Проблемы и перспективы энергоснабжения центральной экологической зоны Байкальской природной территории

Введение. Значительная часть Республики Бурятия отнесена к Байкальской природной территории (БПТ), которая составляет около 53% ее площади. На всей БПТ установлен особый режим хозяйственной и иной деятельности, предусматривающий ликвидацию и перепрофилирование экологически опасных хозяйственных объектов, а также предъявляются повышенные требования к хозяйствующим субъектам в части соблюдения предельно допустимых вредных воздействий на уникальную экологическую систему озера Байкал. Территория БПТ делится на три экологические зоны [1]:

• 1.    Центральная экологическая зона (ЦЭЗ) с площадью 88,545 тыс. км², составляющей 23 % территории БПТ, которая совпадает по границам с участком Всемирного природного наследия.

• 2.    Буферная экологическая зона (БЭЗ) (219,563 тыс. км² – 57%) включает оставшуюся часть водосборного бассейна озера.

• 3.    Экологическая зона атмосферного влияния (ЭЗАВ) (78,05 тыс. км² – 20%) включает прилегающие к Байкалу районы Иркутской области, в которых размещены крупные предприятия, загрязняющие из-за преобладающего северо-западного направления ветров воздушную среду Байкала.

На территории ЦЭЗ БПТ на 1 января 2019 г. проживало 142 тыс. чел. [2]. В границах ЦЭЗ БПТ (Иркутская область и Республика Бурятия) находятся 159 поселений, в том числе 4 города, 7 поселков городского типа и 148 населенных пунктов. Центральная экологическая зона включает в себя озеро Байкал со всеми островами и 12 особо охраняемых природных территорий. На ее территории предусмотрены наиболее жесткие ограничения хозяйственной и иной деятельности.

Методы и методика исследования. Был проведен анализ географического положения ЦЭЗ БПТ, который выявил, что основные энергоемкие потребители расположены на южном и северном участках побережья Байкала, прилегающих к железнодорожным трассам Транссибирской и Байкало-Амурской магистрали. Это прежде всего электротяга и железнодорожное хозяйство, отопительные электро- и угольные котельные, а также население.

К собственным возобновляемым энергоресурсам относятся ветровая, солнечная и геотермальная энергия, гидроресурсы акватории Байкала. Месторождений нефти, газа, угля на побережье Байкала не обнаружено, хотя известны выходы газа на водной поверхности озера. Потенциалы солнечной и ветровой энергии показаны на рисунках 1, 2.

Рисунок 1. Среднегодовая скорость ветра, м/с

Рисунок 2. Суммарная солнечная радиация, кВт·ч/м2

Несмотря на наличие потенциала возобновляемых природных энергоресурсов [3], источники энергии на этих видах ресурсов в коммунальной энергетике ЦЭЗ представлены лишь небольшими объектами. В последние годы наметилась тенденция более широкого применения этого вида энергоисточников на строящихся туристических базах на побережье озера, в основном солнечных коллекторов для горячего водоснабжения, подогрева бассейнов и пр., а также фотоэлектрических модулей для автономного и резервного электроснабжения [4].

Известны выходы геотермальных вод (Хакусы, мыс Котельниковский, Горячинск и др.), но они используются в основном для бальнеологических целей. Огромные гидроресурсы акватории Байкала, в котором сосредоточен потенциал всего Байкальского водного бассейна, используются при работе Ангарского каскада гидроэлектростанций. Электроснабжение потребителей ЦЭЗ БПТ осуществляется от энергосистем Иркутской области и Бурятии по линиям электропередачи и подстанциям 220 кВ и распределительным электросетям 110–35–10 кВ.

Теплоэнергоснабжение осуществляется в основном котельными, индивидуальными печными установками, работающими, как правило, на угле. Кроме того, 38% котельных в Иркутской области работают на электроэнергии, и лишь незначительное количество используют дрова и дизельное топливо.

Результаты исследования . В соответствии с существующими методиками определения выбросов в атмосферу от объектов энергетики [5] оценено количество загрязняющих веществ: твердых частиц, оксидов серы и азота. Суммарный расчетный выброс рассматриваемых теплоисточников ЦЭЗ, с учетом данных сожженного топлива, составил порядка 27 тыс. т, из которых 83 % (22,16 тыс. т) – твердые вещества, 15 % (4,11 тыс. т) – оксиды серы и 2 % (0,41 тыс. т) – оксиды азота (табл. 1).

В пределах Иркутской области в 2014 г. расчетный выброс составил 11,8 тыс. т, в Республике Бурятия – 14,9 тыс. т (см. табл. 1).

Таблица 1. Оценка количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по ЦЭЗ в 2014 г.

Субъект, район	Выбросы, тыс. т
	твердые вещества	оксиды серы	оксиды азота	Всего
Иркутская область	10,12	1,46	0,23	11,81
Республика Бурятия	12,04	2,65	0,18	14,88
Итого по ЦЭЗ	22,16	4,11	0,41	26,69

Следует отметить, что в приведенных расчетах не учтены потребности в топливе и соответственно выбросы загрязняющих веществ индивидуального жилья, круглогодичных туристических баз, а также мелких источников тепла, которые отапливают одно здание и не имеют своих тепловых сетей. Таких источников достаточно много: на территории Иркутской области это в основном электрокотельные и электроотопительные устройства, в Республике Бурятия – печи, в качестве топлива в которых используются дрова, уголь и в редких случаях сухой углеводородный газ. Статистических данных по расходам энергоресурсов на эти цели нет, так как в основном топливо приобретается в частном порядке без заключения договоров.

На наш взгляд, для количественного учета такого рода расходов можно рассчитать среднедушевое потребление электроэнергии (энергоресурсов) для целей отопления на острове Ольхон и принять этот показатель как нормативный для всей ЦЭЗ БПТ.

Индивидуальная застройка сел острова Ольхон характерна для всего побережья Байкала, на котором идет интенсивное строительство турбаз, коттеджей и других объектов.

Представляется, что достаточно точно можно определить расход электроэнергии на отопление на острове Ольхон (пгт Хужир) по результатам фактического потребления электроэнергии в 2018 г., представленным Иркутскэнергосбытом (табл. 2).

Таблица 2. Объем реализации электроэнергии в пгт. Хужир за 2018 г.

Показатель	Объем в млн. кВт·ч
Всего	10,80
Население	10,35
Бюджетная сфера	0,06
Юридические лица и индивидуальные предприниматели	0,38

Расчеты авторов показали, что среднедушевое потребление электроэнергии в птг Хужир на цели отопления составляет 4100 кВ в год. Распространив показатели среднедушевого потребления на цели отопления, можно определить количество электроэнергии, необходимой для отопления в ЦЭЗ БПТ, относящейся к Республике Бурятия.

По результатам расчетов выяснено, что в ЦЭЗ БПТ в Бурятии требуется для целей отопления требуется 328 млн. кВт·ч электроэнергии. Для снижения антропогенной нагрузки на природную среду ЦЭЗ необходимо проводить модернизацию котельных, внедрять природоохранные технологии, осуществлять замену топлива на экологически чистые виды, в том числе природный газ.

В перечне мероприятий федеральной целевой программы «Охрана озера Байкал и социально-экономическое развитие Байкальской природной территории на 2012–2020 годы» [6] были предусмотрены мероприятия по модернизации систем теплоснабжения с переводом на экологически чистые технологии на территориях субъектов РФ, расположенных на БПТ, намечен ввод 39 объектов суммарной мощностью 325,33 Гкал/ч со снижением образования золошлаковых отходов. Фактически производилась замена устаревших, изношенных котлов на новые, современные угольные, которые могли обеспечить лишь незначительное снижение образования золошлаковых отходов и вредных выбросов в атмосферу. Последние по непонятным причинам не были включены в итоговые индикаторы. Авторы считают, что такой вид модернизации бесперспективен. Газификация побережья Байкала возможна только при условии сооружения транзитного магистрального газопровода в Китай из Иркутской области, проходящего по южному берегу Байкала и по территории Бурятии [7].

Поэтому, на наш взгляд, предпочтительнее рассмотреть возможность перевода потребителей, расположенных в ЦЭЗ БПТ, на электротеплоснабжение. Авторами проведены расчеты потребности в электроэнергии и мощности для электротеплоснабжения существующих потребителей ЦЭЗ БПТ, за исключением г. Байкальск и центральной котельной г. Северобайкальск, по которым необходимо отдельное решение.

В целом по ЦЭЗ БПТ требуется 418 МВт и 731500 тыс. кВт·ч в год, в том числе по Республике Бурятия – 228 МВт и 400000 тыс. кВт·ч в год. На территории Иркутской области требуется 130 МВт для котельных (21 МВт уже работают на электроэнергии), 60 МВт для отопления индивидуальной застройки, значительная доля которой использует электроэнергию.

Рисунок 3. Предлагаемая схема развития электрических сетей 220–500 кВ Забайкальского региона до 2020 г.

Выводы и рекомендации . На территории Бурятии при действующих тарифах на электроэнергию перевод на электроснабжение невозможен, поэтому необходимо решить вопрос установления тарифов на электроэнергию для целей энерготеплоснабжения на

ЦЭЗ БПТ, конкурентных углю, – не выше 1 руб. за кВт·ч. Это можно сделать за счет выделения необходимого количества электроэнергии с шин ангарских ГЭС. Для Республики Бурятия это составит 400 млн. кВт·ч в год с максимальной мощностью 228 МВт, т.е. менее 1 % выработки Ангарских ГЭС. Минэнерго РФ вполне может решить этот вопрос.

Энергетическая инфраструктура в основном может обеспечить электротеплоснабжение побережья Байкала (рис. 3). Южная часть ЦЭЗ снабжается двухцепной ЛЭП 220 кВ и ЛЭП 500 кВ, северная – двухцепной ЛЭП 220 кВ. Намечено строительство ЛЭП 500 кВ «Усть-Кут – Нижнеангарск». Восточное побережье обеспечивается двухцепной ЛЭП 220 кВ «Татаурово – Горячинск – Баргузин». На наш взгляд, необходимо завершить строительство этой линии электропередачи на участке «Горячинск – Баргузин».

В целом вследствие увеличения нагрузки и повышения категорийности потребителей потребуется усиление распределительных сетей и подстанций. Иркутская и Бурятская энергосистемы способны полностью обеспечить дополнительную выработку электроэнергии и необходимую мощность для перевода теплоснабжения на электроэнергию с целью снижения негативных воздействий на Центральную экологическую зону Байкальской природной территории.