В данной работе проведен SWOT-анализ распределенной энергетики, изучена её внутренняя и внешняя среда, сформулированы преимущества и недостатки при развитии распределенной энергетики в Российской Федерации.
Ключевые слова: распределенная энергетика, генерация, энергетика, анализ, эффективность, стратегия
На сегодняшний день наблюдается большое количество недостатков у существующей системы централизованного энергоснабжения. Среди них — низкая надежность, плохое качество услуг и высокая стоимость энергии. Факторами последней являются высокая степень изношенности основного генерирующего оборудования, тепловых и электрических сетей, низкий КПД энергетических установок, высокие потери в сетях при передаче тепловой и электрической энергии. [1]
Надежность энергоснабжения потребителей может повысить появление объектов распределенной энергетики. Концепция распределенных энергетических ресурсов подразумевает наличие множества генерирующих объектов, находящихся в непосредственной близости от потребителя, удовлетворяющих его особенным запросам, обладающих возможностью перераспределения излишков в общую сеть.
В соответствии с Энергетической стратегией России на период до 2030г. доля распределенной энергетики в перспективе должна составить не менее 15 % установленной мощности. [2]
Такое увеличение распределенной энергетики связывали с несколькими факторами:
– появлением на рынке маневренного импортного оборудования малой мощности, которое быстро окупается на рынке, при растущих тарифах, и срок строительства которых, составляет 2–3года;
– увеличением доли пиковых нагрузок в графике нагрузок энергосистем;
– увеличением тарифов для конечных потребителей и, соответственно, стимулированием энергоемких потребителей к строительству собственных генерирующих мощностей;
– обязанностью нефтепромыслов утилизировать попутный газ и появлением классифицированных генерирующих мощностей на основе возобновляемых источников энергии. [3]
Для того чтобы понимать основные направления и перспективы развития распределенной энергетики проведем SWOT — анализ данного вопроса. В нем отражается анализ внутренней внешней среды, сильные и слабые стороны, а также угрозы и возможности для развития распределенной энергетики в России, представленные в табл.1.
Таблица 1
SWOT-анализ распределенной энергетики
|
Сильные стороны 1. Высокая технологическая эффективность; 2. Повышение экологической эффективности; 3. Снижение цен на тепло- и электроэнергию; 4. Модульность, масштабируемость, компактность; 5. Короткий срок ввода в эксплуатацию. |
Возможности 1. Эффективное использование энергии в локальных энергосистемах, ресурсосбережение, использование энергосберегающих технологий; 2. Энергетическая независимость; 3. Инвестиционная привлекательность; 4. Активное развитие отрасли в России; 5. Использование местных энергетических ресурсов; 6. Применение инновационных технологий. |
|
Слабые стороны 1. Сложность технического регулирования и лицензирования; 2. Трудности при присоединении к сетям; 3. Непостоянство производства энергии со стороны ВИЭ. |
Угрозы 1. Необходима модернизация устаревшего оборудования сетей; 2. Недостаточно проработанная нормативно-правовая база; 3. Перестройка российской энергетической системы; 4. Производственно-инжиниринговая база. |
Сильные стороны:
- Высокая технологическая эффективность обусловлена возможностью работы объектов распределенной энергетики в режимах когенерации и тригенерации с коэффициентом полезного действия около 90 %;
- Повышение экологической эффективности.
Примером тому служит использование газотурбинных установок для производства электрической и тепловой энергии в непосредственной близости от потребителя. У них минимально содержание вредных выбросов CO и NOx и составляет 9–25 ppm (для микротурбин менее 9 ppm). Кроме того, ГТУ имеют очень низкий уровень вибрации и шумов в пределах 65–75 дБ.
- Снижение цен на тепло- и электроэнергию происходит за счет отсутствия сетевой составляющей.
- Модульность, масштабируемость, компактность.
Такие объекты распределенной генерации как газотурбинные установки обладают относительно компактными размерами и небольшим удельным весом. Существует возможность монтажа ГТУ на техническом этаже здания или расположение на крыше маломощных газотурбинных установок. Блочные вариации обеспечивают высокий уровень заводской готовности. Размеры модулей установок, чаще всего, стандартны. Существуют мобильные ГТУ, которые можно оперативно перемещать с одного объекта энергоснабжения на другой.
- Короткие сроки ввода в эксплуатацию.
Примерные сроки реализации проектов по строительству электростанций мощностью до 2 МВт составляет 6–12 месяцев, а для более мощных станций (10–20МВт) необходимо 12–18 месяцев.
Слабые стороны:
- Сложности технического регулирования и лицензирования.
Объекты распределенной генерации, относятся к опасным производственным объектам. Требуется не только подтверждение соответствия требованиям технического регламента о безопасности оборудования, но и подтверждение соответствия требованиям по энергоэффективности. Для работы объекта распределенной генерации, как правило, требуются лицензии на осуществление таких видов деятельности, как эксплуатация взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектов (в соответствии с законом от 4 мая 2011 года № 99-ФЗ).
- Трудности при присоединении к сетям.
Технологическое присоединение объектов распределенной генерации мощностью 5 МВт и более требует согласования технических условий на технологическое присоединение с ОАО «СО ЕЭС».
Трудности при подключении к электросетям:
– Рост уровней токов короткого замыкания в распределительной сети.
– Необходимость установки и перенастройки устройств релейной защиты и автоматики.
– Отсутствие системы управления объектами распределенной энергетики.
- Непостоянство производства энергии со стороны ВИЭ.
Значительным недостатком возобновляемых источников энергии является непостоянство поступающей энергии во времени. Это значит, что коэффициент использования установленной мощности значительно ниже единицы. Таким образом автономная установка с ВИЭ должна иметь в своем составе аккумуляторы, либо дублирующую установку, работающую на традиционном топливе. Если установка с ВИЭ присоединена к сети, то сеть должна взять на себя компенсацию непостоянства поступления энергии, для чего она должна иметь достаточную емкость и маневренность.
Возможности:
- Эффективное использование энергии в локальных энергосистемах, ресурсосбережение, использование энергосберегающих технологий.
В настоящее время существуют технологии, позволяющую повысить эффективность использования топливно-энергетических ресурсов не на проценты, а в несколько раз за счет утилизации потерь и вовлечения в оборот возобновляемых источников энергии. К этим решениям относятся:
1) Адаптивная энергетическая техника;
2) Переработка природного газа на основе поршневых химических реакторов сжатия;
3) Однотопливные газодизели с динамическим переключением на выработку синтетического моторного топлива;
4) Сезонные и суточные энергоаккумуляторы.
- Энергетическая независимость
Конечный потребитель и его подрядные организации полностью контролируют сроки возведения генерирующих объектов и процесс их эксплуатации. Устранена проблема сбоев, отключений, нарушений параметров тока и напряжения по независящим от потребителя причинам.
- Активное развитие отрасли
На сегодняшний день отрасль активно развивается. Сформированы основные направления и участники различных технологических платформ и кластеров распределенной энергетики: Минэнерго создало Рабочую группу по интеллектуальной энергетике и Проектный комитет по локальным интеллектуальным энергосистемам, принята стратегия развития распределенной энергетики.
- Инвестиционная привлекательность обусловлена относительно небольшим уровнем первоначальных вложений, возможностью скорого ввода в эксплуатацию, а также возможностью контроля со стороны потребителя.
- Использование местных энергетических ресурсов
Использование местных энергетических ресурсов представляет собой применение побочных продуктов промышленного производства для выработки электрической и тепловой энергии. Примерами могут служить установки на нефтяных месторождениях, работающие на попутном газе, а также технология строительства энергетических установок, вырабатывающих электричество из свалочного газа.
- Инновации
Инновациями в данной области является внедрение современных источников возобновляемых энергии, а также технология Smart Grid, представляющая собой систему, оптимизирующую энергозатраты, позволяющую эффективно перераспределять электроэнергию внутри сети между потребителями.
Угрозы:
- Необходимость модернизации сетей
На сегодняшний день износ мощностей сетевого сегмента составляет около 70 %, а потери в сетях при передаче электроэнергии достигают 10 %. Модернизация энергетических сетей и развитие технологий интеллектуальных сетей способствует повышению энергетической эффективности и увеличению надежности энергоснабжения, и при этом обеспечивает возможность более удобной интеграции возобновляемых источников энергии.
- Недостаточно проработанная нормативно — правовая база
Несовершенство нормативно — правовой базы обусловлено отсутствием четко сформулированной и законодательно зафиксированной терминологической базы распределенной энергетики, а также классификации объектов, которые относятся к этому понятию, и возможности их участия в оптовом и розничном рынках.
- Перестройка российской энергетической системы — требуется структурная перестройка российской энергетики, обеспечивающая переход от централизованной системы с преобладанием однотипных объектов генерации к разнообразию типов и форм энергетических комплексов, удовлетворяющих особенностям спроса конкретных потребителей, а также соответствующих требованиям политики государства по повышению энергетический эффективности России.
- Производственно-инжиниринговая база
Создание производственно-инжиниринговой базы необходимо для полноценного обеспечения и обслуживания систем распределенной энергетики на основе передовых технологий.
Несмотря на выявленные слабые стороны и угрозы, распределенная энергетика имеет колоссальное значение для эффективного развития всей энергетической системы России в целом, поскольку имеет большое количество преимуществ. В их числе:
– эффективное использование энергии и ресурсов;
– соблюдение политики энергоэффективности;
– высокая технологическая, экологическая и экономическая эффективность;
– инвестиционная привлекательность;
– применение инновационных технологий.
Приведенные выше факторы говорят о том, что, несмотря на существующие плюсы и минусы, принята стратегия дальнейшего развития отрасли, поскольку положительный эффект от распределенной энергетики значительно выше. Но при этом необходимо учесть, что дальнейшее продвижение невозможно без модернизации электросетевого хозяйства путем внедрения технологий Smart Grid. Для решений подобных задач активно создаются энергетические кластеры, формируются технологические платформы и рабочие группы по интеллектуальной энергетике.
Литература:
- Обеспечение России энергией в XXI веке // Некоммерческое партнерство инженеров. URL: https://www.abok.ru/for_spec/articles (Дата обращения 19.05.2017)
- Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. URL: http://www.minenergo.gov.ru/activity/energostrategy/ (дата обращения 21.05.2017)
- Любимова Н. Г. Последствия развития распределенной энергетики: Статья в журнале — Вестник университета (ГУУ), 2015г. № 5.с 103–106.
