ВВЕДЕНИЕ
Гидроэнергетика занимает важное место в энергобалансе России. В настоящее время около 20% (165 млрд. кВт*час) электроэнергии страны производится на гидроэлектростанциях, при общей установленной мощности ГЭС России 45,3 ГВт /143/.
Экономический потенциал гидроэнергии в России составляет 852 млрд. кВт*час, то есть его использование в настоящее время составляет около 20% /143/. Значительная часть неиспользованного потенциала находится в таких энергодефицитных районах, как Северный Кавказ и Дальний Восток.Несмотря на то, что потенциал для развития гидроэнергетики России велик, в ближайшее время не предвидится интенсивного строительства ГЭС, что связано как с экономическими, так и с более жёсткими экологическими требованиями. Более того, возможности строительства больших ГЭС в Европейской части страны практически исчерпаны.
В то же время, около 70% территории России составляют зоны децентрализованного энергоснабжения и неэлектрифицированные зоны /140, 143/. Из-за постоянного роста цен на органическое топливо, приводящего к значительному росту цен на электрическую энергию, обеспечение электрической и тепловой энергией населения в данных зонах становится затруднительным. Из-за недостатка топлива и перерывов в электроснабжении сельское хозяйство страны несёт огромные убытки, население многих деревень и поселков на Севере поставлено на грань выживания. Последствия снижения объёмов продажи нефтепродуктов и газа на внутреннем рынке серьёзным образом отражаются на обеспеченности топливом сельских товаропроизводителей. Уже сейчас стоимость потребляемой электрической энергии, входящей в себестоимость производимой продукции, составляет 20 и более процентов /142/.
Снижение надёжности электроснабжения, особенно в сельских районах, повышение стоимости топлива и его транспортировки в удалённые районы являются факторами, побуждающими местные администрации искать пути для смягчения энергозависимости от РАО "ЕЭС России" и влияющими на выбор схем энергоснабжения с использованием местных, в особенности возобновляемых, энергоресурсов /25/.
Очевидно, что необходим поиск новых источников энергии и экономия органического топлива. Общая потребность в энергии уже сейчас настолько велика, что вопрос о предпочтении какого-либо вида не возникает - необходимо развивать все источники энергии, в том числе и местные энергоресурсы возобновляемых источников энергии.Одним из наиболее эффективных направлений использования малых местных энергоресурсов возобновляемых источников энергии в России является использование энергии небольших водотоков, обладающих значительным потенциалом при сравнительной простоте их использования, с помощью малых ГЭС. При этом необходимо отметить, что экономический потенциал малой гидроэнергетики превышает экономический потенциал таких возобновляемых источников энергии, как: ветер, солнце и биомасса вместе взятых /75/.
В этой связи возрастает интерес к использованию энергии малых рек и водотоков. Тем более, гидроэнергетические проекты требуют больших капиталовложений, иногда в несколько раз превышающие этот показатель для электростанций на газе, но, в то же время, расходы при производстве электроэнергии намного ниже. Строительство малых ГЭС требует меньших начальных инвестиций, поэтому более реально в современных экономических условиях/108/.
Особенно актуальным и перспективным в нынешних условиях становиться не только строительство, но и восстановление (реконструкция) старых (заброшенных) малых ГЭС. В настоящее время более 90% ранее построенных в нашей стране малых ГЭС — списаны /75/. В основном списаны мелкие ГЭС мощностью 50-100 кВт, принадлежавшие колхозам и совхозам. При реконструкции и восстановлении данных ГЭС, за счёт использования после ремонта сохранившихся или существующих элементов гидротехнических сооружений, дорог, линий электропередач (ЛЭП), зданий ГЭС, сокращаются сроки ввода электростанции в эксплуатацию, экономятся средства, снижаются потери на передачу электроэнергии. Так потери при передаче электроэнергии от обычных крупных электростанций (ТЭС, АЭС) к отдалённым потребителям могут достигать до 40% от производимой ими электроэнергии /97/.
Такие значительные потери электроэнергии вызваны, прежде всего, большой протяжённостью линий электропередач (ЛЭП), по которым и происходит транспортировка электрической энергии от крупных электростанций к отдалённым потребителям. Безусловно, данные потери учитываются в стоимости электроэнергии, за которую платят отдалённые потребители. Для малых ГЭС, из-за их малой мощности (до 10 МВт), не требуется строить многокилометровые ЛЭП. Поэтому потери при передаче электроэнергии от МГЭС к отдалённым потребителям не будут столь значительными, как от крупных электростанций к отдалённым потребителям.Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определена экономической целесообразностью энергоснабжения отдалённых потребителей с помощью малых ГЭС.
Научная новизна работы состоит в следующем:
обоснована целесообразность использования малой ГЭС как источника энергоснабжения для отдалённых потребителей;
выполнен анализ технико-экономических показателей МГЭС с учётом строительства ЛЭП от МГЭС до потребителя, независимо от их протяжённости;
разработана методика обоснования технико-экономических параметров МГЭС для электроснабжения отдалённых потребителей;
разработан алгоритм экономического сравнения вариантов энергоснабжения отдалённых от МГЭС с учётом обоснования технико-экономических параметров по критерию минимума стоимости электроэнергии у потребителя;
использование разработанных методов и рекомендаций автора
позволяет выполнить экономическое сравнение вариантов энергоснабжения потребителя от МГЭС и от централизованного источника для любого региона России; 6. впервые был уточнён экономический потенциал малой гидроэнергетики на примере Северо-Западного и Центрального федерального округов России с использованием разработанной методики.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одобрены на семинарах кафедры возобновляющихся источников энергии и гидроэнергетики Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, на международных конференциях: "Возобновляемая энергетика 2003: состояние, проблемы, перспективы" Санкт-Петербург; "Экобалтика -2004" Санкт-Петербург; "Нетрадиционная энергетика XXI века", Симферополь.