Примеры ВИЭ, местных топлив и вторичных энергоресурсов в регионах России

Примеры ВИЭ, местных топлив и вторичных энергоресурсов в регионах России

           Состояние ВИЭ в регионах России.

Гринпис Россия представил для обзора ответы из регионов (около 45) на их запрос о состоянии ВИЭ, реализуемых и предполагаемых проектах в этой сфере.

Примерно в 40% ответов приводятся конкретные примеры проектов в сфере ВИЭ (в т.ч. использование вторичных энергоресурсов и местных топлив). В трети случаев проекты уже реализованные, и по ним имеется конкретная информация. Однако большинство проектов находятся в стадии подготовки или запланированы к реализации согласно региональным программам энергосбережения или развития энергетики. По части таких проектов имеются предварительные экономические оценки.

Другая большая часть писем (около половины от всех писем) ориентирована на описание работы по развитию ВИЭ в регионах, однако примеров проектов в этой сфере не содержит. Как правило, приводится описание предварительной оценки потенциала ВИЭ, выделяются перспективные направления для региона. Предлагается сотрудничество всем заинтересованным сторонам и описывается возможная поддержка со стороны региональных властей проектов в сфере ВИЭ. Для этого почти всегда предлагается использовать специальные режимы реализации инвестпроектов, которые имеются в регионах.

Примерно 10-15% писем выражают скептицизм относительно экономической эффективности ВИЭ в условиях конкретного региона. В большинстве писем приводится обоснование такой оценки (низкий технический потенциал ВИЭ), а также сомнение в полезности финансирования проектов в условиях дефицита региональных бюджетов. Тем не менее, обещается административная поддержка заинтересованным инвесторам.

Еще в нескольких письмах указаны специально созданные организации для реализации потенциала ВИЭ в регионе или сопровождения проектов в этой сфере.

На основе ответов можно определить наиболее эффективные направления ВИЭ согласно оценкам самих регионов:

биоэнергетика – использование сельскохозяйственных, древесных и бытовых отходов для генерации электроэнергии и тепла (также есть несколько проектов производства и использования биогаза, производства биотоплива для автомобилей);
малая гидроэнергетика;
ветроэнергетика;
прочие (тепловые насосы, солнечные коллекторы, комбинации различных установок на ВИЭ), а также указывается возможность использования торфа или потенциала для производства древесных пеллет.
Проекты основаны на реализации специфических климатических и географических условий, а также экономически рентабельное использование вторичных энергоресурсов в регионе (отходы и сбросное тепло).

Показательно, что многие регионы готовы к реализации пилотных проектов в сфере ВИЭ (даже если экономическая эффективность сомнительна) и только после оценки этого опыта будут принимать решение о более масштабном развитии того или иного направления.

Наибольшую озабоченность со стороны руководства регионов вызывают неэкономичность дизельных генераторов в зоне децентрализованного энергоснабжения. В этих зонах предлагается переход на местные виды топлива или использование имеющегося потенциала ВИЭ, с акцентом на ветроэнергетике. Однако экономическую эффективность ветроэнергоустановок подтверждают только в 3 регионах.

        Конкретные проекты в регионах, их экономика и эффект от реализации

Биоэнергоустановки ООО «ЭнергоРежим» — в статье описывается опыт внедрения биоэнергетических установок фирмы ООО «ЭнергоРежим» (Пермский край). Установки перерабатывают различные биоотходы (первая установка использовала птичий помет) с получением сразу нескольких видов продуктов — концентрированного органического удобрения, метана и электроэнергии для нужд фермерского хозяйства. Газом заправляют автотранспорт, используют его в кухонных плитах, для обогрева помещений и теплицы. Свой трехфазный генератор на 6 кВт вырабатывает электроэнергию и защищает от перебоев с ней, нередких в деревне Катыши.

«… «ЭнергоРежим» выполнил уже шесть заказов, самый серьезный — две большие установки по 25 кубов каждая запустили в Удмуртской республике в поселке Шаркан. В тамошнем хозяйстве 1100 голов КРС и 400 голов свиней, овцы, а по электричеству перспектив нет. Сейчас платят по 3 рубля за киловатт, а себестоимость нашего киловатта — 20 копеек при любом топливе. Хотят приобрести газовую турбину, чтобы самим вырабатывать электроэнергию.
В перспективе 30 предприятий Удмуртии готовы поставить у себя биогазовые установки разных мощностей. Изготавливать их будем на предприятиях металлообработки республики. Сейчас у нас в Удмуртии три новых заказа на реакторы по 500 кубов. Подписали в Оренбурге договор о внедрении на 30-тысячном свинокомплексе трех установок по 600 кубов. Приезжали к нам и представители казачьего войска: у них большое хозяйство в пойме реки Урал, но сброс в реку органики ставит на хозяйстве крест. Мы разработали для них установку по переработке старых складов органики.
В Пермском крае большое предложение поступило от компании «Картофельный край», там будем ставить два реактора на 500 кубов. У них 3,5 тыс. голов КРС, свиньи и овцы, плюс они держатели семенного фонда по Пермскому краю и у них большое потребление электроэнергии для сушки зерна. Если компании навоз не выкидывать, из него получать газ и использовать его для сушки зерна, экономия ресурсов — 100%. …» (статья из журнала Эксперт-Урал)
Цитаты:
«Из 1 тонны навоза КРС — 60 кубов, свиного — 65, птичьего помета — 130, свежей травы — 500, отходов с мясокомбината — 1300. Для производства 1 кВт•ч электроэнергии требуется от 0,3 до 0,6 кубометра.»
«В нашу установку можно бросить и ботинок скотника, и кусок троса — реактор все переработает за счет того, что меняем давление, поднимаем температуру в нужный период брожения до оптимальной — это наше ноу-хау. А температура реакторов зарубежного производства не выше 34 — 36 градусов.»
Биоэнергетическая установка для птицефабрики

(ссылка на материал в журнале «Академия Энергетики»)

В качестве примера установки (ЗАО «Центр «ЭкоРос») работающей на птичьем помете и дающей биогаз для транспортных нужд рассмотрена технология получения электрической и тепловой энергии, удобрений при сжигании помета с использованием природного газа для запуска всей технологической цепочки. В основу расчетов взяты технические и производственные показатели птицефабрики «Ермаково» Вологодской области.

Эта фабрика затрачивает на свои нужды электроэнергии 3,6 МВт·ч/сут. (тогда как в среднем по России птицефабрики затрачивают до 18 МВт·ч/сут.) и производит 132 млн штук яиц в год.
На птицефабрике 100 тонн отходов в сутки с влажностью 75% выпариваются и подсушиваются до влажности 10%, на что первоначально затрачивается 5900 куб. метров природного газа (47,0 млн ккал/сут.) на сумму 5900 рублей ($30 за 1000 куб. метр), или 8,15 тонны каменного угля на сумму 1300 рублей (при стоимости 150,0 руб./т), или 16,3 тонны древесной щепы на сумму 2500 рублей (при стоимости 150 руб./т).
Сухая масса сжигается в котлах пароэлектрогенератора мощностью 2 МВт с производством 30 МВт·ч/сут. (теплофикационный путь) или 41 МВт·ч/сут. (конденсационный путь). На производство 1 МВт·ч электрической энергии расходуется 4 т/час пара или 2,5 млн ккал тепловой энергии. Затраты электроэнергии на нужды самой фабрики составляют 3,6 МВт·ч/сут.
Выход товарной электроэнергии может составить в сутки 26,4–37,4 МВт·ч, тепловой энергии – 40,4–67,5 Гкал. Такое количество электроэнергии может обеспечить 2640–4100 домов или квартир из расчета 10 кВт·ч/сут. на дом или 10–16 тысяч человек. Часть тепловой энергии конденсата с пароэлектрогенератора расходуется на выпаривание и подсушивание новых партий сырья (40,4 млн ккал/сут.)
Выход удобрений может составить до 2,5 т/сут. по цене 500 руб./т. Стоимость выработанной электроэнергии в год (при 2,5 руб./кВт·ч – тариф по Московской области для производств) может достигнуть от 27,4 млн до 37,4 млн рублей, тепловой энергии (по 160 рублей за 1 Гкал – среднероссийский тариф) – от 2,4 млн до 3,9 млн рублей. Стоимость оборудования (выпарная станция и пароэлектрогенератор) – от 37 млн до 40 млн рублей. Окупаемость составляет 1–2 года. Соотношение стоимостей использованного природного газа 4473:1 и выработанной электроэнергии 6100:1.

Биоэнергетика и экономика сельскохозяйственного производства

При создании высокоэкономичных двигателей внутреннего сгорания и замене жидких топлив (бензин и традиционное дизельное топливо) на природный газ, биогаз может быть достигнута значительная экономия горюче-смазочных материалов (ГСМ) в машинно-тракторном парке сельскохозяйственного сектора.

Суммарный расход топлива на все основные виды сельскохозяйственных работ в типичном хозяйстве средней полосы России составляет около 130 тонн в сезон. При стоимости дизельного топлива 15 240 руб./т и бензина марки А-80 – 14 170 руб./т затраты таких хозяйств в сезон могут составить от 1,80 млн до 1,95 млн рублей. Согласно руководящему документу Р3112194-0366-03 «Нормы расхода топлив и смазочных материалов на автомобильном транспорте», 1 литр бензина или дизельного топлива может быть заменен одним кубическим метром природного газа в сжатом состоянии. При замене жидкого топлива в двигателях сельхозмашин и автотранспорте на газ вклад стоимости топлива в стоимость сельхозпродукции будет в 10–15 раз ниже.

Один кубический метр природного газа (8000 ккал/куб. м) по калорийности эквивалентен двум кубическим метрам биогаза (5500 ккал/куб. м), а двигатели, модернизированные под использование природного газа, не требуют конструктивного изменения для использования биогаза. Для типичного хозяйства средней полосы России полная замена жидких топлив потребует 260 тысяч куб. метров биогаза в год. Для производства такого количества биогаза по технологиям ЗАО Центр «ЭкоРос» потребуется поголовье крупного рогатого скота численностью 500–600 голов, годовой объем кормов составит 7300 тонн. Одновременно с биогазом будут произведены высокоэффективные органические удобрения в объеме 7300 тонн, обеспечивающие прибавку урожая зерновых (рассмотренном примере 630 тонн стоимостью 1,6 млн рублей) и картофеля (3000 тонн на сумму 12 млн рублей при себестоимости 4000 руб./т). Экономия жидкого топлива составит 1,8 млн рублей. Стоимость произведенной молочной продукции – 36 млн рублей. Стоимость создания биоэнергетической станции – от 12 млн (твердофазная метангенерация) до 24 млн рублей. Окупаемость составит от года до двух лет. Фактически через 2–3 года газообразное топливо для такого хозяйства будет бесплатным.

При получении биогаза на крупных животноводческих комплексах или птицефабриках могут быть достигнуты показатели, приведенные ниже.

Свинокомплекс на 40 тысяч голов
Суточный выход отходов 200,0 т
Суточный выход биогаза 8000 тыс. куб. м
Товарный биогаз 6400 тыс. куб. м/сут.
Количество замещаемого жидкого топлива 3,2 т/сут.
Годовой эквивалент топлива 1150,0 т
Стоимость замещаемого топлива 12,67 млн руб.
Площадь пахотных земель, которые могут быть обработаны при использовании биогаза в двигателях 25500,0 га
Количество хозяйств 7,0 Животноводческий комплекс молочного направления на 2500 голов
Суточный выход отходов 100,0 т
Суточный выход биогаза 4000,0 куб. м
Выход товарного биогаза 3200,0 куб. м
Суточный эквивалент жидкому топливу 1,6 т
Годовой эквивалент топлива 576,0 т
Стоимость замещаемого топлива 6,34 млн руб.
Площадь обрабатываемых пахотных земель 12800,0 га
Количество обрабатываемых хозяйств 4,0 Птицефабрика яйценоского направления на 500 тысяч голов
Суточный выход помета 100,0 т
Суточный выход биогаза 10000,0 куб. м
Суточный выход товарного биогаза 8000,0 куб. м
Количество замещаемого жидкого топлива 4,0 т/сут.
Годовое количество замещаемого топлива 1440,0 т
Стоимость замещаемого топлива 15,84 млн руб. /год
Площадь обрабатываемых пахотных земель 32000,0 га
Количество хозяйств 9,0
Кроме названных в материалах присланных в Сообщество и размещенных в Интернете приводится большое число примеров проектов в сфере биоэнергетики, в том числе экономически эффективных без субсидий и специальных условий.

МГЭС

В Саратовской области отмечают положительный опыт эксплуатации малых ГЭС (500-600 кВт), которые были построены еще в середине 20 века и используются для энергоснабжения близлежащих деревень и поселков. По оценкам Правительства области желательно развитие этого опыта. В настоящее время ряд регионов планирует строительство малых ГЭС.

Геотермальная и петротермальная энергетика.

В России на п-ове Камчатка и о. Итуруп успешно эксплуатируется несколько геоЭС, которые оказываются конкурентоспобными по сравнению с традиционными электростанциями. Проекты строительства геоЭС и теплоснабжающих станций намечены в нескольких регионах с благоприятными условиями.

В России разрабатывается технология для использования сухого тепла Земли (hot dry rock) для теплоснабжения и производства электроэнергии. Выполнены предварительные расчеты удельных капиталовложений и себестоимости для разных условий, а также готовится проект для реализации.

ВЭС

Эффективность присоединенных к сетям ветропарков (Калининградская обл., Респ. Башкортостан, Респ. Калмыкия) вызывает сомнения. Однако использование ветроэнергоустановок (ВЭУ) для децентрализованного энергоснабжения при благоприятных условиях может оказаться экономически эффективно. В нескольких регионах рассматривают возможность использования ВЭУ.

Хлепитько Владимир Николаевич Генеральный директор ООО Инновационно-инжиниринговая компания «Эпромна» дополнил этот обзор своим комментарием.

Полностью согласен с Резюме обзора по возобновляемым источникам энергии (ВИЭ). Конкретные проекты ВИЭ в регионах, их экономика и эффект от реализации, остаются единичными примерами. Необходима чёткая госпрограмма (лучше сочетание федеральной и совокупности региональных программ), которая увяжет в единый процесс нормативное обеспечение, проектирование, производство оборудования, его продвижение на рынках и, главное, тарифное стимулирование стартовых фаз внедрения генерирующих установок на основе ВИЭ.

Создавая «электроэнергетику будущего», необходимо сравнить и оценить перспективы формирования необходимой структуры энергогенерации из разных источников, путем создания сетевых энергокомплексов, интегрированных с энергосистемой. Имеет смысл не только поддерживать и стимулировать использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, как существенную замену на региональном уровне. С учетом территориальных особенностей и наличия местных ресурсов, надо акцентировать инвестиции в этом направлении, сконцентрировав государственную поддержку развития крупномасштабной солнечной энергетики и полупроводниковых технологий, основанных на новых принципах преобразования солнечной энергии, производства солнечных элементов и силовой полупроводниковой электроники, использовании стационарных солнечных концентраторов и новых методов передачи электрической энергии для глобальной энергосистемы, которые обеспечат к концу столетия значительную долю солнечной энергии в мировом производстве энергии.