Энергетический сектор полуострова Крым всегда был сильно зависим от поставок из Украины электроэнергии и нефтепродуктов. В то же время полуостров обладает собственными существенными запасами горючих ископаемых и потенциалом возобновляемых источников энергии. Развитие экономики Крыма напрямую зависит от развития энергетического сектора, при этом энергетическая безопасность и будущая самообеспеченность энергоресурсами являются актуальными не только для самого полуострова, но и для государства в целом.
Энергетический сектор полуострова Крым представляет собой уникальное явление для территорий постсоветского пространства. Уникальность заключается в том, что около 74% всей вырабатываемой электрической мощности приходится на возобновляемые источники энергии – солнечные и ветряные электростанции. Их суммарная мощность составляет 384 МВт. Кроме них производство электроэнергии в Крыму обеспечивают 4 ТЭЦ общей мощностью 143 МВт (см. рис 1). [2]
Рисунок 1. Расположение электростанций на полуострове Крым
В настоящее время все действующие ТЭЦ на полуострове переоборудованы для работы на газе. Использование газа вместо твердых и жидких топлив не только выгоднее экономически, но и оказывает меньшее воздействие на окружающую среду. Содержание оксидов азота в выбросах загрязняющих веществ в атмосферу при использовании газа в несколько раз ниже, чем при использовании твердого и жидкого топлива, а твердые частицы и оксиды серы в выбросах отсутствуют. Сравнение выбросов от котельных установок, установленных на ТЭС представлены в табл. 1-3.
Таблица 1.
Нормативы удельных выбросов в атмосферу оксидов азота для котельных установок на ТЭС [4]
| Тепловая мощность котлов Q, МВтт (паропроизводитель-ность котла D, т/ч) | Вид топлива | Массовый выброс NOx на единицу тепловой энергии, г/МДж | Массовый выброс NOx, кг/ту.т. |
| до 299
(до 420) |
Газ
Мазут Бурый уголь Каменный уголь |
0,043
0,086 0,11 0,17 — 0,23 |
1,26
2,52 3,20 4,98 — 6,75 |
| 300 и более
(420 и более) |
Газ
Мазут Бурый уголь Каменный уголь |
0,043
0,086 0,11 0,13 — 0,21 |
1,26
2,52 3,20 3,91 — 6,16 |
Таблица 2.
Нормативы удельных выбросов в атмосферу твердых частиц для котельных установок на ТЭС [4]
| Тепловая мощность котлов Q, МВтт (паропроизводитель-ность котла D, т/ч) | Приведенное содержание золы, Апр, %·кг/МДж | Массовый выброс твердых частиц на единицу тепловой энергии, г/МДж | Массовый выброс твердых частиц, кг/ту.т. |
| до 299
(до 420) |
менее 0,6
0,6 — 2,5 более 2,5 |
0,06
0,06-0,10 0,10 |
1,76
1,76-2,93 2,93 |
| 300 и более
(420 и более) |
менее 0,6
0,6 — 2,5 более 2,5 |
0,02
0,02-0,06 0,06 |
0,59
0,59-1,76 1,76 |
Таблица 3.
Нормативы удельных выбросов в атмосферу оксидов серы для котельных установок на ТЭС [4]
| Тепловая мощность котлов Q, МВтт (паропроизводительность котла D, т/ч) | Приведенное содержание серы Sпр, %·кг/МДж | Массовый выброс SOх на единицу тепловой энергии, г/МДж | Массовый выброс SOх, кг/ту.т. |
| до 199
(до 320) |
0,45 и менее
более 0,45 |
0,5
0,6 |
14,7
17,6 |
| 200-249
(320-400) |
0,45 и менее
более 0,45 |
0,4
0,45 |
11,7
13,1 |
| 250-299 (400-420) | — | 0,3 | 8,8 |
| 300 и более (420 и более) | — | 0,3 | 8,8 |
В 1991 году на базе выработанного Глебовского газоконденсатного месторождения было создано Глебовское подземное хранилище газа (ПХГ). Оно было построено с целью исключения критических ситуаций в газоснабжении Крыма, а также для регулирования сезонной и суточной неравномерности потребления газа на полуострове. Максимальный объем активного газа в газохранилище составляет около 1 млрд. м3 газа при ежегодном потреблении газа на полуострове около 1,3 млрд. м3. Планируется произвести ремонт и реконструкцию ПХГ для увеличения объема закачиваемого топлива [8].
В рамках строительства энергетической инфраструктуры полуострова, в соответствии с федеральной целевой программой «Социально-экономическое развитие Республики Крым и г. Севастополя до 2020 года» в процессе согласования находится ряд проектов по реконструкции крымских ТЭЦ. Предлагается реконструировать Симферопольскую ТЭЦ с внедрением парогазовой установки (ПГУ) 252 МВт, Камыш-Бурунскую ТЭЦ с установкой ПГУ 126 МВт и Сакскую ТЭЦ с установкой ПГУ 84 МВт. Таким образом, к 2020 году планируется увеличить установленную мощность крымских ТЭЦ более чем в 3 раза. Параллельно рассматриваются инвестиционные проекты по развитию малой распределенной генерации и когенерации. По данному направлению к реализации заявлены проекты на общую мощность 200 МВт, в том числе Советом министров Республики Крым подписаны инвестиционные соглашения по строительству объектов мощностью 40 МВт (г. Джанкой – ТЭС 24 МВт; пгт Черноморское – ТЭС 16 МВт) [5].
В 2013 г. на полуострове было потреблено около 6,3 млрд. кВт·ч электроэнергии при собственной выработке в 1,15 млрд. кВт·ч. Производство электроэнергии на солнечных и ветряных электростанциях составило 0,34 млрд. кВт·ч; 0,81 млрд. кВт·ч было выработано на ТЭС. [2] Это значит, что в настоящее время своими силами Крым покрывает собственные потребности в электроэнергии только на 19%. Данные о выработанной за год электроэнергии представлены в табл. 4, а характер динамики производства электроэнергии – на рис. 2.
Рисунок 2. Динамика производства электроэнергии в Крыму, млрд кВтч
Исторически сложилось, что основной объем электроэнергии, потребляемой в Крыму, покрывался за счет поступления из Украины (от Запорожских ТЭЦ и АЭС, из энергосистем Николаевской области и пр.). Обеспечить энергетическую автономность Крыма планировали еще в СССР путем постройки Крымской АЭС вблизи города Щёлкино. Строительство началось в 1975 году. На электростанции планировалось установить два ядерных реактора по 1000 МВт каждый с последующим расширением до четырех реакторов. Данных мощностей даже в настоящее время хватило бы для обеспечения потребностей полуострова в электроэнергии. Окончание строительства АЭС намечалось на 1989 год, однако, после катастрофы в Чернобыле, местная общественность высказалась категорически против строительства станции. На момент остановки строительства готовность первого энергоблока составляла 80 процентов, второго – 20 процентов.
Возобновляемые источники энергии получили свое развитие в Крыму еще в 30-х годах ХХ века. В 1931 году около Балаклавы была построена мачта высотой 65 метров, на которой был установлен ветроагрегат с колесом диаметром 30 м. Мощность установки составляла 100 кВт, что было уникально для того времени, так как в других странах мощность подобных установок не превышала 60 кВт.
Первая солнечная электростанция (СЭС) появилась в Крыму в 1986 году и строилась в качестве резервного источника электричества для Крымской АЭС. Но после остановки проекта атомной электростанции и развала Советского Союза СЭС была закрыта. Строительство солнечных электростанций возобновилось в 2010 году. Действующие станции Перово и Охотниково входят в 20 крупнейших СЭС в мире. Кроме того планируется ввод в эксплуатацию станции Владиславовка, мощностью 110 МВт. Данные по сравнению мощностей традиционных энергетических установок и возобновляемых источников энергии (ВИЭ) представлены в табл. 4.
Таблица 4.
Установленная мощность и выработка электроэнергии в Крыму, 2013 г. [2]
|
Наменование |
Установленная мощность, МВт | Год ввода |
Выработка, млрд. кВт·ч |
|
Традиционные энергетические установки |
|||
| Камыш-Бурунская ТЭЦ | 30 | 1938 | |
| Сакская ТЭЦ | 12 | 1955 | |
| Севастопольская ТЭЦ | 33 | 1937 | |
| Симферопольская ТЭЦ | 68 | 1958 | |
| Итого | 143 | 0,81 | |
|
Ветряные электростанции |
|||
| Восточно-Крымская ВЭС | 3 | 2008 | |
| Донузлавская ВЭС | 7 | 1993 | |
| Донузлавская ВЭС (Судак) | 4 | 2001 | |
| Донузлавская ВЭС (Черноморск) | 1 | 2011 | |
| Останинская ВЭС | 25 | 2012 | |
| Пресноводненская ВЭС | 7 | 1996 | |
| Сакская ВЭС | 2 | 1996 | |
| Сакская ВЭС (Мирнинский участок) | 18 | 1996 | |
| Тарханкутская ВЭС | 20 | 2001 | |
| Итого | 87 | 0,05 | |
|
Солнечные электростанции |
|||
| СЭС Родниковое | 8 | 2011 | |
| СЭС Охотниково | 83 | 2011 | |
| СЭС Перово | 106 | 2011 | |
| СЭС Митяево | 32 | 2012 | |
| СЭС Николаевка | 69,7 | 2013 | |
| Итого | 297 | 0,29 | |
| Всего по всем источникам | 527 | 1,15 | |
Проблема нехватки энергетических мощностей решилась сама собой в начале 90-х годов за счет существенного снижения промышленного потребления. Но, в то же время, началась борьба Украины за энергонезависимость от России. Она проявлялась в снижении потребления газа и замещении его электроэнергией, вырабатываемой на угольных станциях и АЭС. Положение усугубилось с введением лимитов на газопотребление котельных – это привело к массовым недогревам. Местные жители были вынуждены использовать электрические калориферы и водонагреватели. Снизившееся энергопотребление снова начало расти [9].
Вскоре появилась другая проблема – рост летнего энергопотребления. Для привлечения туристов, в домах, расположенных близко к морю, владельцы начали устанавливать системы кондиционирования. Из-за этого пик энергопотребления в жаркие дни приблизился к зимнему максимуму.
На частичное компенсирование энергодефицита полуострова направлен проект по созданию энергомоста через Керченский пролив. Предполагается, что магистраль соединит Крым с Ростовской АЭС. В настоящее время на Ростовской АЭС эксплуатируются 2 энергоблока по 1000 МВт каждый, в 2015 году планируется ввод в эксплуатацию еще 2 энергоблоков по 1100 МВт каждый. Согласно проекту энергомоста окончание строительства первой очереди мощностью 350 МВт планируется к концу 2016 года, а полностью завершение строительства – в начале 2018 года [6].
Как уже говорилось, перспективными направлениями развития энергетики Крыма, с учетом его географического положения, климатических особенностей и особенностей рельефа, является развитие уже существующего сектора возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Рассмотрим некоторые аспекты этих перспектив. Важной особенностью солнечных электростанций является зависимость от погодных условий. СЭС могут работать только днем, в то время как пик потребления приходится на 21.00 по местному времени. Кроме того, основной проблемой солнечных батарей сегодня является низкий КПД вырабатываемой энергии. Существуют различные виды солнечных батарей, которые отличаются друг от друга технологией изготовления (данные об их КПД приведены в табл. 5).
Таблица 5.
КПД разных видов солнечных батарей, выпускаемых в производственных масштабах [10]
| Вид батареи | КПД (%) |
| Монокристаллические | 17-22 |
| Поликристаллические | 12-18 |
| На основе аморфного кремния | 5-6 |
| На основе теллурида кадмия | 10-12 |
| На основе селенида меди-индия | 15-20 |
| На основе полимеров (полифенилен, фталоцианин меди и др.) | 5-6 |
На СЭС полуострова Крым, построенных с 2010 г., применяются поликристаллические солнечные батареи [7]. Выбор данной технологии обуславливался высоким КПД при сравнительно низкой стоимости элементов.
На территории Крыма CЭС сосредоточены в юго-западной части полуострова (карта суммарной солнечной радиации с указанием СЭС представлена на рис. 3).
Рисунок 3. Суммарная солнечная радиация на территории п-ова Крым
Ветряные электростанции, в свою очередь, зависят от преобладающего направления и скорости ветра, а также от его постоянства. Современные крупные ветряные турбины обычно используют роторы, которые начинают извлекать энергию из ветра при его скорости от 3-4 м/с (минимально допустимая скорость). Кроме того, существует проблема доставки выработанной электроэнергии конечным потребителям. Районы с постоянными ветрами, которые подходят для строительства ветроэлектростанции, как правило, находятся вдали от населенных центров, требуя строительства протяженных линий электропередачи из-за чего эффективность передачи электроэнергии падает. На сегодняшний день еще не существует технологий, позволяющих сохранять выработанное за счет энергии ветра электричество в количествах, достаточных для регулярного электроснабжения городов и населенных пунктов.
На территории Крыма ВЭС сосредоточены в восточной и западной частях полуострова, преимущественно в районах со среднегодовой скоростью ветра от 5 до 6 м/с (карта среднегодовой скорости ветра с указанием ВЭС представлена на рис. 4).
Рисунок 4. Среднегодовая скорость ветра на территории п-ова Крым
Таким образом, для обеспечения энергетической независимости полуострова требуется обеспечение достаточных резервных мощностей, работающих на традиционном топливе. С этой целью в 2014 году Россией на территорию Крыма были ввезены жидкотопливные электростанции, оставшиеся после олимпиады, общей мощностью около 500 МВт. Но дизельное топливо является дорогим, и, с точки зрения воздействия на окружающую среду – опасным. Выбросы от дизельной электростанции содержат полиароматические УВ (ПАУ) и другие углеводороды, сернистый ангидрид, оксиды азота и углерода (анализ выбросов установок, в зависимости от мощности приведен в табл. 6), кроме того их работа сопровождается шумом и вибрацией. Поэтому данное решение скорее временное.
Таблица 6.
Значения выбросов для стационарных дизельных установок [3]
|
Группа |
Выброс, г/кВт·ч |
||||||
| СО | NO2 | CH | C | SO2 | Формальдегид | Бенз(а)пирен | |
| Маломощные (меньше 72,6 кВт) | 8,6 | 9,8 | 4,5 | 0,9 | 1,2 | 0,2 | 1,6·10-5 |
| Средней мощности (от 73,6 до 736 кВт) | 7,4 | 9,1 | 3,6 | 0,65 | 1,3 | 0,15 | 1,5·10-5 |
|
Выброс, г/кг·топл |
|||||||
| Маломощные (меньше 72,6 кВт) | 36 | 41 | 18,8 | 3,75 | 4,6 | 0,7 | 6,9·10-5 |
| Средней мощности (от 73,6 до 736 кВт) | 31 | 38 | 15,0 | 2,5 | 5,1 | 0,6 | 6,3·10-5 |
Возможным перспективным направлением развития энергетического сектора Крыма является внедрение локальных биогазовых установок на предприятиях сельскохозяйственного сектора. Фермерские хозяйства функционируют во всех регионах республики. По состоянию на 1 января 2014 года количество действующих фермерских хозяйств составило 1053 единицы, которые осуществляют свою деятельность на площади 138 300 га, т.е. на одно хозяйство в среднем приходится 122 га сельскохозяйственных угодий. Основным направлением деятельности фермерских хозяйств является выращивание зерновых культур – 94,4% от всей произведенной фермерами сельскохозяйственной продукции [1]. Кроме того, существует целый ряд крупных государственных и частных сельскохозяйственных предприятий, которые могут быть заинтересованы в получении энергии из отходов, образуемых в результате их деятельности.
Однако, особенностью фермерства в Крыму является его высокая раздробленность и рассредоточенность на больших территориях, поэтому целесообразность внедрения централизованных биоэнергетических станций, логистика функционирования и размещение является предметом отдельного исследования.
Таким образом, можно выделить следующие основные проблемы, существующие сегодня в энергетическом секторе Крыма:
- исторически сложившаяся энергетическая зависимость полуострова и дефицит электроэнергии в Крыму;
- устаревшее оборудование тепловых электростанций и энергосетей;
- постоянный рост тарифов на электроэнергию (в первую очередь для частных домохозяйств);
С другой стороны, согласованный комплекс мер, принимаемых с учетом специфики территории и структуры энергетического сектора, может в ближайшей перспективе существенно улучшить текущую ситуацию. К таким особенностям относятся:
- высокий уровень солнечной радиации, повышающий уровень рентабельности использования солнечной энергетики;
- наличие районов, преимущественно в прибрежных и степных зонах, с высоким потенциалом использования ветровой энергии;
- развитие фермерского хозяйства с перспективой использования энергии биогаза в локальных масштабах;
- имеющийся практический опыт полуострова по успешному использованию ВИЭ;
- значительное количество потенциальных инвесторов в экономику и энергетику Крыма;
- высокий спрос среди населения и предприятий на использование солнечного оборудования;
Подводя итоги, можно сказать, что для успешного развития энергетического сектора полуострова Крым необходима Государственная программа развития энергетики, включающая льготную налоговую политику в отношении инвесторов. Проблему можно решить путем строительства новых источников энергии, в том числе новых ТЭС, работающих на более экологически чистом газовом топливе. Вместе с тем серьезная модернизация и капитальный ремонт необходим действующим тепловым электростанциям, которые были построены в 30-50-е годы ХХ века. Перспективными направлениями развития энергетики Крыма сегодня являются:
- развитие ветро- и солнечной электроэнергетики;
- разработка и внедрение современных энергоэффективных тепловых гелиосистем на малых предприятий, в индивидуальном и городском жилом секторе;
- разработка и внедрение локальных биогазовых станций, работающих на отходах сельского хозяйства.
Список литературы:
- Государственная программа Республики Крым «Развитие сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2015-2017 годы»: Приложение №1 к приказу Министерства сельского хозяйства Республики Крым от 29.10.2014 г. №57. – 2014. – 12с.
- Проблемы и риски предпринимателей Крыма: Доклад Уполномоченного при Президенте РФ по защите прав предпринимателей Президенту РФ. – 2014 г. – 29 с.
- Методика расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных дизельных установок. — Санкт-Петербург: [б.и.]., 2001. – 13 с.
- Нормативы удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок: Учебно-методическое пособие. – Москва: [б.и.]., 2013. – 31 с.
- В Крыму запланирована реконструкция тепловых электростанций [Электронный ресурс]. – Правительство Республики Крым. — Симферополь: [б.и.], 2015. – Режим доступа:
- В Крыму начаты работы по строительству новой ЛЭП, которая соединит полуостров с энергосистемой России [Электронный ресурс]. – Информационное агентство «Крыминформ». – Симферополь: [б.и.], 2014. – Режим доступа:
- Реализованные PV проекты [Электронный ресурс]. – Актив Солар — Вена: [б.и.], 2015. – Режим доступа: https://www.activsolar.com/ru/products/pv-projects/реализованные-проекты
- Самофалова О. Полуостров с газом [Электронный ресурс]. – Деловая газета «Взгляд». — Москва: [б.и.], 2014. – Режим доступа: https://vz.ru/economy/2014/3/11/676565.html
- Семенов В. Как избавить Крым от пиков [Электронный ресурс]. – Журнал «Эксперт Online». – Москва: [б.и.], 2014. – Режим доступа: https://expert.ru/expert/2014/30/kak-izbavit-kryim-ot-pikov/
- Солнечные батареи [Электронный ресурс]. – Региональная энергосервисная компания «ЭКО-Т-ЭКО» — Воронеж: [б.и.], 2014. – Режим доступа: type=»book» name=»ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СЕКТОР ПОЛУОСТРОВА КРЫМ: ПРОБЛЕМЫ, ТЕКУЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ (РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ АНАЛИЗ)» description=»Исторически сложилось, что полуостров Крым в значительной степени зависит от поставок энергоресурсов из Украины. Это негативно влияет как на жизнь населения, так и на энергетическую и экономическую безопасность региона. Обладая уникальными климатическими и энергетическими ресурсами, Крым, в перспективе, способен не только полностью обеспечить себя энергией, но и осуществлять ее экспорт в близлежайшие районы.» author=»Харламова Марианна Дмитриевна, Шпакович Андрей Владимирович, Мазыгула Елена Дмитриевна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-04-13″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)» ebook=»yes» ]