Размещено на http://www.allbest.ru/

Роль малой гидроэнергетики в энергоснабжении отдаленных территорий на примере горных районов РСОА

проф. И. Хузмиев

Содержание

• 1. Состояние и перспективы развития малой гидроэнергетики в России
• 2. Препятствия на пути использования ВИЭ
• 3. Мероприятия по стимулированию использования ВИЭ
• 4. Экономика возобновляемой энергетики
• 5. О перекрестном субсидировании на оптовом рынке электроэнергии для МГЭС до 25 мВт, подключенных к единой энергосистеме
• Заключение
• Литература

1. Состояние и перспективы развития малой гидроэнергетики в России

Основной целью развития нетрадиционной энергетики должно быть рациональное использование природных энергоресурсов с сохранением экологического равновесия и социальной стабильности. При этом должны решаться следующие задачи:

· повышение уровня жизни населения на основе современных систем энергоснабжения на базе возобновляемых источников энергии и инновационных технологий,

· сокращение потребления нефтепродуктов и развитие региональной энергетической базы,

· стабилизация цен на энергоносители и обеспечение бесперебойного энергоснабжения,

· снижение потребности в дровах, замедление процесса сведения растительного покрова, повышение эффективности землепользования,

· подготовка квалифицированного персонала в области производства и потребления энергоресурсов и их эффективного использования.

В нашей стране около 70% территории находится вне централизованной системы энергоснабжения и на ней проживает около 15 млн. человек. В этой связи использование местных возобновляемых энергоресурсов позволит экономить существенные количества жидкого и твердого топлива, которые необходимо туда доставлять для обеспечения жизнедеятельности. Существует также задача электроснабжения территориально разобщенных, мобильных и имеющих небольшой объем электропотребления, в основном сельскохозяйственных объектов, находящихся в труднодоступных местах с плотностью электрической нагрузки от 0,5 до 70 кВт на кв. км. Строительство для этих целей воздушных ЛЭП-10 - 6/0,4 кВ с учетом постоянно растущих цен на строительные материалы представляется экономически нецелесообразным. Отдельные регионы страны при этом располагают большим потенциалом возобновляемых источников энергии (энергией водных потоков, солнца, ветра, геотермальных вод). Поэтому проблема энергоснабжения отдаленных потребителей может решаться с помощью возобновляемых, нетрадиционных источников энергии.

Наиболее доступным и дешевым источником электрической энергии, особенно в горных условиях, является гидроэнергетический потенциал. По данным Российско-Европейского технологического центра технический гидроэнергетический потенциал малой гидроэнергетики по России равен: в СЗФО - 15 млрд.кВтч, в ЮФО - 15,5 млрд.кВтч, ПФО - 9 млрд.кВтч, СФО - 153 млрд.кВтч, ДФО - 146 млрд.кВтч. Этот потенциал позволит повысить социально-культурный уровень жизни жителей регионов, снизить издержки производства, повысить надежность и качество энергоснабжения на базе местных ресурсов, снизить антропогенное воздействие на окружающую среду. Малые гидроэлектрические станции нетрудно совместить с традиционными технологиями получения продуктов питания и мелкотоварного производства. Особый интерес такие источники энергии представляют для сельскохозяйственных потребителей в отдаленных территориях и в горной зоне.

Традиционным способом освоения гидроэнергетического потенциала является строительство крупных станций, которое требует больших капиталовложений и длительного срока строительства. Нетрадиционным решением этой проблемы является строительство малых и сверхмалых ГЭС на реках и ручьях. Мощность таких станций может колебаться от нескольких сотен Ватт до мВт. Их массовое строительство позволит улучшить условия жизни, увеличит использование сельскохозяйственных угодий и рекреационный потенциал горной зоны, повысит отдачу капиталовложений в энергетику, учитывая, что срок строительства малых и сверхмалых ГЭС колеблется от одного месяца до трех лет, в зависимости от конкретных гидрологических условий и мощности.

В настоящее время нет однозначной классификации малых ГЭС по мощности, однако малую гидроэнергетику можно разделить следующим образом:

По мощности:

·- микро ГЭС от 0,1 до 100 кВт;

·- мини ГЭС до 1000 кВт;

·- малые ГЭС до 25000 кВт.

По условиям эксплуатации:

· сетевые для работы параллельно с сетью;

· автономные для работы на изолированного потребителя.

По условиям работы МГЭС можно разделить на ГЭС, работающие на несколько потребителей - групповые и ГЭС, работающие на отдельного потребителя - индивидуальные.

По характеру исполнения МГЭС делятся на:

· стационарные приплотинные ГЭС;

· стационарные бесплотинные ГЭС;

· стационарные рукавные ГЭС;

· мобильные рукавные ГЭС;

· погружные ГЭС.

В настоящее время за исключением крупных гидроэлектростанций возобновляемые источники энергии в Росси практически не используются. С помощью ВИЭ получается менее 1% электроэнергии. Значительный дефицит электрической мощности и электрической энергии, высокая стоимость покупной электроэнергии при собственных значительных гидроресурсах в отдельных территориях делает актуальной проблему применения ВИЭ. Наиболее доступным и дешевым источником электрической энергии при этом является строительство малых и сверхмалых ГЭС на реках и ручьях. Конечно, эти установки не могут оказать большое влияние на общий энергобаланс региона. Их массовое строительство позволит улучшить условия жизни, увеличит отдачу с.х. угодий, улучшит использование местных энергоресурсов, повысить надежность энергообеспечения, снизить антропогенное воздействие на окружающую среду. Срок строительства малых и сверхмалых ГЭС колеблется от нескольких месяцев до нескольких лет, в зависимости от конкретных гидроэкологических условий и мощности.

В условиях проживания в отдаленных территориях и горной зоне наличие устойчивого энергоснабжения становится зачастую задачей выживания. Низкая надежность энергоснабжения, высокие тарифы на электроэнергию, трудности работы транспорта в зимние месяцы создали условия для оттока населения из горной зоны РСОА, которая составляет половину территории. Там постоянно проживает несколько тысяч человек, если не считать населения поселков Мизур и Фиагдон. В этих условиях с помощью строительства микроэнергетических установок можно активизировать использование всех ресурсов гор, привлечь население, увеличить производство уникальной сельскохозяйственной продукции, полнее использовать рекреационные ресурсы. Такая работа в РСОА уже начата, так как для электроснабжения поселений в горной зоне несложно организовать применение рукавных микро-ГЭС, которые могут устанавливаться на местности в течении нескольких дней. Цена электрической энергии для конечных потребителей при этом будет не более 50 коп. за кВтч. Так, например, в сел. Джимара местные жители установили микро ГЭС мощностью 30 кВт, в сел. Зарамаг восстанавливается ГЭС мощностью 100 кВт и строится новая мощностью 30 кВт.

2. Препятствия на пути использования ВИЭ

гидроэнергетика возобновляемый субсидирование

Существует ряд препятствий на пути широкого использования ВИЭ. К ним можно отнести:

· Отсутствие соответствующего закона и ясно сформулированных государственных целей и приоритетов развития ВИЭ, нет органов управления на федеральном и региональном уровнях и научных центров.

· Низкий уровень инвестиций и слабая поддержка государством программ развития ВИЭ.

· Лоббирование программ по развитию традиционных методов и технических средств получения энергоресурсов.

· Низкий платежеспособный спрос населения и организаций. Многие субъекты РФ - дотационные, нет экономических стимулов для вложения инвестиций (налоговые льготы, льготные кредиты) и утвержденной федеральной программы, не удовлетворительно работает механизм финансирования и возврата вложенных средств

· Низкий уровень стандартизации и сертификации оборудования, не развитость инфраструктуры, отсутствие обслуживающего персонала, недостаточный объём научно-технических и технологических разработок, недостаточный уровень технических знаний организаций, принимающих решения.

· В богатой относительно дешевыми энергоресурсами стране, трудно преодолеть привычку к их расточительному использованию и побудить потребителей энергии экономить и использовать нетрадиционные решении я.

· Низкая осведомленность общества о возможностях ВИЭ, отсутствие широко поставленной пропаганды в средствах массовой информации возможностей и достоинств ВИЭ.

· Отсутствие необходимых научных и производственных кадров.

3. Мероприятия по стимулированию использования ВИЭ

Необходимо осознать, что для массового использования возобновляемых источников энергии в России имеются все необходимые ресурсы и возможности. Для этого необходимо в качестве первоочередных мероприятий сделать следующее:

· Провести инвентаризацию всех работ в сфере возобновляемой энергетики;

· Разработать специальную государственную программу развития ВИЭ (национальный проект) с обеспечением необходимых средств для ее реализации.

· Уточнить ресурсную базу малой гидроэнергетики в России;

· Принять меры государственной поддержки по организации научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по доведению имеющихся образцов изделий и технологий до их производства;

· Организовать финансовую поддержку разработке современных технологий в сфере энергосбережения и возобновляемой экологически чистой энергетике за счет бюджетных и вне бюджетных источников, в том числе за счет привлечения крупных энергетических и металлургических компаний и холдингов к этой работе;

· Разработать предложения по внесению в нормативную документацию, регулирующую энергетический комплекс России, соответствующих изменений, которые будут способствовать развитию возобновляемой энергетики и энергосбережению;

· Разработать экономические и административные методы поощрения использования возобновляемых источников энергии в производстве и в быту, включая налоговые льготы и прямые дотации из бюджета;

· Организовать подготовку кадров соответствующих специальностей;

· Разработать и внедрить систему материального поощрения молодых специалистов, обеспечив начальную заработную плату в отрасли не менее 500€ в месяц. За 3000 рублей в месяц не удастся создать успешно работающие сообщества ученых и специалистов в области инновационной энергетики, какой сегодня является энергетика, основанная на возобновляемых источниках.

· Начать активное использование существующих энергосберегающих технологий и возобновляемых источников энергии в всех сферах производства и ЖКХ;

· В связи с тем, что из ранее проводимых работ в настоящее время наиболее перспективным для быстрого внедрения являются микро и мини гидроэлектрические станции обеспечить финансовую поддержку по использованию имеющихся заделов для разработки и производства и их на уровне современных требований.

· Необходимо создать региональные центры по разработке РПРВИЭ. Такой центр можно организовать в РСОА, используя имеющийся научно-технический потенциал по разработке возобновляемых источников энергии, в том числе солнечных систем, их производства и подготовки кадров на базе СКГМИ (ГТУ) и существующих предприятий, таких как завод "Бином", ООО "АСЕН-энерго", ООО "Пик", Моздокский механический завод, ОАО "ГидроОГК", ЗАО "АПБЭ" с учетом имеющихся программ по освоению отдаленных и горных территорий.

· Начать активную пропаганду и обучение в сфере энергосберегающей производственной культуры и экономного образа жизни, начиная с детского сада и начальной школы;

4. Экономика возобновляемой энергетики

Стоимость строительства малых ГЭС составляет в среднем от 500 до 2000 $ за один кВт установленной мощности со сроком окупаемости от 2 до 12 лет в зависимости от конкретных условий. Гидрологические и морфометрические характеристики горных территорий страны, например, Северный Кавказ, допускают использование всех типов выпускаемых в России и странах СНГ микро ГЭС и оборудования для малых ГЭС.

Рис. 1. Зависимость срока окупаемости (Т ок.) для автономных электроустановок от числа часов использования установленной мощности в год и удельных капитальных затрат при стоимости топлива в регионе - 300 долл/т.у.т., норме издержек - 1% от капитальных вложений, удельном расходе условного топлива - 380 г.у.т./кВт·ч (среднее значение для автономных энергосистем на базе дизельных электростанций)

Отечественное оборудование дешевле импортного в полтора и более раз. Например, удельная стоимость 1 кВт установленной мощности в России для малых гидростанций (ГЭС) составляет в среднем 1000долл., а на микроГЭС, работающих изолированно, - 500 долл., тогда как в Европе удельная стоимость доходит до 5000 долл. Стоимость электроэнергии от ВИЭ по многим видам электростанций находится на уровне традиционной энергетики. Срок окупаемости вложений в энергетике в среднем составляет 10 до 20 лет. Кроме того, теплостанция строится 6-8 лет, крупная гидростанция - 10-12 лет. По результатам наших расчётов срок окупаемости различных проектов на ВИЭ в России составляет от 3 до 15 лет. Расчёты, проведенные для различных сочетаний факторов, влияющих на срок окупаемости объектов возобновляемой энергетики, показывают следующее. В централизованных энергосистемах приемлемый срок окупаемости до 15 лет имеет место при удельных капитальных вложениях 1000 дол./кВт и числе часов использования установленной мощности 2200 и более в год. Для автономных энергосистем эти величины составляют соответственно, 600 дол./кВт и 3000 и более час. в год, срок окупаемости до 5 лет. Этим критериям соответствуют практически все виды оборудования для МГЭС.

5. О перекрестном субсидировании на оптовом рынке электроэнергии для МГЭС до 25 мВт, подключенных к единой энергосистеме

Развитие альтернативной энергетики в России должно создать основы ухода во второй половите века от энергетики огневой, основанной на ископаемых углеводородах. Однако, на первом этапе основой является энергообеспечение отдаленных регионов, где нет централизованной системы энергоснабжения. В этой связи необходимо создать соответствующие условия для привлечения инвестиций. Это могут быть средства бюджетов разных уровней и частного капитала, а также затраты местных жителей.

Предлагаемые меры по увеличению мотивации привлечения средств в возобновляемую энергетику должны носить системный характер и не создавать условий для не обоснованной финансовой поддержки инвесторов. Так, например, сегодня предлагается ввести перекрестное субсидирование на оптовом рынке для малых гидроэлектростанций мощностью до 25 мВт, работающих параллельно с сетью, в размере 2,28 руб. на кВтч. То есть участники оптового рынка должны оплачивать прибыль работающих в единой энергосистеме малых ГЭС, обеспечивая им окупаемость за 3-4 года. Такое предложение нарушает права потребителей и противоречит гражданскому кодексу. При этом для станций, работающих автономно в отдаленных регионах, никакой компенсации не предусматривается. Понятно, что условия работы сетевых станций мощностью до 25 мВт аналогичны условиям работы крупных ГЭС, действующих в регионе, и поэтому они в дополнительном поощрении не нуждаются. Для примера рассмотрим строящуюся в РСОА Фиагдонскую МГЭС мощностью 5мВт, с напором 198м и среднегодовой выработкой электроэнергии 23,7 млн. кВтч. Стоимость проекта по предварительной оценке 150 млн. руб. Пуск станции намечен на конец 2008 года. При принятом Правительством РФ графике роста тарифов на электроэнергию, станция окупиться за срок не более 6 лет. О какой дополнительной поддержки за счет других потребителей на оптовом рынке в этом случае можно вести речь? Если предлагаемая надбавка с оптового рынка в размере 2,28 руб. будет принята станция окупится за срок менее 3 лет. Общая сумма средств изъятых с оптового рынка для субсидирования МГЭС до 2015 года при неизменной величине доплаты за кВтч составит с учетом предполагаемой выработки электроэнергии составит более 80 млрд. руб.

Такое предложение создает условия, при которых инвесторы начнут строить только МГЭС в местах централизованного энергоснабжения, где, как правило, можно реализовать более эффективные ГЭС большей мощности, например на Северном Кавказе. Интерес к другим видам возобновляемой энергетики будет понижен. Другое дело отдаленные регионы. Электроэнергия в этих местах получают от дизель - генераторов со стоимостью 10-20 руб. кВтч. Безусловно, поощрять нужно тех, кто будет заниматься электрификацией в этой зоне.

Отметим, что предложение использования перекрестного субсидирования на оптовом рынке для ВИЭ является антирыночным, причем расчет величины субсидий производится в отрыве от конкретных условий региона и вида ВИЭ. Это означает также незаконное дополнительное налогообложение субъектов оптового рынка электроэнергии, снижению их конкурентоспособности и к уменьшению налогооблагаемой базы. При этом произойдет дотирование одних регионов за счет других, а контроль над десятками млрд. руб. средств, предназначенных для дополнительных доходов сетевых МГЭС, перейдет в управление к структурам электроэнергетики.

Нужно разработать прозрачные рыночные инструменты финансовой поддержки инвесторов в ВИЭ в виде налоговых льгот, льготных кредитов и прямой бюджетной поддержки, а не идти по пути отъема средств участников оптового рынка в пользу более удачливых бизнесменов, которые поставили себе целью окупить вложения за 2-4 года. Условия конкуренции на рынке для всех его участников должны быть равными. Также можно организовать бюджетное финансирование нетрадиционных источников электроэнергии для передачи их в управление или в собственность муниципальным образованиям в регионах. Это обеспечит высокий экономический эффект, а стоимость электроэнергии для потребителей будет не более 1-2 руб. кВтч.

Меры поддержки необходимо определять в зависимости от условий региона, видом возобновляемой энергии и типом используемого оборудования. Для возобновляемых источников энергии работающих на общую сеть, то есть для сетевых машин при определении льгот и дотаций должен применяться принцип равной доходности. Основными преимуществами должны обладать проекты для автономной работы в отдаленных территориях, где отсутствуют системы централизованного электроснабжения от единой электрической сети.

Заключение

Электрическая энергия способствует росту благосостояния населения. Однако имеются отдаленные регионы и горные территории, в которых вся инфраструктура и производственная деятельность зависят от своевременной доставки дорожающего органического топлива. В то же время во многих из них из них имеются значительные запасы возобновляемого источника энергии - энергия водотоков (реки и ручьи). Решением проблемы энергоснабжения таких регионов является строительство малых гидроэлектрических станций. Малую гидроэнергетика может обеспечить потребителей в отдаленных местах и в горной зоне электрической энергией по приемлемой цене. Оборудование для малой энергетики может производиться в России без особых сложностей по значительно более низким ценам, чем аналогичное иностранное. При этом необходимо иметь в виду агрегаты для микро ГЭС мощностью от 1,5 до 100 кВт и агрегаты для мини ГЭС мощностью до 1000 кВт. Для комплектации таких агрегатов имеется серийное оборудования (генераторы, редукторы и т.д.), что влияет на их конечную стоимость. Относительно малая стоимость, простота эксплуатации и ремонта, возможность прямого использования стока рек, малые сроки строительства и окупаемости затрат, незначительное влияние на окружающую среду делает эффективным строительство МГЭС. В этой связи необходимо принять меры по разработке программы внедрения микро ГЭС в регионах России, в том числе и обеспечение работ соответствующим финансированием. Начать нужно с Северного Кавказа, где в горной зоне можно организовать производство экологически чистых продуктов питания, опираясь на местное население и традиционные технологии.

Интенсивное освоение гидроресурсов с помощью малых ГЭС ставит целый ряд экологических, гидрологических, технических и организационных вопросов. Их необходимо решать в рамках осуществления соответствующей программы. В программу должны входить схема размещения малых ГЭС с учетом экологических, географических и экономических факторов и очередность их строительства. Для установления экологически и экономически обоснованности развития малой энергетики необходимо повысить изученность малых рек.

Разработку основных направлений развития малой энергетики необходимо начать с определения экономически обоснованного гидроэнергетического потенциала малых рек и уточнения потребителей энергии малых ГЭС. Необходимо также обследовать действующие и выведенные из эксплуатации малые ГЭС, решая вопрос о целесообразности их восстановления и модернизации. Создание малых ГЭС требует организации системы мониторинга и разработки прогнозов для принятия мер по ликвидации возможных отрицательных последствий функционирования этих гидроэлектростанций.

К сожалению, во властных структурах нет понимания того, что альтернативная возобновляемая нетрадиционная энергетика является частью повышения энергетической безопасности страны. В этой связи основные ресурсы направляются не в повышение эффективности использования энергии, энергосбережение и возобновляемые источники энергии, а в средства преобразования углеводородного и "атомного" энергетического материала. Необходимо понять, что возможное изменение способа получения энергии является более фундаментальной новацией, чем глобализация телекоммуникаций, то оно повлечет еще более радикальные социально-политические последствия, чем те, что были вызваны внедрением информационных технологий.

Задел, имеющийся у российской науки и техники в сфере нетрадиционной энергетики, пока еще полностью не потерян. Промышленные прототипы установок можно получить в течение полутора - двух лет при финансировании на один проект в размере от нескольких сотен тысяч до миллионов долларов США.

Поэтому в сфере использования возобновляемых источников энергии, в том числе и малой гидроэнергетики, представляется необходимым проведение осознанной государственной политики по следующим основным направлениям:

· Принятие нормативно-правовых актов, обеспечивающих реальную государственную поддержку разработку и внедрение возобновляемых источников энергии;

· Финансирование инновационных разработок в сфере возобновляемой энергетике, не обусловленное традиционными представлениями об экономической целесообразности;

· Переход на новый инновационный технологический уклад в энергетике и оптимизация его социально-экономического воздействия на народное хозяйство.

Необходимо срочно принять целевую национальную программу по использованию возобновляемых источников энергии (национальный проект), реализация которой позволит России занять достойное место среди развитых стран мира в 21 столетии.

Литература

1. Использование возобновляемых и нетрадиционных источников энергии. ЭСКО №11,2005

2. Energy for the Future:Renewable sources of Energy White Paper for a Community Strategy and Action Plan. Brussels, 26.11.1997. Commission of the European Communities.

3. Green Paper. Towards a European strategy for the security of energy supply Brussels, 29 November 2000. Commission of the European Communities.

4. Renewable Energy World. Review issue 2000-2001. July-August 2000.

5. Hydropower & Dams. World Atlas. 1999.

6. Мировая энергетика и переход к устойчивому развитию. Л.С. Бекаев, О.В. Марченко, С.П. Пинегин и др. Новосибирск, Наука, 2000.

7. http://user.ospu.odessa.ua/~shev/emd_m/nie/doklad.htm

8. Ветроэнергетика: опыт и перспективы. |Источник: ОАО "ГидроОГК", http://www.gidroogk.ru/

9. С.В. Алексеенко, член-корр. РАН, директор Института теплофизики СО РАН, г. Новосибирск. Нетрадиционная энергетика и энергоресурсосбережение ЭСКО №1,2007)

10. И.К. Хузмиев, Регулирование энергетических естественных монополий и энергоменеджмент, Научные труды ВЭО, том 42, 2003

11. http://courier.com.ru/

12. http://www.ecomuseum.kz/dieret/why/why.html

13. И. Хузмиев. Регулирование энергетических естественных монополий и энергоменеджмент, в двух томах, Ремарко, Владикавказ,2001.

14. Crossing the divide: the future of clean energy, CERA, 2007.

15. Журнал "В мире науки" №4, 2008.

16. Доклад "США: Возобновляемая энергетика - путь к энергетической безопасности".

Размещено на Allbest.ru