Статья:

Актуальность эксплуатации малых ГЭС в условиях Крайнего Севера

Конференция: XL Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: общественные и экономические науки»

Секция: Экономика

Выходные данные
Местников Н.П. Актуальность эксплуатации малых ГЭС в условиях Крайнего Севера // Молодежный научный форум: Общественные и экономические науки: электр. сб. ст. по мат. XL междунар. студ. науч.-практ. конф. № 11(40). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_social/11(40).pdf (дата обращения: 20.08.2018)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 1 голос
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Актуальность эксплуатации малых ГЭС в условиях Крайнего Севера

Местников Николай Петрович
студент 3 курса ФГАОУ ВО СВФУ ФТИ, РФ, Республика Саха (Якутия), г. Якутск
Константинов Агит Федотович
научный руководитель, канд. техн. наук, проф. кафедры «Электроснабжение» СВФУ, РФ, Республика Саха (Якутия), г. Якутск
Корякин Александр Кимович
научный руководитель, канд. техн. наук, зам. ген. директора АО «Сахаэнерго», РФ, Республика Саха (Якутия), г. Якутск

 

Энергетические системы Республики Саха (Якутия) в лице компаний ПАО «Якутскэнерго» и АО «Сахаэнерго» развиваются большими темпами в связи с началом работы ГРЭС-2, автоматизации ДЭС, постройки СЭС в п. Батагай и т.д., но самым проблематичным энергорайоном является «Северный». В основном сложности заключаются в изношенности ДГУ, ЛЭП и ТП, к тому же следует отметить низкую транспортную инфраструктуру, которая увеличивает срок и цену перевозки ГСМ для ДЭС северных районов Якутии. Поэтому внедряются комбинированные электростанции, такие как: ДЭС+ СЭС, ДЭС + ВЭС, но неизвестны возможности работы ДЭС + МГЭС.

Одной из серьезных проблем функционирования энергосистемы Якутии является обособленность энергорайонов, которая не позволяет рационально использовать структуру энергетического хозяйства республики для централизованного электрообеспечения, повысить надежность энергоснабжения и создать конкурентную среду по производству электроэнергии [6]. Функционирование энергетики Севера республики характеризуется сложной транспортной схемой доставки топлива с несколькими перевалками. Высокая стоимость топлива в местах потребления, низкие технико-экономические показатели существующих энергоисточников малой мощности приводят к высокой себестоимости производства электроэнергии и тепла (в России ежегодно на завоз топлива в северные регионы затрачивается более 16 млрд. руб., в том числе в северные районы РС (Я) – свыше 7 млрд. руб., а протяженность пути составляет 500–600 суток). Износ ДЭС, несмотря на то, что на территории РС(Я) за год вводится в эксплуатацию 7 новых ДЭС, составляет 40%-60%,

В данное время решением данной проблемы могут стать комбинированные электрические станции, такие как [2]:

1.  ДЭС + МГЭС

2.  ДЭС + ВЭУ + СЭС

3.  МГЭС + ВЭУ

4.  ДЭС + БПГЭС и т.д.

Вследствие технико-экономического анализа МГЭС и БПГЭС выяснилось, что данные установки на территории РС(Я) экономически мало рентабельны: функционируя всего 3-4 месяца работы в год. Также МГЭС требует больших ресурсов для постройки самой плотины и гидроагрегата. Себестоимость 1кВт мощности для МГЭС составляет 10 000$ (по данным ПАО АК «Якутскэнерго» в условиях Крайнего Севера с учетом неразвитой транспортной инфраструктуры). Солнечные электростанции сейчас эксплуатируются в нескольких точках нашей республики. К тому же СЭС являются довольно экономически рентабельными, но наиболее подходят для снабжения электроэнергией в малых населенных пунктах (например, СЭС мощностью 60кВт в с.Батамай Кобяйского улуса). Выработка электроэнергии одного СЭС составляет от 10кВт до 60 кВт. Данные показатели являются весьма положительными для электроснабжения фермерских хозяйств, туристических баз и малых населенных пунктов, но для электроснабжения малых и средних поселков СЭС выполняет всего лишь роль вспомогательного источника электроэнергии. На основе данного анализа предлагается постройка МГЭС, которая требует следующих условий:

1.  Протяженность ВЛ ЛЭП 10кВ до потребителей должна составлять не более 20 км (данные АО ВНИИГ им Б.Е. Веденеева).

2.  Период работы МГЭС 3-4 месяца в зависимости от климатических условий.

3.  Повышение инвестиционных вливаний на фоне неразвитой транспортной инфраструктуры в РС (Я).

4.  Время постройки плотинной и бесплотинной МГЭС составляет от 1 до 3 лет.

5.  Постоянные укрепительные работы плотины створа МГЭС.

6.  Постоянные глубинные работы на дне реки.

СЭС будет эксплуатироваться 12 месяцев, но с довольно малой мощностью производства электроэнергии для районных центров (10-60 кВт). Производство электроэнергии с помощью ВЭС непостоянно на фоне малого количества ветряных установок. Таким образом, в связи со сложившейся ситуацией предлагаю начать строительство первых в Якутии МГЭС в ряде районов республики, оснащенными современными агрегатами России и стран зарубежья (основными поставщиками будут являться ЗАО «МНТО ИНСЭТ» или China National Hydroelectric Corporation). Ведь 53% территории Крайнего Севера не имеет центрального энергетического источника и компенсирует свои энергетические потребности с помощью ДЭС, которые в свою очередь требуют постоянного завоза ГСМ (для топливного снабжения ДЭС за год затрачивается 7 млрд. руб) и изношены (60–70% изношенности ДЭС в некоторых районах севера Якутии). Перечислим, предложенные модели постройки:

1.  Плотинная (контейнерного исполнения).

2.  Бесплотинная.

3.  Деривационная (для районов, расположившиеся на горной местности).

Деривационная ГЭС – довольно эффективный и наиболее простой вид МГЭС. Для ее постройки следует вычислить наибольшую высоту падения и длину водопровода. В условиях Крайнего Севера она может идеально подойти и функционировать не только 3-4 месяца, с учетом дополнительного теплоснабжения водопровода срок функционирования может дойти до 5 месяцев. Далее расчет сэкономленного топлива ДЭС по населенным пунктам, согласно данным ТЭП АО «Сахаэнерго»:

Таблица 1.

Сэкономленное топливо в РЭС за счет работы МГЭС

Населенный пункт

Июнь, тнт

Июль, тнт

Август, тнт

Сентябрь, тнт

Итого, тнт

Белая Гора

122,624

96,943

104,807

145,56

469,934

Оленёк

117,684

85,486

108,327

172,029

483,526

Хонуу

24,554

19,936

23,195

40,8696

108,5546

Населенный пункт

Итого (+ транспортные расходы 10%), млн. руб

1.    Белая Гора

18,40

2.    Оленёк

18,93

3.    Хонуу

4,25

 

Были рассчитаны фиксированные расходы и сэкономленные средства МГЭС за работу в летний период. В случае направления 50% сэкономленных средств на погашение расходов за строительство и покупку оборудования, срок окупаемости проекта МГЭС существенно снизится и сделает данный проект привлекательным для инвестиций. Один из весомых источников выручки – это платное электроснабжение для потребителей населенных пунктов. Следует рассчитать окупаемость данных проектов. В секторе «Прибыль» будут включены дополнительные средства, взятые из сэкономленных средств дизельного топлива (50% – из экономии).

Таблица 2.

Расчет окупаемости проекта

 

Населенный пункт

Прибыль от потребителей э/э за сезон, млн.руб

Доп.вливания из экономии топлива, млн.руб

Общий объем вливаний за год, млн.руб

Срок окупаемости, год

Белая Гора

3,361

9,2

12,561

7

Оленек

3,459

9,465

12,924

9

Хонуу

0,367

2,125

2,4920

49,44

 

Для показания инвестиционной привлекательности проекта следует учесть NPV и IRR.

Таблица 3.

Инвестиционные показатели проекта постройки МГЭС

Населенный пункт

NPV, в млн.руб

IRR, %

Белая Гора

0,384

16

Оленек

0,203

21

Хонуу

-

-

 

 

Список литературы:
1. Безруких П.П. Что может дать энергия ветра // Энергия: экономика, техника, экология. – 2000. №2. – С. 13–24.
2. Константинов А.Ф. Нетрадиционные энергоисточники Якутии / Отв.ред.: Бурянина Н.С. – Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2006. – 212с.
3. Кузин П.С. Классификация рек и гидрологическое районирование СССР. – Л.: Гидрометеоиздат, 1971. – 104с.
4. Монахова И.А. Международный конгресс по нетрадиционной энергетике // Энергия: 2000, №2, С. 10–12.
5. Непорожний П.С., Обрезков В.И. Гидроэнергетические ресурсы. – М.: Энергоиздат, 1982. – 304с.
6. Официальный сайт компании ОАО «Русгидро» – www.rushydro.ru.
7. Пополов А. Энергетика третьего тысячелетия // Снабженец. – 2001. №35. – С.52–56.