Арктика, а в частности арктические территории России обладают большим потенциалом для создания альтернативных источников энергии. В части районов прибрежных арктических зон скорость ветра превышает 5-7 м/с, что считается крайне благоприятным условием для экономически эффективного использования энергии ветра, перспективным видится и установка солнечных батарей. Сегодня энергообеспечение районов Арктики преимущественно изолированное, осуществляется отдельно в каждом районе за счет дизельных электростанций, топливо для которых поступает раз в год по северному завозу.
Как уменьшить стоимость электроэнергии, доходящую до 120 рублей за КВт/час, для потребителей, какие альтернативные источники энергии возможно создать в Арктике и какие зеленые проекты в сфере энергетики реализуются на Севере страны сегодня — в материале ТАСС.
Дизель высокой стоимости
В большинстве населенных пунктов российской Арктики энергообеспечение ведется за счет изолированных систем — собственный энергоисточник имеет почти каждый район.
«Как правило это дизельные электростанции, которые имеют низкий КПД и высокую себестоимость производства электроэнергии, которая доходит до 80-120 рублей за КВт/час с учетом того, что солярку для них приходится доставлять один раз в год во время зимнего завоза. При этом, если взять среднюю цену электроэнергии в зоне централизованного энергоснабжения по стране — это 3-4 рубля за КВт/ час для конечного потребителя», — рассказал ТАСС председатель комитета Госдумы по энергетике Павел Завальный.
По его словам, перспективы создания альтернативных источников энергии в Арктике, безусловно, есть. Более того, правительством РФ планируется увеличить долю зеленой энергетики с 1% до 2,5% — до 6 ГВт, а, следовательно, приняты все меры поддержки инвесторов и проектов по созданию возобновляемых источников энергии. «Сегодня в России сформирована нормативная база по поддержке ВИЭ, включая законы и нормативно-правовые акты правительства, направленные на привлечение инвестиций и выделение средств субсидирования производства энергии на возобновляемых источниках энергии. Уже есть конкретные проекты, которые находятся в разных стадиях реализации, по развитию ветровой, солнечной энергетики, причем с локализацией производства оборудования на территории России не менее 50%», — пояснил ТАСС Завальный.
При этом сегодня наиболее перспективным альтернативным источником энергии в Арктике эксперты считают ветер, хотя в условиях низких температур обслуживание ветроустановок обходится довольно дорого. «Пожалуй, единственным крупным источником электрической и, возможно, тепловой энергии в Арктической зоне могут быть ветроустановки. Однако ветроустановки в Арктике так же, как и все остальное оборудование, требуют специального арктического низкотемпературного изготовления — все смазки, масла, металлы и другие материалы должны быть предназначены для использования при экстремально низких температурах. Это требование к материалам делает арктические ветроагрегаты существенно дороже обычных», — сказал вице-президент Российской Ассоциации Ветроиндустрии (РАВИ), ведущий эксперт в области возобновляемой энергетики Анатолий Копылов.
Но наиболее простыми и дешевыми в эксплуатации возобновляемым источником энергии, по мнению эксперта, являются солнечные установки: они практически не требуют специального обслуживания. Однако из-за особенностей климата солнечной энергии не хватает для полноценной работы таких станций. Поэтому, по мнению Копылова, наиболее перспективными возобновляемыми источниками энергии Арктике являются энергетические комплексы с разным набором технологий: ветер, солнце и дизель-генерация.
«Суть комбинированных установок состоит в следующем: это единый энергетический комплекс, в котором, когда светит солнце — работают солнечные панели, когда дует ветер — работают ветрогенераторы, когда не работает ни то, ни другое, включается дизель-генератор. Но он включается, только если в прилагающейся батарее совсем не осталось энергии, а если там есть необходимый ток и напряжение, тогда включается батарея. Комплекс включает в себя систему управления, которая позволяет оптимально распределять нагрузку. Я считаю, будущее в этой природной зоне — за такими комбинированными небольшими энергоустановками», — считает эксперт.
Согласен с тем, что объединение традиционного и альтернативного подходов наиболее эффективно и Завальный. По его словам, такое объединение позволяет не только бесперебойно обеспечивать потребителей электричеством, но и существенно снизить стоимость за КВт/час — до 15-25 рублей. «В Арктике нет пока федеральных проектов, но есть региональные проекты поддержки возобновляемых источников энергии. Допустим, в Якутии создаются станции на солнечных батареях, в Ненецком округе используются ветро-дизельные генераторы, такие проекты существуют, но носят пока локальный характер», — пояснил депутат Госдумы.
Энергообеспечение поморских деревень
Проекты небольших энергостанций, объединяющих в себе дизельные генераторы и альтернативные источники энергии, уже созданы и круглосуточно обеспечивают электричеством жителей небольших поморских сел Мурманской области. Например, четыре села на Терском берегу — Чаванга, Чапома, Тетрино и Пялица — находящиеся более чем в 60 км от основных электромагистралей. Первая комбинированная энергоустановка появилась в селе Пялица в конце 2014 года. Она включает в себя четыре ветроэнергетических установки по 5 кВт, два дизельных генератора по 30 кВт и 60 солнечных панелей общей мощностью 15 кВт.
Следующим этапом электрификации Терского берега стала установка ветро-солнечно-дизельных станций в селах Чаваньга и Тетрино, а весной 2016 года аналогичная станция запущена в селе Чапома.
По оценкам специалистов, одна такая станция позволяет сократить издержки на закупку дизельного топлива на сумму более 3 млн рублей в год. Немаловажен и тот факт, что жители поморских сел, которые в последнее время пользуются популярностью среди туристов, постоянно обеспечены электроэнергией, а не несколько часов в сутки.
Не остался без внимания и ветропотенциал прибрежных территорий Белого и Баренцева морей, в окрестностях Териберки и Туманного к концу 2019 года планируется реализовать проект по строительству и вводу в эксплуатацию целого ветропарка, установленная мощность которого составит 200 МВт.
Самая северная альтернативная станция
Солнечно-ветровая электростанция решила проблемы с энергообеспечением местного населения и в опорном пункте страны — мысе Желания национального парка «Русская Арктика» — северной оконечности острова Северного архипелага Новая Земля, по которому принято проводить границу между Баренцевым и Карским морями. В 2015 году на этом мысе был создан самый северный в стране объект, использующий возобновляемую энергию.
«Идея использовать альтернативную энергию была с самого начала, с момента создания парка, но были сомнения, будет ли она работать. Условия необычные, не те, под которые обычно создается альтернативная энергетика — средняя полоса и юг, там она уверенно работает. В 2013 году провели эксперимент: завезли на мыс оборудование для испытаний. Результаты получили хорошие, особенно по солнечной энергии», — рассказал ТАСС заместитель директора по общим вопросам национального парка «Русская Арктика» Алексей Бараков.
Монтаж 24 солнечных панелей и двух ветрогенераторов с учетом настройки оборудования и пусконаладочных работ занял около месяца. Установленные батареи сегодня позволяют получать до 8 кВт электроэнергии и каждый полевой сезон, который длится в среднем с начала июля до конца сентября, экономится около 1 тыс. литров топлива и снижается объем выбросов в атмосферу. В этом году количество солнечных батарей на мысе Желания предполагается увеличить до 36.
Аналогичная система, только без ветрогенераторов, этим летом будет установлена на опорном пункте «Бухта Тихая», который расположен еще севернее — на острове Гукера Земли Франца-Иосифа. Еще более масштабный проект по использованию возобновляемых источников энергии предполагается в этом году начать на круглогодичной базе парка «Омега» на острове Земля Александры (архипелаг Земля Франца-Иосифа). Здесь планируется установить 240 солнечных панелей, которые будут вырабатывать до 15 кВт. На «Омеге» за счет этой системы предполагается не только получать электроэнергию, но и обогревать базу, за счет солнца опорный пункт может быть обеспечен энергией весной, летом и осенью.
Ветроэлектростанция на Ямале
В 2013 году было начато строительство экспериментальной ветроэлектростанции около города Лабытнанги Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО), которая должна была стать первым подобным объектом за Полярным кругом. Мощность «ветряка» — 250 киловатт в час, высота — 50 метров, а длина каждой лопасти 10 метров. «Место под монтаж установки выбирали специально, где благоприятная роза ветров, которая позволяет обеспечивать устойчивую работу энергии ветра в течение всего года», — сообщили в компании «Передвижная энергетика».
Планировалось, что если эксперимент на Крайнем Севере пройдет успешно, то подобные гигантские «ветряки» появятся в труднодоступных арктических поселках, чтобы уменьшить объемы завоза дизельного топлива. «Энергия ветра позволит сократить расхода примерно на 30%. Но это не полное замещение обычной генерации, так как может быть полный штиль, а энергия необходима круглосуточно», — уточнили там.
Первый запуск состоялся в июле 2014 года. Конструкцию установки специально адаптировали под суровые условия — утепляли, проводили эксперименты, чтобы лопасти не обледенели при температура до минус 50 градусов. Стоимость «ветряка» — 20 млн рублей, минимальная скорость ветра, при которой возможна работа и выработка энергии — 3 метра в секунду.
Однако работу ветрогенератора пришлось остановить из-за регулярных поломок из-за перепадов температур. Повторный запуск состоялся в 2016 году. «На данный момент «ветряк» в рабочем состоянии, энергия вырабатывается в общую сеть», — добавили в компании.
В марте 2017 года альтернативная энергетика появилась и на крайней точки Ямала — острове Белый в Карском море. Ученые установили там небольшой ветрогенератор в качестве эксперимента, наблюдать за его работой будут участники научных экспедиций.
Биотопливо для арктических территорий
Альтернативным решением проблемы энергообеспечения в ряде арктических районов служит биотопливо. Например, в республике Коми осуществляется планомерный перевод котельных, в первую очередь на лесозаготовительном юге республики, с дорогостоящего топочного мазута и угля на биотопливо, сырьем для которого служат отходы деревообработки — брикеты, пеллеты, щепа, а также дрова. В настоящее время, как сообщили ТАСС в минпроме региона, в Коми работают 10 производителей биотоплива, и до конца года ожидается ввод еще двух заводов по выпуску топливных гранул и брикетов мощностью 40 тыс. тонн и 20 тыс. тонн соответственно.
Если 1 января 2016 года в Коми работало 37 котельных на биотопливе, то 1 января 2017 года — 58, в течение этого года планируется перевести на биотопливо еще 18 котельных. Эти цифры подтвердил ТАСС Игорь Глухов, генеральный директор АО «Коми тепловая компания», крупнейшего многопрофильного коммунального предприятия, которое обеспечивает теплом жилищные, социальные и другие объекты всего региона.
«У нас чисто экономический расчет: зачем мне везти уголь в лесозаготовительные районы на юге республики, где дрова стоят недорого? В результате доставки за сотни, тысячу километров уголь становится «бриллиантовый», а переход на дрова, брикеты дает работу мелким лесозаготовителям и возможность сбыта неделовой низкосортной древесины и отходов», — рассказал руководитель компании.
По его словам, для маленьких котельных приемлемы дрова, для больших котельных на 2-3 МВт они становятся обременительны — закидать в топку по 30-50 кубов дров в смену физически невозможно для кочегара, поэтому там переходят на топливые брикеты или же на пеллетные котельные, которые позволяют и вовсе автоматизировать процесс.
Отдельного внимания заслуживает проект одного из крупнейших производителей целлюлозно-бумажной продукции в России, АО «Монди Сыктывкарский ЛПК», по модернизации ТЭЦ, которая обеспечивает теплом и горячей водой производство, а также весь Эжвинский район Сыктывкара с населением более 60 тыс. человек. Компания намерена установить самый крупный в России паровой котел, работающий на отходах деревообработки, что, как заявили инициаторы проекта, выведет Республику Коми в лидеры по использованию биотоплива.
Планируется, что помимо древесных отходов котел будет ежегодно сжигать до 150 тыс. тонн иловых отходов, а система фильтрации дымовых газов позволит свести выбросы в атмосферу до минимума. Проект оценивается в 8 млрд рублей и рассчитан до 2019 года. С запуском котла «Монди СЛПК» рассчитывает экономить до 127 млн кубометров природного газа в год и на 20% увеличить потребление древесных отходов.
Генерация нового поколения
Поиск новых источников энергии продолжается, ученые ищут и находят новые пути решения проблемы энергообеспечения арктических территорий. Так, в Институте теплофизики (ИТ) Сибирского отделения РАН разработали и запатентовали оппозитный ветрогенератор для получения тепла. Принцип работы устройства, в котором соединен ветродвигатель и теплогенератор, основан на трении воды — жидкость разгоняется, тормозит и происходит выделение тепла. По словам главного научного сотрудника лаборатории проблем энергосбережения ИТ СО РАН Анатолия Серова, ветрогенератор отличается небольшой высотой установки и легкостью в обслуживании.
«Установка может использоваться в том числе на Севере, главное — соблюсти требования температурного диапазона и скорости ветра. Мы провели испытания прототипа установки — она может развивать тепловую мощность до 100 Вт», — сказал ТАСС Серов.
Занимаются изучением потенциала геотермальной энергетики Западной Сибири, в том числе ее арктической части и специалисты из Института нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ) Сибирского отделения РАН. Как рассказал ТАСС заведующий лабораторией гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири ИНГГ СО РАН Дмитрий Новиков, ориентировочно запасы тепла в артезианском бассейне Западной Сибири составляют 200 млн Гкал в год. Для сравнения, в России за год производится в целом около 500 млн Гкал.
«В арктических регионах запасы тепла огромны, их даже пока еще не считали отдельно. Наиболее перспективны для теплоэнергетических целей термальные воды, которые залегают на глубине от 1 км. Геотермальные станции целесообразно строить в удаленных населенных пунктах, особенно если там пробурены скважины под добычу нефти и газа: энергетические установки можно ставить без больших капитальных затрат. Сейчас топливо завозится на Север по зимним дорогам, и это дорого», — сказал он.
