Внедрение солнечных фотоэлектрических станций в Дальневосточном федеральном округе

Дальневосточный федеральный округ не относиться к числу территорий, которые ощущают дефицит электроэнергии. Хотя большинство регионов сами по себе не обладают достаточным объемом полезных ископаемых, развитая инфраструктура региона позволяет обеспечить эффективное снабжение их ресурсами (в первую очередь, иметься ввиду наличие развитой сети высоковольтных линий электропередач и сети газопроводов). Однако, более детальный анализ показывает, что можно говорить про энергетическую безопасность только крупных населенных пунктов и территорий, который на которых располагается высоковольтная сеть (или сеть газопроводов). В случае с населенными пунктами, которые находятся на отдалении от источников энергии, остро стоит проблема наращивания мощностей электроснабжения.
В такой ситуации использование возобновляемых источников энергии может стать одним из выходов из сложившейся ситуации. Именно благодаря таким источникам энергии возможно наладить энергоснабжение отдаленных населенных пунктов и отдельно стоящих сооружений. В условиях Дальневосточного округа, когда большая доля населенных пунктов находится на удалении от регионального центра, именно установка автономных солнечных батарей может решить проблему обеспечения электричеством отдаленных населенных пунктов с малым числом жителей.
Необходимо ответить, что на данный момент в Российской Федерации из-за себестоимости электрогенерации на тепловых и атомных электростанциях, рентабельность реализации проектов в альтернативной энергетике такова, что не позволяет рассматривать их как приемлемый путь вложения капитала. Ныне реализуемые проекты окупаются только потому, что их электроэнергия реализуется по т.н. «зеленому тарифу». В противном случае, экономическая эффективность таких проектов явно недостаточна. При том, что себестоимость генерации на таких установках минимальна, объем инвестиций в оборудование, а также ограниченный строк его службы не позволяют проектам ВИЭ быть самоокупаемыми и приносить инвесторам прибыль без создания дополнительных условий со стороны государства.
В условиях Дальневосточного федерального округа (и регионов, которые в него входят), реализация проектов в альтернативной энергетике будет оправданной даже без учета «зеленого тарифа».
При реализации проектов ВИЭ важным этапом является выбор эффективной системы критериев, которые бы опирались на объективную оценку. В данном случае наиболее целесообразно использовать критерии как экономической эффективности, так и собственно критерии энергетической эффективности.
Практика инвестиционной деятельности в сфере возобновляемых источников энергии такова, что в качестве «базовых» принято использовать такие критерии, как: 1) удельные капитальные затраты; 2) удельные затраты на эксплуатацию; 3) удельные затраты на капитальный ремонт; 4) суммарные затраты на топливо (учитываются для сравнения эффективности с тепловой генерацией) и топливная составляющая себестоимости электроэнергии; 5) себестоимость вырабатываемой электроэнергии; 6) выручка от реализации электроэнергии; 7) суммарный доход за ресурс; 8) окупаемость инвестиций (в годах); 9) экономия, обеспеченная сокращением вредных выбросов.
Оценка энергетической эффективности для энергогенерирующей установки проводиться согласно следующим критериям:
1) максимальных коэффициент использования номинальной мощности генерирующей установки;
2) показатель максимальной сезонной (годовой для солнечной генерации) выработки электроэнергии;
3) максимальная выработка электроэнергии на единицу использованного топлива (также исчисляется для сравнения с традиционной энергогенерацией);
4) показатель выработки электроэнергии на одну единицу трудозатрат (исчисляется в чел.-час / кВт ч.);
5) показатель суммарной выработки электроэнергии за ресурсный период (установленный строк эксплуатации).
Кроме этих показателей, также могут указываться (но не учитываться при общем расчете энергоэффективности) показатели качества тока (его частоты) и надежность самого источника электроэнергии (вероятность сбоев)

. Именно по указанным показателям осуществляется сравнение эффективности работы традиционных источников электроэнергии с альтернативными. Кроме расчета экономической эффективности (стоимости генерации) используется показатель замещения: эффекта от отказа от органического топлива и сокращение вредных выбросов в атмосферу.
Региональная специфика эффективности использования ВИЭ подразумевает расчет энергетических потенциалов различных источников альтернативной энергетической генерации.
Вклад ресурсов (или же потенциала использования) различного типа возобновляемых источников энергии для Дальневосточного федерального округа (в тыс. тонн условного топлива / год), показаны на рис. 3.
Данные диаграммы показывают, что наиболее существенными ресурсами (в плане возобновляемых источников энергии) на Дальнем Востоке являются солнечная и ветровая энергия, а также использование отходов сельского хозяйства. Потенциал гидравлической и геотермальной энергии невелик и виду неподходящих геологических условий, и также пологого рельефа, что не позволяет соорудить разветвленную сеть микро гидроэлектростанций.
Сравнительная характеристика энергетической и экономической эффективности замены традиционных источников энергогенерации на возобновляемые приведены в табл. 2.
Рисунок 3. Энергопотенциал ВИЭ в Дальневосточном федеральном округе (в тыс. тонн условного топлива / год)
Так, расчетные сравнения показывают, что генерирующие мощности, обеспечивающие одинаковую готовую выработку электроэнергии (возобновляемые источники энергии) существенно отличаются по своих эксплуатационным характеристикам.
Так, в качестве эталонной электрогенерирующей станции была выбрана электростанция номинальной мощностью 10 МВт, которая работает со среднегодовым коэффициентом использования 50% (Кинм). Суть в том, что именно при генерации в данных объемах все возобновляемые источники энергии (также как и традиционные) показывают наибольшую эффективность. К тому же, большинство современных технологических установок по генерации электроэнергии имеют как раз такую мощность.
На данным момент на Дальнем Востоке ситуация в энергетическом секторе в целом способствует привлечению альтернативных источников энергии в качестве генерирующих мощностей. К факторам, которые положительно влияют на данную ситуацию, можно отнести такие обстоятельства и тенденции:
1) большинство территорий этого региона – энергодефицитны;
2) значительными ресурсами использования возобновляемых источников энергии, которые все еще не задействованы;
Таблица 3
Сравнение показателей энергетической и экономической эффективности электрогенерации в условиях Дальнего востока *
Показатели ВИЭ СФЭС ВЭС МГЭС Биотопливо
Коэффициент использования номинальной мощности ВИЭ, Кинм, % 16 30 60 60
Суммарная номинальная мощность, МВт 30,6 16,3 8,2 8,3
Капитальные затраты, млн. руб. 5704 948 640 492
Эксплуатационные затраты, млн. руб. / 20 лет 1246 519 359 547
Себестоимость энергии, руб. / кВт*ч 7-8 2-3 1,2-1,5 2-3
Срок окупаемости, лет 6-7 3-4 3-4 4-5
Трудоёмкость реализации проекта, чел. Час / млн. кВт*ч 0,41 0,34 0,31 0,44
При расчетах был использован ряд допущений. Так, вычисление были проведены для годовой генерации в 42 млн. кВт*ч; СФЭС – солнечные фотоэлектрические станции; ВЭС – ветроэлектрические станции; МГЭС – малые гидроэлектростанции
3) гораздо меньшим давлением на окружающую среду, которое оказывают генерирующие мощности, использующие возобновляемые источники энергии (хотя пока экологический вопрос на Дальнем Востоке не стоит так остро, как в некоторых регионах, это, все же, следует считать потенциально важным фактором);
4) стабильная положительная динамика цены на электроэнергию и на энергоносители: это гарантирует то, что с течением времени инвестиции в возобновляемые источники энергии будут все более привлекательны;
5) устойчивый экономический рост большинства субъектов Федерации, которые входят в Дальневосточный федеральный округ, обуславливает стабильный рост потребления энергетических ресурсов