Дата публикации: 20.04.2022
Абуниязова Саидам Абайдуллаевна
Магистрант 2 курса,
Алматинский университет энергетики и связи им.Г.Даукеева,
Казанина Ирина Владимировна
Научный руководитель, доцент.
Алматинский университет энергетики и связи им.Г.Даукеева,
Казахстан, г.Алматы
АННОТАЦИЯ
Для оптимизации системы электроснабжения необходимо понимать каким образом на данный момент устроена система электроснабжения. Найти возможности по ее оптимизации и способы реализации данных возможностей. Изучить возобновляемые источники энергии и проработать способы внедрения ВИЭ в имеющиеся системы электроснабжения.
В 1990 году при потребности Казахстана в электроэнергии 104.7 млрд. кВт∙час собственное производство составило 87,4 млрд. кВт∙час (при 17.9 млн. кВт установленной мощности) и сальдовый дефицит достигал 17.3 млрд. кВт∙час.
В последующие годы были введены в работу новые генерирующие мощности с проектной выработкой около 8 млрд. кВт∙час, в том числе два энергоблока по 525 МВт на Экибастузской ГРЭС-2 (один из них в декабре 1990), турбоагрегат 110 МВт на Карагандинской ТЭЦ-3, газотурбинная установка 100 МВт на АО "Актурбо" и гидроагрегат 117 МВт на Шульбинской ГЭС. Таким образом, потенциал производства электроэнергии на собственных электростанциях составил около 95 млрд. кВт∙час, что при установленной мощности 18,2 млн. кВт соответствует 5 тыс. часам использования установленной мощности.
В результате снижения платежеспособного спроса на электроэнергию, ее производство в 1996 году снизилось до 59,3 млрд. кВт∙час, а в 1997 году - до 52,2 млрд. кВт∙час, в 1998 году - до 49,215 млрд. кВт∙час. По сравнению с 1997 годом производство электроэнергии (выработка) в 1998 году снизилась на 5,7%. При этом потребление в 1998 году составило - 53,027 млрд. кВт∙час, или на 7,2% ниже уровня, в 1997 году. Сальдовый импорт составил 3,812 млрд. кВт∙час.
Основное оборудование электростанций имеет значительный износ из-за наработки, превышающей расчетный ресурс.
По данным Системного оператора электростанциями РК в январе-декабре 2020 года было выработано 108 085,8 млн. кВтч электроэнергии, что на 1,9% больше аналогичного периода 2019 года. Увеличение выработки наблюдалось во всех зонах ЕЭС Казахстана.[1, с3]
По типу выработки электростанциями порядка 82,7% от всей выработанной электроэнергии в Казахстане приходится на ТЭС (тепловые электростанции). Основным производителем электроэнергии в Казахстане в разрезе основных энергетических зон является Северная зона, вырабатывающая более 76% всей электроэнергии страны Потребление электроэнергии в Казахстане. Северная зона потребляет 2/3 всего потребляемого объема электроэнергии в Казахстане, при том, что там сконцентрировано 41% от всей численности населения страны. Причиной подобного дисбаланса в потреблении является наличие большого количества производственных мощностей в данном регионе. В частности, Павлодарская и Карагандинская области обеспечивают 54,3% от всего уровня потребления.[2, с1]

Рисунок 1. Данные по возобновляемым источникам энергии. Бюро национальной статистики Агентства по стратегическому планированию и реформам Республики Казахстан
Прогнозы производства и потребления электроэнергии. По оценкам Министерства Энергетики РК, среднегодовой темп роста производства электроэнергии в 2020-2025 году составит 3,0%. При этом потребление, по ожиданиям, будет расти на 1,9% в год и увеличится с 110,1 млрд. кВт*ч в 2020 году до 120,9 млрд. кВт*ч в 2025 году.
К 2025 году, 28% всего производства электроэнергии будет приходиться на станции, введенные в эксплуатацию в промежутке с 2020 по 2025 годы, что говорит о необходимости дополнительных капитальных вложений в данную отрасль. При этом, 19% планируемых к вводу станций будут относиться к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ).[2, с1]
Таблица 1. Динамика доли электроэнергии, произведенной возобновляемыми источниками энергии в общем объеме производства электроэнергии с 2014-2020 гг. [6]
Год
|
2014
|
2015
|
2016
|
2017
|
2018
|
2019
|
2020
|
Доля ВИЭ в Республика Казахстан в общем объеме, %
|
8,7
|
10,3
|
12,7
|
11,3
|
10,2
|
10,4
|
11,0
|
* данные с учетом крупных гидроэлектростанций.
|
|
|
|
Гидроэлектростанции относятся к возобновляемым источником энергии. Но в большинстве случаев их принимаю как традиционный вид выработки электроэнергии и в статистических отчетах по ВИЭ они не входят, эти данные в Таблице 2.
Таблица 2. Динамика доли электроэнергии, произведенной возобновляемыми источниками энергии в общем объеме производства электроэнергии с 2014-2020 гг. [6]
Год
|
2014
|
2015
|
2016
|
2017
|
2018
|
2019
|
2020
|
Доля ВИЭ в Республика Казахстан в общем объеме, %
|
0,3
|
0,5
|
1,1
|
1,2
|
1,3
|
1,6
|
2,8
|
* данные с 35 КВт час и свыше, без учета крупных гидроэлектростанций.
|
По данным системного оператора объем производства электроэнергии объектами по использованию ВИЭ (СЭС, ВЭС, БГС, малые ГЭС) РК за январь-декабрь 2020 года составил 3 123,4 млн. кВтч. В сравнении с январем-декабрем 2019 года (1 927,7 млн. кВтч) прирост составил 62%. [1, с9]
Таблица 3 Выработка электроэнергии в РК за счет ВИЭ. [1, с9] млн. кВтч
№
|
Наименование
|
2019г
|
2020г
|
Отклонение 2020/2019гг,
|
|||
январь-декабрь
|
доля в РК, %
|
январь-декабрь
|
доля в РК, %
|
млн. кВтч
|
%
|
||
|
Всего выработка в РК
|
106030,0
|
100%
|
108085,7
|
100,0%
|
2055,7
|
1,9%
|
I
|
Всего ВИЭ в РК, в т.ч. по зонам
|
1927,7
|
1,8%
|
3123,4
|
2,9%
|
1195,7
|
62,0%
|
1.
|
Северная зона
|
594,8
|
30,9%
|
1117,5
|
35,8%
|
522,7
|
87,9%
|
2.
|
Южная зона
|
1082,7
|
56,2%
|
1644,0
|
52,6%
|
561,3
|
51,8%
|
3.
|
Западная зона
|
250,2
|
0,0%
|
361,9
|
11,6%
|
111,7
|
0,0%
|
II
|
Всего ВИЭ в РК, в т.ч. по типам
|
1927,4
|
1,8%
|
3123,4
|
2,9%
|
1195,7
|
62,0%
|
1.
|
СЭС
|
412,4
|
21,4%
|
1304,3
|
41,8%
|
891,9
|
216,3%
|
2.
|
ВЭС
|
701,9
|
36,4%
|
1091,6
|
34,9%
|
389,7
|
55,5%
|
3.
|
Малые ГЭС
|
807,3
|
41,9%
|
722,6
|
23,1%
|
-84,7
|
-10,5%
|
4.
|
БиоГазовыеУстановки
|
5,8
|
0,3%
|
4,9
|
0,2%
|
-0,9
|
0,0%
|
В 2020г. наблюдается снижение производства электроэнергии малыми ГЭС по сравнению с аналогичным периодом 2019г., в то время как производство электроэнергии объектами ВЭС и СЭС выросло. [1, с9]
Таблица 4 Производство э/э в ЕЭС РК [1, с9] млн. кВтч
№
|
Наименование
|
2019г
|
2020г
|
Отклонение 2020/2019гг,
|
|||
январь-декабрь
|
доля в РК, %
|
январь-декабрь
|
доля в РК, %
|
млн. кВтч
|
%
|
||
|
Производство э/э в ЕЭС РК
|
106030,0
|
100,0%
|
108085,7
|
100%
|
2055,7
|
1,9%
|
1.
|
Производство «чистой» электроэнергии (ВИЭ + Крупные ГЭС)
|
9507,0
|
9,0%
|
8800,5
|
8,1%
|
-706,5
|
-7,4%
|
2.
|
Производство «чистой» электроэнергии (ВИЭ без учета Крупных ГЭC)
|
1927,7
|
1,8%
|
3123,4
|
2,9%
|
1195,7
|
62,0%
|
Выработка электроэнергии объектами ВИЭ АО «Самрук-Энерго» (СЭС, ВЭС, малые ГЭС) за январь-декабрь 2020 года составила 335,8 млн. кВтч или 10,8% от общего объема вырабатываемой объектами ВИЭ электроэнергии, что по сравнению с аналогичным периодом 2019 года ниже на 2% (за январь-декабрь 2019г. выработка ВИЭ Общества составила 342,5 млн. кВтч, а доля ВИЭ Общества 17,8%).
Доля Общества в производстве «чистой» электроэнергии (СЭС, ВЭС, малые и крупные ГЭС) за январь-декабрь 2020г. снизилась на 21,7% (2 386,2 млн. кВтч) в сравнении с аналогичным периодом 2019г. (3 046,2 млн. кВтч). [1, с9]
В связи с мировой технизацией, потребность в электроэнергии растет с каждым днем. Следует так же отметить, что увеличение мощностей связанно с постоянным увеличение нагрузок. Ежегодно в рамках индустриализации город расширяется и абонентов становится больше. Для наглядности можно рассмотреть Рисунок 2 Структура валового потребления топливно-энергетических ресурсов за 2020 год. Из приведенных данных видно что в 2020 году общее конечное потребление энергии составило 40,3 млн.т.н.э наибольший объем потребления энергии продемонстрировал жилищный сектор составляет 33,4%, сектор промышленности 31,1 %, сектор транспорта-18,5%.

Рисунок 2. Структура валового потребления топливно-энергетических ресурсов за 2020 год.
В промышленности ежегодно мы тоже можем наблюдать рост потребления электроэнергии и это неизбежно. По прогнозу Института энергетических исследований Российской Академии Наук (ИНЭИ РАН), потребление электроэнергии и тепла в мире с 2010 по 2035 г.г. будет расти за счет роста потребностей индустрии (промышленности) и населения (ЖКХ).
При сохранении старой базы промышленности и низких темпах её модернизации без внедрения энергосберегающих и энергоэффективных технологий, дальнейшее развитие производственных мощностей энергетики Казахстана, запланированных в программах и планах правительства, будет использовано только на удовлетворение потребностей промышленности без снижения показателя энергоэффективности. Это приведет к снижению конкурентоспособности, снижению качества продукции и сохранению статуса «сырьевого» придатка развитых стран мира.
Во всем мире наблюдается стремление государственного и частного секторов к достижению чистых нулевых выбросов. Казахстан активно внедряет меры по регулированию выбросов парниковых газов для достижения целей по переходу к «зеленой экономике». [3, с12]
В 2013 году в Казахстане была принята концепция по переходу к «зеленой экономике», в рамках которой доля возобновляемых источников энергии к 2020 году должна составить 3% и согласно Таблице 2 эти значения были достигнуты. В общем объеме производства электроэнергии, к 2030 году – 10%, в 2050 году – 50% с учётом альтернативной энергетики.
В 2016 г. Казахстан подписал Парижское соглашение по изменению климата, в рамках которого принял обязательство по сокращению выбросов парниковых газов на 15% к 2030 г. относительно выбросов 1990 г.
В настоящее время разрабатывается стратегия низкоуглеродного развития Казахстана до 2050 г., которую планируется завершить в июне 2021 г. Кроме того, в декабре 2020 г. на саммите по климатическим амбициям, Казахстан обязался достичь углеродной нейтральности к 2060 г. [3, с16]
Для достижения целей Парижского Соглашения (2015) по удержанию роста глобальной средней температуры ниже отметки 1.5С, в 2021 г. были предприняты различные меры как в ЕС, так и странами за его пределами [3, с12]
Развитие «зеленой» экономики, в том числе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), является одной из приоритетных задач Правительства Казахстана. В период с 2016 по 2019 год установленная мощность объектов ВИЭ в Казахстане выросла в 3,5 раза – с 295 МВт до 1050 МВт. Такой рост стал возможным благодаря развитию крупных объектов ВИЭ мощностью 50 МВт и выше. Однако маломасштабные проекты, применяемые частными компаниями и лицами, все еще недостаточно развиты. Вместе с тем мировой опыт показывает, что применение ВИЭ частными домохозяйствами является выгодным и перспективным. В Германии, например, 45% солнечных электростанций в стране установлены частными домохозяйствами и малым бизнесом, это небольшие (до 30 кВт) и средние (до 700 кВт) системы, установленные в основном на крышах частных домов, а также на предприятиях бизнеса. [4, с20]
Для стимулирования инвестиций в маломасштабные ВИЭ Программа развития ООН (ПРООН) и АО «Фонд развития предпринимательства «Даму» 24 февраля 2020 года подписали Соглашение о взаимодействии, в рамках которого предпринимателям была предоставлена финансовая поддержка на установку объектов ВИЭ. В частности, предусмотрен один из следующих финансовых механизмов:
• 10%-ное субсидирование ставки вознаграждения по кредиту;
• выпуск «зеленых» облигаций;
• субсидирование части основного кредита до 25%.
Механизм достаточно простой: заявитель проекта (заемщик) обращается в финансирующую организацию (БВУ/ МФО / лизинговую компанию) для предварительной проработки вопроса получения займа для реализации проекта, после чего заявитель обращается в «Даму» за субсидией в рамках программы. При этом у финансирующей организации имеются понятные и простые критерии по отнесению поступающих проектов к механизмам субсидирования. Например, сейчас к нам на рассмотрение поступила заявка от бизнеса, который планирует построить солнечную электрическую станцию мощностью до 1000 кВт (ориентировочная годовая выработка – 1 314 000 кВт*ч, для сравнения: ежегодное среднее потребление одного домохозяйства составляет 2000–2500 кВт*ч). Данная станция будет поставлять электрическую энергию для нужд близлежащей теплицы и завода по обработке металлоконструкций, тем самым позволит экономить данным предприятиям на затратах по покупке электрической энергии из сети. (Данныйпроект реализуется в Туркестанской области, где тариф для юридических лиц составляет порядка 25 тенге за 1 кВт*ч.) По международным меркам, стоимость электроэнергии в Казахстане очень дешевая. Так, по данным интернет портала GlobalPetrolPrices, стоимость электроэнергии в Казахстане за один кВт*ч составляет $0,04, в то время как средняя цена по миру составляет $0,14. В Белоруссии один кВт*ч электроэнергии стоит $0,07, в Грузии $0,06, а в Украине $0,05. [4, с21]
По международным меркам, стоимость электроэнергии в Казахстане очень дешевая. Так, по данным интернет портала GlobalPetrolPrices, стоимость электроэнергии в Казахстане за один кВт*ч составляет $0,04, в то время как средняя цена по миру составляет $0,14. В Белоруссии один кВт*ч электроэнергии стоит $0,07, в Грузии $0,06, а в Украине $0,05. [2, с1]
Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) проанализировало результаты аукционов на строительство ВИЭ за последние 10 лет и подсчитало, на сколько подешевела альтернативная энергия. С 2010 по 2020 год среднемировая стоимость электроэнергии, вырабатываемой солнечными электростанциями (СЭС), снизилась на 74 процента — до 0,04 доллара США за кВт/ч (около 18 тенге). По расчетам агентства, это на 27 процентов ниже самого дешевого тарифа угольной генерации. [5, ]
Подводя итоги рассмотренных данных по Казахстану можно сделать вывод о перспективах развития возобновляемых источников энергии. Так же о приоритете развития малых электростанций частного домовладения, что позволит при не большой выработки, но в большом масштабе существенно оптимизировать систему электроснабжения Казахстана.
Список литературы:
-
SAMRUK ENERGY. Отчет. АНАЛИЗ РЫНКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И УГЛЯ КАЗАХСТАНА ЯНВАРЬ- ДЕКАБРЬ 2020 ГОДА. ДЕПАРТАМЕНТ «РАЗВИТИЕ РЫНКА».
-
HALYK RESEARCH. Обзор рынка электроэнергии Казахстана.
-
PWC. Рынок ВИЭ в Казахстане: потенциал, вызовы и перспективы Первый выпуск Май 2021.
-
Информационно-аналитический журнал QazaqSolar #3 2020.
-
E2nergy. Казахстан достиг целевых индикаторов в развитии ВИЭ.
-
Бюро национальной статистики Агентства по стратегическому планированию и реформам Республики Казахстан