Экономические основы и предпосылки развития на селе нетрадиционных возобновляемых источников энергии

Разработка нетрадиционных энерготехнологий использования практически неограниченных возобновляемых энергоресурсов ста­ла важным направлением научно-технического прогресса в элек­троэнергетике.

В последние годы практически во всех странах мира наращи­вается выработка электрической и тепловой энергии на базе не­традиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ). . Привлечение солнечной, ветровой, геотермальной энергии, био­массы, энергии моря, малых рек, бытовых отходов, отходов рас­тениеводства и животноводства обусловлено непрерывным удоро­жанием и очевидным истощением запасов «традиционных» энер­горесурсов - нефти, газа, угля. Востребованность НВИЭ стиму­лируется обостряющимися проблемами экологии, необходимостью надежного, эффективного энергоснабжения отдаленных, трудно­доступных потребителей.

Начиная с энергетического кризиса 1973 г., ведущие промышленно развитые страны мира осуществили в течение 15-20 лет структурную перестройку национальных топливно-энергетических комплексов, снизив зависимость от экспорта нефтяных энергоно­сителей за счет развития энергосберегающих технологий и исполь­зования возобновляемых источников энергии. В США за этот пе­риод только на финансирование НИОКР по использованию НВИЭ выделялось в среднем 2,5 млрд. долл. ежегодно. Для ре­шения сложных технических задач, обусловленных созданием оборудования НВИЭ, в Великобритании, Германии, Израиле, США, Франции, Японии и других странах активно привлекаются в рамках конверсии крупнейшие оборонные, ядерные и аэрокос­мические центры. Национальные бюджетные ассигнования на эти цели практически себя окупили - промышленное оборудование НВИЭ достигло уровня коммерческой конкурентоспособности с традиционными энергосистемами, объем мирового рынка оборудо­вания НВИЭ превысил 10% рынка топлива (40 млрд. долл.) и ежегодно возрастает на 10%.

В большинстве промышленно развитых стран мира существу­ют национальные программы развития нетрадиционной энергети­ки, предусматривающие в течение 5-10 лет значительное расши­рение использования НВИЭ: Дания, Нидерланды, США - до 2,5%, Новая Зеландия, Австралия, Канада - до 10-15% общего потребления. Успех развития НВИЭ во многом зависит от эконо­мической поддержки государства. Так, начиная с 1983-1985 гг. в США, Германии и других западноевропейских странах на феде­ральном уровне и местных органов управления на срок от 5 до 10 лет были введены различные меры по бюджетному стимулиро­ванию развития коммерческого использования энергосберегающих технологий и НВИЭ:

- надбавки к тарифам за реализованную электроэнергию, произведенную на солнечных и ветровых электростанциях;

- ежегодная компенсация до 10% расходов на приобретение и ввод энергосберегающего и экологического оборудования в тече­ние 5-7 лет;

- льготное кредитование коммерческих проектов по энерго­сбережению и другие формы долевого участия бюджетных средств на возвратной основе.

Потенциальные возможности использования НВИЭ в России практически неограниченны (табл. 8.3).

Для этих целей требуется разработка принципиально новых материалов, технологий и оборудования, формирования экономи­ческой заинтересованности в реализации программ и проектов, ко­торые в большинстве случаев не обещают быстрого возвращения вложенных средств.

Рассматривая нетрадиционную энергетику села, необходимо учитывать, что во многих регионах России большая часть сель­ских распределительных электрических сетей 10-0,4 кВ находится в неудовлетворительном состоянии, подлежит замене, на что сле­дует употребить значительные капиталовложения. Так, Федераль­ной программой «Электрификация села на 1996-2000 годы» пре­дусматривается построить за этот период лишь 381,5 тыс. км ли­ний электропередачи 20-0,4 кВ, что предполагает более 15 трлн. руб. капиталовложений. Уже сегодня подлежит замене, как мини­мум, 700 тыс. км, а к 2005 г. эта цифра возрастет. При этом суще­ственно увеличится стоимость строительства сельских электросе­тей.

Сегодня в условиях острого дефицита инвестиций и роста стоимости ТЭР встает проблема выбора источника энергоснабже­ния. Особенно это актуально для 2/3 территории России с малой плотностью населения и электрической нагрузкой от 0,5 до 12 кВт/км² (тундра, лесные и степные зоны и т.д.), не имеющих централизованного энергоснабжения. В регионах децентрализо­ванного энергоснабжения, преимущественно сельскохозяйственно­го использования, а также в ряде районов централизованного энергоснабжения Нечерноземной зоны, Западной и Восточной Си­бири, Дальнего Востока (неперспективные удаленные деревни и хутора, отгоны пастбищного животноводства) постоянно или вре­менно проживает около 9,5 млн. сельского населения.

Проблема энергоснабжения актуальна для фермерских хо­зяйств, приусадебных и садово-огородных участков, расположенных в удаленных от централизованного энергоснабжения «не­удобных», малопригодных земельных угодьях.

Поэтому на практике для принятия решения о выборе системы энергообеспечения сельских объектов необходимо произвести технико-экономические расчеты. На основании анализа сущест­вующих подходов в качестве обобщающего показателя принят экономический эффект за расчетный период жизненного цикла технических средств. Востребованность экономического эффекта оправдана тем, что, во-первых, следует учитывать и сопоставлять результаты и расходы, во-вторых, эти составляющие по годам расчетного периода требуют дисконтирования и, в-третьих, следу­ет учитывать инфляционные процессы.

Учитывая все эти и другие факторы, критерий обоснования рациональной системы энергообеспечения будет иметь вид:

Электроснабжение удаленных и мобильных сельскохозяй­ственных потребителей. В современных условиях необходимость электроснабжения территориально разобщенных, мобильных объектов сельского хозяйства с небольшими объектами электропотребления, находящимися, как правило, вне зоны действующей Централизованной системы электроснабжения, в труднодоступных Местах, путем строительства воздушных ЛЭП - 10/6 кВ и ТП -10/0,4 кВ с учетом постоянно растущих цен на строительные материалы, другие ресурсы, высокие тарифы за ее потребление Представляется экономически нецелесообразной.

Востребованность нетрадиционных источников энергии следует рассматривать как существенное средство экономии традиционных энергоресурсов. Одно из важнейших требований системного подхода при разработке сложных технических систем состоит в необходимости рассматривать технические системы «во времени» и «в пространстве».

Существование технической системы «во времени» связано с понятием жизненного цикла, а «в пространстве» - с внешней сре­дой, с которой взаимодействует техническая система в процессе функционирования. Под жизненным циклом понимается структу­ра процесса разработки, производства, эксплуатации, охватываю­щего время от возникновения идеи создания системы до снятия ее с эксплуатации. Жизненный цикл состоит из ряда стадий, как-то:

1) формирование требований к системе;

2) проектирование;

3) изготовление, испытание и доводка опытного образца;

4) серийное производство;

5) эксплуатация и целевое применение.

Проблема: энергоснабжение удаленных и мобильных потреби­телей.

Потребитель - удаленный объект, где энергоснабжение в силу многих объективных причин (удаленность, труднодоступность рельефа местности) затруднено или невозможно.

В современных условиях проблема энергоснабжения подоб­ных потребителей осуществима несколькими путями:

- традиционным использованием различных видов топлива (ограниченного, неограниченного) - невозобновляемых ресурсов;

- использованием энергии, заключенной в химических процессах;

-использованием возобновляемых источников энергии - солнца, ветра, геотермальных вод. Вид энергии определяют окружающие условия;

-комбинированным использованием возобновляемых и невозобновляемых источников энергии.

Все упомянутые источники энергии обладают конкретными пре имуществами и недостатками (табл. 8.4), в некоторых случаях (при сочетании определенных внешних условий и потребностей) возможно использование только одного из приведенных источников.

Согласно экспертной оценке, 80% возобновляемых источнике энергии могут быть использованы в сфере сельского хозяйства, что обеспечит долгосрочное надежное энергообеспечение, экологическую чистоту районов применения и повысит продуктивность сельскохозяйственного производства, которое также по своей природе считается возобновляемой продукцией.

Лекция № 26