СОСТОЯНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УДАЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА В РЕГИОНАХ КАЗАХСТАНА И ПЕРСПЕКТИВА ПРИМЕНЕНИЯ ВИЭ

THE CONDITION OF ELECTRICAL SUPPLY OF REMOTE OBJECTS OF THE AGRICULTURAL COMPLEX IN THE REGIONS OF KAZAKHSTAN AND THE PROSPECTS OF USING RENEWABLE ENERGY

Asem Orazbekova

Postgraduate of the Department of Industrial Electric Power Supply, Of Tomsk Polytechnic University,

Russia, Tomsk

Boris Lukutin

D.Sc. in Engineering, Department of Industrial Electric Power Supply, Professor of Tomsk Polytechnic University,

Russia, Tomsk

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается проблема электроснабжения потребителей, расположенных удаленно от центральной системы электроснабжения. Предложены актуальные решения по внедрения ВИЭ в объекты АПК. Описаны возможные преимущества использования ресурсов возобновляемой энергетики.

ABSTRACT

The article deals with the problem of power supply to consumers located remotely from the central power supply system. There were proposed solutions for the introduction of renewable energy in the objects of agriculture. The possible benefits of using renewable energy resources are described.

Ключевые слова: потенциал возобновляемой энергетики Казахстана, удаленные сельские объекты, законодательные акты в области ВИЭ.

Keywords: renewable energy potential of the Kazakhstan, remote rural objects, legislative acts in area of renewable energy sources.

Электроэнергетика – одна из важнейших систем обеспечения жизнедеятельности экономики и населения Республики Казахстан. Территория Республики Казахстан составляет 2,7249 млн.км². Протяженность территории страны с востока на запад, примерно составляет 3000км, с юга на север – 1700км. Общая протяженность линий электропередач, находящихся на балансе электроэнергетических компании Казахстана составляет:

• для напряжения 110кВ составляет около 44,5 тыс.км;
• для напряжения 35кВ составляет более 62 тыс.км;
• для напряжения 6-10кВ составляет около 204 тыс.км.

Плотность на 1 кв. км площади составляет 0,036км сети (36 метров). Основным потребителем электрической энергии является промышленность. Промышленные центры сосредотачивают в себе целый ряд предприятий различных отраслей, а также города и посёлки городского типа. Существующие схемы электроснабжения отвечают всем требованиям по обеспечению электроснабжением образуемых конгломератов. Несколько иначе выглядит электроснабжение сельскохозяйственного производства и населённых пунктов в сельской местности. Здесь необходимо поставлять электрическую энергию к большому числу маломощным потребителям, которые расположены неравномерно на огромной территории Республики Казахстан. Протяжённость электрических сетей на единицу мощности по сравнению другими отраслями народного хозяйства намного превышают эту величину. Стоимость электроэнергии в сельском хозяйстве составляет до 75% от общей стоимости электрификации, включая стоимость покупки рабочих машин.

Такая разбросанность по территории республики производственных объектов, малых городов и поселков, имеющих малую плотность потребления энергии, обусловила сооружение протяженных электрических сетей, радиус действия которых значительно превосходит их экономическую целесообразность. Это усложняет эксплуатацию, приводит к крупным технологическим потерям электрической энергии и влияет на режим работы.

При высоких ресурсных затратах в создании распределительной сети большинство из них уже не обеспечивает требуемые стандарты надежности энергоснабжения, особенно в сельской местности. Централизация электроснабжения, наличие рассредоточенных на большой территории потребителей с малой нагрузкой (что вынуждает иметь завышенную протяжённость электрических сетей на единицу передаваемой мощности), концентрация мощности вблизи источников топлива (в связи с их неравномерным расположением по территории Казахстана) делают необходимым дальнее транспортирование электричества.

По данным Министерства сельского хозяйства в Республике насчитывается около 255 сельских населенных объектов и 9 тысяч крестьянских хозяйств, которые расположены удаленно и не имеют доступа к централизованному электроснабжению. Это проблема для объектов государственного назначения, а именно для средств телекоммуникаций, для системы мобильной связи. Также для потребителей первой категории по надежности электроснабжения, а именно, системы обеспечивающие обслуживания магистральных трубопроводов и пункты безопасности движения.

Наибольшее количество таких сел приходится на Южно-Казахстанскую область - 38, Кызылординскую - 18, Карагандинскую - 17 и Восточно-Казахстанскую - 16. Из 7093 сел республики 1734 села, это 24,5%, имеют износ электросетевого оборудования. Наибольшее количество таких сел в Западно-Казахстанской области - 446 (94%), Костанайской - 512 (77%), Восточно-Казахстанской - 268 (33%) и Алматинской -100 (13,6%). 

Еще немаловажная проблема, связанная с отсутствием электроснабжением, это обеспечение питьевой водой. К примеру, в Мангыстауской области насчитывается более 35 населенных пунктов с населением около 28 тысяч человек и в южном Казахстане свыше 100 фермерских хозяйств удалены от централизованной системы электроснабжения более чем на 7 км, свыше 500 хозяйств расположены на расстояние 3 – 5 км.

Все эти проблемы, а именно отсутствие электро- и водоснабжение, не дает развитие в сельской местности и ведет к перенаселению, осложнению социальной обстановки в городах.

Для решения этой проблемы, а именно снижение оттока сельского населения в город и повышение демографической ситуации сельских территорий в аграрных регионах Казахстана (Западно-, Северо-,Южно-Казахстанская, Костанайская области) предлагается модернизировать сельскохозяйственную отрасль на основе применения новейших инновационных технологии.

Постановлением Правительства Республики Казахстан от 30 декабря 2013 года, под номером №1434, были утверждены положения Генеральной схемы организации территории страны. В этом положении было уделено огромное внимание на социально-экономическое развитие удаленных сельских районов республики. Целью этой программы было повышение привлекательности этих территорий для поселения и для постоянного местожительства. В связи с этим, для населенных пунктов, попадающие под эту программу, должны разрабатываться проекты планировки, застройки и благоустройства.

Перспективы развития сельских территорий и сельских населенных мест должны быть взаимосвязаны со стратегией развития территориальной организации сельскохозяйственного производства. Улучшение качества жизни в сельской местности даёт ощутимый вклад в развитие демографического роста Казахстана. Потому что, в сельской местности суммарный коэффициент рождаемости выше городского.

По прогнозам статистики дальнейший рост населения на будущее составляет: 8 миллиардов в 2028 году (через 10 лет), 9 миллиардов в 2054 году (через 26 лет). Наибольший вес по численности населения приходится на Южно-Казахстанскую (20,2 %), Алматинскую (12,0 %) области и город Алматы (10,9 %). В указанных регионах будет сосредоточено более 11 млн. человек или 43% населения страны.

Главная проблема электросетевого хозяйства страны являются устаревшие электрооборудования. Особенно в худшем состоянии находятся оборудования электрических станций и распределительные сети напряжением 110кВ и ниже. Их срок эксплуатации составляет более 30-35 лет. Поэтому, состояние сельских электрических сетей находятся в плачевном состоянии, где то не работают, где то вообще не эксплуатируются.

По расчетным данным Института «Казсельэнергопроект» в сельской местности требуется заменить старые линии электропередач длиной более 112 тыс. км напряжением 110кВ и ниже. Также 614 электрических подстанции напряжением 110-35кВ и 23 тысяч типовых подстанции требует замены. На сегодняшний день при протяженности 133,6 тыс. км электрических сетей напряжением 0,4кВ требуют ремонта 97,5 тыс. км или в процентном соотношении 73%. Кроме того, требуется ремонт трансформаторных подстанции напряжением 10,0,4кВ, также внутридомовых распределительных устройств и сетей.

Эксплуатация изношенного и устаревшего электрического оборудования создает немалую величину технологических потерь электроэнергии в этом оборудовании. Снижение технологических потерь в электрических сетях в 2014году составило с 6,8% до 5,1%. В Астане потери электрической энергии в сетях снизились с 14,5% до 6,5%, в Алматы – с 11% до 5,5%. Но несмотря на понижение, в некоторых регионах уровень потерь электрической энергии на сегодняшний день остается высоким: в Алматинской области – 12,0%, Акмолинской области – 10,7%, Западно-Казахстанской области – 10,1%, Карагандинской области – 8,2%.

Высокая стоимость линий электропередач и малая мощность потребления является основной проблемой для проведения линии централизованного энергоснабжения для сельских территорий и удаленных потребителей. Затраты по прокладке 1км. воздушной линии составляет 3млн. тенге. Поэтому, для решения этой проблемы по ликвидации энергетической нехватки удаленных и сельских потребителей с использованием линий электропередач без государственной поддержки решить невозможно.

Решение проблемы электроснабжения возможно либо путем восстановления ранее существующих или строительства новых сетей 6-10/0,4 кВ, либо применением нетрадиционных возобновляемых источников электроэнергии. В этих случаях использование НВИЭ приобретает особое значение.

В связи с этим, в сфере использования возобновляемых источников энергии в Республике Казахстан 4 июля 2009 году был принят Закон РК «О поддержке использования возобновляемых источников энергии». А, в целях успешного развития ВИЭ, в июле 2013 года с учетом лучших мировых практик и существующего положения в Республике Казахстан, Закон «О поддержке использования возобновляемых источников энергии» был усовершенствован. Закон предоставляет возможности поддержки, как для инвесторов, так и для рядовых потребителей.

Для обеспечения достаточной потребности в электроэнергии в Казахстане к 2050 году предложены ряд мер, а именно:

1) за счет принятых мер по повышению энергоэффективности, сократить потребления электроэнергии. Это позволит снизить спрос на электроэнергию в основных секторах потребляющих электроэнергию на 10% к 2030 году и на 15% к 2050 году;

2) применение ресурсов ВИЭ в энергобаланс.

В общем объеме производства электроэнергии в соответствии со Стратегией «Казахстан -2050» и Концепцией перехода РК к «зеленой» предполагается производство 10 % электроэнергии на ВИЭ и альтернативных источниках энергии к 2030 году и 50 % - к 2050 году, включая ветряные, солнечные, гидро- и атомные станции.

Для потребителей электрической энергии можно рассмотреть три варианта питания: децентрализованный, централизованный и комбинированный. Для расширенного применения децентрализованного электроснабжения в Казахстане есть ряд проблем: существующие котельные, порядка 5500 в разных регионах страны требуют немедленного ремонта; многие фермы и населенные пункты, которые расположены удаленно и в труднодоступных местах не имеют доступа к центральной энергосистеме; плачевное состояние распределительных сетей.

Развитие ВИЭ для электроснабжения удаленных сельских объектов позволит решить ряд важных проблем:

• эффективно применять все источники энергии удаленных районов для электроснабжения за счет создания автономного энергоснабжающего объекта;
• обеспечить бесперебойный процесс производства и потребления производимой энергии за счет системной работы двух или более энергоустановок на основе ВИЭ;
• обеспечить экологическую безопасность работы существующих энергоустановок.

Применение технологии ВИЭ в энергетике имеет ряд преимуществ:

• экономия топлива, при сравнении его с затратами на выработку энергии традиционным способом, получается меньше;
• удельные капиталовложения на установленные мощности;
• себестоимость вырабатываемой мощности;

Из вышеперечисленных преимуществ, только первый показатель является техническим. Он не зависит от страны, где применяются технологии ВИЭ. Другие преимущества определяются рынком энергетического оборудования, стоимостью топлива, тарифами на электроэнергию и тепло и т.д.

К 2030 году крупнейшая электроэнергетическая компания Казахстана АО «Самрук-Энерго» планирует необходимость создания Казахстанской интеллектуальной энергосистемы – КИЭС. Это позволит обеспечить надёжность энергоснабжения потребителей при минимальных издержках при производстве, передаче и потреблении энергии, а также обеспечит масштабное вовлечение ВИЭ в энергобаланс и максимальное использование транзитного и экспортного потенциала.