От кого:

РЕЙТИНГ РАЙОНОВ РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ) ПО ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЮ

В. Р. Киушкина, канд. техн. наук, доцент, viola75@mail.ru

Технический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета

Энергетические комплексы регионов отличают свои особенности: наличие полезных ископаемых (энергоносителей), степень развития инфраструктуры, состояние экономики, географическое положение и климат. Республика Саха (Якутия) как регион в энергетической системе Российской Федерации, специфична по многим факторам (площадь обслуживания – три с лишним миллиона квадратных километров). Обособленные энергорайоны при низкой плотности населения (0,3 человека на кв. км) различны как по мощности, так и по видам используемого источниками генерации топлива (уголь, газ, дизельное топливо, энергия водного потока).

Достаточно ли надёжна сегодня энергетика Республики? Во все времена главными критериями оценки эффективности энергетики были именно надёжность и бесперебойность в обеспечении энергией. Районы Крайнего Севера Якутии обслуживает 161 локальная станция, потребляя 118 тыс. т дизельного топлива в год. Наряду с 365 котельными они обеспечивают электроэнергией 175 поселений (около 150 тыс. человек). Дизельные станции имеют большой износ, в результате чего топливо формирует больший процент затрат на локальную энергетику (60 %), играя определяющую роль в формировании высокой себестоимости электрической энергии на ДЭС.

Надёжность электроснабжения потребителей в долгосрочной перспективе зависит от определения объёмов электрической энергии и мощностей, необходимых для всех групп потребителей, в увязке с прогнозом развития энергосистемы и соответствующим вводом необходимых электрогенерирующих мощностей по всем уровням системы электроснабжения.

Необходимые условия для развития экономической и социальной базы общества за счёт надёжного функционирования топливно-энергетического комплекса и гарантированного энергоснабжения потребителей в нормальных и чрезвычайных ситуациях возможно при обеспечении энергетической безопасности [1]. Исследование эффективности электропотребления региона является в данном случае важным показателем. Знание истинного состояния потребления энергии – рейтинга по уровню энергопотребления внутри региона (Республики) – позволяет оценить фактическую электроёмкость, выявить объём энергосбережения за счёт потерь и нерационального расхода электроэнергии, выделить привлекательные для инвестиций районы и отдельные предприятия, оценить рост производства и предотвратить последствия дефицита энергии [2].

а) б)

Рис. 1. Объём электропотребления (а) и прогноз до 2020 г. (б) электропотребления по Республике Саха (Якутия), ТВтч.

В проведённом рейтинговом H-анализе электропотребления регионов за 1990–1999 гг. [3] Якутия поднялась на четыре пункта – с 44 на 40 позицию среди 72-х регионов России (рис. 1). Скорость изменения ранга Якутии мала, фактическое электропотребление за рассмотренный период падает. Это объясняется особенностью поведения региона в переходную эпоху 90-х годов (суммарное потребление по России стремительно падало вплоть до начала восстановления после дефолта 1998 г.) [2]. Динамика электропотребления до 2020 г. (рис. 2) показывает траекторию движения региона по величине электропотребления. Исследования позволяют указывать на корреляционную связь между экономическим ростом и ростом электропотребления.

Рис. 2. Параметрическая поверхность электропотребления улусами РС (Якутия).

Анализ проблем электрогенерирующего сектора Республики Саха (Якутия) показал, что ввиду общей тенденции повышенного износа основных фондов энергетики можно с большой вероятностью утверждать, что надёжность электроснабжения потребителей (особенно децентрализованных зон) стремительно снижается.

Целью проведённого исследования являлось формирование рейтинга на основании ценологического исследования эффективности электропотребления улусов (районов) Республики (рис. 3). Величина электропотребления и его эффективность, включая энергосбережение – важнейшие показатели государственной деятельности, показатели рынка электроэнергии в целом [2, 3].

Рис. 3. Ранговое параметрическое распределение текущего состояния техноценоза

"Электропотребление улусов (районов) Республики САХА (Якутия)"

Анализ текущего состояния региональных источников электроэнергии характеризуется крайне выраженной несбалансированностью. Существующее распределение мощностей свидетельствует о низком уровне энергобезопасности. Параметр распределения β>2,5 выходит за пределы диапазона [0,5; 1,5], что свидетельствует о несбалансированном состоянии энергосистемы и недостаточной эффективности её работы в целом. В большинстве своём установленная мощность изолированных станций, работающих как в группе, образующей локальные электрические сети, так и отдельно, колеблется от 0,1 до 28 МВт; централизованных крупных электростанций – от 120 до 680 МВт. На территории децентрализованной зоны Республики преобладают крупные ДЭС, функционирующие в режиме недоиспользования установленной мощности (рис. 4). Объём электропотребления от крупных энергоисточников составляет до 80 %, при этом 30 % населения остаются вне централизованного электроснабжения. Поэтому необходимость в малых электростанциях, в частности – на базе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, для электрификации удалённых потребителей существует сегодня и будет востребована в будущем.

Рис. 4. Динамика рангового коэффициента β.

Проблема обеспечения электрической энергией всех групп потребителей становится все более острой, и поэтому стратегия энергетической безопасности потребует рассмотрения новых путей её эффективной реализации. В данном случае возникает вопрос, как оценить "правильность" распределения и эффективность использования энергии.

Скорость изменения рангов 35 улусов Республики относительно низка (практически постоянна), но можно выделить как растущие в рейтинге улусы, так и падающие. В основном улусы более или менее плавно меняются местами, четвёрка лидеров (Мирнинский, Нерюнгринский, г. Якутск с прилегающими к нему территориями, Усть-Янский, Усть-Майский районы) остаётся стабильной.

Обработка данных рейтинга показала устойчивость изменения во времени констант рангового Н-распределения: первой точки W₁ (электропотребление Мирнинского улуса) и рангового коэффициента β. Динамика последнего свидетельствует об устойчивости структуры электропотребления улусов, несмотря на структурные изменения и общий спад в электропотреблении.

Рис. 5. Соотношение электропотребления первого и последнего децилей, млн. кВтч, для 1989 и 2007 гг.

Увеличение рангового показателя β (рис. 5) отражает разностороннее движение крайних точек рангового Н-распределения: относительно более медленное падение электропотребления крупных улусов и более быстрое падение электропотребления мелких. Значительно увеличивается разрыв с уменьшением среднего класса – районов, находящихся вблизи некоторой точки (рис. 6). Районы объединяются в зоны: Северная, Центральная, Южная, Западная, Восточная. Различие зон отражается электропотреблением.

Как показывают данные таблицы, расчёт децильного коэффициента d₀ дифференциации районов потребителей электроэнергии нецелесообразно, поскольку он огромен.

Важное значение представляет оценка всей системы объектов рейтинга в целом, её устойчивость, разнообразие структуры, вся гамма соотношений мелких, средних, крупных объектов рейтинга. Децильный коэффициент является только первой приближённой, поверхностной, хотя и системной оценкой дифференциации крайних точек. Более информативен и объективен ранговый анализ выделенного множества объектов рейтинга, представляющих, по сути, ценоз [2, 3].

Динамика децильного коэффициента за исследуемый период

Характеристика	1980	1990	1995	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007
W_1,млн кВтч	2376	2767	2832	3071	3076	3206	3189	3185	3155	3292	3133	3188	3112
d₁, %	89,7	90,8	93,0	93,9	93,8	93,9	94,0	94,0	94,6	94,0	93,1	94,9	89,7
d₂, %	0,14	0,06	0,02	0,03	0,01	0,01	0,02	0,04	0,04	0,04	0,08	0,01	0,01

Ценологический анализ позволяет оценить оптимальность существующей структуры установленных генерирующих мощностей. Для определения электроэффективности регионов ранговые Н-распределения по параметру W₁ позволяют определить место каждого региона по величине электропотребления; увидеть траекторию движения каждого [2, 3, 4].

Для общества и Республики важно знание истинного состояния с потреблением энергии. Рейтинг по улусам позволяет не только оценить фактическую электроёмкость, но и выявить объём энергосбережения за счёт контроля над потерями и нерациональным расходом электроэнергии. Рейтинговая оценка по объёму электропотребления наиболее точно позволяет оценить рост производства и предотвратить отрицательные последствия, связанные с дефицитом энергии.

Стратегия развития энергетической системы Республики до 2030 года включает в себя несколько "векторов" оптимизации энергетики. На рассматриваемую перспективу приоритет "малой энергетики" в ряде северных районов (улусов) отдаётся двум источникам – жидкому (углеводородному) топливу и интенсификации энергосбережения как нового источника энергии. "Второй источник", кроме организационно-технологических мер экономии энергоресурсов, включает использование нетрадиционных источников энергии (атомной электростанции малой мощности, энергии ветра, солнца, малых рек и др.) как результат внедрения энергосберегающих мероприятий, если их показатели совокупной эффективности по сравнению с использованием завозного жидкого топлива будут предпочтительнее [5].

Список литературы

1. Состояние и перспективы развития экономики России и Республики Беларусь в рамках союзного государства / Под науч. ред. А. И. Татаркина и др. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2001. 536 с.

2. Энергоэффективность: рейтинг российских регионов по электропотреблению за 1990–1999 гг. и прогнозный до 2020 г. (публикация подготовлена школой проф. Б. И. Кудрина) // Электрика. 2007. № 10. С. 6–9.

3. Ежегодный рейтинг российских регионов по электропотреблению за 1990–1999 гг. (публикация подготовлена школой проф. Б. И. Кудрина) // Электрика. 2001. № 6. С. 6–8.

4. Энергоэффективность: рейтинг российских регионов по электропотреблению за 1990–2010 гг. (публикация подготовлена школой проф. Б. И. Кудрина) // Электрика. 2010. № 8. С. 3–15.

5. Киушкина В. Р. Энергоэффективность Республики Саха (Якутия) / Матер. Всеросс. науч.-техн. конф. "Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования". Томск: ТПУ, 2008. С. 135–138.