Специалисты КарНЦ РАН (г. Петрозаводск) ведут исследования в области возобновляемой энергетики, которая может обеспечить энергетическую независимость, прежде всего, северных периферийных регионов, и будет безопасна для окружающей среды. Карельские ученые рассматривают потенциал и возможности альтернативной децентрализованной модели энергоснабжения для Арктики.
Система энергоснабжения России в большей степени централизована. Однако для северных регионов и удаленных (или малонаселенных) районов страны централизованная система энергоснабжения не всегда является лучшим вариантом.
Инновационным решением выступает модель децентрализованного энергоснабжения на базе распределительных сетей, которая поможет сократить расходы, затраченные на энергоснабжение Крайнего Севера и Арктики, а также повысит его надежность. Исследователи КарНЦ РАН (г. Петрозаводск) в этой связи рассматривают сценарии социально-экономического развития этих территорий и разработали авторскую модель энергоэффективной экономики арктической зоны. В такой модели потребитель получает электроэнергию по конкурентной цене, а производитель может контролировать ресурсы, продавая избыточную энергию либо покупая недостающий объем, а также сможет не допустить рост задолженности потребителей.
Антон Павлович Щербак – кандидат экономических наук, научный сотрудник отдела региональной экономической политики Института экономики КарНЦ РАН (г. Петрозаводск)
Научные сотрудники отдела региональной экономической политики Института экономики КарНЦ РАН (г. Петрозаводск) – кандидат экономических наук Антон Павлович Щербак и кандидат экономических наук Валентина Владимировна Каргинова-Губинова – раскрыли преимущества разработанной коллективом децентрализованной модели энергоснабжения, которая может решить задачи региональной энергетической политики Арктического региона.
Потребность оценить роль возобновляемых источников энергии в социально-экономическом развитии северного региона России, а также разработать новаторские инженерные и технологические решения становится актуальной.
«Энергетическая система Арктических территорий, собственно, как и большинства периферийных территорий, до сих пор не имеет хорошо развитой сети. Особенность именно Арктических регионов в их разрозненности и в северном завозе топлива, это приводит к существенным последствиям и для населения. В первую очередь, это выражается в запредельной стоимости для конечных потребителей. Современные технологии позволяют если не полностью отказаться от северного завоза топлива, то существенно снизить зависимость от него. Это, безусловно, положительно отразится не только на доступности для населения энергетической инфраструктуры, но и на экологической обстановке в целом. На сегодняшний день существует успешный опыт внедрения возобновляемой энергетики на таких территориях. Что же касается разработки новых технологий, то в некоторых случаях для Арктических территорий необходимо адаптировать технологии преобразования возобновляемой энергии в силу специфики климатических условий. Такой подход позволяет с минимальными затратами получить значительный эффект здесь и сейчас», – отметил Антон Щербак.
Изучениями возможностей возобновляемой энергетики специалисты Института экономики КарНЦ РАН занимаются достаточно длительное время – более десяти лет. Первоначально ученые исследовали технические возможности возобновляемых источников энергии в северных условиях. Например, результатом достижений Антона Щербака стало получение патента на авторскую разработку (за создание конструкции солнечного воздухонагревателя). Далее проходило изучение социальных, экономических и экологических аспектов возобновляемой энергетики. Не так давно исследователи сфокусировали внимание на Арктической территории и возможностях возобновляемых источников энергии в этом регионе.
«Так, если рассказать о своем личном опыте использования возобновляемой энергии в быту, то это была солнечная энергетика, а именно солнечный коллектор. Первоначально было интересно посмотреть, на что способна эта технология и каких реальных результатов можно достичь солнечными коллекторами, фактически сделанными «на коленке». Такой коллектор был собран и вот уже больше 10 лет работает и обогревает загородный дом. Далее были опробованы другие технические решения с использованием возобновляемой энергетики, в том числе и в сфере сельского хозяйства», – поделился успехами Антон Щербак.
Схема солнечного коллектора. Описание процесса изготовления солнечного коллектора в рамках проекта "Карелия без мусора"
Традиционные энергетические ресурсы (газ, нефть, уголь, а также АЭС, ТЭС) ведут к растущим затратам на их эксплуатацию и становятся не столь выгодными в силу экономических и экологических причин, особенно в северных труднодоступных районах, поэтому идет активный поиск нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Например, на смену централизованной системе энергоснабжения приходит децентрализованная.
Как уточнил Антон Щербак, «децентрализованная модель энергоснабжения в Арктике, и не только там, существует уже достаточно продолжительное время. Предлагаемая модель предполагает не одного или нескольких крупных производителей энергии, как зачастую происходит сейчас, а целую сеть производителей, от самых мелких до крупных. Возобновляемые источники энергии как нельзя лучше подходят для данной системы. С одной стороны, они снижают риски негативных последствий при выходе из строя основного источника энергии, с другой, они позволяют принять участие в генерации энергии не только крупным производителям, но и всем желающим. По сути, каждый может установить энергоустановку любой мощности и продавать избыток энергии в общую или локальную сеть, а в случае необходимости покупать недостающую энергию у других производителей. Таким образом, на наш взгляд, данная система является более гибкой по сравнению с действующей. Дополнительным преимуществом можно назвать и распределение затрат на создание этих мощностей».
Сотрудники КарНЦ РАН предложили свою модель децентрализованного энергоснабжения на базе технологий распределительных реестров для Арктической зоны Российской Федерации.
«В предлагаемой модели сфокусировано внимание на потребителе как на ключевом звене всей системы энергоснабжения. При этом такие потребители, по большей своей части, являются не только потребителями, но и производителями энергии на основе возобновляемых источников энергии. В действующей на данный момент системе ключевую роль играет крупный, а иногда и единственный, производитель, и он устанавливает или может влиять на тариф за свой ресурс и условия его использования. При нашей модели таких производителей становится множество и единолично диктовать правила игры будет невозможно. Как уже было отмечено ранее, любой владелец электростанции с любой мощностью получит возможность продавать другим потребителям излишки своей энергии, а при ее нехватке сможет купить электроэнергию – в нынешней системе такой возможности нет. При реализации данной модели на севере стоимость электроэнергии снизится, отпадет необходимость в посредниках, улучшится прозрачность энергетического рынка и, самое главное, увеличится надежность энергоснабжения», – Антон Щербак указал на выгодное отличие разработанной системы от существующих и раскрыл, какой алгоритм лежит в основе решения.
Валентина Владимировна Каргинова-Губинова – кандидат экономических наук, научный сотрудник отдела региональной экономической политики Института экономики КарНЦ РАН (г. Петрозаводск)
Примечательно, что авторский подход карельских ученых при создании модели децентрализованного энергоснабжении основан на междисциплинарности:
«Наше исследование осуществляется на стыке энергетики, экономики и экологии, и мы используем методы различных научных областей: обрабатываем статистические данные, проводим социологические опросы и интервью, создаем математические модели... Благодаря такому подходу нам удается решать проблему энергоснабжения комплексно. Так, например, долгие годы энергообеспечение Арктических территорий осуществлялось со значительными негативными последствиями для экологии. Мы постарались разработать новый концептуальный подход к энергоснабжению с наименьшим ущербом для окружающей среды и при этом с максимальной надежностью и минимальными финансовыми затратами», – подчеркнула Валентина Каргинова-Губинова.
Для успешного применения данной модели необходимо законодательно закрепить юридический статус технологий распределительных реестров: блокчейна и DAG. По мнению Валентины Каргиновой-Губиновой, «технологии распределительных реестров позволяют участникам сети надёжно защитить свою информацию, однако это делает практически невозможным внешний контроль. Для государства применительно к финансовой сфере, где данные технологии получили наибольшее развитие, такое ограничение создаёт существенные риски. В энергетике они также присутствуют, однако не столь ярко выражены. Кроме того, безусловно, распространение децентрализованных сетей противоречит интересам текущих крупных игроков энергетического рынка, и можно ожидать с их стороны противодействия законодательному закреплению статуса блокчейна и DAG».
Дополняя ответ коллеги, Антон Щербак замечает, «полностью модель в таком виде, в котором мы ее предлагаем, пока не была реализована, однако отдельные ее элементы все же нашли свое применение. В настоящее время достаточно неплохо развивается строительство генерирующих мощностей на основе возобновляемых источников энергии. Практически во всех регионах уже существуют электростанции, работа которых осуществляется за счет возобновляемых источников энергии. Что же касается использования распределенных реестров, то тут ситуация иная: требуется законодательная база, которой нет».
Как вы оцениваете эколого-экономический потенциал, надежность и безопасность применения вашей модели децентрализованного энергоснабжения?
«Если оценивать модель в целом, то децентрализованное энергоснабжение на ближайшие десятилетия останется единственным возможным техническим решением по энергообеспечению удаленных территорий, включая части Арктических территорий. К основным преимуществам модели можно отнести следующее: экологическая направленность за счет использования возобновляемой энергетики; прозрачность рынка энергоснабжения, так как и производители, и потребители получат возможность контроля друг друга; расширение числа производителей и низкий порог входа на энергетический рынок, это увеличит конкуренцию между производителями, улучшит качество услуг и снизит стоимость; улучшение надежности энергетического сектора в целом за счет распределения генерации на большое количество производителей и в случае выхода из строя одного или нескольких нагрузка ляжет на других; возможность обеспечить энергоснабжением удаленные и малозаселенные территории, где строительство централизованной сети экономически неоправданно»,–резюмировал Антон Щербак.
Изучение отечественного и мирового опыта в области возобновляемых источников и учет специфики социально-экономическое развития Крайнего Севера и Арктики, позволяет специалистам КарНЦ РАН выдвигать новое методологическое решение с целью устранения дефицита электроэнергии, бережного использования природных ресурсов и стимулирования внедрения нетрадиционных источников энергии.
Фото Антон Щербак, Валентина Каргинова-Губинова
