Возобновляемые источники энергии на севере республики Саха (Якутия)

№126-1,

технические науки

В данной статье рассмотрены проблемы энергоснабжения децентрализованных районов республики Саха (Якутия). Поставлены цели и задачи для оптимизации локальной энергетики путем перехода в возобновляемые источники энергии.

Похожие материалы

Зона децентрализованной энергетики — север Республики Саха (Якутия). Данный район включает в себя огромную территорию с множеством поселков электроснабжения. Площадь зоны составляет 2,2 млн. кв. км. Численность населения — 147 295,65 чел. Так как в этой зоне нет крупных потребителей, построить электростанцию с большой мощностью — нерационально. Основными затруднениями местной энергетики являются ситуация в отдельных станциях с технологической точки зрения, отсутствие инфраструктуры и роста объемов электропотребления.

На сегодня северный район республики сталкивается со следующими проблемами энергоснабжения:

  • высокая стоимость электроэнергии;
  • потребность в ежегодном «северном завозе», включающем свыше 80 тысяч тонн дизельного топлива, через водный транспорт;
  • обязательность формирования припасов нефтепродуктов за полгода.

Все вышеперечисленные факторы и географическое совпадение системы расселения только свидетельствуют о том, что в обязательном порядке нужно развить потенциал возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Один из основных направлений развития ВИЭ в Якутии — ветроэнергетика, экономический потенциал которой составляет 279 288,0 млрд. кВт*ч. По распределению солнечной энергии республика сравнима с Краснодарским краем, удельный валовый приход солнечной энергии 1 027,8 кВт*ч/(м²*год). Таким образом, строительство солнечной электростанции на базе прямого преобразования солнечной радиации в электроэнергию с помощью фотоэлементов в Республике Саха (Якутия) также имеет реальную перспективу. Систему энергоснабжения от солнечной энергии можно использовать как в качестве автономного энергоснабжения, так и в качестве генерирующего источника в общую сеть.

С экологической точки зрения эксплуатация ВИЭ позволяет остановить работу дизель-генераторов, тем самым сократить объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Оптимизация местной энергетики путем перехода в ВИЭ поможет:

  • минимизировать негативное воздействие на окружающую среду; уменьшить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;
  • снизить затраты на топливо;
  • когенерировать электрическую и тепловую энергию за счет строительства ТЭС малой мощности;
  • снизить технологический и стоимостный уровень потерь в сетях;
  • повысить качество жизни населения арктических районов;
  • обеспечить энергобезопасность.

Достичь вышеперечисленные цели можно решив следующие задачи:

  • внедрение энергосберегающих мероприятий, частичный переход локальной энергетики на нетрадиционные, возобновляемые источники энергии, в том числе за счет строительства мини и микроГЭС, объектов ветрогенерации и солнечной генерации;
  • строительство ЛЭП до дизельных электростанций с целью сокращения зоны децентрализованного энергоснабжения — замещение локальной дизельной генерации централизованной газовой и гидрогенерацией, оптимизация количества ДЭС;
  • использование когенерации на электростанциях — комбинированное производство электрической и тепловой энергии (термодинамическое производство двух или более форм полезной энергии из единственного первичного источника энергии.);
  • строительство тепловых станций и ТЭЦ малой мощности с генерацией энергии на угле;
  • оптимизация производства тепловой энергии в местах расположения ТЭЦ малой мощности за счет замещения существующих теплоисточников.

Примеры эксплуатации ВИЭ в Якутии:

  1. Автоматический солнечный трекер в п. Ючюгей Оймяконского улуса 2015 года постройки. Экономия топлива в год составляет 4,1 тонн. Среднегодовая выработка — 15000 кВт*ч. Состоит из 44 шт солнечных панелей и 2-ух трекеров по 5 кВт. На данный момент СЭС с трекером общей мощностью 10 кВт вырабатывает на 40% больше, чем стационарная СЭС такой же мощности.
  2. Автономная солнечная электростанция (АСЭС) мощностью 60 кВт в п. Батамай предназначена для выработки экологически чистой электроэнергии и экономии дизельного топлива. Состоит из: 172 шт солнечных панелей производства Китая и 86 шт — производства России; трехфазных сетевых инверторов по 10 кВт. В состав инверторной системы входят накопители энергии по технологии li-ion модель LT-LFP 300 всего 90 шт. Благодаря работе накопительной системе прирост дизельного топлива составляет на 5,8 % от экономии АСЭС-60 кВт за 1 год.
  3. Солнечная электростанция в с. Джаргалах Эвено-Бытантайского района установленной мощностью 15 кВт. Предназначена для выработки экологически чистой электроэнергии и экономии дизельного топлива. СЭС является экспериментальной площадкой по исследованию 3-ех видов солнечных модулей: монокристаллическая, поликристаллическая, аморфная (тонкопленочная).

В заключении рассмотрим сложности по внедрению ВИЭ на севере республики Саха (Якутия):

  • фундаментом объектов возобновляемых источников энергии из-за вечной мерзлоты являются винтовые сваи, для установки и транспортировки которых требуется специальная техника (отсюда вытекает следующая проблема);
  • неразвитая инфраструктура, в частности — логистика;
  • на солнечные панели липнет снег;
  • необходимость в наличии специалистов по ВИЭ на местах;
  • отсутствие поддержки на федеральном уровне.

Список литературы

  1. Башмаков И.А. Повышение эффективности энергоснабжения в северных регионах России // Энергосбережение. 2017. № 3. С. 58-72.
  2. Lazard, Levelized Cost of Energy Analysis, Version 11.0, 2017, p. 2, https://www.lazard.com/media/450337/lazard-levelized-cost-of-energy-version-110.pdf
  3. Bloomberg, “Fossil fuels squeezed by plunge in cost of renewables, BNEF says”, Jeremy Hodges, 28.03.2018, https://www.bloomberg.com/news/articles/2018-03-28/fossil-fuels-squeezed-by-plunge-in-cost-of-renewa...
  4. Потравный И.М., Яшалова Н.Н., Бороухин Д.С., Толстоухова М.П. Использование возобновляемых источников энергии в Арктике: роль государственно-частного партнерства // Экономика природопользования. 2020. Том 13. №1. С. 144-159.
  5. Motyka M., Slaughter A., Amon C. Report for Deloitte Center for Energy Solutions «Global renewable energy trends. Solar and wind move from mainstream to preferred» // https://www2.deloitte.com/us/en/insights/industry/power-and-utilities/global-renewable-energy-trends.... 30p.