Российские учёные и энергетики уже не первый год заняты поиском способа решения проблем использования традиционных видов топлива в арктической зоне России.
С их точки зрения, наибольший потенциал в этом имеют ветроэнергетика и использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Это особенно важно ещё и потому, что такой подход позволяет существенно снизить нагрузку на хрупкую арктическую экосистему. Любые выбросы здесь наносят значительно больший ущерб природе, чем в любых других регионах. И несмотря на то, что полностью заменить традиционные источники в Арктике на данный момент эксперты считают невозможным (станции, работающие на традиционных видах топлива, более надёжны и менее зависимы от погодных условий), будущее, кажется, всё же за энергией ветра.
Как сообщили на днях в Центре физико-технических проблем энергетики Севера Кольского научного центра (ЦЭС КНЦ РАН), сотрудники организации определили оптимальные площадки для размещения крупных арктических ветропарков и обосновали три направления развития ветроэнергетики запада Арктической зоны России. Приоритетными задачами для государства в реализации этой программы учёные назвали «включение в централизованные энергетические системы, энергообеспечение удалённых объектов совместно с дизельными электростанциями и котельными установками, а также производство «зелёного» водорода».
Нужна ли Арктике энергия ветра?
По мнению специалистов, использование энергии ветра – один из наиболее перспективных возобновляемых источников энергии для Арктического региона, а наиболее перспективное направление в этой области – побережье западной части российской Арктики, природные условия которого придают ветру огромный потенциал для производства чистой энергии.
В опубликованной недавно статье в журнале «Арктика: экология и экономика» ещё раз с профессиональной точки зрения было доказано, что вопросы низкоуглеродного развития экономики и декарбонизации различных отраслей промышленности по-прежнему актуальны. Для перехода на возобновляемые источники энергии остаётся найти только новые чистые источники энергии.
То, что использование энергии ветра весьма перспективно для развития альтернативной энергетики в западном секторе российской Арктики подтверждают и исследования ЦЭС КНЦ РАН. Учёные на протяжении многих лет вели наблюдения за среднегодовой скоростью ветра на побережье Баренцева, Белого и Карского морей. Удалось выяснить, что на высоте 10 метров скорость ветра достигает 6-8 м/с. На основании этих данных, технический потенциал ветровых энергетических ресурсов побережья Западной части АЗРФ был оценён в более чем 2000 млрд кВт/ч в год, что в разы превышает годовое энергопотребление Мурманской и Архангельской областей, вместе взятых.
Играет на руку и тот факт, что ветра здесь имеют ярко выраженную сезонность. Самые интенсивные из них дуют с октября по апрель – в период, когда потребность в энергии наиболее высокая в регионе.
В целом поддерживают учёных и эксперты других отраслей:
«Наибольший потенциал использования в арктической зоне имеет ветроэнергетика, поскольку в значительной части Арктики ветер дует значительную часть времени. Тем не менее для того, чтобы в Арктике можно было использовать ветроустановки необходимо адаптировать установку под специальные арктические условия. В частности, металл, масло, прочие материалы и смазки должны выдерживать экстремально низкие температуры. Кроме того, из-за пониженной доступности установки для ремонтных бригад и сложности доставки запасных частей ветроагрегаты для Арктики должны быть повышенной надёжности. Эти требования неизбежно приводят к существенному удорожанию ветроустановки, предназначенной для работы в арктической зоне, что в свою очередь приводит к росту стоимости вырабатываемой электроэнергии», – отмечал ещё в 2022 году генеральный директор компании «Финансовый и организационный консалтинг» Виталий Дербеденев.
Главной проблемой тогда эксперт назвал доставку топлива, которую до крупного порта можно осуществить только в период навигации, а это всего 2-4 месяца в зависимости от месторасположения. При этом от порта до места назначения либо летом по реке, либо зимой по зимнику. Сложность доставки влечёт за собой высокую стоимость топлива и необходимость создавать его существенный запас. ВИЭ, в противоположность традиционным видам топлива, являются локальными источниками, то есть потребление энергии происходит там же, где и генерация. В свою очередь, использование ВИЭ в Арктической зоне тоже имеет свои сложности и недостатки. В первую очередь, по причине того, что использование ГЭС сильно затруднено из-за короткого летнего периода, и фактически можно использовать только малые ГЭС для разработки месторождений, находящихся вблизи малых рек, отмечал Виталий Дербеденев.
В 2022 году в России была запущена Кольская ветроэлектростанция. Она стала наиболее крупным ветропарком с мощностью 201 мВт, подключенным к центральным энергораспределительным сетям. Для размещения 57 ветроагрегатов было выбрано место вблизи села Териберка. Выбор не был сложным. При наличии связи с централизованной энергосетью Кольского полуострова, эта территория располагает также высокими средними скоростями ветра. В будущем этот ветропарк может быть расширен. Автономными источниками энергии для отдаленных поселений могут стать небольшие ветроэлектростанции. В Мурманской области сейчас множество отдалённых жилых пунктов полностью зависят от поставок ископаемого топлива. Электрическая энергия поступает сюда от маленьких дизельных электростанций из 2-3 электрогенераторов мощностью по 15-20 кВт, а тепловая – от котельной мощностью 20-50 кВт. Предложенная учёными комбинированная система, когда ветроэнергия дополняет получаемую от дизельных агрегатов, в условиях дорожающего дизельного топлива и сложности его транспортировки в отдалённые районы Севера специалистам видится экономически более эффективной.
По экспертной оценке, в настоящее время в России реализуются около 100 проектов в сфере альтернативной энергетики. Передовиком в этом остаётся Якутия. Так, в якутском поселке Тикси создан технологический комплекс, объединивший ветроэнергетические установки, дизель-генераторы и системы аккумулирования электроэнергии. В селе Юнкюр построена солнечная электростанция, позволяющая ежегодно экономить более 15,5 тонны дизельного топлива.
Использование солнечной энергетики ещё в 2013 году начали внедрять в национальном парке «Русская Арктика» на Новой Земле и Земле Франца-Иосифа.
В 2022 году ГК «Хевел» построил в поселке Тура Эвенкийского района Красноярского края гибридную энергоустановку с солнечной генерацией мощностью 2,5 МВт и системой накопления энергии. Тогда эксперты говорили о 10% экономии объемов потребляемого дизельного топлива, а власти региона планировали масштабировать этот опыт для других удалённых посёлков.
В Корпорации развития Дальнего Востока и Арктики (КРДВ) сообщили, что на сегодняшний день компания «Комплексные энергетические решения» реализует проекты в сфере модернизации промышленных объектов энергоснабжения изолированных энергорайонов Якутии с объемом инвестиций в 700 миллионов рублей.
А также водородная энергетика
Энергия арктического ветра может быть полезна и в водородной энергетике. Водород получают разными способами, но «зелёным» считается только тот, при производстве которого не возникает углеродного следа. Электролиз воды при помощи энергии ветра полностью соответствует этому критерию.
В перспективе, при всё большем развитии и внедрении технологий водородной энергетики, производство и поставка «зелёного» водорода в российской Арктике могут стать рентабельными, а наличие незамерзающих портов и магистрали Северного морского пути позволит поставлять сжиженный водород потребителям по морю, уверены учёные.
В настоящее время российскими специалистами уже определены четыре наиболее перспективные площадки в Мурманской области для реализации подобного проекта. Две из них расположены на полуострове Рыбачий, ещё две – рядом с Кольской ВЭС. Строительство и эксплуатация водородных комплексов здесь обойдётся государству дешевле так как все площадки связаны с федеральной дорожной сетью.
Рина Румянцева
По материалам сайта Naked-science и ЯСИА (ysia.ru)
Ещё статьи: