Для арктических территорий России характерны ограничения, связанные с транспортной и энергетической отраслью [1, 2]. Эти ограничения влияют на экономическое развитие Арктической зоны РФ. Связаны они в первую очередь с распределенностью и труднодоступностью экономических субъектов. Поэтому для решения задачи преодоления этих ограничений необходимым является внедрение как энергоэффективных технологий, так и поддержка развития приоритетных направлений (стимулирование приоритетной разработки и внедрения энергосберегающих и энергоэффективных технологий). Энергетическая проблематика арктических регионов в соответствии с курсом на формирование зеленой экономики [3] и снижение потребления невозобновляемых ресурсов с объемных (количественных) показателей переключается на качественные и структурные показатели [4].
Формирование направлений развития региональной электроэнергетики [5]; внедрение энергосберегающих мероприятий на горных предприятиях [6]; развитие новых технологий в энергетике, основанных на возобновляемых источниках энергии [7] и местных видах топлива [8], распределенной генерации, интеллектуализации, являются ключевыми задачами в формировании энергетической стратегии арктических территорий. Субсидии, получаемые от государственных структур, направлены на развитие новых технологий и улучшение ситуации в целом. Но в то же время на реновацию влияет экономическая обстановка, в частности это выражается в увеличении уровня цен на основные энергоносители.
Влияние распределенной генерации на общее состояние топливно-энергетического комплекса региона мало, несмотря на бурное развитие последней. Централизованные системы электроснабжения составляют основу электроэнергетики Мурманской области. Использование тепловых, гидроэлектростанций и атомных станций является преимущественным в регионе.
Цель работы – обзор научных публикаций по развитию топливно-энергетического комплекса и энергетической инфраструктуры в Мурманской области.
Материалы и методы исследования
Исследование базируется на обзоре научных работ в области развития энергетики в арктических регионах и Мурманской области, опубликованных в российских изданиях.
Результаты исследования и их обсуждение
Структура установленной мощности электростанций Мурманской области
Экономика Мурманской области базируется на доходах от сырьевой промышленности. Металлургия и горно-химическая промышленность являются самыми энергоемкими отраслями.
Развитие вышеуказанных отраслей требует надежного электроснабжения, повышения энергоэффективности электросетевого комплекса, что, в свою очередь, окажет благоприятное влияние на весь топливно-энергетический комплекс Мурманской области [9, 10].
Основными направлениями реализации государственной политики Российской Федерации по развитию топливно-энергетического комплекса и энергетической инфраструктуры (ТЭК и ЭИ) в Мурманской области являются развитие энергетической инфраструктуры, замена оборудования мазутной теплогенерации на оборудование, использующее сжиженный природный газ, возобновляемые источники энергии и местное топливо [11].
Привозное топливо, такое как ядерное топливо, уголь и топочный мазут, составляет немалую долю при рассмотрении баланса топливно-энергетических ресурсов. Оно является основным источником тепловой и электрической энергии и используется в технологических процессах предприятий. Если производить сравнительную оценку стоимости топлива, то использование угля по сравнению с топочным мазутом более выгодно. Но если сравнивать калорийность топлива, то уголь проигрывает топочному мазуту, вследствие чего необходимы большие объемы поставок угля, что, в свою очередь, влечет за собой увеличение нагрузки на транспортные цепи и увеличивает загрязнение окружающей среды.
Увеличение доли распределенной генерации на базе возобновляемых источников энергии в общей структуре производства электрической энергии (в зависимости от структуры и концентрации нагрузки в арктических регионах) позволит повысить энергетическую эффективность производства и потребления энергоресурсов.
Строительство ветрового парка на побережье Кольского полуострова даст прирост мощности энергосистемы на 200,97 МВт, что увеличит установленную мощность от возобновляемых источников энергии от общего количества отпускаемой мощности до 47 % [12].
Структура установленной мощности по типам электростанций в Мурманской области представлена на рис. 1.
Структура электропотребления по видам экономической деятельности
В состав энергетической системы Кольского полуострова входят семнадцать гидроэлектростанций, две тепловые электростанции, атомная электростанция и приливная электростанция. Объединены эти электростанции высоковольтной электрической сетью разных классов напряжений 35, 110, 150, 330 кВ, которые подаются предприятиям промышленности и жилищно-коммунального сектора и экспортируются в Норвегию и Финляндию. Также осуществляется передача электроэнергии класса напряжения 330 кВ в Республику Карелия. Производство и потребление электроэнергии в Мурманской области за 2014–2021 гг. показано на рис. 2 [13].
На рис. 3 приведена структура потребления электрической энергии за 2021 г. по видам экономической деятельности.
Рис. 1. Структура установленной мощности по типам электростанций в Мурманской области (МВт; %)
Рис. 2. Динамика производства и потребления электроэнергии, млрд кВт-ч
Рис. 3. Структура потребления электроэнергии за 2021 г. по видам экономической деятельности
Рис. 4. Структура расхода топлива на генерацию электроэнергии и теплоэнергии, %
Рис. 5. Структура потребления тепловой энергии по формам собственности, % За 2021 г. суммарная установленная тепловая мощность энергоисточников (АЭС, ТЭЦ и котельных) Мурманской области составила 7832,39 Гкал/ч, в том числе ТЭЦ – 1 322 Гкал/ч, АЭС – 125 Гкал/ч
Основными потребителями электрической энергии в Мурманской области в 2021 г. были крупнейшие предприятия региона.
Основным видом топлива для Мурманской области остается мазут, его доля в структуре расхода топлива на цели генерации электроэнергии и тепла в Мурманской области за 2021 г. составила 78,05 %, доля угля – 18,54 %, на остальные виды топлива пришлось 3,41 % (рис. 4).
За 2021 г. население Мурманской области потребило 5076,92 тыс. Гкал (65 %) теплоэнергии. Основными потребителями стали системы теплоснабжения крупных городов. Также отдельно нужно отметить потребление тепловой энергии промышленными предприятиями.
Структура потребления тепловой энергии по формам собственности Мурманской области в 2021 г. приведена на рис. 5.
Модернизация генерирующих объектов
Министерством энергетики Мурманской области разработан план мероприятий по уходу от мазутозависимости. При реализации данного плана планируется уменьшить потребление топочного мазута к 2026 г. на 70 %. В основу плана входит внедрение теплогенерации на основе иных видов топлива, таких как уголь, торф, электроэнергия, сжиженный природный газ, и предлагается использовать продукты переработки твердых коммунальных отходов. В этой сфере уже реализуются точечные проекты на основе государственно-частного партнерства.
Регион имеет существенный резерв мощности, который может быть использован в целях модернизации систем отопления. Однако с решением этого вопроса связан ряд ограничений и проблем, в том числе развитие электрических сетей. Возможный отказ от мазута в пользу электроэнергии повлечет за собой вопрос реконструкции имеющихся ЛЭП и подстанций. В связи со сложностью реализации проекта по газификации региона на сегодняшний день нет единого подхода к снижению уровня мазутозависимости, поэтому проработка вопроса о возможности замены мазута электроэнергией осуществляется различными методами в зависимости от района Мурманской области. Согласно «дорожной карте» проекта по модернизации системы теплоснабжения планируется оптимизация 23 котельных в 15 населенных пунктах.
Осуществляется переход с флотского мазута на топочный мазут М-100, который является более экологичным и экономически выгодным.
Осуществляется отказ от флотского мазута в пользу постройки индивидуальных электрокотельных. Заключен контракт жизненного цикла в одном из удаленных населенных пунктов, который реализуется в рамках муниципальной программы «Развитие коммунальной инфраструктуры» на 2021–2024 гг. и подпрограммы «Модернизация объектов коммунальной инфраструктуры». В рамках дальнейшего развития регионального ТЭК прорабатываются проекты использования топлива RDF, получаемого из отходов. На базе одной из угольных котельных запущен пилотный проект по реконструкции с переходом на топливо RDF. Успешная реализация проекта поможет снизить затраты на топливо на 52 %.
Управление спросом
По мере того как энергетические комплексы горнодобывающих компаний переходят от традиционной организации энергосистем к новым технологиям гибкого построения и интеллектуального управления электросетевыми комплексами за счет внедрения децентрализованных энергетических направлений, необходимо разрабатывать механизмы управления спросом на электроэнергию [14–16].
Заключение
Исходя из анализа развития энергетики Мурманской области, следует, что развитие сетевой инфраструктуры и увеличение генерирующих мощностей станут основными направлениями по развитию топливно-энергетического комплекса и энергетической инфраструктуры в регионе. Также на первый план выходят формирование благоприятных инвестиционных условий при строительстве объектов энергетики и управление энергоэффективностью.