"Ресурсы альтернативной энергетики в Республике Алтай"
Тошпоков Юрий Иванович
Республика Алтай расположена на юге Западной Сибири, где проходит государственная граница Российской Федерации с Монголией, Китаем и Казахстаном. Площадь территории - 92,6 тыс. кв. км. Население - 204 тыс. человек. Является типичной "горной территорией" с малой плотностью населения и большой протяженностью коммуникаций, включая электрические сети. Климат - континентальный. Высокогорные Кош-Агачский и Улаганский районы по природно-климатическим условиям приравнены к районам Крайнего Севера.
Электроснабжение Республики Алтай осуществляется дефицитной энергосистемой ОАО "Алтайэнерго" по сетям 110 кВ, пропускная способность которых, практически, исчерпана. Республика на грани дефицита электроэнергии в зимние месяцы в часы максимума потребления.
Не завершена "закольцовка" схемы сетей 110 кВ. Надежность электроснабжения, особо, отдаленных "верхних" районов, вызывает опасения. При вводе в эксплуатацию электростанций в республике, их мощности будут "заперты".
Отпуск менее 0,5 млрд кВт*ч/год, при протяженности сетей 110 кВ более 1,5 тыс. км и распределительных сетей 6 тыс. км, являются причиной высокой себестоимости передачи, распределения и сбыта электроэнергии. Установленные тарифы ниже уровня рентабельности, но выше уровня платежеспособности потребителей электроэнергии.
Развитие: добычи и переработки полезных ископаемых и древесины; производств, перерабатывающих с/х продукцию и лекарственно-техническое сырьё; рекреации и т.д. - возможны только при решении проблемы достаточности электроснабжения республики. Использование гидро энергетических ресурсов обеспечит не только потребности республики, но позволит экспортировать электрическую энергию в сопредельные регионы, что повысит экономическую эффективность электрических сетей и снизит темпы роста тарифов.
Каскадное строительство малых ГЭС способно решить проблему надвигающегося дефицита "пиковых" мощностей, а мини и малые ГЭС с асинхронными генераторами - проблему избытка реактивной энергии, генерируемой сетями 110 кВ.
Использование ветроэнергетики может быть оправданным для компенсации снижения мощностей ГЭС в зимний маловодный сезон и электроотопления в отдаленных "верхних" безлесных районах.
Потенциальные энергетические ресурсы оцениваются:
* гидро - десятки млрд кВт*ч годовой выработки электрической энергии;
* запасы бурых углей Талды - Дюргунского месторождения - 39 млн т;
* ветроэнергетический потенциал имеет места локальной концентрации. Особо следует отметить участок долины р. Чуя (протяженность - 22 км, ширина - от 0,5 до 1,2 км, борта имеют относительную высоту более 1 тыс.м) между Чуйской и Курайской котловинами;
* по количеству солнечных дней - 113 дн./год, Чуйская котловина, где расположен р.ц. Кош-Агач, является чемпионом России. Улаганский, Онгудайский, Усть-Канский, Шебалинский и Чемальский районы не много уступают чемпиону.
Развитие электрогенерирующих источников
Гидроэнергетика
Горный Алтай обладает потенциальными гидроэнергетическими ресурсами, способными не только обеспечить потребности республики, но и существенно повлиять на энергетический баланс Западной Сибири.
Однако, следует отметить, что в Сибири доминируют гидрогенерирующие источники, максимум выработки которых приходится на сезон "большой воды" с мая по сентябрь, когда спрос на рынке сбыта электроэнергии снижается до минимума, а конкуренция между поставщиками достигает апогея. Владельцы гигантов гидроэнергетики могут себе позволить снижение отпускной цены до демпинговой. Построенные за счет акционерного капитала и/или привлеченных заемных средств, новые ГЭС рискуют оказаться стать запертыми на рынке сбыта.
Для социально-экономического развития регионов Сибири, потребуются гарантированные базисные электрогенерирующие мощности тепловых и атомных станций. Эта проблема приоритетная. К её решению будут привлечены ресурсы и внимание.
В Республике Алтай возможно развитие малой гидроэнергетики для решения локальных региональных и/или муниципальных проблем обеспечения достаточности, надежности и качества электроснабжения потребителей. Но, при этом следует учитывать характерные особенности:
* основной сток рек Алтая приходится на весенне-летний паводок. В сезон зимней межени средний расход (дебит) воды составляет менее 10 % от среднелетнего показателя;
* сезонное несовпадение максимума потребления электрической энергии и возможности её выработки без плотинными гидроэлектростанциями на естественном водотоке в зимнюю межень;
* сооружение ГЭС, с аккумулирующими водохранилищами для регулирования стока, требует значительных инвестиционных ресурсов и времени на строительство. Под затопление попадают большие площади. Нарушается сложившийся естественный режим водотока и микро климат прилегающих территорий. В маловодные годы возникают проблемы наполнения водохранилищ. Строительство крупных ГЭС, регулирующих сток, требует комплексного обоснования и возможно по решению федерального Правительства. добыча энергетический мощность
Так, в случае принятия межгосударственного решения о переброске части стока Оби в бассейн Арала, будет востребован каскад Катунских ГЭС с водохранилищами сезонного регулирования стока.
Надвигающийся для республики дефицит "пиковых" мощностей требует первоочередного решения этой проблемы.
Каскад ГЭС на одной реке, верхняя и нижняя ступени которого имеют водохранилища суточного регулирования, может эксплуатироваться в режиме:
* верхняя ГЭС работает с максимальной мощностью в часы "пик" и срабатывает водо-хранилище. В остальное время суток работает с минимально допустимой мощностью по условиям нижнего бьефа и накапливает водохранилище;
* нижняя ГЭС - контррегулятор, работает с постоянным попуском воды. В часы "пик" водохранилище накапливается за счет сработки водохранилища верхней ГЭС. В остальное время суток - нижнее водохранилище срабатывается.
Оптимальный вариант - строительство Чуйского гидро- ветроэнергетического комплекса, основной частью которого является каскад малых ГЭС на реке Чуя суммарной мощностью 65 МВт. В летние месяцы станции каскада работают по водотоку с номинальной мощностью. Зимой - верхняя и средняя ступени в качестве источников "пиковой" мощности.
Уникальный случай представляет река Мульта в Усть-Коксинском районе, которая вытекает из одноименного озера и при протяженности менее 15 км имеет перепад 500 м по вертикали. Каскад малых ГЭС на реке Мульта будет способен в зимние месяцы функционировать в качестве источника пиковых мощностей.
Мини и малые ГЭС с асинхронными генераторами.
Есть техническое решение, позволяющее этот избыток преобразовать в доходы, а стоимость гидроагрегатов и эксплуатационные затраты снизить до минимума. Суть предложения заключается в использовании простой и дешевой асинхронной электрической машины в качестве генератора, который для формирования магнитного поля потребляет реактивную энергию из сети. Как такового устройства возбуждения, попросту, нет.
На малых электростанциях вполне приемлемо регулирование их мощности количеством работающих генераторов. В таком случае применяются простейшие турбины без регуляторов.
Для начала целесообразно рассмотреть варианты с минимальными затратами на организацию строительства, подключение к электрическим сетям (тракт выдачи мощности) и организацию эксплуатации.
|
№ п.п. |
Место расположения, река |
Предполагаемая мощность, МВт |
Дополнительная информация |
|
|
1. |
Онгудайский район, с. Иня. Устье реки Инюшка, правого притока Катуни. |
1,5 - 2 |
На левом берегу Катуни, напротив устья Инюшки, расположены ПС 110/10 кВ "Иня" и участок электрических сетей. |
|
|
2. |
Чемальский район, с. Эликманар. Река Куюм, 1 км выше устья. |
0,4 |
По долине реки Куюм проходит ВЛ 10 кВ. Расстояние от ПС 110/10 кВ "Эликманар" и участка электрических сетей - 1,2 км. |
|
|
3. |
Улаганский район, с. Акташ. Река Чибитка |
0,2 |
На месте бывшей ГЭС в с. Акташ. Расстояние от ПС 110/10 кВ "Акташ" и участка электрических сетей - 1 км |
Ветроэнергетика
Ветроэнергетический потенциал имеет свои особенности, в число которых входят:
* изменение скорости и направления ветра во времени происходит по Законам Природы. Точность прогноза - весьма относительна;
* мощность, которую дает ветроэнергетическая установка (далее ВЭУ), пропорциональна третьей степени скорости ветра;
* низкий годовой коэффициент использования установленной мощности ВЭУ;
* высокая стоимость оборудования ВЭУ;
* для устойчивого энергоснабжения необходим аккумулятор энергии либо дублирующий источник.
В Горном Алтае ветроэнергетический потенциал имеет места локальной концентрации, преимущественно по долинам рек. Продолжительность и скорость ветра меняется по сезонам года и времени суток.
Разница по высоте над уровнем моря Чуйской и Курайской степей превышает 300 м, что является причиной устойчивых ветров в долине реки Чуя между ними. Максимальная скорость ветра отмечается с октября по май месяцы, на смене времени суток в утренние и вечерние часы. На этом участке долина имеет ширину 0,6 - 1,2 км. Высота бортов по вертикали - до и более 1000 м. По долине проходит автомагистраль - Чуйский тракт и ВЛ 110 кВ "Акташ - Кош-Агач".
Строительство ветропарка в этой долине может быть оправдано в комплексе с каскадом малых ГЭС на Чуе для компенсации снижения мощности ГЭС в зимний маловодный сезон. Возможно использование ВЭУ с асинхронными генераторами, реактивную энергию для возбуждения которых дают генераторы каскада ГЭС. Подробнее см. Приложение №
Экономически может быть оправдано использование ВЭС для электроотопления в отдаленных безлесных районах, куда топливо доставляется автомобильным транспортом на расстояние 600 и более км. Для отопления годится электроэнергия не промышленной частоты и меняющегося напряжения. Источником такой некондиционной энергии могут быть относительно простые и дешевые ВЭУ без автоматического регулирования частоты и напряжения. Тепловая энергия аккумулируется в термически изолированных баках с водой.
Система может быть дополнена гелиоустановками с концентраторами солнечных лучей.
Источники финансирования и организация строительства ГЭС и ВЭС
Заказчиком малых ГЭС, включаемых в сети 110 кВ, может быть ОАО, основными инициаторами и учредителями которого явятся Правительство Республики Алтай и ОАО "Алтайэнерго" (Территориальная Генерирующая Компания либо Региональная Электросетевая Компания).
Заказчиком микро и мини ГЭС, включаемых в распределительные сети, может быть ОАО энергетики и электрификации района, учрежденного Муниципальным образованием и ОАО "Алтайэнерго" (Региональной Электросетевой Компанией).
Как вариант: Правительство РА (районное МО) выступает в роли Заказчика Технико-экономического обоснования и Бизнес-плана, после экспертизы и защиты которых и оформления отвода земельных угодий, продают документацию и право на строительство. Либо привлекает инвестиции и организует реализацию проекта. По завершению строительства, объект приватизируется с аукционной продажей акций. Вырученными средствами, Заказчик рассчитывается с долгами. Моржу может использовать для строительства следующих объектов.
Возможные источники финансирования:
* акционерный (уставный) капитал;
* федеральный фонд поддержки сельского хозяйства;
* федеральный фонд развития приграничных территорий;
* инвестиционный фонд по Киотскому Протоколу;
* кредитные ресурсы.
Привлечение инвестиций и реализация проекта, в любом случае, требуют инициативы, инновационных технологий привлечения инвестиций, консолидации усилий и координации действий Правительства Республики Алтай, ОАО "Алтайэнерго" и других заинтересованных лиц, а также условий, выгодных для инвесторов.