Энергетические ресурсы Камчатского края

 

     Данные  показатели говорят о целесообразности разработки программы «Ветроэнергетика Камчатской области» с определением первоочередных площадок под «ветрофермы», особенно в зоне децентрализованного  энергообеспечения (вне энергосистемы).

     В 1996 г. по инициативе АО «Камчатскэнерго» и администрации области в  с. Никольское на острове Беринга  установили два 250-киловатных ветроагрегата  Micon датского производства, которые были смонтированы в комплексе с 800-киловатным дизельным генератором. В 2000 г. ветроагрегаты обеспечили 40% потребляемой селом электроэнергии, что позволило снизить ее себестоимость втрое. В случае излишка мощности, энергия сбрасывалась через электрокотлы в аккумуляторы тепла для отопления и горячего водоснабжения поселка.

     Из-за низкой плотности заселения территории и однобокого развития экономики  полуострова, сотни объектов жилья  и производств имеют свои ДЭС, работающие на дорогом привозном  топливе. Изолированные от общей  энергосистемы населенные пункты и  хозяйственные объекты целесообразно  перевести на современные блочные  или гибридные ветродизельные электростанции с аккумулированием энергии в  топливных элементах или через  электролиз. Уже сегодня эти гибридные  установки позволяют экономить  до 50% завозимого дизельного топлива.

     При выявленной среднегодовой скорости ветра 8,5 м/с на достаточно значительной протяженности береговой полосы Камчатки и Командорских островов возможно размещение совершенных и экономичных установок мегаватного класса. Одной из них является современная двухскоростная ветротурбина Т600-48 фирмы «Турбовиндс» (Бельгия). Тысяча таких установок на нескольких площадках только на побережье Камчатки и островов позволит выработать 2,5 млрд кВт-ч/год электроэнергии, что в 1,5 раза превышает норму выработки всех электростанций области.

     Современные ветроагрегаты при решении ряда технических задач могут работать не только по отдельности, но и в  комплексе с другим энргооборудованием: ДЭС, микро- и малыми ГЭС, биоэлектростанциями, солнечными электростанциями, ГеоЭС. И  таким образом расчеты по оптимизации мощности, режимам работы, надежности камчатской позволят определить оптимум для каждого источника энергии на перспективу. На данный момент, по приблизительным расчетам, установленная мощность ВЭС может составить 172 МВт.

     Использование на Камчатке передовых технических  решений позволит создать некий прецедент в освоении возобновляемых источников энергии энергодефицитных регионов России: Сахалин, Чукотка, Курилы, Калининградская область и другие районы, где есть большой потенциал ВИЭ и, одновременно, проблемы с доставкой и дороговизной ископаемого топлива. 

2.4. Энергия солнца

     Благоприятным для развития солнечной энергетики по среднегодовым показателям поступления солнечной радиации является более 60% территории России, в том числе и многие северные районы. Однако важный фактор, определяющий экономическую эффективность применения гелиоустановок, - это продолжительность их использования в течение года. Для большинства российских районов различие в поступлении солнечной радиации летом и зимой значительно. Ограниченное время использования солнечной энергии характерно и для Камчатской области.

     Тем не менее, даже в регионах, где использование солнечной энергии в зимний период резко ограничено, в ряде случаев ее применение может оказаться экономически обоснованным.

     

     Рис. 6.Среднедневной солнечной радиации в летний период. 

     В местах высокого солнечного излучения  в летний сезон освоение данного  источника энергии должно начинаться с применения простейших солнечных водонагревателъных установок (СВУ) сезонного действия, которые могут найти эффективное применение практически на всей территории России, в том числе и на Камчатке.

     Простейший  и наиболее дешевый способ использования  солнечной энергии - нагрев бытовой  воды в так называемых плоских солнечных коллекторах. Как правило, они неподвижны. Облучаемая поверхность панели ориентируется на юг под углом 25-45° к горизонту. Производительность неподвижных солнечных водонагревателей зависит от площади тепловоспринимающей поверхности и температуры, до которой ее нагревают солнечные лучи.

     Опыт  применения СВУ в Камчатской области, которая из-за климатических особенностей не обладает хорошими ресурсами для  использования данного вида энергии  в течение года, показал, что и  здесь они могут дать хороший  эффект. Например, КПД солнечного коллектора тепловой мощностью около 400 Вт, установленного на крыше цеха камчатской компании «Камре», составлял 40-60%. Причем на Камчатке это были одни из первых испытаний, когда данный вид энергии считался здесь чистой экзотикой. Тем не менее, срок действия водогрейной установки оказался достаточно приличным (до сих пор она используется на даче у одного из работников компании). Однако из-за отсутствия массового производства цена на СВУ в то время была высокой, что не побудило потребителей к заказам на их установку.

     Помимо  СВУ на большей части России сезонно  или в составе гибридных электростанций могут применяться и фотоэлектрические станции.

     В Камчатской области, как регионе  с развитым туризмом, сезонной сельскохозяйственной и промышленной деятельностью, возможно достаточно широкое применение гелиоустановок, так как в летний период большая часть области обладает высоким показателем среднедневной солнечной радиации (рис. 6).

     Активное  информирование потенциальных пользователей  о возможностях и особенностях новых  предлагаемых технологий, наглядная  демонстрация энергетических, экономических  и экологических преимуществ  использования солнечных установок  может способствовать успешному развитию данного вида возобновляемой энергии, в том числе и в некоторых районах Камчатской области. 

2.5. Энергия приливов

     В целом Россия располагает ресурсом приливной энергии, соизмеримым  с общим количеством энергии, которое вырабатывается и используется сегодня в стране. Только Кольский залив и побережье Охотского  моря могут дать порядка 100 ГВт энергии  за счет использования приливных  электростанций.

     На  данный момент единственная в России ПЭС - Кислогубская - была пущена в 1968 г. на Кольском полуострове в Кислой губе Баренцева моря. Кислогубская ПЭС работает в опытно-промышленном режиме. Ее мощность (высота прилива в Кислой губе достигает 5 м) составляет 400 кВт. Среднегодовая выработка электроэнергии - 1,2 млн кВт-ч.

     Самые большие в России приливы, достигающие 13,4 м, наблюдаются в заливе Шелихова в Пенжинской губе на Камчатке. Проект Пенжинской ПЭС в настоящее время рассматривается как гипотетический. Экологическая проблематика данного проекта - возможное изменение направлений параметров морских течений, влияние на нерест и нагул рыбы и других морских организмов и пр. - остается открытой и недостаточно изученной.

     Институтом  «Гидропроект» наиболее удобные  для строительства ПЭС створы были определены:

     - на входе в Пенжинскую губу между мысами Поворотный (полуостров Ели-стратова) и Дальний (Камчатка), так называемый южный створ;

     - в средней части Пенжинской губы между мысами Средний и Мамечинский (или Водопадный) - северный створ (рис. 7).

     В южном створе протяженностью 72 км глубины  достигают 67 м, а площадь бассейна ПЭС равна 20,5 тыс. км2. Здесь можно  построить ПЭС с фантастической на сегодняшний день мощностью 87 млн  кВт. Для сравнения: сейчас в Китае строится самая большая в мире ГЭС «Три ущелья» мощностью 17,7 млн кВт.

Рис. 7. Створы удобные для строительства ПЭС  в Пенжинской губе 

     Для достижения такой мощности необходимо задействовать 4,4 тыс. гидроагрегатов с диаметром рабочих колес 10 м (мощность каждого по 19,8 тыс. кВт), которые смогут дать в год около 200 млрд кВт-ч электроэнергии. Агрегаты предполагается разместить в наплавных блоках. Размер каждого - 103 х 92 х 78 м.

     В северном створе протяженностью 32 км с  глубинами до 26 м и площадью бассейна ПЭС 6,8 тыс. кв. км при установке таких же (как в южном створе) агрегатов в количестве 1,5 тыс. можно получить мощность в 22 млн кВт и годовую выработку 72 млрд кВт-ч электроэнергии.

     В настоящее время технические  возможности позволяют построить Пенжинскую ПЭС как в северном, так и южном створах. Технологии такого строительства отработаны в последние десятилетия при сооружении наплавным способом: энергетического блока здания Кислогубской ПЭС, водопропускных сооружений в петербургской защитной дамбе (блоки размером в плане 130 х 52 м и с массой 32 тыс. т), гигантских железобетонных платформ для добычи нефти в Северном море на глубинах до 450 м.

     В Пенжинскои губе наблюдаются тяжелые  зимние условия - толщина льда в этот период достигает 1,5-2,0 м. Однако, как  показывают исследования и наблюдения НИИ Гидротехники им. Б.Е. Веденееева в Печорской губе (при идентичных условиях), ПЭС при выполнении ряда решаемых мероприятий выдержит давление ледяных полей. Лед не попадет в турбинные водоводы и не повлияет на нормальную эксплуатацию станции. Кроме этого, наличие в Пенжинскои губе неправильных суточных приливов потребует нетрадиционного подхода к расчету эксплуатационных режимов ПЭС.

     Основным  препятствием на пути сооружения Пенжинской ПЭС в ближайшее время является ее расположение в районе, где в обозримом будущем не востребуется вырабатываемая энергия. Однако еще в 1961 г. американскими специалистами был предложен проект образования единой энергетической системы России и США с передачей энергии через пролив Беринга по мосту либо в туннеле. В 1990-х годах в России изучалась экономическая целесообразность сооружения линии электропередачи «Красноярск - Магадан (Пенжинская ПЭС) - Анкаридж - Чикаго» протяженностью 10 тыс. км с ответвлением на Хабаровск, Японию и Китай. Эта суперэнергосистема будущего сможет вобрать в себя до 50% электрической мощности всего мира.

     Таким образом, создание сверхмощной Пенжинской ПЭС в зависимости от быстро изменяющейся в мире энергетической обстановки (исчерпание углеводородного топлива, реализация Киотского соглашения по ограничению выбросов в атмосферу, новые политические условия) может стать реальностью уже в первой половине XXI в. Сегодня же требуется финансирование для организации исследований в створе ПЭС и проектных проработок сооружений ПЭС с использованием новых технологий и оборудования.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Для обеспечения своих потребностей Камчатский край владеет достаточным количеством собственных энергоресурсов – это возобновляемые источники энергии и местные виды топлива (природный газ, уголь, торф, гидро- и геотермальная энергия, хороший ветровой потенциал и энергия древесной биомассы).

     Развитие  на Камчатке возобновляемой энергетики, в том числе нетрадиционной и  малой, особенно в районах децентрализованного  энергоснабжения и с низкой плотностью населения, позволит создать благоприятные  перспективы решения энергетических, социальных и экологических проблем. Широкое использование возобновляемых источников энергии и малой энергетики в субъектах РФ соответствует  высшим приоритетам и задачам  энергетической стратегии России.

     Полуостров  Камчатка только за счет возобновляемых ресурсов может получать более 319 млрд. кВт-ч электроэнергии в год (табл. №5), что во много раз превышает нынешнее электропотребление (1,5 млрд. кВт-ч).

     Таблица №5. Экономический потенциал ВИЭ Камчатской области

 

     При использовании только 3% потенциала геотермальной, ветровой и гидроэнергии Камчатская край сможет обеспечить себя экологически приемлемыми и дешевыми источниками электроэнергии.

 

     Список  используемой литературы

     1. Быстрицкий С.П. Ресурсный потенциал Камчатки.- П. К.-АО «Камчаткнига»,1994 г.