Снижение себестоимости тепловой энергии за счет использования ветроэнергетических установок совместно с котельными на нужды теплоснабжения в удаленных районах арктической зоны Российской Федерации (на примере Мурманской области)

В современной России важным условием стабильного развития и дальнейшего существования удаленных районов Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ) является обеспечение комфортных условий проживания местного населения. Особая роль в этом процессе отведена системам теплоснабжения, надежная и бесперебойная работа которых сопряжена с различными проблемами. Основные проблемы связаны с повышенными денежными расходами на покупку органического топлива и его завоз в удаленные районы. Данное обстоятельство приводит к тому, что себестоимость тепловой энергии оказывается больше уровня тарифов, в результате чего деятельность теплогенерирующих объектов получается убыточной, и поэтому их дальнейшее существование без государственных субсидий становится не возможным. В этих условиях в удаленных районах с повышенным потенциалом ветра одним из направлений экономии привозного органического топлива, а, следовательно, и снижения себестоимости тепловой энергии, может быть использование ветроэнергетических установок (ВЭУ) совместно с котельными на нужды теплоснабжения. ЦЕЛЬ. На примере Мурманской области показать, что использование ВЭУ совместно с котельными на нужды теплоснабжения в удаленных районах является хорошим решением для снижения себестоимости тепловой энергии. МЕТОДЫ. Сравнение себестоимости тепловой энергии при теплоснабжении только от котельных и при использовании ВЭУ совместно с котельными на нужды теплоснабжения. РЕЗУЛЬТАТЫ. Показано, что использование ВЭУ совместно с котельными мощностью более 0,1 Гкал/ч на нужды теплоснабжения в удаленных районах Мурманской области позволяет сэкономить на котельных 60-90% органического топлива стоимостью 25000-72000 руб/т у.т. и тем самым снизить себестоимость тепловой энергии на 10-60%. Для котельных меньшей мощности эффект от использования ВЭУ снижается, причем чем меньше мощность котельной, тем больше использование ВЭУ оказывается экономически не целесообразным по сравнению с вариантом теплоснабжения только от котельной. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные результаты позволяют оценить перспективы использования ВЭУ совместно с котельными на нужды теплоснабжения в удаленных районах АЗРФ с точки зрения эффективности такого использования.

1. Biev A.A., Serova N.A. Features of the organization of fuel supplies to the Arctic regions of Russia: assessment of transport conditions // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 539. pp. 012017.

2. Кузнецов Н.М. Управление энергоэффективностью в регионах Арктической зоны Российской Федерации: монография. Апатиты: Издательство ФИЦ КНЦ РАН, 2020. 92 с.

3. Смоленцев Д.О. Развитие энергетики Арктики: проблемы и возможности малой генерации // Арктика: экология и экономика. 2012. №3(7). С. 22-29.

4. Бежан А.В. Оценка эффективности сооружения ветроэнергетических установок на нужды теплоснабжения // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2022. Т. 65. № 4. С. 366–380.

5. Postnikov I.V. A reliability assessment of the heating from a hybrid energy source based on combined heat and power and wind power plants // Reliability Engineering & System Safety. 2022. Vol. 221. pp. 108372.

6. Bezhan A.V. Heat supply efficiency improvement in the Arctic regions with an increased wind potency // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 976. pp. 012006.

7. Zheng J., Zhou Zh., Zhao J., Wang J. Integrated heat and power dispatch truly utilizing thermal inertia of district heating network for wind power integration // Applied Energy. 2018. Vol. 211. pp. 865-874.

8. Minin V.A., Bezhan A.V. Wind energy resources of the Kola peninsula (Russia) // Dewi Magazin. 2012. N41. pp. 15-16.

9. Минин В.А., Целищева М.А. Ресурсы ветра западного сектора Арктической зоны Российской Федерации и возможные направления их использования // Арктика: экология и экономика. 2023. Т. 13. № 1. С. 72-84.

10. Николаев В.Г., Ганага С.В., Кудряшов Ю.И. Национальный кадастр ветроэнергетических ресурсов России и методические основы их определения. М.: Атмограф, 2008. 584 с.

11. Duan C., Wang Z., Dong S., et al. Wind characteristics and wind energy assessment in the Barents Sea based on ERA-Interim reanalysis // Oceanological and Hidrobiological Studies. 2018. Vol. 47, N4. pp. 415—428.

12. Минин В.А., Дмитриев Г.С., Минин И.В. Перспективы освоения ресурсов ветровой энергии Кольского полуострова // Известия РАН. Энергетика. 2001. № 1. С. 45-53.

13. Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзиньш Э.Я. Производственные и отопительные котельные / 2-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1984. 248 с.

14. Барабанер Х.З. Теплоснабжение сельских населенных пунктов. Таллинн: Валгус, 1976. 196 с.

15. Минин В.А., Бежан А.В. Перспективы использования энергии ветра для теплоснабжения потребителей европейского Севера. Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 2009. 56 с.

16. Зубарев В.В., Минин В.А., Степанов И.Р. Использование энергии ветра в районах Севера. Л.: Наука, 1989. 208 с.

17. Бурмистров А.А., Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В. и др. Методы расчета ресурсов возобновляемых источников энергии: учебное пособие / Под редакцией В.И. Виссарионова. М.: Издательский дом МЭИ, 2007. 144 с.