Необходимостьразвитиявозобновляемойэнергетики

Выпускная квалификационная работа (бакалаврская работа)

Обучающегося: Болдырева П.Д     

на тему: Экономическое обоснование перспектив развития ВИЭ в РФ

Направление подготовки:38.03.02 – Менеджмент

Направленность (профиль) подготовки:Менеджмент организации

ОБУЧАЮЩИЙСЯ                    Болдырев П.Д

РУКОВОДИТЕЛЬ                                  к.э.н., доцент, Воронцов В.Б.

Допустить к защите

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ д.э.н., проф. Афанасьев В.Я.

" ___ " ____________ 2017 г.

Москва – 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РФ.. 6

1.1 Необходимость развития возобновляемой энергетики. 6

1.2 Основные направления развития возобновляемой энергетики в РФ.. 11

1.3 Законодательная база развития ВИЭ в РФ.. 21

ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ.. 27

2.1 Анализ перспективных технологий возобновляемых источников энергии. 27

2.2 Зарубежный опыт развития возобновляемых источников энергии. 39

2.3 Интеграция технологий возобновляемых источников энергии в существующих энергетических объединениях. 45

ГЛАВА 3. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РФ.. 53

3.1 Методика обоснования целесообразности реализации проектов. 53

3.2 Технология мини ГЭС.. 56

3.3 Расчёты.. 62

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 66

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 69

ВВЕДЕНИЕ

Актуальностьисследования.Внастоящеевремявовсеммиренаблюдаетсяповышенныйинтерескиспользованиювразличныхотрасляхэкономикивозобновляемыхисточниковэнергии(ВИЭ).Этосвязаноспроисходящимиизменениямивэнергетическойполитикемировыхдержав,гдеопределяющеезначениеприобретаетпереходкнизкоуглероднойэнергетикебудущего.

Подвозобновляемымиисточникамиэнергии(ВИЭ)понимаютсяисточникиэнергии,непрерывновозобновляемыезасчетестественнопротекающихприродныхпроцессов:энергиясолнечногоизлучения,энергияветра,гидродинамическаяэнергияводы;геотермальнаяэнергия:теплогрунта,грунтовыхвод,рек,водоемов,атакжеантропогенныеисточникипервичныхэнергоресурсов:биомасса,биогазииноетопливоизорганическихотходов,используемыедляпроизводстваэлектрическойи(или)тепловойэнергииидр.

ЭнергетическийпотенциалбольшинстваизперечисленныхвышеВИЭвмасштабахпланетыиотдельныхстранвомногоразпревышаетсовременныйуровеньэнергопотребления,ипоэтомуонимогутрассматриватьсякаквозможныйисточникпроизводстваэнергии.ИзвестныесценарииразвитиячеловечествапредполагаютнеобходимостьширокогоосвоенияВИЭужевближайшиедесятилетия,какпопричиненеизбежногосокращениядобычииповышениястоимостинефти,газаиугля,такипоэкологическимпричинам(эмиссияСО2идругиевредныевоздействиятрадиционнойэнергетикинаокружающуюсреду).ИспользованиеВИЭ,какправило,неоказываетсерьезногонегативноговоздействиянаокружающуюсреду,вбольшинствесвоемониявляютсяэкологическичистымииповсеместнодоступнымиисточникамиэнергии.

КсерьезнымнедостаткамВИЭ,ограничивающимихширокоеприменение,относятсяневысокаяплотностьэнергетическихпотоковиихнепостоянствововремении,какследствиеэтого,необходимостьзначительныхзатратнаоборудование,обеспечивающеесбор,аккумулированиеипреобразованиеэнергии.

Помереростадоливозобновляемыхисточниковэнергииструктурапромышленности,атакжехарактерирольпроизводителейэлектроэнергиипретерпеваютизменения.Сектор,вкоторомкогда-тодоминироваликрупныеобъектыэнергообеспечения,становитсяболеедецентрализованным,разнообразнымирассредоточенным.

Возрастаетзначимостьновыхтехнологийнакопленияихраненияэнергии,атакжеинтеллектуальныхтехнологийдляобеспеченияэффективногоуправленияспросомнаэлектроэнергию,чтоприводитксозданиюполностьюновойвспомогательнойотраслиинтеллектуальныхустройств.Намногихразвивающихсярынкахвозобновляемыеисточникиужепредставляютсобойсамыйэкономныйисточникэнергиидлявнесетевыхимини-сетевыхсистем.Какивслучаеспереходомотфиксированнойтелефоннойсвязикмобильнымтелефонам,умногихстранестьвозможностьбыстроперепрыгнутьэтапразвитияфиксированнойсети,перейдякгибкойсистемеиспользованиянесколькихвзаимосвязанныхмини-электросетей.

ВэтойсвязиособыйинтереспредставляетисследованиенакопленногоопытавобластиразвитиявозобновляемыхисточниковэнергиивРоссии.

Такимобразом,объектомисследованиявнастоящейдипломнойработеявляетсяразвитиевозобновляемойэнергетикивРоссии,апредметомееисследования–перспективыразвитияВИЭвРоссии.

ЦельюнаписаниядипломнойработыявляетсяоценкаперспективразвитиявозобновляемойэнергетикивРоссиисучетомпроводимойэнергетическойполитикивстране.

Достижениецелинастоящегоисследованиятребуетрешенияследующихзадач:

1.Оценканеобходимостиразвитиявозобновляемойэнергии;

2.АнализосновныхнаправленийразвитиявозобновляемойэнергетикивРФ;

3.ИсследованиезаконодательнойбазыразвитияВИЭвРФ;

4.АнализперспективныхтехнологийВИЭ;

5.ОценкаинтеграциитехнологийВИЭвсуществующихэнергетическихобъединениях;

6.Рассмотрениеметодикиобоснованияцелесообразностиреализациипроектов;

7.РассмотрениетехнологииминиГЭС;

8.Проведениерасчётов.

Принаписаниидипломнойработыбылииспользованыработыизвестныхотечественныхизарубежныхавтороввобластивозобновляемыхисточниковэнергии,материалыпериодическойпечати,аналитическиедоклады,статистическаяинформацияМинистерстваэнергетикиРоссии.

Дипломнаяработасостоитизвведения,трехглавспараграфами,заключенияиспискаиспользованнойлитературы.

ГЛАВА1.СОВРЕМЕННОЕСОСТОЯНИЕРАЗВИТИЯВОЗОБНОВЛЯЕМОЙЭНЕРГЕТИКИВРФ

Необходимостьразвитиявозобновляемойэнергетики

Сегоднявозобновляемыеисточникиэнергииобеспечиваютоколо19%конечногоэнергопотреблениявмире,втомчислетрадиционнаябиомасса–9%,современныеВИЭ–больше10%(производствотепловойиэлектрическойэнергии,транспортныйсектор),изкоторыхосновнойобъемвыработкиэнергииприходитсянабиомассу(4,1%)игидроэнергетику3,9%).(рис.1).Совокупнаядолясолнечнойиветровойгенерациивструктуремировоготопливно-энергетическогобаланса(ТЭБ)непревышает1,3%.

Рисунок1–Структураконечногоэнергопотреблениявмире,2015г.

ВРоссииже,вструктуретопливно-энергетическогобалансанадолюВИЭ(включаягидроэнергию)приходится5%отобщегообъемаэнергопотребления,аеслирассматриватьВИЭбезгидроэнергетики,тонаихдолювРоссииприходитсяболее2%совокупногоконечногоэнергопотреблениявстране(рис.2).

Рисунок2—ДоляВИЭвтопливно-энергетическомбалансеРоссии,2015г.

Еслиприводитьабсолютныецифры,тообщееколичествоэнергии,произведеннойнабазеВИЭв2015годусоставило58,7млнтн.э.,тогдакакпроизводствоэнергиивсемиотечественнымиГЭСсоставило61,4млнтн.э.

Такимобразом,ужесегоднярольВИЭвтопливно-энергетическомбалансеРоссиипочтисравняласьсрольюгидроэнергетики,аужевсамойближайшейперспективе(учитываятемпыразвитиясектораВИЭвстране)онаможетстатьсопоставимасрольюатомнойэнергетикиизанятьещеболеезаметноеместовструктуреотечественноготопливно-энергетическогобаланса.

Вкладвозобновляемыхисточниковэнергиивобщеепроизводствоэлектроэнергиивмиресоставляетпочти23%,приэтомльвинаядоляприходитсянагидроэнергию–16,6%.ИздругихВИЭнаибольшаядоляуветроэнергетики–3,1%,закоторойследуетбиомасса–1,8%,солнечнаяэнергия–0,9%ипрочиевидыВИЭ–0,4%(рис.3).

Рисунок3–Структурапроизводстваэлектроэнергиивмире,2015г.

Рисунок4—ДоляВИЭвэлектроэнергетическомбалансеРоссии,2015г.

ВобщемобъемепроизводстваэлектроэнергиивРоссиинадолюГЭСиВИЭприходится13%,аеслирассматриватьдругиеВИЭ,тоихрольвэлектроэнергетическомбалансеРоссиисоставляет7%(рис.4).Другимисловами,выработкаэлектроэнергиинабазеВИЭвРоссииужеопередилапосвоиммасштабампроизводствоэлектроэнергиинагироэлектростанциях(ГЭС).

ВструктурежесобственноВИЭосновнойобъемвыработкиэлектроэнергииобеспечиваетсязасчетветрогенерации(4,6%отобщегопроизводстваэлектроэнергиивстранеили66%отобъемаэлектроэнергии,произведеннойнабазеВИЭ).

Вцеломже,пообъемупроизводстваВИЭРоссиизанимаюттретьеместовмирепослеКитаяиСША.

В2015г.общаяустановленнаямощностьэлектростанций,использующихВИЭ,составилавстране146ГВт(+9,0ГВтпосравнениюспредшествующимгодомили+6,6%).

Запоследние5летобщаяустановленнаямощностьэлектростанций,использующихВИЭ,увеличиласьна35,7ГВт.

ИзвсехрегионовРоссии,гдепроизводитсяэлектроэнергияизВИЭ,Оренбургскаяобластьзанимаетпервоеместопоабсолютномуобъемуустановленныхмощностей–24,4тыс.МВт,втовремякакРеспубликаБашкортостанзанимаетпервоеместопоотносительнойдоливыработкиэлектроэнергииизВИЭ(79,1%).На10регионовРоссииприходится63,4%установленныхмощностейВИЭ.

ОднакоразвитиеразличныхвидовВИЭвРоссиипроисходиткрайненеравномерноиобусловлено,какпринятымигосударственнымипрограммамиподдержки«зеленойэнергетики»какнафедеральномуровне,такинауровнерегионов,такиспросомсостороныконечногопотребителя(биотопливовчастности).

Так, согласно республиканской целевой программе "Энергосбережение и повышение эффективности энергопотребления в Карачаево-Черкесской Республике на 2012-2015 годы с перспективой до 2020 года" г. Черкесск 2012 г. приоритетной задачей региона является сокращение дефицита электрической энергии Карачаево-Черкесской Республики путем создания на базе современных технологий источников электрической и тепловой энергии (в том числе на базе использования возобновляемых источников энергии).

Для дальнейшего исследования в рамках выбранной темы рассмотрим перспективы развития ВИЭ в Карачаево-Черкесской Республике. Республика Карачаево-Черкесия в связи с наличием горного рельефа обладает значительным гидроэнергетическим потенциалом. Реки региона принадлежат к бассейну реки Кубань (наиболее значительные водотоки — рр. Кубань, Большой Зеленчук, Малый Зеленчук, Теберда, Большая Лаба, Уруп.

На сегодняшний день в регионе действует единственная малая ГЭС Карачаево-Черкесии, созданная в 1989 г. на р. Эшкакон, в Малокарачаевском районе. Мощность ГЭС — 0,6 МВт, среднегодовая выработка — 3,4 млн.кВт.ч.

Для оценки перспектив развития малых ГЭС в Карачаево-Черкесской Республике, рассмотрим законсервированные малые ГЭС региона:

- Садовая ГЭС. Введена в строй в 1952 году. Мощность ГЭС — 0,16 МВт. ГЭС построена по деривационной схеме, работает на проточной воде реки Кубань, водохранилища и бассейнов регулирования не имеет. Не эксплуатируется с 1975 года. Восстановление ГЭС в связи с неисправностью и моральным устареванием оборудования, замена и восстановление которого экономически неэффективно, не планируется.

- Учкуланская ГЭС. Створ ГЭС на р. Учкулан, в Карачаевском районе. ГЭС построена в 1937 г. при мощности 0,2 МВт, в 1987 году реконструирована с увеличением мощности до 0,8 МВт, с 2005 года законсервирована в связи с моральным износом и технической неисправностью оборудования.

На сегодняшний день в регионе происходит строительство малых ГЭС:

- Большой Зеленчук ГЭС. Створ ГЭС на реке Большой Зеленчук. ГЭС пристраивается к существующей плотине водозаборного сооружения Зеленчукской ГЭС. Мощность ГЭС — 1,2 МВт, среднегодовая выработка — 7 млн кВт·ч.

Кром того сегодня в Карачаево-Черкесской Республике заявлен ряд проектов создания малых ГЭС, находящихся в разной степени готовности к реализации:

- Усть-Джегутинская МГЭС на р. Кубань. Мощность МГЭС 8,4 МВт, стоимость строительства в 138 млн руб.

- Учкуланская ГЭС — 2. Створ ГЭС на р. Учкулан. ГЭС деривационного типа. Мощность ГЭС — 3,4 МВт.

- Марухская ГЭС на реке Маруха. Мощность ГЭС — 0,4 МВт, среднегодовая выработка — 2,8 млн кВт·ч.

- Аксаутская ГЭС на реке Аксаут. Мощность ГЭС — 0,8 МВт, среднегодовая выработка — 5,7 млн кВт·ч.

- Сторожевская ГЭС на реке Кяфар. Мощность ГЭС — 1,9 МВт, среднегодовая выработка 7,8 млн кВт·ч.

- малая ГЭС на реке Алибек предназначена для электроснабжения туристического комплекса в посёлке Домбай. Мощность ГЭС — 2,5 МВт, среднегодовая выработка — 8,7 млн кВт·ч.

- Кардоникская ГЭС на р. Кардоник. Планируемая мощность ГЭС — 8 МВт, среднегодовая выработка — 40 млн кВт·ч.

- Даутская ГЭС на р. Даут. Планируемая мощность ГЭС — 13,6 МВт, среднегодовая выработка — 64,7 млн кВт·ч.

- Теберда ГЭС на р. Теберда, у с. Верхняя Теберда. Планируемая мощность ГЭС — 18,2 МВт, среднегодовая выработка — 87,2 млн кВт·ч.

- Малая ГЭС на холостом водосбросе Кубанской ГАЭС мощностью 12 МВт и среднегодовой выработкой 13 млн кВт·ч.

Таким образом, очевидны перспективы развития мини ГЭС в Карачаево-Черкесской Республике. Проект создания мини- ГЭС будет рассмотрен в третьей главе настоящего исследования.