Выпускная квалификационная работа
Выполнил студент 4 курса 931 группы Пошелюжин А.В.
Алтайский государственный университет
Барнаул 2007
В настоящей работе рассмотрены предпосылки для развития в республике Алтай альтернативных видов энергетики (ветровой и солнечной). Целью поставлено установить целесообразность и перспективность их развития на Алтае. Работа велась методом анализа статистических и литературных данных.
В связи с проектом Катунской ГЭС и наметившимся интересом России к альтернативной энергетики, данная тематика весьма актуальна и имеет реальную значимость. Автор рекомендует развивать на Алтае альтернативные виды энергетики.
В работе сделаны следующие выводы:
Республика Алтай нуждается в собственной энергетической базе.
Республика обладает достаточно богатыми солнечными (радиационными) ресурсами, чтобы на их основе обеспечивать себя электроэнергией.
Ветровая энергетика может развиваться ограниченно, т.к. республика не отличается высокими скоростями ветра. Однако в некоторых отдельных пунктах ветра достаточно сильные, чтобы прибыльно развивать ветровую энергетику.
Альтернативная энергетика не может удовлетворить республиканские потребности в промышленных масштабах, но весьма эффективна будет использоваться для отдельно взятых населенных пунктов или небольших производительных единиц.
Введение
В настоящее время в республике Алтай – серьезная энергетическая проблема. Зависимость от не республиканских источников и нехватка энергии создают проблемы. Годовое потребление электроэнергии на душу населения здесь в 2,6 раза меньше, чем в Алтайском крае, и в 4 раза меньше, чем по России в целом. Выход из положения администрация республики нашла в строительстве крупной ГЭС на реке Катунь. Однако это еще не начатое строительство имело широкий негативный отклик в рядах экологов. В качестве альтернативы ГЭС (вместе с проблемами, которые она вызовет) предлагается освоение альтернативной энергетики.
В настоящей работе рассматривается целесообразность использования на территории Алтая солнечной и ветровой энергий в качестве источников электроэнергии. Для этого поставлены задачи: 1) изучить проблему потребности республики Алтай в электроэнергии; 2) рассмотреть с географической позиции климатические предпосылки для развития альтернативной энергетики; 3) рассчитать эффективность применения ветряков и солнечных батарей на территории республики Алтай.
Глава 1. Актуальность проблемы
1.1. Современная энергетика республики Алтай
Республика Алтай в настоящее время переживает энергетический кризис. Годовая потребность республики в элекроэнергии около 0,5 млрд. кВт/ч. [13, с. 5] За 2003 год потребление элекроэнергии в республике Алтай составило 450 млн кВт/ч [6]. Потребление электроэнергии республикой за последние 10 лет установилось на уровне 420-450 млн. кВт.ч, по 2000 кВт.ч/год на душу населения, что в 2 раза ниже этого показателя по Алтайскому краю, а в сравнении со средним показателем по России - ниже в 4 раза. Дефицит электроэнергии является фактором, препятствующим социально-экономическому развитию переработки сельскохозяйственной продукции, лекарственно-технического сырья, деревообработки, рекреации и т.д. Установлен жесткий лимит на потребление электроэнергии бюджетными организациями, включая школы и больницы. [10; 15]
В 2004 году на Алтае значительно выросли энерготарифы – в полтора раза. С каждым годом увеличивается отрыв от других сибирских регионов по этому параметру. Для сравнения: тарифы в республике на 18% превышают тарифы в Алтайском крае, на 20% — в Новосибирской области. Стоимость киловатта на Алтае в 2,5 раза выше, чем в Красноярском крае, в 3,7 раза выше, чем в Иркутской области, и в 4,7 раза превышает тарифы Хакасии. Впрочем, это не вполне корректное сравнение, поскольку стоимость электричества, вырабатываемого ГЭС и ТЭЦ, сильно разнится. [19]
Снабжение энергией в целом зависит от ГАЭС ОАО «Алтайэнерго». Эта организация находится в Алтайском крае, т.е. рыночные условия «диктуются» не республикой, а организацией. В таблице 1.1 представлены тарифы на услуги «Алтайэнерго» на 2007 год для республики Алтай.
Таблица 1.1
Тарифы на услуги по передаче электрической энергии по сетям ГАЭС ОАО «Алтайэнерго» на розничном (потребительском) рынке Республики Алтай (от 6.12.2006 г. № 20/2 постановление комитета по тарифам Республики Алтай) с 1 января 2007 г. [по http://www.altaienergo.ru]
| Уровень напряжения | Ставка за содержание электрических сетей (руб/тыс кВт*ч) | Ставка за оплату потерь электрической энергии (руб/тыс кВт*ч) | Итого (руб/тыс кВт*ч) |
| ВН | 299,4 | 54,19 | 353,59 |
| СН II | 1191,51 | 105,78 | 1297,29 |
| НН | 1112,42 | 238,31 | 1350,73 |
Самое интересное – это то, то Алтайская энергосистема входит в ОЭС Сибири и расположена на межсистемном транзите, связывающем энергоизбыточные центральную и восточную части ОЭС Сибири с энергодефицитной западной частью энергообъединения, а также с энергосистемой Казахстана и ОЭС Урала. В этих условиях развитие энергосистемы необходимо рассматривать в тесной увязке с развитием ОЭС Сибири в целом, с учетом имеющихся избытков электроэнергии и мощности в этом энергообъединении. [15]
Сейчас в республике действует только Чемальская ГЭС и несколько мелких установок, по большей части индивидуальных.
Чемальская ГЭС построена в 1935 году силами заключенных Сибирского управления лагерей особого назначения. На стройке работало до 1000 заключенных, причем 700 из них содержалось в зоне, на месте стройки ГЭС.
Сейчас ГЭС обеспечивает электрическом только санаторий и несколько жилых домов. Ее мощность составляет 500 л.с. Причем система работает около 75 лет без ремонта. Некогда Чемальская ГЭС обслуживала все села Эликмонарского района.
Индивидуальные установки работают на некоторых отдельных пользователей, обеспечивая лишь их личностные потребности. Можно назвать ООО «Млечный путь» - туристическое агентство г. Барнаула, которое имеет кемпинг на берегу р. Чемал. Эта организация на практике реализует концепцию экологического туризма. Одной из решений этой задачи выбрано создание в 2005 г. на базе кемпинга Центра альтернативной энергетики и энергоосвещения. Кемпинг располагает солнечной батареей и установкой микро-ГЭС.
Мощность солнечной батареи составляет всего 300 Вт/ч [18, с.33], однако ее хватает для следующих работ единовременно:
дневное и/или ночное освещение в палатках и домиках;
ночное освещение кемпинга одним прожектором;
прием телепередач одним телевизором со спутниковой связью и работа одного компьютера;
работа насоса скважины, холодильника, стиральной машины; и др.
Кроме этого, в 2004-м году опытная установка солнечного коллектора была установлена в Онгудайском районе для горячего водоснабжения кафе «Чуй-Оозы». Опытный образец изготовлен Горно-алтайскими электрическими сетями в 2002-м году. Площадь приема солнечного излучения 2,5 м2. Максимальная производительность установки в полдень и составляет 30 литров х 50˚С/ч. Дневная производительность 200 литров на 50˚С. Максимальность мощность установки 1,7 кВт (в полдень). [20, с.79-80]
1.2. Проект Катунской ГЭС
Еще не построена Катунская ГЭС и еще не будучи начато ее строительство, но информация об этом проекте получила широкий резонанс в рядах экологов. Уже известно, что от строительства будет больше вреда, чем пользы.
Существует два проекта – Катунской и Алтайской ГЭС. (Таблица 1.2) Сейчас в средствах массовой информации упоминается о выборе «щадящего» варианта – 50-метровой ГЭС (Алтайская ГЭС), которая не осуществляет регулирование стока Катуни. Однако это означает нестабильность добычи энергии, т.к. сток по сезонам сильно меняется. [6]
Таблица 1.2
Сравнение параметров Алтайской и Катунской ГЭС [по 6]
| Параметры | Алтайская ГЭС | Катунская ГЭС (1990 г.) |
| Мощность | 140 МВт | 1600 МВт |
| Среднемноголетняя выработка элекроэнергии | 0,85 млрд кВт/ч | 5,8 млрд кВт/ч |
| Высота плотины | 50 м | 170 м |
| Площадь водохранилища | 12,1 км2 | 87,0 км2 |
| Объем водохранилища | 0,21 км3 | 5,88 км3 |
| Регулирование речного стока | отсутствует | сезонное |
Сейчас в СМИ обсуждаются следующие проблемы, которые могут быть вызваны этим проектом.
1. Снижение цен на электроэнергию произойдет едва ли, т.к. до сих пор строительство классических плотинных ГЭС не приводило к этому. А так как. инвестор проекта – частный, то это не привносит никак гарантий.
2. Обещанные рабочие места – также лукавое обещание. Количество обслуживающего персонала ГЭС не превышает 1500 человек, причем людей с определенной квалификацией. Это означает, что работать в этом учреждении будут не местные люди, а приезжие. Ближайший город, где готовят специалистов необходимых квалификаций – это Новосибирск. Стало быть, республика Алтай не сможет таким образом обеспечить свое население рабочими местами.
3. Налог на прибыль. К сожалению, и государство и инвестор не заинтересованы в понижении тарифов, т.к. это повлечет за собой и понижении доходов, а значит – и налога на прибыль.
4. Налог на имущество. Этот налог будет тем больше, чем выше стоимость строительства. Однако инвестор в таком случае будет стремиться к повышению тарифов, чтобы быстрее получать прибыль. Получается замкнутый круг.
5. Предполагается строительство 180-метровой ГЭС на р. Катунь с установкой в ней 5 агрегатов мощностью по 320 МВт каждый. Выработка элекроэнергии такой ГЭС составит 5,7 млрд кВт/ч. Мало того, предполагается отстроить Чемальский контррегулятор с 4 агрегатами по 75 МВт. Его выработка составит 2,6 млрд кВт/ч. Однако продавать такие объемы энергии будет некуда. Так зачем же такие колоссальные затраты?