Развитие и размещение нетрадиционных источников электроэнергии РФ

использования НВИЭ и местных видов топлива» в соответствии с Федеральной целевой программой «Энергоэффективная экономика» на 2002-2005 годы и

на перспективу  до 2010 года

Положительным фактором для развития НВИЭ в России является начавшееся создание законодательной базы. В 1996 г. Законом «Об энергосбережении» установлена правовая основа применения электрогенерирующих установок на НВИЭ, состоящая в праве независимых производителей этой электроэнергии на подсоединение к сетям энергоснабжающих организаций.

В 1999 г. Государственной  Думой и Советом Федерации был принят Закон «О государственной политике в сфере использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии». Однако в дальнейшем он был отклонен Президентом РФ (25 ноября 1999 г.). Попытки разработать новый законопроект начались в 2004 г. по инициативе РАО «ЕЭС России» в связи с отсутствием нормативных и регламентирующих документов для практической реализации проектов по ВИЭ. Предполагается разработка документов двух уровней: федерального и отраслевого. В первом случае – это проект закона о возобновляемых источниках энергии, предусматривающий систему мер поддержки возобновляемой энергетики. Во втором – документы по изысканиям, проектированию, экспертизе проектов станций и агрегатов, правила их эксплуатации, правила их присоединения к сетям общего пользования, уточнения расчетов и обоснования тарифов и т.д. Разработка документов ведется под контролем Федеральной гидрогенерирующей компании ОАО «Гидро-ОГК», созданной в декабре 2004 г. рамках реформирования российской электроэнергетики (одной из задач компании является развитие в России энергетики на базе возобновляемых источников энергии).

Таблица 5. Прогноз доли возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии в России, включая малые ГЭС (млрд. кВт*ч)

Удельные капитальные  вложения в оборудование возобновляемой энергетики находятся примерно на уровне оборудования традиционной энергетики или несколько выше. Отечественное оборудование дешевле импортного на 30-50% и более. Например, удельная стоимость 1 кВт установленной мощности в России для малых гидростанций (ГЭС) составляет 1000-1200 долл., а на микроГЭС, работающих изолированно, - 600-700 долл., тогда как в Европе удельная стоимость равна 1500-1800 долл.

Стоимость электроэнергии от ВИЭ по многим видам электростанций находится на уровне традиционной энергетики. Так, за рубежом цена за 1 кВт/ч электроэнергии от ВИЭ составляет:  для микро и малых ГЭС 3-4 цента; ветростанций 4-5 центов; геотермальных станций 5-6 центов; электростанций на отходах деревообработки - 6-7 центов. От традиционных электростанций: для электростанций на угле цена за 1 кВт/ч электроэнергии составляет - 5,2-8 центов, на газе - 5-6,5 центов, атомных электростанций - 4-8 центов.

Зависимость срока  окупаемости для системной электроустановки (Т ок.) от числа часов использования  установленной мощности в год  и удельных капитальных затрат при  стоимости топлива в регионе - 100 долл/т.у.т., норме издержек - 1% от капитальных затрат, удельном расходе условного топлива - 340 г.у.т./кВт/ч (среднее значение для тепловых электростанций России).

Рис 9. Число часов использования установленной мощности в год.

Простой срок окупаемости  капитальных вложений в энергетике в среднем составляет 8-10 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. Ветростанция 50 МВт за рубежом строится за 5-6 месяцев, начиная от подписания контракта, и окупается за 8-10 лет.

Расчёты, проведенные  для различных сочетаний факторов, влияющих на срок окупаемости объектов возобновляемой энергетики, показывают следующее.

В централизованных энергосистемах приемлемый срок окупаемости (5-10 лет) имеет место при удельных капитальных вложениях 1500дол./кВт и менее и числе часов использования установленной мощности 2200 и более в год. Для автономных энергосистем эти величины составляют соответственно, 2000 дол./кВт и 1500 ч/год.

Этим критериям  соответствуют практически все  виды оборудования возобновляемой энергетики. Это не "быстрые" деньги, но это "вечные" деньги.

2.  Размещение нетрадиционных источников энергии на территории России.

 Солнечные  электростанции (СЭС).

Россия расположена  между 41 и 82 градусами северной широты, и уровни солнечной радиации на ее территории существенно варьируются . По оценкам, солнечная радиация в отдаленных северных районах составляет 810 кВт·час/м² в год, тогда как в южных районах она превышает 1400 кВт·час/м² в год. Также наблюдаются большие сезонные колебания в приходе солнечной энергии. Например, на широте 55 градусов суточный приход солнечной радиации составляет в январе 1,69 кВт·ч/м², а в июле - 11,41 кВт·ч/м². Ниже приведена карта среднедневных сумм солнечной радиации за год.

Совокупный потенциал  солнечной энергии оценивается  в 2300000 млн. т у.т., технический потенциал  в 2300 млн. т у.т. и экономический - в 12,5 млн. т у.т. Потенциал солнечной  энергии наиболее велик на юго-западе (Северный Кавказ, район Черного и Каспийского морей) и в Южной Сибири и на Дальнем Востоке. Значительными ресурсами обладают Калмыкия, Ставропольский край, Ростовская область, Краснодарский край, Волгоградская область, Астраханская область и другие регионы на юго-западе, а так же Алтай, Приморье, Читинская область, Бурятия и другие регионы на юго-востоке. В некоторых районах Западной и Восточной Сибири и Дальнего Востока годовая солнечная радиация составляет 1300 кВт·ч/м², превосходя значения для южных регионов России . Например, в Иркутске (52 градуса северной широты ) поступление солнечной энергии достигает 1340 кВт·ч/м², а в Республике Якутия -Саха (62 градуса северной широты ) - 1290 кВт·ч/м². Именно в этих районах рекомендуется использование установок, преобразующих солнечную энергию.

В Приложении 2 приведена обобщенная карта солнечных ресурсов России.

Ветровые электроустановки (ВЭУ).

Потенциал ветроэнергетики  распределен по территории России неравномерно. Согласно Атласу ветров России, существует множество районов, где среднегодовая скорость ветра превышает 6,0 м/с. На карте в Приложении 3 показаны ветроэнергетические ресурсы на высоте 50 метров над уровнем земли. Наивысшие средние скорости ветра обнаруживаются вдоль берегов Баренцева, Карского, Берингова и Охотского морей. Другие районы с относительно высокой скоростью ветра (5-6 м/с) включают побережья Восточно -Сибирского, Чукотского морей и моря Лаптевых на севере и Японского моря на востоке. Несколько меньшие скорости ветра (3,5-5 м/с) имеются на берегах Черного, Азовского и Каспийского морей на юге и Белого моря на северо-западе. Значительные ресурсы находятся также в районах Среднего и Нижнего Поволжья, на Урале, в степных районах Западной Сибири, на Байкале. Самые низкие значения средней скорости ветра наблюдаются над Восточной Сибирью в районе Ленско-Колымского ядра Азиатского антициклона.

Над большей частью территории России скорость ветра в дневное  время выше, чем ночью, причем эти  различия существенно менее выражены зимой. Годовой ход средней скорости ветра (т.е. разница между максимумом и минимумом среднесуточных скоростей) в большинстве районов России незначителен и варьируется в пределах от 1 до 4 м/с, составляя в среднем 2-3 м/с. Более высокие амплитуды наблюдаются в центре Европейской части России, в Восточной Сибири, в Западной Сибири (за исключением северных районов) и особенно на Дальнем Востоке, где они достигают 4 м/с. Годовые амплитуды менее 2 м/с наблюдаются над юго-востоком и юго-западом Европейской части России и над Центральной Сибирью. Зимой и осенью скорость ветра выше над большей частью России, за исключением южной части Центральной Сибири, где максимум скорости ветра приходится на теплые месяцы. Наивысшие скорости ветра над Якутией и Забайкальем наблюдаются в апреле-мае.

Cовокупный ветровой потенциал России оценивается в 26000 млн. т.у.т., технический потенциал 2000 млн. т.у.т. и экономический 10 млн. т.у.т. Около 30% экономического потенциала сконцентрировано на Дальнем Востоке, около 16% в Западной Сибири и еще 16% в Восточной Сибири. Распределение потенциала энергии ветра по регионам приведено в таблице Приложения 3.

Геотермальные электростанции (ГеоТЭС).

В России геотермальная  энергия занимает первое место по потенциальным возможностям ее использования. Общие запасы этого вида энергии в России оцениваются в 2000 МВт. Экономический потенциал геотермальной энергии составляет 115 млн. т.у.т. в год. Выявленные запасы геотермальных вод с температурой 40-200°С и глубиной залегания до 3500 м на территории России могут обеспечить получение примерно 14 млн. м3 горячей воды в сутки, что по количеству энергии эквивалентно 30 млн. тонн условного топлива. В то же время выведенные на земную поверхность запасы геотермальных вод используются всего на 5%.

У геотермальной  энергетики есть свои плюсы и минусы. Плюсы в экономичности, а минусы в экологии. Нельзя не учитывать, что пар содержит отравляющие газы, а воды несут серу и прочие примеси. Однако себестоимость киловат-часа такой энергии невысока, что быстро окупает строительство ТЭС. 

В настоящее время в стране эксплуатируются месторождения геотермальных вод на Сахалине, Камчатке и Курильских островах, в Краснодарском и Ставропольском краях, Дагестане, Ингушетии. По оценкам специалистов, запасы парогидротерм Камчатки и Курильских островов (эти зоны молодого вулканизма отличаются максимальной близостью геотермальных вод к поверхности земли) могут обеспечить мощность геотермальных электростанций не менее 1000 МВт. На Камчатке, на Паратунском месторождении в 1967 году была создана опытно-промышленная геотермальная электростанция мощностью около 500 кВт - это был первый опыт получения электроэнергии с помощью геотермального тепла в России. В настоящее время на Камчатке действуют Паужетская ГеоТЭС мощностью 11 МВт и Мутновская ГеоТЭС, проектная мощность которой составляет 200 МВт.

В России основные геотермальные источники экономически расположены невыгодно. Камчатка, Сахалин и Курильские острова отличаются слабой инфраструктурой, высокой сейсмичностью, малонаселенностью, сложным рельефом местности. Однако на данный момент уже разработана и начала реализовываться программа создания геотермального энергоснабжения этого региона, в результате которой ежегодно будет сэкономлено около 900 тыс.т.у.т. В развитие геотермальной энергетики Камчатки определяющий вклад вносит специально созданное для этой цели ОАО "ГЕОТЕРМ", Калужский турбинный завод, разработавший и освоивший в производстве современное специализированное оборудование, поставляемое не только на Камчатку, но и за рубеж.

Имеется опыт теплоснабжения малых городов, поселков, тепличных комплексов и т.п. с использованием геотермального тепла, прежде всего, на Камчатке, Курилах и Северном Кавказе. Как перспективные для внедрения геотермального теплоснабжения рассматриваются Омская и Тюменская области, западная часть Новосибирской области и северная часть Томской области. [12]

Сегодня большой интерес  представляют геотермальные ресурсы  Краснодарского и Ставропольского  края, а также Калининградской  области, где имеются запасы горячей воды с температурой до 110°С; а их тепловой потенциал можно оценить в 1000 МВт(т).

Сравнительно низкотемпературные гидрометры (15-300°С) представляют собой идеальный источник низкопотенциального тепла для тепловых насосов. Такие источники имеются, например, в Новосибирской области, где реализуется программа отопления с помощью тепловых насосов взамен котельных, работающих на органическом топливе.