24347 (654124), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Первая точка зрения наиболее широко распространена и, как ни странно, доминирует в среде специалистов энергетиков-практиков. Они полностью отрицают необходимость развития малой энергетики на основе ресурсов ВИЭ и в качестве аргументов указывают на неэффективность возобновляемой энергетики в силу ее маломощности (низкая концентрация энергии в ВИЭ), подчеркивая слабую адаптивность России к таким источникам энергии. При этом ими игнорируются особенности пространственной организации общества, реальное влияние на энергетику множества прямых и косвенных географических факторов.
Конкретный отбор вариантов построения энергосистем, зависит от специфики иерархии территориальных систем общества и наблюдаемых тенденций их развития. Поэтому дискуссия о преимуществах того или иного типа электростанции и вида энергоносителя беспочвенна, так как их конкретный выбор должен опираться на критерий оптимального пространственного сочетания в энергосистеме [16.С.156,176].
Согласно второй точке зрения малая энергетика, в том числе и на основе ресурсов ВИЭ - это альтернатива централизованной энергетике в малообжитых регионах (1993 г.) [13.С.8]. Несмотря на некоторую категоричность общей формулировки, у этой точки зрения существуют свои вариации: о необходимости использования возобновляемых источников энергии в зонах рекреации и экологических бедствий, в удаленных и изолированных районах (1993 г.) [14.С.11].
Схожим является и мнение, что возобновляемую энергетику необходимо рассматривать как средство решения проблем энергоснабжения в отдаленных и труднодоступных регионах или как средство решения экологических проблем и энергосбережения (2003 г.) [12.С.5].
С позицией альтернативности вариантов энергоснабжения согласуется и такая точка зрения, согласно которой внедрение децентрализованных источников энергии не означает отказ от централизованного энергетического снабжения, однако предполагает, что в ряде случаев ему имеется обоснованная альтернатива (2003 г.) [10.С.15]. Здесь принципиально важно признание возможности одновременного развития централизованных и децентрализованных систем энергоснабжения на конкретной территории.
Третья позиция отличается от предыдущих. По мнению ее сторонников, создание местных энергосистем на основе малых-ГЭС позволяет сочетать надежность энергоснабжения с более высокой степенью использования речного стока при значительном снижении себестоимости производства энергии (1989 год) [15.С.13]. С учетом развития рыночных отношений и доминанты социально-экологической парадигмы здесь важно отметить два момента. Во-первых, реальная конкуренция в отечественной энергетике может появиться только с созданием новых, оснащенных современным оборудованием высокоэкономичных локальных энергосистем, экономически тесно связанных с потребителем. Во-вторых, энергосистема любого иерархического уровня, замкнутая на один вид энергоносителя, всегда характеризуется низкой надежностью энергоснабжения для потенциальных потребителей.
Взаимное дополнение тенденций централизации и децентрализации энергосистем – это возможность увеличить реальное многообразие форм территориальной организации энергоснабжения и разнообразие выполняемых функций [6.С.15].
Видовое и ресурсное разнообразие электростанций локальной системы повышает системную надежность (устойчивость) энергообеспечения территории и, наоборот, потеря видового разнообразия в энергоснабжении приводит к вытекающим из них негативным социально-экономическим последствиям и сбоям в системе. Такой подход дает возможность выявить предпосылки для формирования локальных энергосистем различного уровня, состава и функционального назначения. Выбор схемы рациональной организации энергетического пространства локального уровня необходимо определять не только с позиции учета отдельных функций на настоящий момент, но и с учетом нескольких, или сочетающихся, или даже взаимоисключающих функций в течение длительного времени.
Учет этих аспектов применительно к теплоснабжению и высокой дифференциации плотности расселения подчеркивается в следующем суждении: в России даже на перспективу большая доля населения, проживающего преимущественно в сельской местности, останется не охваченной централизованным теплоснабжением. Частичное решение проблем этой категории населения возможно при широком использовании электрического отопления (1995 г.) [3.С.99]. Речь идет об основной части населения страны. По оценкам Т.Г. Нефедовой, до 4/5 россиян тем или иным способом совмещают городской и сельский образ жизни (2003 г.) [17.С.8].
Но чем более удален потребитель и чем меньше его энергетические потребности, тем выше должен быть уровень качества энергоносителя и надежности снабжения. Этим правилом все чаще пренебрегают, поскольку сетестроительные работы считаются экономически нецелесообразными в зонах некомпактного расселения или депрессии, т.е. игнорируется социальная сущность энергетики. Именно здесь проявляется интегрирующая роль локальных энергосистем, комбинированное развитие которых с централизованными системами способствует решению важной экономико-географической задачи - каркасной экономии расстояний «в море периферии» [26.С.32]. В противном случае неминуем рост площади, охваченной зонами социально-экономической депрессии, что наглядно демонстрируют регионы России на примере сельской местности [2; 11; 17–18; 21; 24; 27; 29–31]. Площадь «моря периферии» устойчиво растет. В 2002 г. более 3/4 всех пустующих сельских поселений страны приходилось на Центральный и Северо-Западный экономические районы. Если в целом по стране доля сельских поселений без постоянного населения и с числом жителей до 10 человек составляла 30,8 %, а в Центральном районе – 38,5 %, то в таких ее областях, как Костромская, она составляла 58,3 %, Тверская – 51,9 %, Ивановская – 47,7 %, Смоленская – 46,2 % [27.С.231].
Использование электроэнергии для теплоснабжения населения эффективно только при условии дешевизны первичных энергоносителей или полном отсутствии топливного цикла. Это и есть тот случай, когда источником генерации являются объекты возобновляемой энергетики, в том числе и в районах давнего и интенсивного освоения. Наиболее востребован такой подход в зонах неустойчивого энергоснабжения с целью получения мультипликарного эффекта. Например, создание на базе ВИЭ и местных видов топлива независимых производителей энергии позволит значительно повысить надежность энергоснабжения, избежать потерь от недопоставки электроэнергии, снизить потери в сетях общего пользования.
Такая позиция подчеркивается следующим мнением: необходимо восстановление ранее действовавших малых-ГЭС в зонах централизованного энергоснабжения, поскольку ввод в эксплуатацию ранее списанных малых-ГЭС будет не только содействовать решению проблем энергоснабжения удаленных от энергосистемы потребителей, но и явится важной составной частью энергоснабжения в больших системах. Особенно актуально создание местных энергосистем в конечных пунктах наиболее протяженных сельских электросетей 6–10 кВ (2004 г.) [8.С.29; 25.С.203].
Таким образом, в России и, особенно в ее староосвоенных регионах, существуют предпосылки для комбинированного развития разномасштабных энергосистем в рамках единого энергетического пространства.
Объективный дуализм тенденций пространственной централизации и децентрализации энергетики является результатом масштабной централизации его управления и специфики проявления энергетических проблем на разных территориях, тогда как именно территория по Г.А. Приваловской, является субстратом не только возникновения проблемы, но и поиска путей ее решения по принципу «хозяйствование есть постоянное пространственное моделирование» [20.С.22].
Модель территориальной организации разномасштабных энергосистем (оптимизационного комбинирования централизации и децентрализации энергетики) структурно представляет собой условно двухуровневое энергетическое пространство (рис. 3).
Рис. 3 - Модель двухуровневой организации централизованной и локальной энергетической системы [7.С.31]
Электростанции: 1 – федеральная тепловая станция мощностью ≥ 1 тыс. МВт; 2 – тепловая станция региональной энергосистемы мощностью до 1 тыс. МВт; 3 – малая электростанция локальной энергосистемы, мощностью до 30 МВт.
Электрические подстанции (ПС): 4 – системообразующие ПС 750 кВ; 5 – системообразующие ПС 500 кВ; 6 – системообразующие и питающие ПС 220 кВ; 7 – питающие ПС 35–110 кВ; 8 – распределительные ПС 10-6-0,4 кВ.
Линии электрических передач (ЛЭП): 9 – системообразующие ЛЭП 750 кВ; 10 – системообразующие ЛЭП 500 кВ; 11 – системообразующие и питающие ЛЭП 220 кВ; 12 – питающие ЛЭП 35–110 кВ; 13 – распределительные ЛЭП 10–0,4 кВ.
Анализ модели по вертикали свидетельствует, что здесь доминируют производственно-технологические связи централизованных энергосистем (первый уровень энергетического пространства – отраслевой универсализм), а по горизонтали – прямые и обратные связи локальных систем с конкретной территорией (второй уровень – уникализм «месторазвития»).
Таким образом, основу первого уровня энергетического пространства составляют замкнутые циклы централизованной электрической сети. Второй уровень – это совокупность локальных систем, ориентированных на энергоносители разной природы и имеющих связь с централизованной системой посредством распределительных сетей. На практике такое построение обеспечивает разнообразие взаимодополняющей работы централизованной и локальных систем. В случае выхода из строя электросети любого класса в одной или в нескольких точках сочленения (системообразующие, питающие, распределительные) или электростанций (федеральные, региональные) в аварийном сетевом цикле, малая станция замыкает потребителей на местный уровень обслуживания в рамках начертания распределительной сети. Тем самым можно смоделировать надежный каркас энергетического пространства разного масштаба, уровня и сложности.
Из анализа литературы следует, что к авторской модели наиболее близок по содержанию вариант, предложенный специалистами Института системной энергетики имени Л.А. Мелентьева (рис. 4). Однако в этой схеме отсутствует конкретность географического содержания, нельзя выявить модельную топоморфологию сопряженных энергосистем, связности сети, перспективу, и динамику изменений. Отсюда, по мнению автора, вытекает ее главный недостаток – модель статична и морфологически не «дорисовывается», т.е. теряет сам признак «конструктивности» модели.
Рис. 4 - Электроэнергетические системы будущего (2005 г.) [9.С.9]. Потребители электроэнергии: 1 – промышленные потребители; 2 – социально-бытовые потребители (население). Электростанции: 3 – традиционные крупные станции; 4 – малые газотурбинные теплоэлектроцентрали (ГТУ-ТЭЦ); 5 – мини- и микро-ГЭС; 6 – ветроэнергетические установки; 7 – солнечные электростанции; 8 – топливные элементы; 9 – поршневой двигатель-генератор; 10 – накопители энергии; 11 – малые электростанции на биогазе; 12 – электрические подстанции
Рис. 5 - Ранги энергетических систем: снизу – вверх [4.C.44]: 1 – локальная энергосистема; 2 – региональная энергосистема; 3 – объединенная энергосистема (ОЭС); 4 – территориальное объединение энергосистем макроэкономической зоны страны; 5 – ЕЭС России; 6 – сегменты глобальной энергосистемы (континент, группировки стран и т.д.); 7 – глобальная энергосистема (перспектива)
К такой «матрешечной» иерархии энергосистем как на рис. 4, удачно применим предложенный А.Е. Пробстом методический прием «концентризации» [23.С.109–113]. С математической точки зрения концентры – это совокупности упорядоченных и неравнозначных множеств, каждое из которых полностью включает определенное множество низшего порядка и, в свою очередь, целиком входит в множество более высокого ранга (рис. 5).
С точки зрения общей теории систем процесс концентризации есть либо усложнение открытой системы от низших концентров к высшим (процесс развертывания концентров), либо ее упрощение (процесс свертывания концентров) [1.С.69–70].
Выбор редукционного или усложняющего варианта модели будет зависеть от масштаба (ранга) энергетической системы, что определяет задачу сопряженного изучения структуры энергетических и общественных территориальных систем. С этой целью может быть использован потенциал научных положений математической теории графов О. Оре [19], для топоморфологического анализа энергосистем разного масштаба и назначения.
Литература
1. Алаев Э.Б. Социально-экономическая география: Понятийно-терминологический словарь. – М.: Мысль, 1983. – 350 с.
2. Алексеев А.И. Многоликая деревня: население и территория. – М.: Мысль, 1990. – 268 с.
3. Антонов Н.В. Анализ различий в бытовом электропотреблении России и США // Энергетика. – М.: Наука, 2004. – 390 с.
4. Атаев З.А. Территориальная организация локальной энергетики ЦЭР России: Дис. докт. геогр. наук: 25.00.24. / ИГ РАН – М., 2008. – 295 с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
