О НАС

КОМАНДА

СТАТЬИ

ДОКУМЕНТЫ

КОНТАКТЫ

Нестеренко Д.Б., Нестеренко И.А.

 

ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РЫНКА ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

 

В настоящее время наблюдаются тенденции изменения модели развития энергетического рынка в России. Централизованная система производства и транспортировки электроэнергии достигла пределов территориальной экспансии. Дальнейшее развитие электрификации РФ в трудно-доступных регионах возможно посредством распределённой энергетики с использованием возобновляемых источников энергии. Это требует принципиально новых подходов к проектированию сетей, экономической и законодательной базе.

 

Развитие есть основной параметр технологического управления рынком. Управление также может быть не технологическим, спонтанным, то есть осуществляемым волевыми усилиями индивидов, коллективов или их совокупностью в соответствие с обстоятельствами. Тогда управляют обстоятельства, противостоять которым всегда слишком затратно с точки зрения имеющихся ресурсов. Поэтому технологическое управление, то есть управление в соответствие с разработанными технологиями, всегда дает реальный экономический эффект приращения ресурсов не только за счёт экономии, но и за счёт синергетических факторов развития. Эти факторы возникают исключительно в процессе инновационной практики, то есть внедрения технологий, отличных от уже освоенных в обозримом историческом опыте.

 

Остановимся на конкретном примере трансформации исторического опыта в конкретную инновационную практику развития технологий.

 

Известный факт технологического управления – План ГОЭЛРО (Государственной комиссии по электрификации России), принятый в декабре 1920 года на VIII Всероссийском съезде Советов обосновал строительство в СССР мощных районных электростанций на базе местных топливных и гидроэнергетических ресурсов, а также необходимость их объединения в крупные электроэнергетические системы. На протяжении всего XX века и до сегодняшних дней план неуклонно претворялся в жизнь руководством России, вводились в строй новые генерирующие мощности, развивалась распределительная инфраструктура.

 

Однако при набранных за всю историю плана темпах электрификации и опыте централизованного строительства 70% территории России, где проживает 10% населения, до сегодняшнего дня не имеет сетевого электроснабжения. Причем эти территории практически совпадают с территориями с высокой ветровой нагрузкой (Камчатка, Магаданская область, Чукотка, Сахалин, Якутия, Бурятия, Таймыр и др.).

 

Климатические особенности этих территорий делают малопригодным использование традиционных ВЭУ мегаватного класса и ветропарков на их основе. Причины этого понятны: сочетание резких перепадов температур, высокой влажности и порывистых разнонаправленных ветров, свойственных российскому приполярью, приводит к выходу ветроустановок из строя в течение одного года из-за обледенения лопастей и нарушения их балансировки, а также из-за замерзания подшипников и редукторов при их остановке при сильных ветрах, либо профилактических работах. Использование солнечной энергии также проблематично из-за климатических и географических особенностей.

 

Проблема остается весьма актуальной, поскольку в этих регионах себестоимость электрической энергии из самого распространенного источника —дизель-генераторов, может доходить до 100 рублей и более за 1 кВт/ч. Получается, что план ГОЭЛРО, решая проблему электрификации всей страны на уровне технологий централизованного управления, оставил открытым вопрос об оптимизации процесса электроснабжения окраинных и периферийных регионов и территорий. Кроме того, план решал вопрос об общей электрификации страны в соответствие со временем и ситуацией, частные же хозяйственные нужды на этом фоне быстро меняются в соответствие с возрастанием потребностей людей в экономии собственных ресурсов. Таким образом, принятая в прошлом централизованная стратегия планового технологического управления определила приоритеты, оставив открытыми возможности для практических инновационных решений в будущем.

 

Время для подобного рода решений проблем оптимизации электроснабжения регионов и частных хозяйств настало. Не случайно эксперты, представляющие государственное управление самого высокого уровня, все чаще обращают внимание на общемировую тенденцию развития энергетического рынка — переход от централизованной энергетики к распределенной энергетике на базе мини- и микрогенерации. По мнению заместителя министра энергетики РФ Антона Инюцына, «в тех случаях, где у распределенной энергетики есть преимущество, его нужно использовать. Россия только в начале пути, но очевидно, что в нашей стране есть конкретные точки – Дальний Восток, Арктическая зона, районы Крайнего Севера, где внедрены объекты распределенной генерации, и они могут быть точками роста в сфере малой энергетики» [1].

 

Еще в 2014 году было очевидно, что «вместе со строительством крупных генерирующих объектов, требующих больших и долго окупающихся инвестиций, государство начнёт либерализацию подключения маломощных установок к сетям и поддержке граждан, приобретающих маломощные ВЭУ с подключением к распределительным сетям, как это произошло в Европе» [2]. Однако процесс движется не так быстро, как хотелось бы. Инерция обстоятельств достаточно велика по причине сложившейся централизованной структуры энергетического рынка. Существующий рынок оптимизирован для управления единой энергосетью и практически не соприкасается с территориями, не подключенными к энергосети. Найти варианты оптимального включения обозначенных территорий в единую энергосеть невозможно по экономическим причинам из-за малой плотности населения. Остаётся искать способы нецентрализованного энергоснабжения. А наработанных приёмов и решений не существует, помимо дизельной генерации, которая требует огромных дотаций от государства. При себестоимости электроэнергии 30-150 рублей за 1 кВт/ч., население получает её по цене 3-7 рублей за 1 кВт/ч. Поэтому правительство вынуждено обращать внимание на возобновляемую энергетику на этих территориях.

 

Так, в 2017 г. Заместитель Председателя Правительства Российской Федерации А. Дворкович утвердил план мероприятий по стимулированию развития генерирующих объектов на основе возобновляемых источников энергии с установленной мощностью до 15 кВт [3]. План предполагает: во-первых,  принятие поправок в ФЗ от 26 марта 2003 г. № 35-ФЗ «Об электроэнергетике» в части введения обязанности гарантирующего поставщика электрической энергии по приобретению электрической энергии, выработанной с использованием объектов микрогенерации ВИЭ, установленных у потребителя электрической энергии и порядка ее ценообразования; во-вторых, внесение изменений в законодательство Российской Федерации о налогах и сборах с целью исключения возникновения налоговых обязательств у физических лиц, осуществляющих операции по реализации электрической энергии, выработанной с использованием объектов микрогенерации ВИЭ; в-третьих, внесение поправок в сопутствующие законодательные акты и регламенты. Таким образом, создаются предпосылки изменения принципов организации энергоснабжения на изолированных территориях.

 

Реализация этого плана позволит использовать современную модель технологического управления рынком энергопотребления — энергетический кластер на базе местных топливных и возобновляемых ресурсов, масштаб которого закрывает потребности отдельного населенного пункта. При этом подобный подход позволит привлечь средства населения, замороженные во вкладах и наличности .

 

Рассмотрим принцип построения энергетического кластера (рис. 1). Ядром кластера является дизельная электростанция (ДЭ), обеспечивающая электроснабжение всей нагрузки населенного пункта и накопитель энергии, рассчитанный на обеспечение автономной работы нагрузки в течение 24 часов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Структура энергетического кластера

 

Каждый потребитель имеет ВЭУ мощностью 2-5 кВт, собственный накопитель электроэнергии и инвертор, синхронизируемый по частоте, фазе и мгновенному напряжению с общей сетью. Собственный накопитель и инвертор должны обеспечить работу при кратковременном пиковом увеличении нагрузки, например — одновременное включение электрочайника, микроволновки и утюга. Учитывая, что суточное потребление крайне неравномерно, а выработка электроэнергии постоянна, возникает избыток энергии, который потребляется другими потребителями и обеспечивает подзарядку общего накопителя.

При недостатке из-за безветренной погоды энергии, для обеспечения всех потребителей кластера, расходуется энергия из общего накопителя. При снижении уровня заряда накопителя до 50%, запускается дизельная электростанция. Возможно включения в кластер других генерирующих систем: солнечных, биоэнергетических и т.п.

 

Дизельной электростанцией, промышленным накопителем и распределительной сетью владеет и управляет гарантирующий поставщик. Абонентскими системами — домовладельцы.

Таким образом, время непрерывной работы дизельной электростанции, требующей постоянного обслуживания, а также расход топлива может снизиться на порядок. При этом надежность электроснабжения кластера возрастает, т.к. выход из строя одного или нескольких ветрогенераторов не скажется на общей работоспособности. Снижается зависимость как от погодных условий, так и работоспособности дизельной электростанции. Расходы государства на дотирование выработки электроэнергии сокращаются в несколько раз.

 

Государство может сыграть ключевую роль в перераспределении инвестиционных потоков в возобновляемую энергетику и, в частности, в ветроэнергетику от институциональных инвесторов к частным инвесторам. Для этого необходимо запустить т.н. «зеленые тарифы» с целью приобретения электроэнергии от возобновляемых источников малой мощности, предоставить льготные кредиты или лизинговые инструменты для желающих установить системы микрогенерации на возобновляемых ресурсах на конкретных территориях, помочь выбрать технологическое оборудование (ветрогенераторы, инверторы, накопители энергии) способное обеспечить эффективную работу в климатических условиях крайнего севера.

 

Разработкой такого оборудования и подготовкой его производства занимается Институт К-технологий, являющийся резидентом фонда «Сколково». В настоящий момент Институт готовит к производству ветрогенератор уникальной конструкции, способный работать при ветрах от 1 до 60 м/с, температурах -60 ÷ +60°С, практически бесшумный и не требующий обслуживания в течение гарантийного срока, составляющего 5 лет. Также готовится к производству инвертор, способный автоматически синхронизироваться с сетью для работы на внешнюю нагрузку.

 

Таковы конкретные технологические результаты использования нового концептуального подхода к электрификации труднодоступных территорий и населенных пунктов РФ. Также принцип создания энергетических кластеров применим и в зонах с развитой сетевой энергетикой. Это позволяет населению за счёт зеленых тарифов снизить расходы на электроснабжение и даже получать дополнительные доходы. Например, установка ветрогенератора мощностью 15 кВт в зоне с со среднегодовой скоростью ветра 4-5 м/с, позволит получать с него 7 кВт/ч. мощности.

Считаем: 7 кВт/ч * 24 ч * 30 дн. = 5040 кВт/ч электроэнергии в месяц. Семья из 3-4 человек в месяц потребляет 450 кВт (без экономии).

Итого: 5040-450 = 4590 кВт.

Даже без «Зелёных» тарифов доход в Подмосковье составит: 4590кВт/ч * 4,04 руб. = 18543,60 руб.

 

Список литературы:

1. http://www.eprussia.ru/epr/217/14807.html

2. https://drive.google.com/open?id=0B7sZHmL4bvXQbHFfMDRPNWhVMnM

3. http://government.ru/news/28559/

 

Ключевые слова: Ветрогенератор, Возобновляемая энергетика, Распределенная ге-нерация, Энергетический кластер, Электрофикация, Зеленый тариф.

 

 

НАВЕРХ