Стратегические направления перспективного развития возобновляемой энергетики республики Дагестан

Стратегические направления перспективного развития возобновляемой энергетики Республики Дагестан

Аннотация: В статье рассматриваются основы и перспективы использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ), проанализированы теоретические взгляды на взаимосвязь возобновляемых энергоресурсов и устойчивого экономического роста.

Ключевые слова: Возобновляемые источники энергии, Гелиоресурсы. Геотермальные ресурсы, Биоресурсы, солнечная энергетика.

Magomedovа N.A. Strategic directions of perspective development of renewable power of the Republic of Dagestan.

Abstract: The article covers the basics and prospects of renewable energy sources (RES), analyzed the theoretical views on the relationship of renewable energy and sustainable economic growth.

Key words: Renewable energy Gelioresursy. Geothermal resources, biological resources, solar energy.

Республика Дагестан, занимая площадь 50,3 тыс. км2 с населением более 2,9 млн. человек, является одним из самых крупных субъектов Российской Федерации на Северном Кавказе. Географической особенностью Дагестана является то, что территория горной зоны на высоте свыше 1000м над уровнем моря составляет 38% всей территории, часть северной зоны с децентрализованной системой энергоснабжения (около 30%). В этих регионах сложилась критическая ситуация с проблемами энергетического и экологического характера, и, соответственно экономическая проблемы. Ни секрет, что энергетический баланс Республики Дагестан не обеспечен собственными традиционными источниками. [1, с. 114]

Потребление топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в этих районах на душу населения в год составляет 1,5 т условного топлива, что примерно в 5 раз меньше среднего по России значения. Динамика изменения потребления и производства различных видов ТЭР показывает, что положительный годовой баланс имеет место только в электроэнергетике. При этом необходимо иметь в виду, что в зимний период основной поставщик электроэнергии в Республике Дагестан РАО «ЕЭС России» вынуждено закупать электроэнергию у других энергосистем по тарифам, значительно превышающим те, по которым оно продаёт её тем же энергосистемам в период высокого водостока. [1-3, 12]

Главная причина дефицитности ТЭК - ограниченность запасов органических видов топлива. Запасы каменного угля незначительны (менее 700 млн. т) и по условиям залегания их извлечение экономически нецелесообразно. То же можно сказать и о запасах торфа (менее 5 млн. т.), обладающего высокой влажностью (70 %) и зольностью (более 50 %). Несмотря на более чем столетнюю историю нефте- и газодобычи в Дагестане, все продукты нефте- и газопереработки ввозятся в республику из-за отсутствия нефте- и газоперерабатывающих производств в самой республике. Следует отметить, что и раннее развитие экономики Дагестана в большой степени сдерживалось ограниченностью топливной базы.

Характерной особенностью Дагестана является наличие большого числа мелких потребителей энергии, удалённых от источников энергии и центров её распределения - это хутора, фермы и другие мелкие крестьянские хозяйства. Строительство линий электропередач к таким потребителям, а также в рассредоточенные и отдалённые районы со сложным рельефом местности экономически невыгодно (высокие затраты на строительство распределительной электрической сети большой протяжённости и со значительными - до 20 % потерями в них при передаче электроэнергии), а в горных районах это и технически затруднено. Следует отметить, весьма низкую надёжность электроснабжения в этих районах.[5, 78]

При существующих ценах на привозное органическое топливо для таких потребителей оказывается экономически более выгодным покрывать частично или полностью потребность в энергии за счёт возобновляемых источников энергии (ВИЭ), которые по самой своей специфике наиболее подходят для создания автономных систем энергоснабжения. При сложившейся ситуации в топливно-

Магомедова Наида Абдулаевна

К.э.н., н.с. ИСЭИ ДНЦ РАН ivtran@inbox.ru

энергетическом комплексе Республики Дагестан более 65 % населения республики ощущают постоянный дефицит в энергообеспечении, особенно в горячем водоснабжении.

Весьма важной является также экономическая и экологическая сторона этого вопроса. Возобновляемые энергоресурсы, используемые в отдалённых районах Республики Дагестан для автономных энергоустановок замещают, в основном такие виды топлива, как уголь и дрова, которые дотируются из бюджета.[4-7, 54]

Рассмотрим наиболее важные ресурсы ВИЭ Республике Дагестан.

Энергия малых рек

Одно из главных богатств Дагестана - гидроресурсы. По территории Дагестана протекает 4320 больших и малых рек общей протяжённостью 24125 км. на каждый квадратный километр приходится 455 м. речной сети, что в 5 раз превышает средний показатель для всей территории бывшего СССР, а по плотности гидроэнергоресурсов в 9,9 раза. Более 278 рек имеют народнохозяйственное значение. В республике сосредоточено почти 40 % гидроэнергетического потенциала речного стока Северного Кавказа (по мощности 6,3 млн. кВт и по выработке 4,5 млрд. кВт-ч/-год) при этом насыщенность территории гидроэнергетическими ресурсами составляет = 1 млн. кВт-ч/(км2-год). Обладая таким энергетическим потенциалом, республика потребляет на душу населения электроэнергии в 3-4 раза меньше, чем в среднем по России, а по отдельным горным районам в 8-10 раз меньше, и это при том, что 85-90 % потенциальных гидроресурсов сосредоточены в горах. При этом в энергетическом балансе гидроэнергетика составляет только 18-19 %, а топливосжигающие технологии - до 80 %. Потенциал малых (протяжённостью 10-25 км) и мельчайших (до 10 км) рек значителен и составляет 16 % от общего гидроэнергетического потенциала республики. На этих реках в 1930-1950 гг. в Дагестане было введено в эксплуатацию более 70 микро- и малых ГЭС, которые впоследствии были большей частью ликвидированы, а незначительная часть была законсервирована.^] Оценка экономического потенциала гидроресурсов Дагестана проделанная в 1967 году необходимо скорректировать на основе последних данных причины по коорым экономический потенциал пересматривает следующее: водность рек Сулака, Камура, Терека уменьшилось до 20%., повышение стоимости земель, речных долин за последние десятилетия, повышения требования качества жилья и социальных услуг для населения, рост цен на строительные работы в определенных районов и тяжелую технику, выявление запасов новых полезных ископаемых и самое основное это потенциальная опасность гидросооружений и ужесточение экологических требований. Гелиоресурсы

Велики в Дагестане и ресурсы солнечной энергии. Продолжительность солнечного сияния составляет от 214 дней в равнинных и до 315 - в горных районах республики.[2,34] Интенсивность поступления солнечной радиации в ясный день достигает в горных районах 1 кВт/м2. Активное использование солнечной энергии для теплоснабжения, также позволит уменьшить потребление топлива на коммунальные нужды.

Солнечная энергия широко используется для горячего водоснабжения, отопления. Наиболее распространенные системы для летних оздоровительных учреждений индивидуальных потребителей, которые представляют собой плоский солнечный коллектор площадью 1-2 м2 и бак аккумуляционную емкость 200литров. При необходимости солнечные коллекторы собираются в поле коллекторов обеспечивающее централизованное теплоснабжения небольших поселений или объектов. В республике налажен выпуск коллекторов нового поколения с достаточно низкой стоимостью 3200т.р квадратный метр, чтоб обеспечивает срок окупаемости до 2-х лет. В среднем в году солнечная радиация в горных районах РД достигает 300Вт/м2, а в летний период до 4 кВт в сутки, достигая в полдень до кВт/м2. учитывая что солнечная радиация сильно отличается от географического положения, нами рассчитаны технико-экономические показатели солнечных систем теплоснабжения (ССТ) для различных характерных зон республики схожими климатическими условиями для различных потребителей: индивидуальные, фермерские хозяйства, лечебно-профилактические учреждения круглосуточного и сезонного функционирования с учетом дублирующего источника энергии.

Для Республики Дагестан использование солнечной энергии является весьма актуальной задачей не только для устойчивого экономического развития, но и важнейшей социальной и экологической значимости.

Эффективное внедрение энергоресурсов потребует ряд важнейших мер, а именно:

- разработка целевой программы: «Использование возобновляемых источников энергии в Республике Дагестан до 2020года», одной из составляющей частью программы стало бы использование солнечной энергии.

- Использовать различные формы региональной поддержки ВИЭ в виде:

1. налоговой льготы

2. льготные кредиты

3. льготные тарифы для продажи энергии, выработанной ВИЭ, в том числе солнечной

- создание демонстрационного центра по использованию ВИЭ и энергосбережению.

- участие зарубежных капиталов частично сдерживаться ввиду не устойчивого делового климата и нестабильных экономических условий и отсутствие нормативно- правовой базы и эффективной системы принуждения выполнения требований законодательства. 13, 24]

Геотермальные ресурсы

Республика располагает большими запасами геотермальных энергоресурсов. Прогнозные запасы на изученной бурением части Дагестана составляют 8 млн. м3/сут. На территории республики более 30 месторождений, 10 из которых разведаны бурением с прогнозными запасами в объеме 250 тыс. м3/сут. и с эксплуатационными запасами 120 тыс. м3/сут. По имеющимся данным валовой потенциал только термальных вод на глубине до 3 км. составляет 50 млн. тонн условного топлива в год. В настоящее время значительная часть населения городов Махачкалы, Кизляра и Избербаша использует термальную воду для коммуникально-бытовых нужд. Однако сегодня, доля геотермальных источников энергии в ТЭБ республики незначительно - немногим более 0,5 %, ими являются отопление, горячее и техническое водоснабжение промышленных, гражданских, коммунальных и сельскохозяйственных объектов. Для строительства геотермальных электростанций имеют определенную перспективу Тарумовское и Тарнаирское месторождения. Для горячего водоснабжения и отопления экономически оправданно в городах: Избербаш, Махачкала, Кизляр. В сельском хозяйстве термальные воды могут быть использованы для отопления тепличных хозяйств, для выращивания биологически активных растений, для сушки сельхозпродукции.[12,22]

Геотермальная энергетика республики одно из важнейших направлений использования энергетических ресурсов, которое в будущем поможет устойчивому развитию экономики. Ветроэнергетические ресурсы

Ветроэнергетические ресурсы по оценкам, полученным на основе многолетних данных метеорологических станций, расположенных на территории республики, составляют порядка 60 млрд. кВт-ч/год. Среднегодовая скорость ветра составляет для горных районов = 3 м/с, а для прибрежной зоны это значение выше. Пока недостаточно изучены ветровые режимы в горных районах, где имеются локальные концентраторы ветра, вызванные сложным рельефом местности. Энергия ветра практически не используется. В Дагестане, согласно оценкам ряда специалистов, (Ветроэнергетический кадастр территории республики) ветроэнергетический потенциал является достаточно огромным и по РДЖ он может быть оценен около 5000 млрд. кВт/ч. Предварительные расчеты проведены в центре "Малая энергетика Дагестана». [10, 51] Биоресурсы

Животноводческое направление сельского хозяйства Республики Дагестан даёт ежегодно много органических отходов, которые могут быть утилизированы в виде биогаза, технология выработки которого давно известна. Строительство биогазовых установок на животноводческих фермах позволило бы не только обеспечить их энергоснабжение, но и получать высококачественное удобрение, освободить территории от свалок навоза, улучшив тем самым санитарно-экологические условия и быт работников. Разработан модульный биологический утилизатор отходов сельскохозяйственной продукции и животноводства с использованием новых научных и технических решений.

Биогазовые установки позволяют одновременно с биогазом получать экологически чистые удобрения, содержащие биостимуляторы. 1 тонна удобрений эквивалентна 50 тоннам перегноя и не содержит гельминтов и сорняков. Срок окупаемости 1 год.

Сжигание 1 куб. м. газа дает 2кВт / час электрической энергии или 10-12 тыс. кДж тепловой энергии. Переработка 1 т свежего навоза, помета может дать до 40-1000 куб. м биогаза. Стоимость одной тонны биоудобрений - 5 тыс. рублей, тогда как на европейском рынке 5-6 тыс.$. Биоудобрения повышают урожай от 20 до 50%. Без учета экологической составляющей срок окупаемости - 1 год.

В настоящее время в Дагестане насчитывается более 600 тыс. голов КРС, овец и коз - более 2,5 млн., 13 птицефабрик.

По самим скромным подсчетам годовой потенциал только этих биоресурсов составляет 100 тыс. т.у.т. Не менее значителен и потенциальный вклад в сельское хозяйство и производства высокоэффективного удобрения в количестве 4 млн. т/год, особенно в условиях высокой стоимости и негативных последствий производства химических удобрений. Практически во всех животноводческих комплексах остро стоит вопрос охраны окружающей среды. Загрязнение грунтовых вод и речных стоков отходами животноводства ухудшает общую экологическую обстановку района, повышается опасность инфекционных заболеваний.

Очевидно, что основой электрификации в республике в обозримом будущем останется строительство крупных и малых ГЭС. Имеются налаженная производственная база, чёткая программа ввода мощностей, кадровое обеспечение. Технико-экономические показатели гидростанций также общеизвестны. Это самые экономичные, надёжные источники энергии.

Наряду с этим, стратегия должна включать вовлечение в ТЭБ нетрадиционных возобновляемых источников энергии, которые должны дополнить ТЭК республики. Актуальность использования ВИЭ в республике вызвана рядом причин.

Преимущества малых энергетических установок, работающих на ВИЭ, в экологическом аспекте очевидны, когда их экономическая эффективность ставится порой под сомнение. В настоящее время конкурентоспособность малой энергетики возросла не только за счёт роста цен на органическое топливо, но в такой же степени за счёт высоких темпов инфляции и больших процентов на капитал.

Весьма важным, если не основным, является и социальный аспект этой проблемы. С одной стороны, это повышение занятости населения, поступления финансовых средств в местные бюджеты, а с другой - возможность обеспечения удалённых потребителей энергией за счёт экологически чистых местных ВИЭ с соответствующими положительными экономическими и социальными по-следствиями.[10-13, 69]

Для Республики Дагестан внедрение нетрадиционных возобновляемых источников энергии имеет особое значение.

Во-первых, республика уникальна по запасам возобновляемых источников энергии.

Во-вторых, характерной особенностью Дагестана является наличие большого числа мелких потребителей энергии, удаленных от источников энергии и центров ее распределения - это хутора, фермы и другие мелкие крестьянские хозяйства. Строительство линий электропередач или газопроводов к таким потребителям - экономически невыгодно.

В-третьих, нетрадиционные энергоресурсы, используемые в отдаленных районах республики для автономных энергоустановок, замещают, в основном, электроэнергию, а также уголь и дрова, которые дотируются из бюджета. Таким образом, использование возобновляемых источников энергии позволит значительно сократить государственные дотации.

В-четвертых, использование возобновляемых источников энергии обеспечивает экологическую безопасность отдельных городов и населённых пунктов со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения.

В-пятых в республике имеется высокий научный потенциал разработок по созданию и внедрению возобновляемых источников энергии Объединённого научно-исследовательского и производственного центра ИВТ РАН по использованию возобновляемых источников энергии (полигон «Солнце»), Институт проблем Геотермии РАН, Научно-образовательный комплекс по ВИЭ, а также производственных структур: НПО «Геобуртерм», «Подземгеоминерал» завод «Гелиомонтаж», «Дагкрем-ний» и др.[14, 12]

Литература

1. Багомедов М.А., Омаров Ш.К. Роль и значение энергетического баланса в обеспечении стратегии социально-экономического развития регионов // Экономические науки, ISSN 2072-084Х, 2012, № 4 (89), с. 113-118

2. Магомедова Н.А. Концепция создания демонстрационной зоны энергосберегающих технологий, возобновляемой и малой энергетики на базе Филиала ОИВТ РАН в Республике Дагестан // Региональные проблемы преобразования экономики. 2012. №1. C.116-122.

3. Магомедова Н.А. Разработка и выпуск биогазовых систем и на их основе энергоэффективных комплексов для АПК // Международная научно-практическая конференция «Практика использования концепции маркетинга предприятиями и предпринимательскими структурами». - Махачкала: ИСЭИ ДНЦ РАН, ДГУ, 2011. С. 201-204.

4. Магомедова Н.А. Проблемы эффективности использования нетрадиционных источников энергии на сельских территориях (на примере Республики Дагестан) // V Школа молодых ученных «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов» им. Э.Э. Шпильрайна (Махачкала, 11-12 октября 2012 г.). - Махачкала: Институт геотермии ДНЦ РАН. С. 330-334.

5. Магомедов И.Ш. Обеспечение региона возобновляемыми источниками энергии // V Школа молодых ученных «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов» им. Э.Э. Шпильрайна (Махачкала, 11-12 октября 2012 г.). - Махачкала: Институт геотермии ДНЦ РАН. С. 368-371.

6. Магомедова Н.А. Обоснование финансового механизма инвестиций в нетрадиционные источники энергии сельскохозяйственными предприятиями // III Всероссийская научно-практическая конференция «Региональные проблемы преобразования экономики: междисциплинарный подход к формированию механизма стимулирования развития» (Махачкала, 23-24 октября 2012 г.). - Махачкала: ИСЭИ ДНЦ РАН, 2011. С. 277-284.

7. Магомедова Н.А. Возобновляемая энергетика - основа перехода от мегаполисной к ландшафтно-усадебной урбанизации // Круглый стол «Экономическое зонирование и проблемы формирования агломераций в РД» (Махачкала, 15 мая 2012 г.). - Махачкала: ИСЭИ ДНЦ РАН, 2012.

8. Магомедова Н.А. Организация предпринимательской деятельности в сельском хозяйстве на основе энергоснабжения и использования ВИЭ // Круглый стол «Институциональные проблемы и факторы формирования современной предпринимательской среды» (Махачкала, 29 мая 2012 г.). - Махачкала: ИСЭИ ДНЦ РАН, 2012.

9. Магомедова Н.А. Эффективность использования биоэнергетики в сельском хозяйстве Дагестана // I Международный форум «Региональные проблемы преобразования экономики: международное сотрудничество и межрегиональная интеграция» (Москва, 25-26 сентября 2012 г.). - М: Институт проблем рынка РАН, 2012.