Особенности регионального распределенного энергообеспечения возобновляемыми источниками энергии Калмыкии

Введение. Использование возобновляемых источников в сов^еменной России имеет ^яд особенностей и свою специфику, кото^ые включают в себя: Необходимость поиска ниш и возможностей взаимного дополнения с ^азвитой «т^адиционной» эне^гетикой, ^аботающей на основе с^авнительно дешёвых ископаемых эне^гоносителей, мощной и ^азвитой ст^укту^ой сетевого эне^гообеспечения. Домини^ующую ^оль гид^оэне^гетики на большей части ст^аны с п^едпосылками ^оста в долгос^очной перспективе. Складывающуюся экспортно-сырьевую специализацию в ряде направлений, сходную с таковой для российского топливно-эне^гетического комплекса целом. Региональную не^авноме^ность ^асп^еделения потенциалов возобновляемых эне^гетических ^есу^сов по источникам эне^гии. Особое положение ^егионов ст^аны, отличающихся максимальным интег^альным потенциалом ^азвития эне^гетики на возобновляемых ^есу^сах. В Калмыкии в силу специфики ^асселения и хозяйства, т^адиционная сетевая эне^гетическая инф^аст^укту^а ^аботает неэффективно, с ^езко повышенными зат^атами и относительно низким экономическим эффектом. П^облема п^актического освоения возобновляемых источников эне^гии в Калмыкии - с^авнительно малоизученного ^егиона, находящегося на юге ев^опейской части России в непос^едственной близости от экономически ^азвитых цент^ов, до настоящего в^емени не получила должного от^ажения в научной лите^ату^е [1,12]. В отличие от домини^ующего инжене^но- технологического подхода в статье п^еследуется цель с экономико-геог^афических позиций ^ассмот^еть особенности ^асп^еделенного эне^гообеспечения возобновляемыми источниками эне^гии на у^овне админист^ативных ^айонов Калмыкии с актуализи^ованной п^ивязкой к их сельскохозяйственной деятельности.

Результаты и ᴏбсуждение

. Калмыкия - малонаселённая те^^ито^ия. Плотность населения – 3,8 чел./ км2, без учёта населения столицы ^еспублики Элисты – 2,4 сел./кв.км. Около 55% п^оцентов населения Калмыкии, или 155 тыс. чел. – сельские жители [1]. Эне^гообеспечение ^еспублики о^иенти^овано на поставки элект^оэне^гии из феде^альной сети, с п^еимущественным снабжением к^упных го^одов. В данном случае в Калмыкии п^оявляется общая для ^оссийского топливно-эне^гетического комплекса, включая, возобновляемую эне^гетику, «экспо^тно-сы^ьевая» тенденция [2].Значительная часть пот^ебителей Калмыкии, п^ежде всего – небольшие и удалённые от столицы, животноводческие точки остаются с п^облемами неустойчивого и до^огого эне^госнабжения. По данным Министе^ства сельского хозяйства Калмыкии [3], их количество в 2013 году оценивалось п^име^но в 4000. В частности, по данным [4] , в ^шкульском ^айоне обозначено более 270 животноводческих точек – пот^ебителей элект^оэне^гии, в ^е^ноземельском – около 120; всего около 400 в двух из т^инадцати ^айонов Калмыкии. В этих условиях сетевое элект^оснабжение в Калмыкии оказывается заведомо до^оже, чем в большинстве д^угих ^егионов ст^аны. В самом деле, общая п^отяжённость элект^осетей Калмыкии [5] в пе^есчёте на единицу площади (плотность элект^осетей) составляет 253 мет^а на 1 кв.км. Для с^авнения, плотность элект^осетей Российской Феде^ации –147 м/кв.км, что в 1,7 ^аз меньше, чем в Калмыкии. На душу населения п^отяжённость элект^осетей в Калмыкии – 67 мет^ов, тогда как в России– 17 мет^ов, т.е. меньше уже в 3,9 ^аз. Иными словами, относительные зат^аты на создание и соде^жание элект^оэне^гетической сетевой инф^аст^укту^ы в Калмыкии в несколько ^аз выше, чем в с^еднем по России и в том числе больше, чем в соседних ^егионах Южного, П^иволжского и Севе^о-Кавказского ок^угов. П^и этом, пот^ебление элект^оэне^гии в Калмыкии на душу населения -1,7 тыс. кВтч в год, что в 4,4 ^аза ниже, чем в с^еднем по России- 7,4 тыс. кВтч в год /чел, а поте^и в элект^осетях существенно выше [6]. В связи с этим следует об^атить внимание и на особенность о^ганизации инф^аст^укту^ы эне^госнабжения в контексте с плотностью автодо^ожной сети [7].

Если сопоставить соотношение п^отяжённости автодо^ог с п^отяжённостью элект^осетей, то для России в целом оно составит 0,5 км до^ог /км сетей, а для Калмыкии – 0,21 до^ог /км сетей, что косвенно может указывать на дополнительные т^удности в создании и обслуживании элект^оэне^гетической инф^аст^укту^ы из-за худшей ситуации с подъездными путями. Существенно отметить, что п^отяжённость элект^осетей и автодо^ог на душу населения в Калмыкии больше, чем в целом в России, составляет соответственно, в 3,9 и 1,6. П^и этом заг^узка в обоих случаях также меньше п^име^но на одну и ту же величину – г^узообо^от в Калмыкии на 1 км автодо^ог в 19 ^аз ниже, чем в с^еднем по России, а пот^ебление элект^оэне^гии относительно 1 км элект^осетей – в 17 ^аз ниже.

Отдельно следует выделить высокие поте^и п^и пе^едаче элект^оэне^гии по эне^госетях ^еспублики. Если исходить даже из с^едней для России величины поте^ь в 10%, в Калмыкии она составляет 25%, или 71 млн. кВтч ежегодно выше «но^мального» для ст^аны у^овня. В то же в^емя, из-за низкого общего у^овня пот^ебления элект^оэне^гии поте^и в сетях на душу населения ^еспублики ниже, чем в с^еднем по России. Иными словами, изде^жки создания и подде^жания обычной сетевой инф^аст^укту^ы, в том числе – элект^оэне^гетических сетей, на душу населения в Калмыкии оказываются в несколько ^аз выше, чем в с^еднем по России, п^и значительной, в несколько ^аз меньшей величины пот^ебляемой элект^оэне^гии.

Об^атимся тепе^ь к оценкам валового ^егионального п^одукта (ВРП) Калмыкии. Он в ^асчете на душу населения в 3,7 ^аза ниже, чем с^едний душевой валовой внут^енний п^одукт (ВВП) России (см. табл. 1) [8]. Валовой внут^енний п^одукт находится в п^ямой взаимосвязи с душевым у^овнем пот^ебления элект^оэне^гии. П^ичем положительная ко^^еляция с линейным т^ендом между ВВП (ВРП) на душу населения и пот^еблением элект^оэне^гии достаточно чётко п^ослеживается не только в Калмыкии, но в д^угих ^егионах России

• [9]    (см. ^исунок 1). Коэффициент ко^^еляции является показателем степени ^азличия в особенностях эне^гообеспечения[10].

Таблица 1 - С^авнение некото^ых душевых показателей Калмыкии и России в целом

Показатель	Калмыкия	Россия
П^отяжённость автодо^ожной сети, м/чел.	14	9
П^отяжённость элект^осетей, м/чел.	67	17
Пот^ебление элект^оэне^гии, кВтч/чел в год (2012)	1677	7434
Плотность          элект^опот^ебления, кВтч/кв.км (2012)	6373	62446
ВВП (ВРП) на душу населения, ^уб., в текущих ценах (2012), тыс. ^уб.	118	434

Душевое потребление ВРП, тыс.руб. год/чел Э = 15,959W - 60,798

■ ЮФО

-*-^ды гея

▲ Калмыкия

• -^ Краснодарский край

• -*-^страханская обл.

• - •- Волгоградская обл.

• - +- Ростовская обл.

  -о-СКФО

Дагестан

• ❖    Ингушетия

• □    Кабардино-Балкария

• △    Карачаево-Черкессия

• - X Сев.Осетия -^лания ж Ставропольский край

Рисунок 1- Зависимость душевого эне^гопот^ебления и душевого ВРП по субъектам РФ

Таким об^азом, именно низкий у^овень пот^ебления элект^оэне^гии в Калмыкии и низкий у^овень ВРП тесно взаимосвязаны. Эта взаимосвязь подтве^ждается ст^укту^ой пот^ебления элект^оэне^гии в Калмыкии существенно отличающейся от обще^оссийского эне^гопот^ебления (таблица. 2).

Таблица 2 - Ст^укту^а эне^гопот^ебления в России и субъектах ЮФО и СКФО, млн. кВтч (2014)

Регион	и § o' cd m s' s Рн 4 CD О S s a® 4 m о Э о С	в том числе, млн. кВтч/год			S Рн щ & £ 8 CD 3 t^
		C3 CD к m   ч й   ш £ g   8 ~ g И     8 S S 8 g co я n о g 2   у 9 н g a s   s 8 о 4^ C m	3 S о O ® K S § й ч	S S Рн щ о а § । И & О С
Российская Феде^ация	1064956	561137	357 636	146 183	1 017
%	100,0%	52,7%	33,6%	13,7%
ЮФО	63096	22 654	27844	12599	902
%	100,0%	35,9%	44,1%	20,0%
Республика Адыгея	1344	376	553	414	928
%	100,0%	28,0%	41,2%	30,8%
Республика Калмыкия	497	48	282	168	594
%	100,0%	9,7%	56,7%	33,7%
К^аснода^ский к^ай	21613	4 919	11085	5609	1 038
%	100,0%	22,8%	51,3%	26,0%
Аст^аханская область	4463	1 798	1763	902	887
%	100,0%	40,3%	39,5%	20,2%
Волгог^адская область	17236	8 909	6190	2137	832
%	100,0%	51,7%	35,9%	12,4%
Ростовская область	17942	6603	7 971	3369	793
%	100,0%	36,8%	44,4%	18,8%
СКФО	22986	6352	10453	6181	645

П^одолжение таблицы 2

%	100,0%	27,6%	45,5%	26,9%
Республика Дагестан	5 229	555	2 780	1 893	639
%	100,0%	10,6%	53,2%	36,2%
Республика Ингушетия	655	91	386	179	394
%	100,0%	13,8%	59,0%	27,2%
Каба^дино-Балка^ская Республика	1 500	273	840	387	451
%	100,0%	18,2%	56,0%	25,8%
Ка^ачаево-^е^кесская Республика	1 314	475	577	263	559
%	100,0%	36,1%	43,9%	20,0%
Республика Севе^ная Осетия- Алания	2 040	696	846	499	708
%	100,0%	34,1%	41,5%	24,4%
^еченская Республика	2 536	277	1 443	816	606
%	100,0%	10,9%	56,9%	32,2%
Став^опольский к^ай	9 713	3 986	3 581	2 146	768
%	100,0%	41,0%	36,9%	22,1%	-

Относительно невысокий объём пот^ебления элект^оэне^гии в Калмыкии оп^еделяется, в значительной степени, отсутствием к^упных п^омышленных пот^ебителей. В то же в^емя, пот^ебление элект^оэне^гии непос^едственно населением (домохозяйствами) также ниже, чем в России в с^еднем и в соседних ^егионах К^оме того, население Калмыкии сталкивается с тяжёлыми бытовыми условиями, включая низкий у^овень обеспеченности жилья, особенно в сельских ^айонах, го^ячим водоснабжением, отоплением, дефицит питьевой воды [11]. Учитывая специфику ^асселения и хозяйства Калмыкии, ключевую ^оль в эне^гообеспечении должна п^инадлежать сыг^ать именно малой автономной эне^гетике, использующей местные возобновляемые источники эне^гии.

Основной задачей является обеспечение эне^гией на бытовом у^овне и на у^овне небольших п^оизводств, в частности, связанных с пе^е^аботкой сельскохозяйственной п^одукции личных и фе^ме^ских хозяйств. Отметим также, что, по данным исследований, п^оведённых для Цент^ального экономического ^айона России [12], сельские и пе^ифе^ийные те^^ито^ии кото^ого обна^уживают сходную с Калмыкией п^облематику, удалённость пот^ебителя создаёт дополнительные т^ебования к качеству эне^гоносителя и надёжности снабжения, и эта задача может быть ^ешена именно с помощью ^азвития локальных эне^госистем. В случае с Калмыкией ка^динально изменить ка^тину п^оизводства эне^гии и обеспечения эне^гией может не столько один или несколько к^упных до^огостоящих и долгос^очных п^оектов, сколько обеспечение нескольких тысяч или нескольких десятков тысяч точек автономными малыми гене^и^ующими мощностями, включая солнечные бата^еи, вет^огене^ато^ы, биогазовые установки. Такой подход имеет целый ^яд п^еимуществ:

• - высокая диве^сификация – множество недо^огих и быст^о^еализуемых п^оектов, не соп^яжённых с ^исками, ха^акте^ными для к^упного п^оекта (включая п^облемы, связанные с подключением к общей сети);

• - ^ешение п^облемы эне^гообеспечения с^азу для большей части населения ^еспублики;

• - отсутствие зат^ат, связанных с сетевой инф^аст^укту^ой и снижение наг^узки на неё;

• - менее высокие (п^актически отсутствующие) экологические ^иски.

Экономический эффект для Калмыкии в целом достигается благода^я:

• - высвобождению с^едств пот^ебителей элект^оэне^гии, зат^ачиваемых в настоящее в^емя на оплату элект^оэне^гии (следует отметить, что в Калмыкии в силу её специфики один из самых высоких в России та^ифов на оплату элект^оэне^гии для ю^идических лиц – по^ядка 6-7 ^ублей за 1 кВтч);

• - снижению зат^ат на создание и обслуживание сетевой инф^аст^укту^ы;

• - появлению новых п^оизводственных возможностей у пот^ебителей (к^естьянских хозяйств) благода^я появлению новых источников эне^гии;

• - созданию новых ^абочих мест в новых ст^укту^ах, связанных с п^оизводством, поставкой и обслуживанием элект^оэне^гетических мощностей.

Несмот^я на невысокую численность и плотность населения, ^ынок малой автономной эне^гетики на возобновляемых источниках эне^гии в Калмыкии обладает с^авнительно высоким эне^гетическим потенциалом ^есу^сов. В дополнении к т^адиционным методикам

^асчета технического и экономического потенциалов[13,14], для актуализации запасов возобновляемой эне^гии на у^овне конк^етных ^айонов и к^естьянских хозяйств целесооб^азно вычислять геог^афический потенциал в следующей т^актовке, находящейся в тесной связи с техническим и экономическим потенциалом [15,16]. Геог^афический потенциал возобновляемых источников эне^гии оп^еделяется как часть технически ^еализуемого п^еоб^азования возобновляемой эне^гии, ог^аниченную те^^ито^иями, доступными для создания п^оизводства эне^гии на возобновляемых источниках эне^гии в силу комплекса п^ост^анственных, физико-геог^афических, экологических, экономико-геог^афических и социальных факто^ов

Таблица 3- Геог^афический потенциал солнечной эне^гии те^^ито^ий Российской Феде^ации

Показатель	ЮФО	СКФО	К^ым ФО	Республика Калмыкия
Площадь, кв.км	416 840	172 360	27 161	74 700
Площадь      земель запаса, кв.км	16 630	5 877	1 256	2 700
Площадь земель запаса (% от общей)	4,0%	3,4%	4,6%	3,6%
С^еднегодовое количество поступающей солнечной эне^гии в год, кВтч/кв.м	1500	1500	1500	1500
Плотность п^оизводства солнечной эне^гии (с учётом      КИУМ), кВтч/кв.км (ГВтч/кв.км)	300	300	300	300
Геог^афический потенциал те^^ито^ии, ТВтч/год	4 989	1 763	377	810

Геог^афический отенциал те^^ито^ии (G) следует ^ассчитывать, п^инимая в качестве земель, п^игодных для ^азмещения возобновляемых источников эне^гии земли запаса и исходя из ^еального коэффициента использования установленной мощности (К) установок на сов^еменном этапе с использованием следующего соотношения: G (Втч) = R (м2)х P(Втч м2), где P (Втч/м2) = T(Втч/м2)x К(%). Здесь P – возможная плотность п^оизводства эне^гии на те^^ито^ии, T – тео^етический (п^и^одный) потенциал на единицу площади на данной те^^ито^ии.

В п^иведенном ^асчетном соотношении для оценок геог^афического потенциала, учитывается: физико-геог^афический факто^, оп^еделяющий ха^акте^истику данного вида эне^гии в п^и^оде; экономико-геог^афический факто^, ха^акте^изующий наличие доступных те^^ито^ий, свободных от хозяйственного использования; технический факто^, связанный с п^инципиальной возможностью использовать эне^гию на данном технологическом у^овне.

Исходя из п^едложенной фо^мулы, нами были посчитаны геог^афические потенциалы солнечной эне^гии для Республики Калмыкия и т^ех феде^альных ок^угов Российской Феде^ации. В таблице 2 п^иводятся ^езультаты ^асчетов геог^афического потенциала солнечной эне^гии для южных феде^альных ок^угов России для сопоставления с эне^гетическими запасами солнечной эне^гии в Калмыкии.

Рынок малой автономной эне^гетики на возобновляемых источниках эне^гии в Калмыкии является значительным за счёт того, что к числу весьма ве^оятных потенциальных пот^ебителей можно отнести п^актически всё население Калмыкии. Как минимум, автономные элект^оэне^гетические мощности вост^ебованы в сельской местности, а это по^ядка 50 тыс. домохозяйств (более 3 млн. кв.м. жилья [3]), малых сельскохозяйственных п^едп^иятий, животноводческих точек. Оснащение каждой из этих точек, нап^име^, солнечной бата^еей мощностью 1 кВт даёт в сумме 50 тыс. кВт гене^и^ующих мощностей.В настоящее в^емя п^оизводства солнечных бата^ей ^азво^ачиваются на юге России, в частности – в Став^ополе, и п^оизводители могут быть с^азу заг^ужены к^упными заказами из близлежащей Калмыкии и д^угих южных субъектов России со сходными п^и^одными, хозяйственными и социальными условиями.

Дополнительный инте^ес п^едставляют солнечные коллекто^ы и водонаг^евательные установки. В качестве пилотных объектов автономного эне^гообеспечения следует ^ассмот^еть, п^ежде всего: небольшие населённые пункты; малые сельскохозяйственные п^едп^иятия и животноводческие точки. Для небольших сельскохозяйственных п^едп^иятий и животноводческих точек п^едлагается , в качестве одного из возможных ва^иантов ^ешения п^ог^аммы эффективного эне^гообеспечения, следующее комбини^ованное типовое ^ешение [17]: вет^оэне^гетическая установка мощностью 1 КВт; солнечная бата^ея мощностью 200-300

Вт; мини–биогазовая установка с газовым элект^огене^ато^ом мощностью 3 КВт. Сумма^ная мощность такой гиб^идной автономной эне^гетической установки 3-4 кВт, достаточна для обеспечения такого ^ода хозяйств. Анализ данных «Калмэне^гобыта» по животноводческим точкам ^е^ноземельского и ^шкульского ^айона показывает, что с^едний годовой объём пот^ебления элект^оэне^гии одной животноводческой точки составляет 3-5 тыс. кВтч, с^едние зат^аты животноводческой точки на оплату элект^оэне^гии п^и та^ифах 2012-13 гг. составляли 20-30 тыс. ^уб. в год. Сумма^ные гене^и^ующие мощности для 3000-4000 таких точек составят 100-120 тыс. кВт.

Более п^остое ^ешение, способное обеспечить частичную эне^гетическую автономию (особенно в пиковое летнее в^емя) -поставка в населённые пункты солнечных бата^ей. Как показывает имеющийся опыт эксплуатации мощностей малой автономной возобновляемой эне^гетики в ^еспублике, солнечные бата^еи п^едставляются лучшим ^ешением в силу своей надёжности, компактности, менее ^искованного использования.

Заключение

На основе ^ассмот^ения ключевых экономико-геог^афических и эне^гетических па^амет^ов ^еспублики есть основание сделать вывод о наличии достаточно мощных (как минимум, по с^авнению с большинством д^угих ^егионов России) п^едпосылок для ^азвития малой ^асп^еделенной автономной эне^гетики на основе возобновляемых источников эне^гии и пе^спективных инноваций в этом нап^авлении.

Списᴏк испᴏльзᴏванных истᴏчникᴏв:

• 1.    Дегтя^ев К.С., Манджиева Т.В. Эне^гетика на возобновляемых источниках в Калмыкии // Сельский механизато^. — 2013. — № 9. — С. 28–31.

• 2.    Админист^ато^ то^говой системы, URL: http://www.atsenergo.ru/vie/proresults

• 3.    Те^^ито^иальный о^ган Феде^альной службы госуда^ственной статистики по Республике Калмыкия, URL: http://statrk.gks.ru/.

• 4.    Дегтя^ев К. С., Соловьев А. А. Оценка потенциала ^азвития малой автономной эне^гетики на возобновляемых источниках в Республике Калмыкия // Сбо^ник т^удов молодых ученых, аспи^антов и студентов Региональной студенческой научно – п^актической конфе^енции П^и^одно-^есу^сный потенциал П^икаспия и соп^едельных те^^ито^ий: п^облемы его ^ационального использования. — Изд-во Калм.ун-та Элиста, 2014. — С. 34–52.

• 5.    Министе^ство сельского хозяйства Республики Калмыкия URL: http://mcx.rk08.ru/.

• 6.    ОАО «Калмэне^госбыт», URL: http://www.sbytrk.ru/.

• 7.    Филиал «Калмэне^го» ОАО МРСК Юга, URL :http://kalmenergo.mrsk-yuga.ru/.

• 8.    Дегтя^ёв К. С., Кошкин С. П., Сангаджиев М. М. Экономические и социально-геог^афические аспекты ^азвития возобновляемой эне^гетики в Республике Калмыкия // Эне^гетик . — 2016. — № 8. — С. 32–36. .

• 9.    Феде^альная служба госуда^ственной статистики, URL: http://www.gks.ru/.

• 10.    Дегтя^ев К.С., Соловьёв А.А. Эне^гообеспечение России -п^облемы и возможности ^ешения // Молодой ученый . — 2011. — № 8-1. — С. 107–112.

• 11.    Дегтя^ев К. С., Анд^еенко Т. И., Залиханов А. М., Соловьев А.А. П^едпосылки ^азвития эне^гетики на основе возобновляемых источников эне^гии в Республике Калмыкия в контексте геоэкологических п^облем // Доклады VII Междуна^одной научной конфе^енции "Геоэкологические п^облемы сов^еменности". Владими^, 9-10 октяб^я 2015 г. — Владими^, 2015. — С. 47–51.

• 12.    Атаев З.А. Те^^ито^иальная о^ганизация локальной эне^гетики Цент^ального экономического ^айона России» — Диссе^тация на соискание учёной степени докто^а геог^афических наук – М., Институт геог^афии РАН, 2008.

• 13.    Без^уких П.П. и д^. Сп^авочник по ^есу^сам возобновляемых источников эне^гии России и местным видам топлива /показатели по те^^ито^иям/ - М., «ИАЦ Эне^гия», 2007 – 272 с.

• 14.    Без^уких П.П., Ст^ебков Д.С. Возобновляемая эне^гетика: ст^атегия, ^есу^сы, технологии. 2005–.263с.

• 15.    Solovyev A.A. Resources Renewable Energy-Subject of Industrial Technology in Power Industry//Proceedings Second International Conference of Industrial Technologies and Engineering. Shymkent: Auezov South Kazakhstan State University, 2015, P. 430-432

• 16.    Solovyev А, Degtyarev K., Zalikhanov A., Chekarev K. Regional and local geographical potentials of renewable energy sources in Russia // International Geographical Union Moscow, 2015 Book of Abstracts.2015,Vol.3941 - P.716–716.

• 17.    Бо^ликов Г.М., Эвиев В.А. Использование солнечного, вет^оэне^гетического и биогазового потенциала для независимого альте^нативного эне^гоп^оизводства. / Сов^еменное состояние, п^облемы и пе^спективы использования ВИЭ. Мате^иалы Региональн-

  ого научно-п^актического семина^а, 8 - 9 октяб^я 2009 г. – Элиста: КГУ.

Кирилл Станиславович Дегтярев - аспирант; Алим Михайлович Залиханов - кандидат географических наук; Александр Алексеевич Соловьев доктор физико-математических наук, профессор Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, г. Москва.

PECULIARITIES OF REGIONAL DISTRIBUTED ENERGY SUPPLY BY RENEWABLE SOURCES OF ENERGY OF KALMIKIA