Ветер, солнечный свет, биомасса, приливы, геотермальная теплота – все это и есть возобновляемые источники энергии. Главные плюсы ВИЭ перед ископаемыми видами топлива – экологичность и возобновляемость. В середине 1990-х годов прошлого столетия широкое использование ВИЭ замедлялось большими ценами на сами установки и более высокой стоимостью, по сравнению с традиционными энергоустановками, вырабатываемой ими энергии. На сегодняшний день во многих государствах благодаря ужесточению экологических требований и государственному содействию альтернативной энергетике совершилось уравнивание этих стоимостей. Причем тенденция уменьшения цен на возобновляемую энергию  сохраняется. Давайте взглянем, какие альтернативные источники энергии в настоящее время применяются в северных областях и как впоследствии будет формироваться энергетика этих территорий.

В Северный экономический район входят Архангельская область, Вологодская  область, Мурманская область, Республика Карелия, Республика Коми и Ненецкий автономный округ.

 

Энергетика Архангельской  области

 

В качестве используемых альтернативных источников энергии и технологий энергосбережения на территории области существует ветродизельный комплекс в п. Каменка Мезенского района мощностью 2×225 КВт и в п. Долгощелье мощностью 1×100 КВт. Кроме того, одобрено техникоэкономическое обоснование строительства мини-ТЭС на биотопливе мощностью 5 МВт в селе Лешуконское.

Архангельская область занимает второе место по Северо-западу России (после Республики Коми) по лесному потенциалу. По результатам деятельности Долгосрочной целевой программы Архангельской области за 2010-2011 годы было возведено 6 новых биотопливных котельных, 23 котельных было переведено на местные виды топлива, закрыто 14 устаревших невыгодных котельных.

В 2012 году в Архангельской области предполагалась реконструкция 12 муниципальных котельных и постройка 5 новых, энергоэффективных котельных с использованием  биотоплива.

 В Онеге, в 2006 году были пущены в эксплуатацию две котельные, работающие на биотопливе.

В качестве топлива используется кора, а также опилки. Привлечь инвестиции для столь масштабного проекта было нелегко. Общая стоимость проекта составила более 200 млн. рублей. Часть затрат удастся компенсировать за счет иностранных инвестиций в рамках Киотского протокола. Это первый в России опыт привлечения средств, в рамках этого международного экологического соглашения.

 

Энергетика Вологодской области

 

Вологодская область не располагает личными энергоресурсами, кроме дров, торфа и отходов лесозаготовок для отопления, часть которых в энергетическом балансе области менее 2%, вследствие этого поставка первичных энергоресурсов практически целиком (на 98%) осуществляется из других регионов России.

 

На сегодняшний день в области осуществляются крупные инвестиционные проекты по постройке объектов генерации, в том числе:

— строительство энергоблока № 4 Череповецкой ГРЭС на базе парогазовой технологии (ПГУ-420) – инвестор ОАО «ОГК-2» (ввод 2014 г.);

— строительство ПГУ-110 МВт на Вологодской ТЭЦ – инвестор ОАО «ТГК-2» (ввод 2013 г.).

Из числа трёх энергетических предприятий Российской Федерации, обладающих официальным статусом объектов на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ), только мини-ТЭЦ «Белый ручей» является уникальной, действующей на биологической массе, теплоэлектроцентралью.

ДЗО ОАО «ТГК-2» или промышленная мини-теплоэлектростанция «Белый ручей», находящаяся в одноимённом посёлке Вытегорского района Вологодской области, приобрела официальное квалификационное свидетельство генерирующего предприятия, которое функционирует на основе ВИЭ.

В качестве основного топлива мини-ТЭЦ применяет отходы областных деревообрабатывающих предприятий. За счёт работы котлоагрегатов по современной технологии — циркулирующий кипящий слой, теплоэлектростанция имеет высокий коэффициент полезного действия. Выбросы вредных веществ в окружающую среду сведены, при этом, к минимуму.

Мини-ТЭЦ «Белый ручей» оборудована передовой автоматизированной информационно-измерительной системой коммерческого учёта электроэнергии (АИИС КУЭ класса А+), наличие которой является обязательным условием приобретения квалификационного свидетельства. Только три энергетических объекта в России иметь в своем распоряжении на сегодняшний день современную информационно-измерительную систему по обработке данных об энергетических потоках в электросетях.

В области построено 8 предприятий по производству биотоплива, общей производственной мощностью более 180 тыс. тонн пеллет в год. В 2009 году, несмотря на сложные финансовые условия, их производство увеличилось более чем в 2 раза. А благодаря увеличению спроса, конъюнктуры цен и увеличению курса евро по отношению к рублю в 2009 году эта отрасль в лесной промышленности наиболее прибыльна.

Ведется строительство крупного деревообрабатывающего комбината в г. Бабаево Краснодарской компанией «Альтбиот» предусматривающей наряду с переработкой древесины и строительство завода по производству биотоплива мощность 60 тысяч тонн.

Для вовлечения в оборот отходов переработки древесины в области реализуется еще ряд направлений.

Мини-ТЭЦ на древесных отходах мощностью 3 МВт электрической энергии пущена в 2006г. на ОАО «Великоустюгский фанерный комбинат «Новатор». Пуск мини-ТЭЦ позволил на 68% снабдить производство собственной электрической энергией, обеспечить ежемесячную утилизацию примерно 7 тыс. плотных куб.м. отходов деревообработки.

Фактически на всех деревообрабатывающих предприятиях области поставлены котельные на отходах лесопиления и деревообработки, позволяющие получать теплоэнергию, применяемую для отопления производственных помещений и обслуживания сушильных камер.

Более 400 муниципальных котельных в районах области функционирует на дровах или отходах переработки древесины (щепа и опилки).

В 2008 году введено в эксплуатацию 2 новые котельные в Устюженском, Бабушкинском районе с утилизацией щепы и опилок с обеспечением отопления объектов социальной сферы.

Так же в области работают пиролизные установки для получения древесного угля в Кадуе и Сямже.

На лесных предприятиях и некоторых сельхозпредприятиях идет апробация газогенераторных установок, работающих на древесном сырье.

Исполнение намеченных направлений развития биоэнергетики Вологодской области позволит к 2020 году обеспечить производство биотоплива в объеме 300 тыс. тонн в год. За счет применения древесного сырья увеличить мощности по производству электроэнергии на мини-ТЭЦ до22 МВт, построить порядка 20 новых котельных для обеспечения отопления объектов социальной сферы, переоборудовать часть угольных котельных.

 

Энергетика Мурманской области

 

В Мурманской области есть уникальная электростанция – Кислогубская приливная электростанция, вырабатывающая электричество из энергии приливов и отливов.

Также в области есть перспективы развития альтернативной и возобновляемой энергетики.

Наиболее перспективным направлением использования солнечной энергии является энергообеспечение удаленных населенных пунктов, снабжение которых топливом дорого и затруднительно, а также южных районов с высоким техническим потенциалом. В последние годы был успешно реализован Российско-Норвежский проект по замене радиоактивных стронциевых батарей на маяках, расположенных на северном побережье Кольского полуострова, солнечными панелями. Согласно данным КНЦ РАН, солнечная активность в окрестностях поселка Умба (население 6500 человек) сравнима с показателями в городке Ингельстад в Швеции, где солнечная теплостанция успешно снабжает теплом 52 дома. Это делает Умбу весьма перспективным местом для использования солнечной энергии.

Ветровые ресурсы на Кольском полуострове огромны и оцениваются в 360 млрд. кВт*ч. Наибольшая скорость ветра наблюдается в прибрежных районах Баренцева моря. Скорость ветра на северном побережье Кольского полуострова, составляет 7-9 метров в секунду. Такая средняя годовая скорость ветра выше, чем в прибрежных районах Дании, Германии и Голландии, где ветроэнергетика экономически выгодна и преобладает над другими способами получения энергии. В прибрежных районах Кольского полуострова изменение среднегодовой скорости ветра от года к году невелико и характеризуется коэффициентом вариации в пределах 5-8%. В то же время коэффициент вариации стока на реках региона составляет около 15-20%. Максимум скоростей ветра приходится на холодное время года и совпадает с сезонным пиком потребления тепловой и электрической энергии. Зимний максимум находится в противофазе с годовым стоком рек, то есть ветровая и гидроэнергия удачно дополняют друг друга. Это создает благоприятные условия для их совместного использования. В условиях снижения общего уровня интенсивности ветра в летнее время дневной максимум скоростей ветра является благоприятным для эффективного использования энергии ветра, поскольку именно в дневные часы, как правило, наблюдается повышенная потребность в энергии со стороны потребителя.

На Кольском полуострове пригодные с экономической точки зрения гидроэнергетические ресурсы уже используются на крупных и средних реках, где возведены 17 гидроэлектростанций, вырабатывающих 6 млрд. кВт*ч (6ТВт) электроэнергии и обеспечивающих 42% производящейся в Мурманской области энергии. Экологические и финансовые ограничения делают строительство ГЭС на оставшихся неразработанными крупных реках Кольского полуострова проблематичным. В ОАО «Колэнерго» проводилась и проводится работа по улучшению использования действующих мощностей ГЭС, но ресурс малых рек так и остается не освоенным.

Технический потенциал ресурсов малой гидроэнергетики на Кольском полуострове составляет 4,4 млрд. кВт*ч в год, из которых экономически целесообразным представляется использование одной трети. Ряд факторов делает использование малой гидроэнергии в Мурманской области выгодным: периодическая нехватка топлива, рост тарифов на электроэнергию, ограничения по строительству крупных ГЭС в связи с их негативным воздействием на окружающую среду, а также прогресс в автоматизации и удаленном контроле работы гидроэлектростанции.

Участки, подходящие для размещения малых гидроэлектростанций, находятся на следующих реках: Пиренга, Большая Оленка, Ура, Западная Лица, Титовка, Тумча, Умба. ОАО «Колэнерго» и ТГК-1 планируют использовать эти реки в рамках своего развития. Возведение малых гидроэлектростанций на реках Пиренга и Тумча представляется наиболее экономически целесообразным и эффективным.

Можно выделить несколько мест, наиболее пригодных для использования энергии приливов. Первое – это Лумбовский залив, где средняя величина прилива составляет 4,2 м, а возможная для отсечения акватория залива достигает 70-90 км2. Различные варианты использования залива позволяют получить здесь ПЭС мощностью от 320 МВт с выработкой 750 МВт×ч до 670 МВт с выработкой около 2000 МВт×ч в год.

Второе — район мыса Абрамова-Михайловского, где высота прилива достигает 10 метров. Проект Мезенской ПЭС потребует строительства гидроаккумулирующей электростанции на Кольском полуострове в районе полуострова Рыбачий, где для этого имеются исключительно подходящие условия. Это сможет обеспечить дополнительные 3 миллиона киловатт электроэнергии при наличии высоковольтной линии передачи, связывающей ее с Мезенской ПЭС. Запланированная общая производительность Мезенской ПЭС – 50 млрд. кВт*ч в год.

Третье место — губа Долгая, представляет собой опытный проект Кольской ПЭС.

По сравнению с иными видами возобновляемой энергетики на Кольском полуострове биоэнергетические ресурсы относительно невелики. В Мурманской области возможность биоресурсов, включая отходы сельского хозяйства и животноводства, составляет примерно 1 млрд. кВт*ч в год.

Ежегодно из отходов сельскохозяйственного сектора Мурманской области может вырабатываться: 2,3 млн. куб. метров биогаза или 1,7 тонн топлива, эквивалентного нефти – из свиного навоза; 5,6 млн. куб. метров биогаза или 4000 тыс. тонн эквивалента нефти – из навоза крупного рогатого скота; 15,1 млн. куб. метров биогаза или 9800 тонн эквивалента нефти – из птичьего навоза. Товарный выход биогаза оценивается в 12-17 млн. куб. м биогаза или 7000-11000 тонн эквивалента нефти.

В Мурманской области отходы лесной и деревообрабатывающей промышленности в качестве топлива для производства электричества и тепла используются в незначительных объемах. Главное препятствие для использования отходов древесины – неразвитая инфраструктура.

Потенциал биоресурсов из отходов древесины в Мурманской области оценивается всего в 1,5 млрд. кВт. Поэтому маленькие населенные пункты, которые снабжаются электричеством от местных дизельных установок и теплом от бойлеров, представляют собой потенциальный сектор использования отходов деревообработки. В Мурманской области 150 дизельных электростанций и 355 малых бойлерных котельных, но, ни одного опытного проекта по использованию отходов древесины.

 

Энергетика Республики Карелия

 

Проблема использования возобновляемых источников тепловой и электрической энергии не первый год занимает умы руководителей разных уровней, научных работников и предпринимателей Карелии.

Наличие возобновляемых источников энергии, безусловно, является одним из конкурентных преимуществ региона, но по ряду объективных, а где-то и субъективных причин, республика не спешит им воспользоваться. Одной из главных проблем является отсутствие инфраструктуры по транспортировке, переработке отходов и превращению источника энергии в саму энергию.

Показательна ситуация с рынком древесных топливных гранул как в Карелии, так и в России в целом. Один из крупнейших производителей этого вида топлива в республике – ООО «Биогран» из Петрозаводска – подавляющий объем своей продукции поставляет на экспорт. На внутренний рынок отгружается порядка 200 тонн в год (1% от всего объема производства), несмотря на все усилия предприятия удовлетворить запрос каждого потребителя на местном рынке. Элементарный анализ существующих потребителей позволяет сделать неутешительный вывод о том, что в настоящий момент в Республике Карелия на более или менее регулярной основе топливные гранулы поставляются лишь на несколько туристических баз, помимо этого одним из крупнейших потребителей является детский дом города Сортавала.

В Карелии имеется хорошая сырьевая база не только для внедрения на рынок ставших «традиционными» для Европы древесных гранул. На основе продукции целлюлозно-бумажной промышленности, Кондопожского и Сегежского ЦБК, и отходов производства, которые по своему происхождению также являются биотопливом, можно попытаться разработать новые виды биотоплива, которые могли бы заменить традиционные ископаемые виды в первую очередь для внутренних нужд республики.

По уже работающим в Карелии котлам на биотопливе можно сделать вывод, что только котельные в Деревянном и Деревянке построены на основе грамотного маркетинга. Только там котельные обеспечены сырьем на 100%; причем сырье используется высокого качества, что является залогом надежной работы котельных. В других местах – Пряжа, Медгора, Кварцитный – этого нет.

Было подписано соглашение между Правительством Карелии и компанией «ВЭС» о сотрудничестве в области ветроэнергетики.

Соглашение предусматривает строительство на территории Карелии ветроэлектростанций, что послужит развитию энергосистемы и улучшению экологической обстановки в республике.  Финансирование строительства ветроэлектростанций берет на себя ООО «ВЭС», Правительство республики окажет компании необходимую административную помощь. Уполномоченным органом по реализации соглашения определен государственный комитет республики по жилищно-коммунальному хозяйству и энергетике. 

Согласно соглашению, ветроэлектростанции появятся в Кемском и Беломорском районах, их строительство и ввод в эксплуатацию намечено на период с 2014 по 2016 годы. Всего планируется построить 8 ветряков — по четыре в каждом районе. Общая сумма инвестиций составит порядка 14 млрд. рублей. Проектная установленная мощность одной станции составляет 24 МВт. 
После подписания соглашения Георгий Ермоленко рассказал, что компания «ВЭС» работает на рынке сетевой ветрогенерации в течение 5 лет и сегодня завершает пилотные проекты в Краснодарском крае. Карелия станет первым регионом на Северо-Западе России, в котором «ВЭС» также построит ветроэлектростанции. Кемский и Беломорский район были выбраны специалистами не случайно: здесь имеются высокий ветроэнергетический потенциал, развитые электросети, а также перспективы роста потребления энергии. Другими территориями, где впоследствии также могут появиться ветряные электростанции, являются Пудожский район и остров Валаам.

 

Энергетика Республики Коми

 

Коми обладает достаточными древесными ресурсами для производства энергии и биотоплива, но они не используются достаточно эффективно: в республике всего две коммунальные котельные работают на щепе. Вместе с тем, в лесопромышленном комплексе Коми остро стоит проблема переработки низкосортной древесины и отходов лесопильных и деревообрабатывающих производств. Она не дает лесному комплексу эффективно развиваться.

В планах – разработка Концепции развития биоэнергетики в Республике Коми, которая будет предусматривать развитие переработки низкокачественной древесины и древесных отходов в биотопливо и увеличение использования древесных отходов в коммунальной энергетике.

На территории Сыктывкара будет построена теплоэлектростанция, работающая на отходах древесного производства местного лесопильного завода. Поставщиком оборудования для «Биоэнергетической компании» станет финская Metso. Завершение строительства и ввод станции в эксплуатацию запланирован на 2014 год.

Оборудование станции Biopower работает в автоматическом режиме и не требует вмешательства оператора. Metso уже поставила такие станции на территории Ирландии, Чехии, Бельгии, Швеции, Финляндии, Германии и Белоруссии.

Технологии компании ценятся благодаря высокой экологичности работы таких электростанций. Так, использование тепловой энергии, вырабатывающейся в процессе сжигания топлива для производственных нужд станции, позволяет минимизировать выбросы парниковых газов.

По словам первого заместителя главы республиканского министерства развития промышленности и транспорта Александра Гибежа, строительство станции позволить достичь 2 цели: утилизации отходов производства Сыктывкарского лесопильного завода и генерирования дефицитной в регионе электроэнергии. Данный проект будет реализован в рамках правительственной программы развития республики Коми.

 

Энергетика Ненецкого Автономного Округа

 

Использование  солнечной  энергии  в  Ненецком автономном округе маловероятно, т.к. количество солнечных дней в году в округе не превышает 100. Часто наблюдаются туманы – от 64 до 100 дней на побережье и от  37  до  72  дней  в  глубине  территории.  Полярная  ночь  длится  на  территории округа 21 сутки.

Ненецкий  автономный  округ  относится  к  регионам  с  низким  техническим гидропотенциалом  рек.  Основной  водной  артерией  округа  является  р. Печора. Следует принять во внимание факт, что вдоль реки нет развитых электрических сетей, и транспортировка энергии в случае строительства ГЭС вызовет определенные затруднения.

Использование энергии приливов на территории Ненецкого автономного  округа   связано  со строительством электростанций на побережье Баренцева и Печорского морей. Однако отсутствие электрических сетей, связывающих территорию округа с энергосистемой, а также отсутствие крупных поселений на побережье Баренцева и Печорского морей делает перспективу строительства приливных электростанций в округе достаточно далекой.

На территории Ненецкого автономного округа отсутствуют в необходимом объеме источники биомассы, что является препятствующим фактором использования данного источника энергии.

Наиболее предпочтительным является использование на территории Ненецкого автономного округа энергии ветра. 

Ненецкий округ получил гранты на развитие ветроэнергетического комплекса в поселениях.

Проект разделен на два этапа. Первый – наблюдение за ветром. По его итогам на втором этапе будут установлены ветродизельные комплексы.

«На проведение ветромониторинга получен грант в 2 миллиона, и на строительство ветродизельных электростанций – 3 миллиона евро», – сообщил Сергей Кунгурцев, начальник отдела международных и межрегиональных связей Управления информсвязь Ненецкого округа.

Сейчас окружные власти за счет бюджета изучили ветер в Усть-Каре. На средства гранта планируется установка ветряных датчиков в Амдерме, Индиге, Каратайке и в Неси. Установки будут записывать силу и скорость ветра. В итоге у специалистов появится цельная картина розы ветров. Изучив ее, эксперты примут решение, стоит ли в населенных пунктах строить ветряки. Датчики планируется установить до середины этого года.

Долгосрочная программа развития энергетического комплекса Ненецкого административного округа предусматривает значительное уменьшение государственных затрат на «северный завоз» в том числе благодаря внедрению инновационных ветродизельных электростанций в отдаленных населенных пунктах субъекта. В программу включены Амдерма, Каратайка, Усть-Кара, Несь и Индига. Климатические условия в этих прибрежных пунктах позволят функционировать ветроэлектростанциям.

Как сообщил, глава администрации округа И. Г. Федоров, на март 2013 году запланирован запуск пилотного проекта по установке ветроизмерительного комплекса в поселке Амдерма.

Помимо этого, уже заключены грантовые контракты по программе Kolarctic ENPI CBC на финансирование двух проектов — «Полярис. Полярные возобновляемые источники: независимое обеспечение энергией» и «Полярный ветер». Инвестиции в проекты составят более 4 250 000 евро.

 

Выводы

Развитие в России альтернативной энергетики крайне необходимо, несмотря на хорошую обеспеченность традиционными энергоресурсами. Видно, что процесс обеспечения некоторых территорий нашей страны возобновляемой энергетикой  начался,  и объемы его надо наращивать. Прежде всего, для улучшения экологической обстановки, а также  для повышения экономической стабильности регионов. Таким образом, необходимо увеличение внимания в сторону альтернативной энергетики со стороны государства   и постепенное уменьшение доли иностранных инвестиций.

 

Галаджун Анна Васильевна,

студентка 6-го курса БГТУ им. Д.Ф. Устинова «ВОЕНМЕХ»,

факультет «Энергомашиностроения»

кафедра «Двигатели и энергоустановки летательных аппаратов»

 

 

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники