Энергосбережение и энергосберегающие технологии в Беларуси, СНГ, России, в мире. Экономия электроэнергии. Энергоэффективность. Энергосбережение и энергосберегающие технологии в Беларуси, СНГ, России, в мире. Экономия электроэнергии. Энергоэффективность. | | | 01.02.2008 Энергосбережение. Возможные пути оптимизации энергосистемы мегаполиса Возможные пути оптимизации энергосистемы мегаполиса Авария на московской подстанции «Чагино» в мае 2004 г. почти на двое суток оставила без электроэнергии четверть жителей Москвы, а также население Тульской, Калужской и Рязанской областей с отключением четырех крупных тепловых станций. Среди прямых и косвенных причин аварии можно назвать многие факторы: несвоевременная реакция на аварию со стороны энергетиков, пиковое повышение нагрузки в результате высокой температуры наружного воздуха, изношенность трансформаторов и др. Но основной причиной аварии на подстанции стало несоответствие развития энергетической инфраструктуры растущим потребностям мегаполиса. Иначе говоря, неспособность энергосистемы удовлетворять требования современного города. Эта проблема актуальна и сегодня. Рассмотрим ее на примере такого мегаполиса, как Москва. Факторы стабильности и пути оптимизации Комплексный подход к решению задачи стабильного развития энергосистемы Москвы требует принятия мер на уровне каждого из ее элементов. Энергоресурсы. Собственных энергоресурсов Москвы и области недостаточно для обеспечения потребности в энергии. В Москве существуют ограничения на использование альтернативных источников энергии (ядерной, ветряной, солнечной), а также «грязной» тепловой (ТЭЦ на угле). Вместе с тем сам мегаполис является источником энергии в виде отходов и вторичной тепловой энергии. Генерация. Генерация энергии (в т. ч. тепловой) является централизованной, что увеличивает КПД сжигания газа. Тем не менее наряду с установкой ПГУ на существующих столичных ТЭЦ целесообразно рассмотреть возможность выноса ряда генерирующих мощностей за пределы города с частичной децентрализацией теплоснабжения. В среднесрочной перспективе конфигурация генерирующей подсистемы вряд ли изменится, однако, как будет показано ниже, экономические предпосылки к подобному решению есть. Распределение. В части системы распределения ограничены возможности развития магистральных и распределительных сетей на территории мегаполиса. В ряде случаев это связано с дороговизной строительства воздушных и кабельных линий на плотно застроенной территории. Финансирование развития сетевого хозяйства по современным технологиям должно осуществляться с привлечением стратегических инвесторов при обеспечении гарантий со стороны государства. Сбыт. Увеличение спроса наблюдается не только в части электроэнергии: наряду с электрической предприятия и домохозяйства централизованно снабжаются тепловой энергией. Кривая роста потребности в тепловой энергии выглядит более сглаженно по сравнению с кривой электроэнергии (и более эластична по отношению к температуре воздуха в осенне-зимний период), но, как будет сказано ниже, они во многом взаимозависимы. Проблемы тепло- и электроснабжения Москвы следует решать системно, увязывая их с комплексом других аспектов жизни современного города. Рассмотрим соответствующие шаги по порядку, начиная с источников энергии и заканчивая управлением спросом. Действуя таким образом, мы постараемся выделить ключевые группы проблем и возможные направления их решения, которые будут актуальны в ходе развития энергетической системы Москвы. Источники энергии и генерация Возможности Москвы по строительству новых генерирующих станций ограничены. Причина высокая стоимость земельных участков и требования экологов. Альтернативным вариантом строительству и модернизации теплоэлектростанций на территории города является развитие сетевого хозяйства. Тем не менее эксплуатация существующих станций на территории мегаполиса в ближайшем будущем будет необходима хотя бы потому, что снабжение города теплом осуществляется централизованно. Вне зависимости от того, какая стратегия будет выбрана в области размещения генерации, в долгосрочной перспективе будет актуален вопрос источников выработки энергии. Поэтому для оценки перспектив развития генерации необходимо рассмотреть возможные энергоисточники. Собственные источники энергоносителей в пределах московской агломерации (МКАД, пригороды и ближайшие города) невелики. Геологические полезные ископаемые ограничиваются запасами торфа и каменного угля. Залежи угля, находящиеся на территории Москвы, низкокалорийные и высокосернистые добыча их нерентабельна даже без учета городской застройки. Торфяники находятся в лесопарковых зонах, и их разработка также нецелесообразна. Потенциальные мощности ветровой и солнечной энергии в Москве невелики, и в ближайшем будущем их освоение бесперспективно. Вторичные энергоресурсы представлены горючими отходами и вторичными низкопотенциальными источниками тепла. Потенциал горючих твердых и жидких бытовых отходов, древесных отходов превышает 1 млн т у.т. Сжигание этих отходов с соблюдением норм охраны окружающей среды высокорентабельно, прежде всего благодаря экономии средств на их вывоз и на размещение на полигонах, занимающих большие земельные площади. Однако за счет данного источника возможно покрыть не более 5 % потребности города в тепловой энергии (по зарубежному опыту). Вторичное низкопотенциальное тепло включает в себя тепло вентиляционных выбросов, тепло отработанной горячей воды (сливаемой в канализацию) и отбросное тепло ТЭЦ и котельных. Это реальный источник тепла, и его освоение позволяет обеспечить дополнительные потребности города в тепловой энергии. Реальное освоение низкопотенциальных тепловых источников происходит в рамках второго начала термодинамики и, помимо затрат на дополнительную обменную аппаратуру, требует постоянного притока механической энергии извне на прокачку больших объемов жидкостей и газов в теплообменниках. В механическую мы практически повсеместно превращаем электрическую энергию, т. е. для утилизации отбросного тепла необходимы дополнительные электрические мощности, причем немалые (в случае использования тепловых насосов это десятки процентов от получаемого теплового эквивалента). Тем не менее подобная схема может быть выгодна для мегаполиса в целом. С технологической точки зрения весьма привлекательна ядерная энергия, однако ее использование представляется маловероятным на территории Московской области. У нас нет опыта эксплуатации котельных на ядерном топливе первая атомная теплофикационная станция строилась недалеко от Нижнего Новгорода, но строительство было заморожено по ряду причин. Природный газ является внешним источником энергоснабжения Московского региона и будет использоваться в ближайшие 30 лет для генерации электрической и тепловой энергии для московской агломерации. Уголь и мазут исключаются в силу экологических и экономических причин. Во-первых, строительство угольных блоков в среднем на треть дороже аналогичных по мощности газовых. Во-вторых, угольные станции занимают большую земельную площадь, и, в-третьих, высоки экологические риски угольных электростанций. Газ как топливо имеет массу достоинств, но, как все органические энергоносители, попадает под действие Киотского протокола об ограничении выбросов углекислого газа. Поэтому расширять его потребление можно лишь до некоторого предела. Есть серьезные факторы, свойственные Москве. В первую очередь, это очень высокая стоимость земли. Строительство газовых ТЭЦ, газопроводов, отчуждение площадей под зоны безопасности газопроводов потребуют изъятия из оборота значительных земельных участков. Напрашивается вывод о вариантах использования Москвой вторичной энергии (электроэнергии), в которых производство (в том числе с использованием атомной энергетики) вынесено за пределы Московской области. В этом случае коммерческая эффективность складывается не только из меньшей стоимости киловатт-часа на крупных электростанциях конденсационного типа, но и вследствие экономии затрат за счет низкой стоимости земли, рабочей силы. Наиболее перспективными с этой точки зрения являются экономически слабые регионы Европейской части Российской Федерации. В области основных направлений развития генерации можем сказать, что Москве следует опережающими темпами увеличивать выработку электроэнергии. Потребность в электроэнергии в мегаполисе растет как бы сама по себе, а для возможной децентрализации теплоснабжения и утилизации вторичного тепла необходимы дополнительные электрические мощности По моему мнению, крупные генерирующие мощности следует создавать за пределами Московской области, там, где имеются резервные земельные площади и значительные водные ресурсы для конденсации отработанного турбинного пара. Кроме того, необходимо строить мощности, рассчитанные для покрытия пиковых нагрузок (гидроаккумулирующие, газотурбинные). Развитие сетей: финансирование и тарифное регулирование В октябре 2007 г. ОАО «Мосэнерго» объявило, что предельный дефицит мощности зимой 2007 2008 гг. может достигать 650 МВт (рис. 1). Столько нужно, к примеру, для работы нескольких крупных предприятий или освещения примерно миллиона квартир. Источник проблемы заключается не только в повышенном спросе на энергию, который будет стабильно расти до тех пор, пока в стране наблюдается экономический рост. Основная проблема системы энергоснабжения заключается в пропускной способности сетевого хозяйства. Первый и наиглавнейший фактор надежности и пропускной способности сетей их количество. Для обеспечения беспрерывного снабжения сети «закольцовываются», создаются дублирующие центры питания это позволяет не отключать потребителей при разрыве питания в одной или нескольких линиях. Требования Московской энергосистемы к надежности очень высоки, соответственно, высоки и потребности в инвестициях в распределительную инфраструктуру. Источником финансирования энергетических проектов могут служить собственные и заемные средства сетевых распределительных компаний, но в итоге сумма капитальных вложений закладывается в тариф, который устанавливается распределительной компанией на передачу электроэнергии. Анализ средних значений тарифа на передачу электроэнергии по странам ЕС показывает, что в Москве они сравнимы с уровнем европейских стран. Обновление и развитие сети требуют реализации долгосрочных инвестиционных программ. Основные вопросы, возникающие в связи с этим, касаются гарантий возврата инвестиций государством и эффективности использования инвестиционных средств самим инвестором. Методика формирования тарифа на передачу в Москве (а равно и в других субъектах РФ) не соответствует инвестиционным потребностям в строительстве и обновлении сетей. Причина в том, что принцип формирования тарифа, применяемый сейчас, не учитывает повышенные требования к обеспечению надежности и безопасности электроснабжения крупного города. Этот принцип также не предоставляет стимулов для конкуренции, в т. ч. в области применения прогрессивных технологий, не учитывает полную стоимость имущества распределительной компании (в частности, коммерческую стоимость земли, на которой расположено имущество сетевых компаний). И, наконец, он не соответствует
Комментариев нет:
Отправить комментарий