Введение к работе
Актуальность исследования. Проблема эксплуатации возобновляемых источников энергии (ВИЭ) во многих странах достигла стадии реализации национальных программ. Одним из таких источников является энергия ветра и рек, широко использовавшаяся на территории Центральной России в прошлом. Ветроэнергетические установки и объекты малой гидроэнергетики (ВЭУ, МГЭ) являются экологически чистыми энергетическими установками на основе ВИЭ (ЭВИЭ), при современном уровне технического развития могут полностью работать в автоматическом режиме и не требуют строительства развитой инфраструктуры. Несмотря на относительно высокие показатели на создание удельной мощности оборудования ЭВИЭ, очевиден экономический выигрыш по эксплуатационным затратам сравнительно с базовыми вариантами энергоснабжения. Потребляемая на месте производства энергия не нуждается в дорогостоящих линиях электропередач (ЛЭП). На уровне единичного потребителя (сельское жилище) сочетание ВЭУ-МГЭ с тепловыми аккумуляторами позволяет эффективно решать проблемы комбшшрованного теплоэлектроснабжения.
К реализации программ по вовлечению в энергобаланс села ВИЭ целесообразно приступить в энергодефицитных районах Российской Федерации, обладающих экономически обоснованным ресурсным потенциалом. Для этого необходимо произвести комплексные исследования ветрового и гидрологического режима регионов, в которых потребность в источшпсах энергии различной природы особенно насущна.
Центральный экономический район России как объект исследования обладает значительным природішм потенциалом энергии ветра и рек. Вместе с тем, доля местных традиционных энергоресурсов в топливном балансе электростанций не превышает 10% от потребностей. Региональные энергокомпании
эпергодефицитны как по мощности оборудования, так и электропотрсблению. В ближайшем будущем (10-15 лет) практически не планируется строительстве новых энергогенерирующих объектов. За этот срок только в коммунально-бытовой и социальной сфере населения и особенно сельского, ожидается увеличение объемов электропотребления в 3-4 раза по сравнению с базовым 1990 годом. Складывающуюся ситуацию серьезно осложняет обострение проблемы "преодоления экономических расстояний" по поставкам топливных ресурсов из восточных районов страны, происходящее на фоне снижении объемов их добычи. В этой связи вероятны следующие неблагоприятные явлеїшя сохранение жесткой зависимости энергетики района от дальнопривозных топливных ресурсов; неудовлетворенность растущего энергоспроса населения; сужение возможностей решения социально-экономических проблем села.
Темпы роста потребления энергии в сельской местности и существующие схемы энергообеспечение принципиально не позволяет повысить уровень энер гонасыщенности систем жизнеобеспечения села. Без успешного решения зтої проблемы создать предпосылки для выхода из кризиса агропромышленной комплекса затруднительно, особенно в условиях малозаселенной системы сель ского расселения Нечерноземья.
Эксплуатация изношенного потенциала системной энергетики, созданно го без учета энергосберегающих тенденций не только не обеспечивает энерге тической независимости регионов, но и имеет следствием загрязнение окру жающей природной среды. Между тем, функционирование ВЭУ и объекта МГЭ отличается мшшмальным спектром негативного влияния на природнук среду. Более того, выявлены аспекты их позитивного воздействия на сохране ние экологического равновесия территорий (препятствуют развитию процесш ветровой эрозии почв, поддерживают гидрологический режим малых рек по па раметру водности, улучшают микроклимат прилегающих местностей и т.д.] Указанные положительные аспекты значимы для Центральной России, гд
следствие высокой хозяйственной освоенности территорий создалась неблаго-юлучпая экологическая ситуация, а в некоторых районах даже утрачена спо-:обность природной среды к регенерации (Б.И. Кочуров и др.).
Предметом исследования является комплексная оценка ветроэнергетических и гидроэнергетичесюгх (для малых-ГЭС) ресурсов Центрального экономического района России, перспективных для оптимального использования в качестве основного или дополнительного энергоисточника сельских жителей; выявление территорий благоприятного сочетания дискретности структуры сельского расселения и "очаговости" концентрации энергетического потенциала; определение эффективных областей и целей спроса на энергию от ЭВИЭ; установление наиболее целесообразных путей и направлений комбинирования базовых и возобновляемых энергоисточников в локальной системе сельского энергоснабжения.
Цель работы - обосновать возможность и целесообразность реализации программ использования ВЭУ и объектов МГЭ в сельской местности Центрального экономического района Россші по многокритериальному виду оценки. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
с учетом последствий социально-экономических преобразовагаш в России произвести комплексный экономико-географический анализ периодов становления, развития и современного состояния топливно-энергетического комплекса Центрального экономического района;
обосновать степень эпергодефиципюсти региональных энергосистем и перспективы их развития с учетом потребительского фактора;
выявить "границы" экономической эффективности программ расширения традиционных схем сельского электроснабжения (ЛЭП) по критерию людности населенных мест;
произвести обзорный анализ существующих технологий трансформации энергии ветра и рек, оценить выгоды экономико-географического положения центров по разработке и производству ЭВИЭ;
произвести зонирование (районирование) территории Центрального экономического района России по закономерностям пространственного распределения возобновляемой энергии, комплексно оценить природный гидро- и ветро-энергопотенциал территории. Выделить условные тшювые зоны и группировка регионов по энергонасышенности ВИЭ, а в их пределах выявить долю технического и экономического ресурса;
обосновать выбор мощностного типоразмера ВЭУ и оборудования дл) МГЭ технически применимого по ресурсному потенциалу регионов;
осветить историко-географические и социально-экологические аспекть использования ЭВИЭ, определить степень их значимости для практики совре мешюго планирования инженерного обустройства сельских местностей в вид выработки частных рекомендаций;
комплексно обосновать основные направления оптимального использе вания возобновляемых энергоисточников в сельской местности и целесообра; ные схемы их комбинирования с базовыми вариантами в локальной систем энергоснабжения.
Методическую основу диссертационного исследования составляют н; учные положения экономической и социальной географии, гидрологии, КЛИМ, тологии, энергетики, экономики и экологии, разработанные отечественными зарубежными авторами: Г.А. Агранатом, Л.Е. Анапольской, Н.Н. Баранскш С.Л. Вендровым, В.И. Виссарионовым, И.П. Герасимовым, Г.В. Иофф Н.Н. Колосовским, И.В. Комаром, Н.И. Коронкевичем, Б.И. Кочуровьи А.А. Минцем, В.П. Муруговым, А.В. Неверовым, В.В. Новожиловым, А.И. Пр ображенским, Г.А. Приваловской, А.А. Троицким, СБ. Шлихтером, Я.И. Ше< тер, Д. Дэвисом, Б. Скиннером, С. Склар, Д. Твайделл, А. Уейр, Б. Чабот и др.
Поставленные задачи исследования определили необходимость привле-ния разнообразных источников: фондовых материалов государственного ар-іва Рязанской области (ГАРО), статистических управлений, справочных изда-1Й по климату СССР и России, информационного обзора отечественных и залежних публикаций и др.
Основные методы исследования. При решении поставленных задач ис-ользовался комплексный экономико-географический подход. Традиционные ^графические методы: сравнительно-географический, историко-географи-сский, ресурсной оценки экономического потенциала, картографический до-олняются методами энергобалансовых расчетов климатических материалов, атематической обработки статистических данных, декомпозиционного реше-ия комплексной энергетической задачи по альтернативным вариантам, сис-емного обоснования технико-экономической эффективности ЭВИЭ по много-ритериалыюму виду оценки и др.
Научная новизна работы определяется специфическим экономико-сографическим подходом к изучению проблемы и состоит в следующем:
применительно к Центральному экономическому району России, пока-ано своеобразие зонально-регионального подхода к оценке ресурсного потен-гиала возобновляемых источников энергии (ветроэнергии, гидроэнергии для >бъектов малой гидроэнергетики);
на основе справочного, статистического и архивного материалов (с уче-гом современного состояния экономики) впервые оценена ресурсная база ветроэнергетики Центрального экономического района. Для Рязанской области шалогичные оценки выполнены по ресурсам гидроэнергии для объекгов МГЭ;
- проведена комплексная научно-обоснованная оценка экономической
эффективности технологий преобразования ВИЭ по альтернативным вариантам
энергоснабжения в условиях малозаселенной системы сельского расселетія.
- выявлены потенциальные предпосылки для внедрения на сель
"независимой" энергетики (на основе ВИЭ), взаимосвязанные с интересами фе
дерального и регионального уровня управления. В частности, это касается вы
год как энергокомпаний и служб инженерного обустройства сельских террито
рий, так и непосредственного потребителя энергии;
разработаны рекомендации приоритетных направлений технологическі обоснованного, экономически эффективного и экологически безопасного использования ВЭУ и объектов МГЭ, где учтены последствия влияния как ограничителей реализащш широкомасштабных программ (по ресурсному циклу) так и комплексу дополшггельных эффектов эксплуатации ЭВИЭ (энергетн ческис, социальные и др.);
обоснованно соответствие общественного спроса, социальной направ ленности и эколого-экономической целесообразности развития возобновляемо! энергетики не только в условиях кризиса экономики, но и с перспективной ус тановкой на ее стабильное развитие.
Практическая значимость работы определяется напряженным экологи ческим состоянием репгонов Центральной России и углублением энергетиче ских проблем сельского населения. В настоящем исследовании освещены тео ретические основы и некоторые практические положения по частичному реше шло указанных проблем за счет вовлечения в общий энергобаланс региональ ных ресурсов возобновляемой энергии.
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты ис следования были апробированы на региональном уровне, в частности:
- в соответствии с научно-технической программой обеспечения развити
сельского хозяйства региона, в научно-исследовательской работе "Разработк
системы использования ветроэнергетики в сельском хозяйстве Рязанской об
ласти" (Ветер), выполненной в рамках хоздоговорного заказа региональног
'правления сельского хозяйства, где соискатель являлся ответственным испол-ттелем (1993 г);
в рамках разработки "Предложений по развитию малой гидроэнергетики 'язанской области", выполненную АОЗТ институтом "Рязаньагроводпроект" по шициативному предложению Рязанского комитета охраны окружающей среды і природных ресурсов, диссертантом составлен раздел "Исторические аспекты іспользования малой гидроэнергетики в Рязанской области" (1996 г);
на заседаниях кафедры экономической и социальной географии (РПТУ) s 1996-1997 гг. и па межрегиональной научно-практігческой конференции 'Региональный компонент в образовании: опыт и проблемы" (Рязань, 1997 г.).
По результатам исследований имеется 3 публикации (плюс 1 - в печати).
Структура, содержание и объем работы. Диссертация состоит из введе-шя, шести глав, заключения, списка использоваїгаои литературы и приложения отдельный том). Основное содержание изложено па 176 страницах машино-шсного текста. Список литературы включает 243 наименования, в том числе і на иностранном языке. Отдельный том приложения объемом 103 страниц ил-иострировано 20 рисунками (картосхемами), 65 таблицами.