Специалистами ОАО «Корпорация «Развитие» Белгородской области подготовлено аналитическое исследование международного опыта по развитию автономных локальных энергосистем. Работа выполнена в рамках разработки концепции «Формирование модели автономной системы энергосбережения за счет источников малой энергетики на примере одного из районов Белгородской области». В исследовании рассмотрен опыт государств – лидеров в сфере внедрения объектов малой генерации и использования альтернативных источников энергии. Отдельно рассмотрены примеры наиболее крупных проектов, реализованных в этой сфере в России.
В Белгородской области проводится работа по формированию модели автономной системы энергосбережения. Для реализации этого проекта в качестве пилотного региона был выбран Шебекинский район Белгородской области.
Для того чтобы данный проект был реализован на высоком уровне, специалисты ОАО «Корпорация «Развитие» провели аналитическое исследование, целью которого стало выявление ведущего международного опыта по развитию автономных локальных энергосистем. В рамках этой работы были рассмотрены примеры таких стран, как Германия, Дания, Швеция, Франция, Великобритания, а также США, Японии и Китая. Кроме того были проанализированы новаторские проекты в Малайзии и Объединенных Арабских Эмиратах.
В США эксплуатируется около 12 млн. установок малой распределенной генерации (единичной мощностью до 60 МВТ) общей установленной мощностью свыше 220 ГВт, а темпы ее прироста составляют порядка 5 ГВт в год. Представительства компаний BMW, Apple, Google, Wall-Mart и Kroger потребности в электроэнергии удовлетворяют за счет собственных генерирующих мощностей. Благодаря этому компания Kroger, например, сумела сэкономить за истекший год 160 млн. долларов. Компании используют различные виды генерации — на газе, биогазе, топливных элементах и солнечной энергии. Тем не менее, суммарно доля самостоятельной генерации в США не превышает 5% от показателей в отрасли.
Прогноз роста мощностей в распределенной энергетике США в коммерческом секторе к 2035 году, ГВт.
(Данные - U. S. Energy Information Administration) - рис.1
В то же время, в странах ЕС распределенная генерация составляет в среднем около 10% от общего объема производства электроэнергии (в Дании >50%).
В Дании строительство объектов малой энергетики признано одним из перспективных направлений развития энергетики и объявлено государственной программой. В Дании планируется переход на возобновляемую энергетику до 33% к 2020 году и полный отказ от ископаемого топлива к 2050 году.
Использование альтернативных источников энергии в Дании, % (Данные – State of Green) - рис.2
Помимо многочисленных частных домов, проектируемых с использованием возобновляемых источников энергии, в Европе активно действуют программы по проектированию «экологических поселений», поддерживающиеся государством и региональными властями.
В Японии, после аварии на АЭС «Фукусима-1» утрата доверия японцев к централизованной системе энергоснабжения стала вполне объяснимой. В настоящее время наиболее популярными автономными источниками электроэнергии являются солнечные батареи и топливные элементы. Только топливные элементы установили в своих жилищах более 40 тыс. японских семей. Спрос на данное оборудование стремительно растет.
Показателен также опыт Китая, который старается не отстать от лидеров. В стране особая роль отведена солнечной энергетике, а также энергии ветра. Китай поставил цель довести к 2050 году размер производства энергии из альтернативных источников до 40% в общем энергетическом балансе страны. А китайское министерство энергетики приняло новый план, который предусматривает доведение мощности ветряных электростанций к 2020 году до 100 ГВт. Это огромное значение. Для сравнения мощность самой крупной в мире гидроэлектростанции «Санься», которая достраивается опять же в Китае, составит 22,4 ГВт (примерно 5% всех энергетических мощностей страны).
Кроме того, как показали данные исследования, наиболее быстрыми темпами в последние годы развиваются технологии практического использования фотоэлектрических преобразователей энергии, средний ежегодный прирост которых составляет порядка 60%. Наибольшее развитие солнечная энергетика получила в Японии - 48%, Германии -23% и США - 16%. В Европе и США распространены энергетические системы для дома мощностью 1-2,5 кВт, которые подсоединены к центральной энергетической системе и не содержат накопителей электроэнергии.
Помимо мирового опыта, аналитиками ОАО «Корпорация «Развитие» Белгородской области, рассматривается опыт использования систем автономного энергоснабжения в регионах Российской Федерации.
Факты говорят о том, что на сегодняшний день две трети территории России с населением около 20 млн. человек не имеют централизованного электроснабжения, а это означает, что обеспечить электроэнергией и теплом потребителей можно только с помощью малой энергетики. Это районы страны с наиболее высокими ценами и тарифами на топливо и энергию (10-20 руб./кВт и выше). Кроме того в нашей стране, являющейся газовой державой, газифицировано лишь около 50% городских и около 35% сельских населенных пунктов. Здесь используется уголь, нефтепродукты, являющиеся источниками локального загрязнения окружающей среды.
Централизованное энергоснабжение целесообразно для крупных нагрузок и для нагрузок с высокой плотностью энергопотребления. В случае же низкой плотности нагрузки капитальные затраты на тепловые и электрические сети резко возрастают, значительно увеличиваются потери энергии. Потери электроэнергии в сетях растут с каждым годом и уже вышли за двузначный порог.
Централизованные и автономные системы электроснабжения на территории России. (Данные - Международный центр устойчивого энергетического развития под эгидой ЮНЕСКО) - рис.3
Энергетика России характеризуется чрезвычайно высоким уровнем износа: износ линий электропередачи в ЕЭС превышает 25%, подстанций - 45%. В области теплоснабжения 40% тепловых сетей требуют ремонта, 15% находятся в аварийном состоянии, тепловые потери в сетях превышают 16%. Коэффициент полезного использования топлива на уровне конечного потребителя в системах централизованного теплоснабжения колеблется в пределах 30-50%.
С учётом того, что российские электростанции в среднем имеют КПД≈33%, длина тепловых сетей ограничена размерами города из-за высоких линейных потерь. Для территорий же с невысокой плотностью энергопотребителей, например, в зонах малоэтажной застройки, особое значение приобретает реализация распределённой энергетики. При этом, доля развития распределенной энергетики в России ничтожно мала – не более 1,5% от всех источников генерации энергии.
В условиях современного рынка энергоресурсов значимость работ, проводимых ОАО «Корпорация «Развитие», чрезвычайно высока. В наши дни коммерческие предприятия и население все меньше доверяют централизованной системе электро- и теплоснабжения. Потребителей не удовлетворяет стремительный рост тарифов и изношенность сетевой инфраструктуры, грозящей перебоями в подаче энергии. Чтобы уберечь себя от воздействия негативных факторов потребители все чаще переходят на самообеспечение.
Данные анализа мировых тенденций и опыта зарубежных стран, полученные в рамках создания Концепции энергосбережения Шебекинского района, помогут своевременно принять правильные управленческие решения и грамотно выстроить стратегию внедрения системы автономного энергоснабжения в регионе.
По материалам исследований ОАО «Корпорация «Развитие» Белгородской области
