Василий Захаров – как перейти к возобновляемым источникам энергии в российской Арктике

Научный сотрудник Института физико-технических проблем Севера Сибирского отделения РАН Василий Захаров – о том, как можно уменьшить потребление топлива и снизить экологическую нагрузку в процессе генерации энергии для населённых пунктов Арктики.

Производство тепловой и электрической энергии является одним из основных факторов негативного влияния на экологию Арктики. Помимо прямых выбросов загрязняющих веществ, оно даёт значительные косвенные выбросы, обусловленные перевозками большого объема топливных ресурсов. Также имеются серьезные риски повреждения складов топлива, которые большом количестве расположены вдоль водных путей. По нашим оценкам, выбросы только СО2 транспортом при перевозке угля для коммунального сектора Якутии составляют не менее 1,5% от прямых выбросов при его сжигании.

Топливная электрогенерация в настоящее время является безальтернативной технологией, способной обеспечить надежность энергоснабжения и энергетическую безопасность в регионах Севера, особенно в Арктике. Все другие технологии на данный момент применяются в качестве механизмов снижения объемов потребления топлива. Поэтому самый большой потенциал снижения вредного воздействия на экосистему Арктики в сфере энергетики имеется в теплоснабжении.

Повышение эффективности энергоснабжения и сокращение затрат (в том числе бюджетного субсидирования), минимизацию негативного воздействия на природу необходимо начинать с оптимизации конечного потребления тепла и электроэнергии. Потенциал энергосбережения в сфере теплоснабжения в населенных пунктах Арктики огромен. Избыточная выработка тепловой энергии из-за ветхости и низкой тепловой эффективности зданий, перетопов из-за отсутствия регулирования потребления тепла и т.д. приводит к перерасходу топлива на котельных и избыточному потреблению электроэнергии.

К сожалению, сейчас нет эффективных механизмов стимулирования энергосбережения для населения. Технически стимулировать энергосбережение возможно только после формирования системы точного учета потребляемых ресурсов. Учет тепловой энергии в случае централизованного теплоснабжения возможно организовать только при установке индивидуальных тепловых пунктов, а в случае индивидуального отопления – через объемы потребляемого топлива. Так как основным топливом для теплоснабжения является уголь, переход на индивидуальное отопление целесообразен при условии обеспечения населения качественным сортовым тарированным углем, что позволяет внедрить точную систему учета потребленного топлива и планирования поставок. Действующая транспортная инфраструктура по перевозке угля не готова к перевозке тарированного угля, требующего адаптации кранов и причалов к загрузке и выгрузке мягких контейнеров (МКР). Также перевозка МКР требовательна к защите от увлажнения в период межсезонья для предотвращения смерзания контейнеров между собой. Таким образом формирование учета потребляемого тепла требует значительных затрат при каждом варианте и требует тщательного изучения технико-экономических параметров каждого из них.

Производство электроэнергии еще долгое время будет обеспечиваться на основе дизельной генерации, все другие способы генерации в текущий момент являются лишь способами экономии дорогого дизельного топлива. Исключением являются лишь крупные промышленные узлы, для электроснабжения которых строятся относительно крупные электростанции на других видах топлива, к примеру, АЭС малой мощности, перспективные источники на сжиженном или сетевом природном газе. Перспективность угольной генерации электроэнергии в Арктике весьма сомнительна в связи с большим технологическим отставанием машиностроительной отрасли и относительно малыми нагрузками даже в промышленных узлах для окупаемости электростанций на сверхкритических и выше параметрах пара.

Технологии ВИЭ постепенно формируют свою долю в энергетическом балансе Арктики как один из доказанных способов экономии дизельного топлива. Но они не могут заместить дизельное топливо. На основе длительного опыта эксплуатации солнечных электростанций (СЭС) в составе дизельных электростанций в Республике Саха (Якутия) можно утверждать, что солнечная генерация в составе гибридных энергокомплексов может эффективно покрыть до 20% годовой выработки электроэнергии.

Также экономию топлива дают современные системы автоматизации, работающие с системами накопления энергии, оптимизируя режим работы дизель-генераторных установок.

Жители арктических поселений широко применяют электрические обогреватели при похолоданиях после завершения отопительного периода и используют электричество для нагрева воды. Это также приводит к перерасходу дорогого дизельного топлива. Так что ещё не раскрыт потенциал использования ВИЭ в Арктике для выработки тепла в весенне-летний период, причём речь идет не только о солнечных коллекторах, но и о ветроустановках упрощенной конструкции для получения тепловой энергии.

Подытоживая, с высокой долей уверенности можно утверждать, что путем оптимизации генерации и внедрения энергосбережения можно вдвое снизить потребление топлива для снабжения энергией арктических населенных пунктов. С экологической точки зрения, это даст снижение в 2 раза выбросов от прямого сжигания топлива и позволит снизить косвенные выбросы при перевозке топлива, существенно уменьшить риски аварий на топливных складах.

Проектный офис развития Арктики и редакция GoArctic.ru не всегда разделяют публикуемые мнения экспертов.