиса предполагается увеличение доли низкосортного бурого угля на ТЭЦ-22 (Люберцы), Черепетской, Каширской и Шатурской ГРЭС, при этом процессы деградации среды на этих территориях достигнут угрожающих масштабов. Следовательно, угольная стратегия развития энергетики ЦЭР экологически опасна и выгодна только владельцам станций, так как позволяет снизить коммерческие риски без кардинального обновления технологий при решении дилеммы: дорогой природный газ или дешевый уголь плюс скромные экологические платежи. В рамках маневра «газ - уголь» навязывается принцип «риск / выгода» в ущерб эколого-экономическому принципу «за загрязнение платит тот, кто загрязняет».

В случае реализации масштабных планов строительства атомных электростанций крайне обострится проблема отсутствия резерва мощности в европейском сегменте ЕЭС России, где потребуется много новых «пиковых» и «полупиковых» станций. Кроме того, атомное машиностроение не оправилось от глубокого постчернобыльского кризиса. Наиболее оптимальным регулятором режима работы энергосистемы ЦЭР, насыщенной базисными АЭС и ГРЭС, являются ГЭС (ГАЭС) или маневренные электростанции на основе газотурбинных и парогазотурбинных установок средней мощности (ГТУ, ПГУ). Сооружение крупных гидростанций нецелесообразно, а мощности ГТУ-ПГУ недостаточно, тогда как потребность достигает 50 % от мощности новых атомных электростанций. Проекты масштабного развития атомной энергетики упираются в вопросы географического, экономического и режимно-технологического характера. Сетевые возможности для маневра потенциалом мощности между зональными энергосистемами ЕЭС России слабы (см. рис. 1). К тому же гидроэнергетика Сибири не может выступать в роли регулятора нагрузок, работая в базисном режиме, чем принципиально отличается от гидроэлектростанций европейской части страны.

Приемлемое решение проблемы надежности энергоснабжения при росте потребностей возможно в случае кардинального преобразования ТЭК, что декларируется, но не вытекает из анализа базовых положений новой реформы 2001 г. Потеря контроля в сфере генерации со стороны государства приводит к дальнейшему дроблению отрасли: уже созданы территориальные и федеральные генерирующие компании (ТГК и ФГК). При этом ФГК игнорируют территориальный принцип построения энергетики: их станции разобщены, часто не имеют сетевых связей. Федеральные компании основаны на доминировании принципа концентрации финансовых потоков без учета энергоэкономических требований к режиму нагрузки их наиболее мощных электростанций. К тому же в состав компаний включены неравнозначные станции, что исключает возможность создания реальной конкуренции.

В Центральном районе доля станций федеральных компаний достигает 55 % всей мощности. Дефицитные ТГК будут закупать недостающий объем электроэнергии у государственной корпорации «Росатом». Крупные конденсационные ГРЭС обрекаются на недогруз мощности, искусственно вытесняются из наиболее эффективного для них базисного режима в режим «пика» и «полупика», выполняя уже сегодня несвойственные для них функции регулятора нагрузки ОЭС «Центр». Ситуация в принципе позволяет искусственно привести внутренние цены на электроэнергию до уровня европейских, а искусственный дефицит в регионах гарантирует нишу для сбыта. Тем самым игнорируется объективный дуализм функций энергетики, призванной в первую очередь обеспечить благоприятные условия развития всего общества.

Полномасштабный прогноз последствий такой политики трудно реализуем, однако его общие контуры можно обозначить. Перспективные станции будут выкуплены. Консолидация финансовых средств такого объема в ТГК (за исключением Москвы и Санкт-Петербурга) невозможна, но под силу крупным зарубежным инвесторам. Тогда наиболее вероятна экспортная ориентация энергокомпаний в ущерб внутреннему потребителю. Ценовые градиенты определяют географические векторы поставок электроэнергии с окраин России на емкие рынки стран Европы и Азиатско-Тихоокеанского региона. Впрочем, это спорные перспективы. Зато вывод из эксплуатации по мере износа ѕ мощности станций и сетевой инфраструктуры ЦЭР к 2010 г. приведет к качественно новому уровню обострения энергетической проблемы.

Таким образом, согласно базовым положениям отраслевой реформы России (2001 г.), распродажа остатков государственной энергетики снова осуществляется раньше выработки действенной и сопряженной стратегии развития энергетических и социально-экономических систем.

Самым важным критерием оценки перспектив развития электроэнергетики ЦЭР являются тарифы. Автором проведены расчеты с использованием результатов моделирования ситуации на розничном рынке РАО «ЕЭС России». Если учесть затраты на новообразованные рыночные структуры, тариф повысится на 230 %. Полная ликвидация государственного регулирования цен в 2010 г. приведет к росту тарифа еще на 250 %. Следовательно, тариф для потребителя повысится минимум на 480 % по сравнению с себестоимостью производства. При этом многофакторные риски значительно возрастают при принятии вполне вероятного радикального варианта либерализации. С учетом опыта реформы 1992 г. и нынешней схемы демонополизации минимальный срок дестабилизации энергетического рынка составит 4-5 лет. Инфляционный и коммерческий риск дает рост тарифа в краткосрочной перспективе минимум на ¹/₅ в год. Отсюда путем экстраполяции рассчитан наиболее вероятный шаг роста цен для населения ЦЭР (курс 1 доллар США = 27,9 рублей, январь 2007 г.): начало 2007 г. -- 6,2 цента США / кВт•ч (1,7 руб.); 2008 г. -- 7,4 цента (2,1 руб.); 2009 г. -- 8,9 цента (2,5 руб.); 2010 г. -- 11 центов (3,1 руб.); 2011 г. -- 12 центов / кВт•ч (3,4 руб.).

Такой ценовой «шок» обострит прежде всего проблемы села, где согласно новой энергетической стратегии России (2001 г.) рекомендуется сочетать политику самообеспечения топливом с сохранением единства энергосистем. Призыв к «автаркии» и самодостаточности на местах напоминает специфичный курс в условиях непризрачной угрозы войны в 1930 гг. Сегодня ситуация усугубляется по причине износа потенциала сельской энергетики. В районе технически хорошим признано состояние не более 50 % инфраструктуры электро- и газоснабжения. Нарастание проблем энергоснабжения происходит в отсутствие достаточных мер по нейтрализации негативных последствий, что ставит под сомнение результативность федеральных целевых программ возрождения российской деревни и стимулирует вовлечение в местный энергобаланс ресурсов возобновляемых источников энергии.

6. Сельская местность ЦЭР России обладает комплексом стимулирующих предпосылок для масштабного развития малой ветряной и гидравлической энергетики: широкой сферой и опытом хозяйственного использования; значительным потенциалом экономических ресурсов; развитой научно-производственной базой возобновляемой энергетики; специализированным кадровым обеспечением.

С учетом малолюдности сельских поселений ЦЭР, возрастного состава их жителей и сложности централизованного обеспечения их потребностей зоны депопуляции давно стали здесь привычными (синонимы: зоны «черных дыр», «вымирающих деревень»). Для выявления вектора их расширения по энергетическим признакам автором на примере Рязанской области проведены расчеты по критерию окупаемости приведенных затрат на строительство сетей в зависимости от их длины и людности поселений. Согласно полученным результатам расширение электросетей для поселений людностью 5--10--25 человек экономически нецелесообразно уже при длине строительных работ от 1 до 2 км. При людности 26--50--100 человек уплотнение сети неэффективно, если ее протяженность ? 5 км. При такой длине коммерчески привлекательны только сетевые проекты для поселений людностью от 500 человек. При этом сеть сооружается за счет средств заказчика. Поэтому нецелесообразность расширения схем сетевого энергоснабжения в условиях дисперсного расселения характерна и для стабильной экономики. Однако возможны опережающие меры в форме развития локальных энергосистем на основе ресурсов энергии ветра и рек, что рассмотрено на региональном примере опыта Рязанской области в XIX--XX вв.

Механические установки потеряли свою хозяйственную значимость в первой половине XX в., но гидроузлы водяных мельниц активно использовались для строительства объектов малой гидроэнергетики. За 1946-1961 гг. было построено 87 МГЭС (13,2 тыс. кВт). Ход реализации программ показателен в контексте эволюции взглядов на централизацию и децентрализацию энергетики. До середины 1950-х гг. малые гидростанции были базовым энергоисточником в сельской местности, а в начале 1960-х гг. рассматривались еще как важный источник электрификации. В 1961 г. суммарное потребление электроэнергии сельским хозяйством составило 102 млн кВтч/год, из них свыше 33 % поступило от объектов малой гидроэнергетики. Масштабы строительства сельских ЛЭП обеспечивали возможность «кольцевания» локальных и централизованных энергосистем. Однако с завершением всеобщей электрификации в 1970 гг. малые гидростанции в регионе стали выводить из эксплуатации как невыгодный вариант электрификации.

Из ретроспективного анализа вытекает следующая пространственная закономерность: исторически первичная децентрализация сельской энергетики, развивая локальную электрификацию «вглубь», создала базу для последующей централизации энергоснабжения «вширь», но перспективы одновременного развития «вширь и вглубь» не были оценены

Зонирование по плотности населения (по сельским округам):

1 -- зона депопуляции (0,6?2,0 чел./км²); 2 -- зона регресса (2,5?4,6 чел./км²); 3 -- зона статичности показателей (30?81 чел./км²).

Объекты малой гидроэнергетики: 4 -- Рассыпухинская малая-ГЭС (2 МВт); 5 -- малые-ГЭС (0,9?1,0 МВт); 6 -- мини-ГЭС (0,4?0,6 МВт); 7 -- мини-ГЭС (0,2?0,33 МВт); 8 -- мини-ГЭС (0,1?0,18 МВт); 9 -- микро-ГЭС (50?80 кВт); 10 -- микро-ГЭС (15?45 кВт).

За основу анализа рисунка 11 приняты историко-географические предпосылки сопряженного развития централизованных и локальных систем в районах Рязанской области по объектам малой гидроэнергетики. Локальная энергосистема межрайонного значения (до 6 тыс. кВт) может быть создана в восточной части области, а также в Пронской группе районов (2,2 тыс. кВт). Потенциал гидростанций в Рыбновском районе и в Мещере (1,3-1,5 тыс. кВт) позволяет считать перспективной работу энергосистем районного значения. Концентрация гидростанций мощностью 500-700 кВт в Парской и Донской группах районов лимитирует охват зоны обслуживания и определяет возможность создания энергосистем местного значения. Таким образом, ретроспективные предпосылки для создания локальных систем на основе МГЭС существовали в 16 из 25 районов области (свыше 12,2 тыс. кВт).

Применительно к территории ЦЭР автором проведена оценка современного ресурсного потенциала ветроэнергетики. В качестве информационной базы использованы данные многолетних наблюдений 149 метеостанций.

Суммарный технический потенциал энергии ветра ЦЭР оценен по мощности в 13,2 млн кВт, а по объему годового возобновления в 65 млрд кВтч (23 % валового потенциала). Экономический ресурс ниже технического и ограничен ареалом с обеспеченностью скоростями ветра 6-24 м/с не менее 2 тыс. час./год. Таким условиям соответствует режим III--VI зон, где оценка дает 8,6 млн кВт по мощности и 38 млрд кВтч по объему. С учетом различных ограничений (экологические, ресурсные, технологические) и объективных потерь (при утилизации и трансформации), корректна оценка доли экономического ресурса на уровне 10 % технического потенциала, или 860 тыс. кВт по мощности и 3,8 млрд кВтч по объему годового возобновления.

В 1985 г. технический потенциал ресурсов малой гидроэнергетики ЦЭР был оценен в институте «Гидроэнергопроект» имени С.Я. Жука примерно в 3 млрд кВтч, а экономически целесообразный к использованию -- 2 млрд кВтч. С учетом действующего потенциала МГЭС (2003 г.), планов ввода в эксплуатацию новых станций и эксплуатации гидроузлов неэнергетического назначения, экономический потенциал малой гидроэнергетики района оценен нами в 312 МВт мощности и 1,75 млрд кВтч по объему (3,5 тыс. ч/год).

Суммарный экономический потенциал энергии ветра и малой гидроэнергетики ЦЭР составляет 1360 МВт мощности и 5,6 млрд. кВтч по объему, т.е. более 3,5 % производства электроэнергии в районе за 2005 г.

В районе налажено производство гидротурбин и ветроэнергетических установок (ВЭУ), отвечающих местным ресурсным условиям. В Москве сосредоточены комплексы разработки и производства оборудования возобновляемой энергетики. Существуют и моноспециализированные центры: ветроэнергетики (Егорьевск, Реутово, Истра, Химки Московская области); Тула, Александров Владимирской области; Рыбинск Ярославской области; малой гидроэнергетики (Калуга и Углич Ярославской области). В районе представлены и центры кадрового обеспечения по специальности «нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» (МВТУ имени Н.Э. Баумана, МЭИ, НИИ «ВИЭСХ»). Обзор сфер применения ВИЭ свидетельствует о широком спектре возможностей, связанных с включением энергоустановок в структуру сельских поселений. Микро-ГЭС и ВЭУ эффективны для теплоэлектроснабжения дисперсных потребителей (0,25-50,0 кВт). Мини- и малые-ГЭС функционируют в общей энергосистеме, а перспективы территориальной организации связываются с созданием высокоманевренных локальных систем. При этом отечественные разработки систем управления установками обеспечивают возможность полностью автоматизированной работы.

7. Технология генерации энергии на основе ресурсов ВИЭ имеет неоспоримые экологические преимущества (с учетом полного технологического цикла производства энергии). Поэтому в себестоимости производства энергии должен быть заложен реальный экологический «аргумент», выраженный в экономических оценках.

Абсолютная «чистота» технологий утилизации возобновляемых источников энергии спорна. Но все ученые сходятся во мнении о принципиальном отличии спектра и масштабов негативного влияния возобновляемой энергетики. Эксплуатация ветроэнергоустановок в кратное число раз чище процесса сжигания любого ископаемого ресурса в топках электростанций. Малая гидроэнергетика имеет преимущества даже перед другими видами ресурсов возобновляемых источников энергии. Так, сопоставление с ветро-, гелио- и «большой» гидроэнергетикой дает разницу в несколько раз, с газовым и геотермальным циклом -- в десятки раз, а с угольным вариантом -- в сотни раз.

Специальные исследования в Дании показывают, что опасность соседства ВЭУ и птиц часто преувеличена (1998 г.). В России запрещен монтаж ВЭУ на пути перелетных трасс и вблизи массовых гнездовий. По ГОСТу ВЭУ должны быть удалены от поселений на расстояние, обеспечивающее уровень шума до 45 дБ. Запрещен монтаж установок в непосредственной близости от автомобильных магистралей, взлетной и посадочной зон аэродрома. Для ВЭУ 4-10 кВт площадь крепления растяжек не превышает 15x15 м. В целом анализ разноплановых последствий эксплуатации ВЭУ позволяет говорить о минимально возможном уровне и спектре деформации среды.

В малой гидроэнергетике диапазон негативного воздействия на среду сужается сравнительно с крупными ГЭС, а возможности нейтрализации последствий значительно расширяются. Об этом свидетельствует опыт эксплуатации гидроэнергоустановок в Рязанской области (XVII-XX вв.). В течение трех столетий установки и водохранилища различного назначения сооружались последовательно по течению реки, образуя каскады.

В практике строительства гидроузлов паводковый режим рек учитывался как основной технически и экологически лимитирующий фактор. Высота подъема воды в паводок в Центральной России достигает 3-5 м, напор плотин водяных мельниц, а позже малых гидростанций не превышал эту величину. В результате водохранилища не выходили за пределы естественных границ поймы рек. Периодичность аккумуляции воды и ее частая смена при каскадной «сработке» гидроузлов способствовали повышению уровня грунтовых вод в летний период, что улучшало кормовую базу припойменного животноводства. Перед половодьем водоспуски разбирались, обеспечивая самоочищение водоема от загрязнения и свободный проход рыб на нерест.

Каскады гидроузлов выполняли важную стабилизирующую функцию, увеличивая расход воды в межень и способствуя равномерному поддержанию водности рек в годовом балансе (система малого регулирования стока). В таком режиме реки существовали несколько столетий, их гидроузлы трансформировались в особые квазиприродные объекты с характерной экосистемой и балансом. С.Л. Вендров, Н.И. Коронкевич и другие ученые считают, что именно разрушение системы малого регулирования в 1960-1970 гг. продуцировало обострение экологических проблем речной системы Центральной России. Поэтому возрождение каскадов малой гидроэнергетики нужно рассматривать в контексте решения не только энергетических, но и экологических проблем целых физико-географических стран и провинций.

Эти и другие позитивные предпосылки не нашли отражения в калькуляции затрат на конечные энергоносители. Методика оценки эффективности в энергетике не учитывает реальный спектр интегральных затрат. В результате себестоимость производства топливных станций не выражает реальную долю эколого-экономических издержек -- не менее 20 %. В возобновляемой энергетике те же 20 % являются экономическим выражением экологического эффекта. В этой связи особую значимость приобретает государственная поддержка, расширяющая сферу эффективного использования ресурсов возобновляемых источников энергии. В настоящее время в России механизмы его стимулирования на федеральном уровне не действуют. Поддержка региональной власти может стать катализатором процесса «снизу», когда не работает стратегия «сверху» (ставка на федеральный закон прямого действия).

В депрессивные зоны потенциальные инвесторы не вкладывают средства. Однако возможен корреляционный эффект долевого участия региональной администрации в виде предложения частнику гарантии срока возврата вложенных средств и получения прибыли в планируемый срок, т.е. можно реализовать схему «энергетического рантьерства». В условиях роста тарифа потребитель будет приобретать более дешевую электроэнергию возобновляемой энергетики, а ее хозяин де-факто станет конкурентом топливных генерирующих компаний в той степени, в какой конфигурация электрической сети и ее пропускная способность могут обеспечить взаимозаменяемость снабжения для конечного потребителя. В результате менеджменту энергетических компаний придется заниматься технологическим обновлением и модернизацией основных фондов для снижения себестоимости производства и транспортировки энергии. Таким образом, возобновляемая энергетика стимулирует меры технической модернизации «большой» энергетики.

Для выявления интегральных эколого-экономических эффектов развития возобновляемой энергетики автором рассмотрен проект возрождения Кузьминской малой-ГЭС (рис. 9, 12, 14). На начальном этапе за критерий оценки принят показатель дисконтированной себестоимости электроэнергии по методике Бернарда Чабота (1992 г.). Расчеты свидетельствуют, что при максимальной загрузке оборудования -- 40 % в год -- затраты составляют 2,23 коп./кВтч, что меньше, чем на действующих объектах малой гидроэнергетики в 2003 г. (3,6 коп./кВтч). Сопоставление с тарифом региональной энергосистемы позволяет определить рентабельность производства, период окупаемости, а значит и диапазон потенциальных инвесторов проекта.

Для стимулирования инвестора нужно придерживаться принципа: «расходы лучше отодвинуть, а доходы приблизить». Этот принцип включает наиболее эффективные и краткосрочные условия окупаемости: ускоренную амортизацию и списание части фондов; метод «зеленого» закупочного тарифа (feed-in tariff); налоговые льготы региона. Сопряженное использование этих механизмов позволяет превысить значение нормы рисковых инвестиций (0,25) и окупить затраты за 3,8 года. Новые условия коммерчески благоприятны для хозяина малой-ГЭС как независимого участника рынка при сохранении не дискриминационного доступа к сетям общего пользования.

Следующий цикл расчетов включает 4 года эксплуатации МГЭС, или период «скользящих» цен в ходе налаживания коммерческого управления либерализованным рынком энергии. В качестве многокритериальных эффектов для региона рассмотрены: энергетический; экологический; энергосбережения; социальный; бюджетный; эффект роста капитализации частных и банковских средств. Суммарный эффект оценен в 28,0 млн руб., а в годовом исчислении варьирует в пределах 12-18 % объема помощи областного бюджета Рыбновскому району (2005 г.). В результате до первого капитального ремонта МГЭС остается еще 5 лет. За это время фонд амортизации достигнет полного возмещения, а цикл оборота капитала повторится без использования механизмов стимулирования. Следовательно, интегральный эффект оправдывает расходы и отвечает интересам инвестора и региона.

Оценка комплекса предпосылок и эффектов развития локальных энергосистем позволяет моделировать энергетическое пространство любого масштаба в зависимости от его конкретного содержания.

8. Расслоение энергетического пространства на уровни вертикальной интеграции централизованных энергосистем и горизонтальной дисперсности потребителей (децентрализации) позволяет выделять модельные социально-энергетические районы: таксоны с определенным морфологическим типом энергоснабжения, зависящим от территориальной организации региональной энергосистемы и доминирующей структуры его управления, дисперсности расселения на локальном уровне, адаптивной способности развития разномасштабных систем и степени остроты сложившейся экологической ситуации.

Известные опыты энергетического районирования ЦЭР касаются в основном централизованного энергоснабжения и мало внимания уделяют локальному уровню энергетического пространства. Поэтому начальным рангом выделения таксона предлагается считать локальный уровень сельского энергоснабжения и связанный с ним порог плотности населения (по Т.Г. Нефедовой). Где метрика циклов и число топологических ярусов питающей сети демонстрирует уровень централизации энергоснабжения, доминирующий тип структуры управления оценивает ее надежность, а сложившаяся экологическая ситуация выступает лимитирующим фактором развития топливной энергетики. Районирование также должно учесть комплекс предпосылок территории для развития возобновляемой энергетики (социальных, ресурсных, историко-географических и др.). Математическая вероятность сочетания пяти ключевых критериев достигает нескольких сотен вариаций. В качестве единого основания для обобщения принято соответствие морфологии циклических сетей плотности сельского населения (без учета административных центров районов), что при картометрическом анализе дает соответствие в 79 % случаев и приводит к выделению 6 социально-энергетических районов (рис. 15).

Первый район («вымирающих деревень» с плотностью сельского населения до 5 чел./км²) занимает 25,6 % площади ЦЭР России, где при удовлетворительной экологической ситуации оправдан прогноз расширения рекреационной функции места территории.

Для таксона характерно доминирование социально-экономических проблем сельской местности, а территориальный охват позволяет отнести к ним сетевой тип «ветвь -- деревья» и крупные циклы первого яруса с очень низкой надежностью энергоснабжения. Развитие локальных систем на основе ВИЭ -- это эффективный способ энергообеспечения в условиях «очагового» расселения. По ресурсным условиям эффективны МГЭС в поселениях людностью от 5 до 5000 человек (0,7-1,3 тыс. кВтч/км²), а утилизация энергии ветра ограничена энергоустановками мощностью до 1 кВт (до 5 человек). Исключение составляют территории близ Рыбинского водохранилища, где ВЭУ мощностью 1-10 кВт позволяет обеспечить нужды 5-60 человек.

Второй район («активного регресса»: от 5 до 10 чел./км²) частично охватывает все регионы с «приречным» типом расселения (42,7 % площади ЦЭР). В условиях быстрой убыли населения и сервисных структур их обслуживания показатели приближаются к уровню «вымирающих деревень». Запредельный износ сети и крайне растянутые коммуникации снижают надежность энергоснабжения. Это ситуация, где превалирует инфраструктурный аспект обустройства сельской местности, характерный для внешней стороны первого топологического яруса и ее периферийных циклов с напряженной экологической ситуацией. Для сдерживания социально-экономического и экологического регресса необходимо развивать локальную энергетику. Для поселений людностью 5-5000 человек (от 1,0 до 2,3 тыс. кВтч/км²) повсеместно эффективны МГЭС. Использование энергии ветра ограничено ВЭУ до 1 кВт (поселения людностью до 5 человек). ВЭУ 1-10 кВт целесообразны для использования только в пределах III--V типовой зоны (4,0-5,3 м/с).

Третий район («приграничный запад и юго-запад»: от 10 до 30 чел./км²) -- это ареал сплошного земледельческого освоения с преобладанием крупных селений приречного и прибалочного типа (11,6 % площади ЦЭР). Таксон включает крупные циклы первого яруса и растянутые древовидные коммуникации на периферии с очень низкой надежностью электроснабжения, за исключением пригородов областных центров. Специфична и экологическая характеристика таксона: зоны напряженной ситуации занимают примерно 40 % площади, кризисной -- 50 %, а примерно для 10 % характерна ситуация катастрофы. Доминирование экологического аспекта продуцирует нарастание системной «болезни места», что требует корректировки стратегии природопользования с целью повышения экологической устойчивости и биоразнообразия. Локальные системы на основе МГЭС эффективны повсеместно для поселений людностью 5-5000 человек (от 1,8 до 3,7 тыс. кВтч/км²). Использование ветроэнергетики ограничено мощностью до 1 кВт (для поселений людностью до 5 человек). В Орловской области ВЭУ 10 кВт целесообразны ареально, а в других регионах по очаговому принципу.

Четвертый район («старопромышленный северо-восток»: от 10 до 30 чел./км²) включает циклы первого яруса, являющиеся продолжением сети областных центров и энергоузлов старопромышленных зон (4,4 % площади ЦЭР) с равномерным расселением пригородного типа. Морфология сети определяет высокую надежность энергоснабжения вблизи областных центров и низкую на периферии. В условиях высокого роста нужд рурального и полурурального населения фиксируется ситуация совпадения социально-экономического, инфраструктурного и энергетического аспектов на локальном уровне сельской местности. Развитие местных энергосистем целесообразно и для повышения биологического разнообразия в условиях экологической напряженности. МГЭС эффективны повсеместно для поселений людностью 5-5000 человек (от 1,0 до 2,2 тыс. кВтч/км ²). Использование энергии ветра ограничено ветроэнергетическими установками мощностью до 1 кВт.

Пятый район («пристоличный»: от 10 до 30 чел./км²) включает часть регионов, ранее входивших в эксплуатационную зону обслуживания «Мосэнерго». Таксон охватывает сетевые циклы первого и второго ярусов, функционально связанные с сетевыми комплексами Московской области (9,2 % площади ЦЭР). Морфология сети определяет доминирование иерархического типа управляющей структуры с высоким уровнем надежности энергоснабжения. Равномерное и плотное сельское расселение пригородного типа характеризуется высоким темпом роста потребностей, но на фоне устаревшей схемы энергоснабжения. Положение усугубляется кризисно-конфликтной экологической ситуацией, причем уровень деградации среды имеет склонность к обострению. Это ситуация комплексного совпадения социально-экономической, инфраструктурной, энергетической и экологической проблемы. Локальные системы на основе МГЭС эффективны повсеместно для увеличения энерговооруженности поселений людностью 5-5000 человек (от 1,3 до 7 тыс. кВтч/км²), а ветроэнергоустановки мощностью 1?10 кВт -- для малых поселений (в пределах Московской области только в отдельных очагах).

Шестой район («столичный» ? 30 чел./км²) представлен только частью Московской области, занимающей 5,2 % площади ЦЭР. Это таксон сплошного и плотного сельского расселения пригородного типа в циклах второго и третьего топологических ярусов со смешанным типом управляющей структуры (высокая надежность). Темпы роста энергетических нужд и устаревшие сетевые схемы обостряют энергетические проблемы в условиях кризисно-конфликтной экологической ситуации. Таксон представляет фокус развития ЦЭР: соответственно развитие местных энергосистем перспективно по принципу «полюса роста» (сегмент общей энергосистемы), что способствует росту мультипликационных эффектов по принципу «домино» для ареалов с возрастающим спросом на энергию: поселков повышенной комфортности; зон массового перехода на электроотопление и т.д. Эксплуатация ВЭУ мощностью 1-10 кВт целесообразна в отдельных местностях по очаговому принципу. Объекты малой гидроэнергетики по ресурсной обеспеченности эффективны повсеместно и позволяют повысить уровень электрификации поселений людностью 5-5000 человек (от 6,7 до 7,0 тыс. кВтч/км²).

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Взаимосвязь централизации и децентрализации есть основа процесса формирования энергетического пространства любого масштаба и ранга. Исторически первичная децентрализованная энергетика, развивая электрификацию в локальной зоне обслуживания «вглубь», создала базу для последующей централизации энергоснабжения «вширь».

2. Территориальная организация разномасштабных энергосистем определяется универсальной закономерностью концентрации энергетики (централизации) и дисперсностью части потребителей (децентрализации) в пределах единого энергетического пространства. Поэтому периферийные, приграничные и глубинные части регионов -- это зоны обострения энергетических проблем. Отсюда, чем разнообразнее варианты электрификации одновременно в локальной зоне обслуживания «вширь и вглубь», тем выше морфологическое разнообразие энергосистем и функциональная устойчивость энергетического пространства любого уровня.

3. Морфологическое разнообразие энергетического пространства определяет доминирующий тип структуры управления энергосистемы и уровень ее надежности. Централизация энергоснабжения в условиях крайне растянутых коммуникаций социально-экономического «моря периферии», объективно требует взаимного дополнения своим антиподом -- пространственно обоснованной децентрализации на локальном уровне.

4. Противоречия между технико-экономическим подходом в территориальной организации систем энергоснабжения и социальной сущностью энергетики приводят к образованию энергетических «пустот», территорий с отсутствием или недостаточным развитием систем энергоснабжения с четко просматриваемой тенденцией роста площади охвата в зонах социально-экономической депрессии.

5. Социально-экологическая парадигма -- ключевой фактор возрождения локальной энергетики на основе возобновляемых источников. В условиях централизованных энергосистем староосвоенных регионов Центральной России это целесообразно по комплексу стимулирующих причин: социальной востребованности, экологической необходимости, энергетической потребности, экономической эффективности, ресурсной обеспеченности и технической возможности.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ АВТОРА

Научная монография

1. Территориальная организация локальной энергетики ЦЭР России -- монография / З.А. Атаев; Ряз. гос. ун-т им. С.А. Есенина. -- М.; Рязань: МПСИ, 2006. -- 344 с., 15 с. ил.

Статьи (курсивом обозначены публикации, изданные в рецензируемых журналах)

2. Экологические аспекты использования возобновляемых источников энергии // Рязанский экологический вестник. -- Рязань: РИРО; Горизонт, 1995. -- № 3. -- С. 59--61.

3. Возможность, практика и перспективы ветроэнергетики в Рязанской области // Рязанский экологический вестник. Рязань: РИРО; Горизонт, 1995. -- № 5. -- С. 29-32.

4. Энергоизбыточность Рязанской области: миф или реальность? // Материалы 2-й Всероссийской научн. практ. конф. «Современные информационные технологии в образовании», 13-14 мая -- Рязань: РИРО, 1998. -- С. 133-136.

5. Ретроспективный анализ использования гидравлической энергии в Рязанской области // Проблемы региональной экологии. -- Екатеринбург: Изд-во УРЦ Аэрокосмоэкология, 1998. -- № 3 -- С. 72-84.

6. Энергетические проблемы сельского населения Рязанской области // Вопросы региональной географии и геоэкологии -- Сб. науч. тр. -- Рязань: РГПУ, 1999. -- С. 66-70.

7. Возобновляемая энергетика -- резерв сельского энергоснабжения // Нива Рязани. Информационно-аналитический вестник, 1999. -- № 8 (14) август -- С. 14-16.

8. Система сельского расселения и проблемы энергоснабжения ЦЭР России // Проблемы региональной экологии. -- Екатеринбург: Изд-во УРЦ Аэрокосмоэкология, 2000. -- № 4 -- С. 16-20.

9. Методология выбора схем энергоснабжения сельской местности ЦЭР России // Материалы и исследования по Рязанскому краеведению -- Сб. науч. тр. -- Рязань: РИРО, 2002. -- Т. 3. -- С. 297-300.

10. Состояние и перспективы сельского энергоснабжения Рязанской области // Возобновляемая энергия: ежемесячный бюллетень для России и стран СНГ. -- М.: Интерсоларцент, 2002. -- Июнь. -- С. 5-7.

11. Актуальность использования возобновляемых источников энергии в ЦЭР России // Состояние и проблемы развития гуманитарной науки в Центральном регионе России: тр. 4-й регион. науч.-практ. конф., 5-6 июня 2002 г. -- Рязань: РГПУ, 2002. -- Т. 1. -- С. 191-200.

12. Основные направления использования возобновляемой энергетики в сельской местности ЦЭР России // Состояние и проблемы развития гуманитарной науки в Центральном регионе России: тр. 4-й регион. науч.-практ. конф., 5-6 июня 2002 г. -- Рязань: РГПУ, 2002. -- Т. 2. -- С. 58-61.

13. Университеты и региональные исследования // Университеты и региональное развитие: материалы международной науч.-практ. конф., 2-3 октября 2002 г. // Смоленск: Универсум, 2002. -- С. 142-145.

14. Региональная концепция энергонезависимости // Вопросы региональной географии и геоэкологии -- Сб. науч. тр. --/ Отв. ред. В.А. Кривцов. -- Рязань: РГПУ, 2003. -- Вып. 3. -- С. 92-101.

15. Регионы России и перспективы развития возобновляемой энергетики // Региональные исследования -- Смоленск: Универсум, 2003. -- № 2 -- С. 76-85.

16. Основы региональной концепции сельской энергетики // ВИЭ: материалы научной молодежной школы / Под общ. ред. В.В. Алексеева. -- М.: Изд-во МГУ, 2003. -- С. 13-17.

17. Региональные предпосылки развития возобновляемой энергетики в России (экономико-географический обзор по федеральным округам) // ВИЭ: материалы научной молодежной школы /Под общ. ред. В.В. Алексеева. -- М.: Изд-во МГУ, 2003. -- С. 18-23.

18. Выбор схемы энергетического снабжения села в ЦЭР России //Проблемы региональной экологии. -- Смоленск: Камертон, 2004. -- № 2 -- С. 91-105.

19. Географический подход в методологии освоения возобновляемых источников энергии //«Энергообеспечение в сельском хозяйстве», тр. 4-й межд. конф., 12-13 мая 2004 г. -- Ч. 4: ВИЭ, местные энергоресурсы, экология. -- М.: ГНУ ВИЭСХ, 2004. -- С. 14-19.

20. Эколого-экономическая оценка локальных систем энергоснабжения ЦЭР России // Региональные исследования. -- Смоленск: Универсум, 2004. -- № 2 (4) -- С. 79-89.

21. Территориальная организация локальной энергетики // Проблемы региональной экологии. -- Смоленск: Камертон, 2005. -- № 3 -- С. 56-66.

22. Территориальная организация локальной энергетики: актуальность, проблемы, перспективы (на примере сельской местности Рязанской области) // М.: ИГРАН; МАРС, 2005. -- С. 276-284.

23. Централизованные и локальные энергосистемы в свете положений концепции кластеров и ТПК (на примере морфологии электроэнергетики Московской области) // М.: ИГРАН; МАРС, 2006. -- С. 71-81.

24. Оценка ресурсов развития малой гидроэнергетики ЦЭР России // «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук», материалы международной межвузовской науч.-практ. конф., тр. РИУП, 1.12.2006 г. Рязань: РИУП. 2007. -- Вып. 10. -- С. 159-161.

25. Пространственный каркас локальных систем электроэнергетики (на примере Московской области) // Известия РАН. Серия География. -- 2007. -- № 2. -- С. 84-95.

26. Централизация и децентрализация как современные тенденции развития электроэнергетики // М.: ИГРАН; МАРС, 2007 (в печати).

Карты:

27. Топливно-энергетический комплекс Рязанской области // Атлас Рязанской области / М.: РТГЭ филиал ФГУП «МАГП», 2006. -- С. 45.

28. Малая гидроэнергетика Рязанской области (1940-1960 гг.) // Атлас Рязанской области / М.: РТГЭ филиал ФГУП «МАГП», 2006. -- С. 45.

Размещено на Allbest.ru