Оцінка потенціалу відновлюваної енергії. Регіональний досвід

Ця публікація присвячена презентації результатів оцінки потенціалу відновлюваних джерел енергії на прикладі Томської області. Оцінка спроможності ґрунтується на свідченому моніторингу роботи експертних груп. Автори проекту побудували геоінформаційну систему за допомогою технологій Google.



Томська область має ряд зон, які не передбачені централізованою електрикою. Для забезпечення населення енергією використовуються дизельні, вугільні або паливні станції. Ця обставина призводить до значного збільшення тарифів, які в деяких населених пунктах Томської області досягає 90-110 рублів за кілват. Соціальний тариф не перевищує 4 рублів за кілограм, а різниця в тарифі покривається обласним бюджетом. Тим не менш, для деяких районів Томської області існують перспективи впровадження альтернативних джерел енергії. Метою створення геоінформаційної системи (GIS) є узагальнення інформації про виробництво та споживання теплової та електричної енергії в Томській області, а також на потенційну можливість заміщення твердих і рідких вуглеводневих палив (масля, мазут, дизельне паливо, вугілля) з регіональним органічним паливом (біогаз, відходи, лісопереробка, торф) та відновлюваними джерелами енергії (ві, сонячні станції, геотермальні джерела).

Вивчена територія ГІС побудована на прикладі Томської області. Томська область розташована на південно-східній частині Західного Сибірського рівнини, входить до складу Сибірського Федерального округу Російської Федерації. Краєзнавчі кордони: на півночі - з Ханти-Мансійською автономною Округою, на схід - з Красноярським Територіям, на півдні - з Кемерово та Новосибірським районами, на заході - з Омської області.

Територія регіону – 316.9 тис. кв. км (на 1,5% більше площі Польщі)

Кількість населення Томської області станом на 1 січня 2013 р. склала 1064.2 тис. осіб (0.74% населення РФ), середня щільність населення становить 3,4 осіб на кв. км.

Особливості природи та клімату

До складу області входять 4 міські райони (Томськ, Стрезевой, Кедоровий, ЗАТ Сєвєстськ), 16 муніципальних районів, в тому числі 6 міст (Томськ, Стрехеве, Кедоровий, ЗАТ Сєвєверськ, Асино, Колпашево) і 116 сільських населених пунктів, 1 селища міського типу (Бель Яр) і 579 сільських населених пунктів. Регіональний центр – місто Томськ. рельєф місцевості виключно гладкий. Найвища точка Томської області: + 274 м від рівня моря. Найнижча точка +34 м від рівня моря. Більшість території займають ліси, тампони, річки та озера. Найбільші річки О, Том, Чулім, Кет, Васюган, Тим. Уся річкова система належить до Обухового басейну, який перетинає область з південного сходу на північний захід на відстані близько 1,000 кілометрів, розділяє площу на дві майже рівні частини. Кількість озер в Томській області досягає 95 тис., особливо в заплавах. Найбільше озеро в Томській обл. - Озеро Мир знаходиться на плоскому перетині річок Чужик і Чижакка. У регіоні знаходиться 573 річок. Клімат типу континентальний. Зима сувора і довга. Середня температура січня від -19 °C до -21 °C. Літо теплий, короткий. Середня температура липня від +17 °C до +19 °C. Осадка 450-700 мм на рік. Зростання сезону становить близько 125 днів. Він знаходиться в зонах середньої та південної тайги і частково змішаних лісів. Грунти переважно содово-підзолі і торф-вітланд, на південному сході сірого лісу. Ліси (основні види: береза, сосни, кедр, осінь, ялина) займають близько 54% території. Область багата мінералами, такими як масло, газ, залізна руда, торф, буре вугілля.
Одним з найцінніших природних ресурсів Томської області є ліс. запаси деревини – 2,8 млрд куб. м.
Основні траси розташовані в південній частині регіону з доступом до сусідніх регіонів. Загальна довжина асфальтованих доріг становить 6278 км.

Предмети ГІС та символи

Геотермальні води Геотермальні води - води з температурою вище 20 ° С знаходиться в кишечнику Землі. У більшості випадків вони мають температуру 40 - 100 ° С і вище. Референти до джерел енергії, які використовуються як відновлювані джерела енергії для тепла та/або електрики.

р.

Гібридні вітрогенератори Системи, що включають в себе вітрові турбіни, сонячні панелі та резервні джерела живлення

р.

ДНІ Дизельна електростанція (дизельний генератор, дизельний генератор) - стаціонарна або мобільна електростанція, оснащена одним або декількома електричними генераторами, керованими дизельним двигуном внутрішнього згоряння.



Рідкі паливні котли Будівництво або приміщення з котелом (тепловим генератором) та допоміжним технологічним обладнанням, призначеним для створення тепла, паливного ресурсу якого є: дизельне паливо; паливна олія; сира олія.

р.

Твердопаливні котли Будівництво або приміщення з котелом (тепловим генератором) та допоміжним технологічним обладнанням, призначеним для створення тепла, паливного ресурсу якого є: деревні чіпси; вугілля.



Виробництво тваринництва - сільськогосподарські виробники з худобино-розвантажувальних комплексів (географічна інформаційна система вказує на ферми зі стадом понад 500 голів). Виробничі відходи розглядаються як біоресурс для виробництва біогазу.



Засоби для прибирання - комплекс інженерних споруд населеного пункту, призначений для обробки стічних вод з забруднюючих речовин, що містяться в них. Відходи можуть розглядатися як ресурс для виробництва біогазу.



Підприємства харчової промисловості - підприємства з високими відходами харчової промисловості. Виробничі відходи вважаються сировиною для виробництва біогазу.



ТБО землі - місця накопичення твердих побутових відходів (іміти або товари, які втратили споживчі властивості) життя людини. Розглянуто сайти сировини для виробництва насипного газу (про збір газу, отриманого від природного біохімічного розкладання органічних відходів), а також для виробництва біогазу та вторинної переробки та використання.

р.

Заводи - підприємства птахофабрики Томської області. Виробничі відходи вважаються сировиною для виробництва біогазу.



Локальні зони - ділянки, в яких здійснюється закупорка, що складаються з комплексу лісових різальних робіт і видалення деревини.



Пінні комплекси - підприємства, призначені для повного технологічного циклу - від розмноження до забою і переробки м'яса свиней. Виробничі відходи вважаються сировиною для виробництва біогазу.



Теплові електростанції великі станції Томської області, що генерують електричну енергію шляхом перетворення хімічної енергії палива в механічну енергію обертання шахти електрогенератора для отримання тепла.



Горохові відкладення зливаються - торф від поверхні до мінерального дна або до сапропелівних родовищ складається, як правило, з декількох видів торфу з комплексом гідравлічних заходів для створення дренажної системи і має різну ступінь готовності до початку видобутку торфів.



Депозитні вклади (розробка для розвитку енергетичних цілей) - торфовий депозит з низьким вмістом золи до 15% і великими запасами торфів, такі вклади можуть бути залучені в експлуатацію в короткий час через відносну транспортну доступність і розташування поблизу населених пунктів.

ГІС включає в себе вітроізоліни, сонячні ізоліни, карту автодоріг, діючі газопроводи, лінії живлення (за потреби). Всі об'єкти мають географічне посилання та детальний опис. Опис містить інформацію про виробничий об'єкт або експертну думку щодо потенціалу джерела відновлюваної енергії. Технологія Google використовується в ГІС. Вид ГІС відображається на малюнку.





ГІС будується в шарах. Ви можете тимчасово вимкнути будь-які шари і працювати з інформацією, наприклад, про торфові вклади.





Можливе об'єднання шарів, тим самим оцінити логістичні можливості та зручне розташування потенційного місцезнаходження генераційного об'єкта на альтернативних паливах, враховуючи відповідний паливний ресурс (пиль, торф, чіпси, біомаса тощо).

Головне завдання даної роботи – отримання найнадійніших даних про потенціал відновлюваних джерел енергії та найбільш оновленої інформації про виробничі потужності. У зв'язку з тим, що дані з принаймні декількох незалежних джерел або експертних оцінок були використані безпосередньо на сайтах. Для цього утворилися групи експертів, які надсилали на відповідні райони Томської області. Також використовується в ГІС.

1,1 км Дані регіональних звітів про виробничі потужності
2,2 км Тенденції довгострокових метеорологічних спостережень
3. У Екологічні дослідження території
4. У Наукові дані про публікації незалежних груп дослідників науково-дослідних інститутів та університетів Томськ та Росії
5. Умань Лабораторні дослідження біомаси різного походження (манур, пивна дроба, стічних водних споруд)
6. Жнівень Результати геологічного дослідження різних років застосування інформації про торфські родовища.

Цей підхід дозволяє отримати ГІС з високим ступенем перевірки. Наприклад, ми можемо бачити, що дані експертних думок на потенціалі вітрової енергії ідеально підходять в вітровій ізолінії, стабільно сформовані протягом багатьох років метеорологічних спостережень (на малюнку стабільної вітрової ізолінії, сині лінії розташовані в центрі).

р.



Розглянемо докладніше приклад роботи експертної групи. Для отримання фактичних даних підприємств формувалися експертні групи 2-3 осіб з відповідними професійними компетенціями. Для проведення додаткових досліджень зразків сировини використовуються спеціальні лабораторні засоби. З Я очолювала одну з експертних груп, описую докладніше методи роботи наших фахівців.
Проведено оцінку роботи нашої експертної групи

1,1 км Сільськогосподарські підприємства
2,2 км Заводи
3. У Пінні комплекси
4. У Пивні заводи

Експерти також працювали в частині оцінки потенціалу лікарських рослин. Предметом оцінки є біомаса і виробництво біологічних відходів цих підприємств. Всі команди експертів працювали на підставі відповідних письмових запитів до власників (або старших менеджерів) підприємств, які активно сприяли роботі фахівців.
Робота експерта регулюється методами роботи фахівців, включаючи всі необхідні дії та маніпуляції. Кожна експертна група мала

1,1 км Зразки документів для заповнення у вигляді анкет.
2. Камера налаштовується для автоматичного відображення дати та часу
3. GPS, диктофон
4. У Цистерни відбору проб біомаси для лабораторного тестування
5. Умань Додаткові матеріали (пакети, теги, манжети, одноразові рукавички, припуски зразків, маркери)

Завданням експерта було чітко заповнювати інформацію в анкеті, ознайомлення з підприємством, технологічним процесом, системою поводження з відходами, боєком тощо відповідно до алгоритму експерта. Всі дії чітко регламентовані, тому не було суттєвих помилок і недоліків. Проведено фотографію та розрахунок географічних координат підприємства. Проаналізовано біомасу для подальшого лабораторного дослідження. Здійснено робочий час експертної групи (в залежності від компанії) 3-5 годин.

Для лабораторних досліджень було відправлено зразки біомаси. Мета дослідження було проаналізувати структуру біомаси, наявність домішок, важких металів, а також загальні хімічні показники, такі як золи, рН, С:N:P співвідношення. Тести були проведені в незалежній акредитивній лабораторії.
Приклад тестового звіту р.


Ця початкова інформація була необхідно проводити експерименти з бродіння біомаси в лабораторних біогазових установках, для визначення ліміту калорій сировини для виходу біогазу. На фото представлена тип і технічні характеристики лабораторних установок.







Результати лабораторних досліджень, аналіз інформації анкет та всієї інформації, зібраної експертами, були узагальнені у фінальній експертній думці, яка була основою для введення інформації в ГІС. Водночас враховано лише великі підприємства аграрного сектору, зокрема, з тваринництвом не менше 500 голів.

Інші експертні групи працювали аналогічно в аналізі потенціалу вітрового навантаження, сонячної ізоляції, потенціалу торфів, геотермальних джерел тощо. У відповідності з завданнями експертних груп використовуються інші інструменти та лабораторні об’єкти.

Аналіз та перспективи використання ГІС великих обсягів інформації були узагальнені та оновлені. ГІС надає єдиний інформаційний ресурс для аналізу потенціалу відновлюваної сировини для альтернативних джерел енергії. Враховуючи розвиток відновлюваних енергетичних технологій, це дозволить у середньостроковому режимі формувати проекти для створення об’єктів генерації на альтернативних паливох. У той же час потенціал відходів торфу та обробки деревини вже значним. На даний момент робота спрямована на аналіз перспективних технологій для вирішення цих проблем. Підходи для оцінки потенціалу відновлюваних джерел енергії та компетенції експертних груп Томськ можуть використовуватися для аналогічної роботи в інших регіонах Росії, і ми готові поділитися нашим досвідом в цьому напрямку.

Посилання ГІС тут. Я не можу оцінити реакцію на ефект Hubr. Можлива подача.

Ця робота була проведена десятки людей з різних організацій, університетів та науково-дослідних інститутів Томська. Про рік і половину. Дякую всім колегам, які працювали над цим проектом. ГІС було побудовано в інтересах Томської області і в даний час підтримується і розроблена Центром енергоефективності та енергозбереження Томської області. Керівник Центру Олександра Дмитраєва та його співробітників активно взяли участь у роботі, а також висловлюю вдячність їм.

Багато хто може бути надзвичайно скептично про перспективи використання біогазових технологій в сибірських умовах. Це цікава тема для аналізу та обговорення. У найближчі дні я опублікувати відповідну посаду і запросити всіх, щоб обговорити цю тему більш детально.


Джерело: habrahabr.ru/post/229919/