Распоряжение КМ РТ от 20 марта 2008 г. N 420-р О Концепции целевой программы "Развитие малой энергетики в Республике Татарстан на возобновляемых источниках энергии"

Распоряжение Кабинета Министров Республики Татарстан
от 20 марта 2008 г. N 420-р

В целях реализации государственной политики эффективного использования топливно-энергетических и иных ресурсов при неуклонном снижении техногенной нагрузки на окружающую среду, Закона Республики Татарстан от 23 марта 2006 г. N 24-ЗРТ "Об утверждении Программы "Энергоресурсоэффективность в Республике Татарстан на 2006-2010 годы", Закона Республики Татарстан от 13 января 2007 г. N 7-ЗРТ "Об утверждении Программы развития топливно-энергетического комплекса Республики Татарстан на 2006-2020 годы":

1. Утвердить прилагаемую Концепцию целевой программы "Развитие малой энергетики в Республике Татарстан на возобновляемых источниках энергии".

2. Министерству промышленности и торговли Республики Татарстан, Министерству лесного хозяйства Республики Татарстан, Министерству сельского хозяйства и продовольствия Республики Татарстан, Центру энергосберегающих технологий Республики Татарстан при Кабинете Министров Республики Татарстан совместно с заинтересованными организациями, ведомствами и промышленными предприятиями Республики Татарстан разработать и представить в установленном порядке в Кабинет Министров Республики Татарстан проект целевой программы "Развитие малой энергетики в Республике Татарстан на возобновляемых источниках энергии".

Премьер-министр Республики Татарстан

Р.Н. Минниханов

Концепция целевой программы
"Развитие малой энергетики в Республике Татарстан на возобновляемых источниках энергии"
(утв. распоряжением КМ РТ от 20 марта 2008 г. N 420-р)

1. Предпосылки постановки проблемы

Основу производственного потенциала тепло- и электроэнергетики составляют тепловые электростанции, работающие на ископаемом органическом топливе. Тепловые электростанции являются источниками загрязнения окружающей среды (прежде всего, атмосферного воздуха), в том числе выбросами парниковых газов.

Свыше половины мощности тепловых электростанций составляют теплоэлектроцентрали, которые обеспечивают централизованное тепло- и электроснабжение городов и промышленных объектов. Вместе с тем имеются территории, которые находятся в зонах децентрализованного тепло- и энергоснабжения. Как правило, в этих районах строительство централизованных сетей теплопередачи экономически нецелесообразно, а зачастую технически невозможно. Выработка теплоэнергии с учетом высоких затрат на доставку топлива приводит к неприемлемо высокой ее стоимости для населения и местной промышленности.

Наряду со значительными запасами ископаемого органического топлива Российская Федерация обладает и обширными запасами возобновляемых топливных ресурсов и источников энергии (геотермальной, солнечной, ветровой, океанической, энергии биомассы и др.). Технический потенциал возобновляемых источников энергии составляет около 4,6 млрд.тонн условного топлива в год, что в 5 раз превышает объем потребления всех топливно-энергетических ресурсов России, а экономический потенциал определен в 270 млн.тонн условного топлива, что составляет около 25 % от годового внутреннего потребления энергоресурсов в стране. Экономический потенциал возобновляемых источников энергии постоянно увеличивается в связи с непрерывным удорожанием традиционного органического топлива и сопутствующими его применению проблемами загрязнения окружающей среды.

Мировой опыт показывает, что развитые страны ведут интенсивный поиск альтернатив органическому топливу. Одной из реально существующих альтернатив является использование возобновляемых источников энергии. Объем энергии, производимый с помощью ее возобновляемых источников, в настоящее время уже достиг 10 % от общего объема энергопотребления. В Российской Федерации этот показатель составляет менее 1 %.

Важность использования возобновляемых источников энергии в Российской Федерации обусловлена не только необходимостью диверсификации доступных источников топлива, но и стоящими перед страной задачами в области охраны окружающей среды. Развитие производства электроэнергии и тепла на основе децентрализованных возобновляемых источников энергии уменьшит нагрузку на окружающую среду.

Однако интенсивное освоение возобновляемых источников энергии в Российской Федерации сдерживается рядом барьеров, к основным из которых относятся:

1) финансовые барьеры, в том числе:

недостаток внутреннего и зарубежного инвестиционного капитала. Российские компании, которые заинтересованы в развитии использования возобновляемых источников энергии, имеют ограниченные собственные финансовые ресурсы и недостаточный доступ к средствам финансирования инвестиционных проектов по использованию возобновляемых источников энергии. Участие зарубежных капиталов частично сдерживается ввиду неустойчивого делового климата и нестабильных экономических условий, а частично из-за отсутствия соответствующей нормативно-правовой базы и эффективной системы принуждения выполнения требований законодательства;

недостаток долговременных кредитов на доступных условиях. Коммерческие банки неохотно предоставляют кредиты, потому что возврат долговременных инвестиций рискован. Помимо этого финансовые учреждения не имеют опыта анализа инвестиционных проектов в области возобновляемой энергетики. Зарубежные долговременные кредиты стоят дорого из-за высокого риска, ощущаемого иностранными коммерческими банками;

затраты на подготовку инвестиционных проектов должны быть понесены до открытия финансирования проекта без гарантии получения средств на осуществление проекта. При этом отсутствие демонстрационных проектов повышает издержки, связанные с их подготовкой;

высокая стоимость специального оборудования, которое в отсутствие достаточного спроса производится в небольших количествах;

отсутствие необходимых федеральных механизмов финансирования при их технической сложности, высокого уровня риска и длительности реализации проектов по развитию использования возобновляемых источников энергии. Ситуация осложняется тем, что производство энергии с использованием ископаемого органического топлива в значительной степени субсидируется как прямо, так и косвенно;

2) информационные барьеры, в том числе:

недостаток информации о технологиях и возможностях их использования. Отсутствует информация об уже апробированных технологиях, применимых для перевода имеющихся крупных котельных, работающих на ископаемом топливе, на использование различных видов возобновляемых источников энергии;

недостаток информации о выгодах (финансовых, социальных и экологических), доходности инвестиций от использования возобновляемых источников энергии;

отсутствие надежной информации о запасах возобновляемой энергии. В настоящее время имеются только предварительные оценки потенциально пригодных запасов возобновляемой энергии;

3) институциональные барьеры, в том числе:

отсутствие законодательной базы в Российской Федерации в области поддержки освоения возобновляемых источников энергии. Неэффективная система мер по принуждению выполнения экологического законодательства не способствует росту заинтересованности в развитии использования более экологически чистых видов энергии, к которым относятся возобновляемые источники энергии;

нежелание органов местного самоуправления участвовать в финансировании инвестиционных проектов по освоению возобновляемых источников энергии, поскольку выгоду от реализации проектов в необозримом будущем трудно обратить на пользу себе в ближайшей перспективе.

При разработке настоящей Концепции использованы основные положения и принципы Хартии Земли, Киотского протокола к Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций по изменению климата, Программы социально-экономического развития Республики Татарстан на 2005-2010 годы, Программы "Энергоресурсоэффективность в Республике Татарстан на 2006-2010 годы", программы развития топливно-энергетического комплекса Республики Татарстан на 2006-2020 годы, законодательных и иных нормативно-правовых актов Российской Федерации и Республики Татарстан. Дополнительно учитывались предложения министерств, ведомств и промышленных предприятий республики.

2. Краткое описание программы

2.1. Цели программы

Главными целями подготовки и реализации программы являются:

широкомасштабное внедрение альтернативных и возобновляемых источников энергии с учетом экономической целесообразности и экологической безопасности;

снижение потребления органического топлива для выработки электрической и тепловой энергии;

минимизация техногенной нагрузки на окружающую среду.

2.2. Задачи программы

В рамках программы будут решены следующие задачи:

создание механизмов долгосрочного финансирования инвестиционных проектов по освоению возобновляемых источников энергии;

совершенствование законодательства, развитие нормативной базы в области освоения возобновляемых источников энергии;

формирование современной базы данных о технике и технологиях использования возобновляемых источников энергии, о мировом и отечественном опыте освоения возобновляемых источников энергии;

поддержка реализации инвестиционных проектов по освоению возобновляемых источников энергии;

поддержка реализации инвестиционных проектов по производству прогрессивного технологического оборудования по использованию возобновляемых источников энергии.

2.3. Управление подготовкой и реализацией программы

Управляющим органом и ответственным исполнителем программы является Министерство промышленности и торговли Республики Татарстан. Основными задачами являются:

координация действий заинтересованных министерств по осуществлению программы;

определение приоритетных направлений реализации проекта;

формирование критериев приемлемости проектов по освоению возобновляемых источников энергии;

отбор и формирование перечня приоритетных инвестиционных проектов по освоению возобновляемых источников энергии;

подготовка предложений о финансировании в рамках программы приоритетных инвестиционных проектов по освоению возобновляемых источников энергии.

Участниками программы являются министерства и ведомства, муниципальные образования, предприятия и организации Республики Татарстан.

2.4. Источники финансирования программы

Предполагаемые источники финансирования программы:

средства, предусмотренные в рамках действующих бюджетных (федеральных, региональных и ведомственных) программ, которые содержат в себе компоненты или задания по использованию возобновляемых источников энергии;

средства частных компаний, включая зарубежных инвесторов, заинтересованных в развитии проектов по освоению возобновляемых источников энергии в Республике Татарстан;

"углеродные кредиты" на строительство установок по использованию возобновляемых источников энергии, формируемые при осуществлении механизмов Киотского протокола к Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций по изменению климата.

2.5. Социально-экономическая эффективность программы и оценка последствий ее реализации

Предполагаемая социально-экономическая эффективность реализации программы очень высока и заключается в создании благоприятных инвестиционных условий для расширения использования возобновляемых источников энергии на территории Республики Татарстан. Модернизация устаревших систем теплоснабжения на местном уровне будет составной частью деятельности в рамках программы и приведет к существенному повышению их эффективности. Значимость программы заключается также в экономии бюджетных средств и обеспечении получения энергии без увеличения нагрузки на окружающую среду. Кроме того, производство энергии путем освоения местных топливных ресурсов стимулирует развитие местной промышленности и инфраструктуры, а также создание дополнительных рабочих мест.

3. Анализ и определение потенциала ресурсов на территории Республики Татарстан

3.1. Водные ресурсы

В соответствии с действующим законодательством определение мест возможного размещения малых гидроэлектростанций и микрогидроэлектростанций осуществляется с учетом оценки воздействия проектируемых объектов на состояние окружающей среды.

По данным Института экологии природных систем Академии наук Республики Татарстан, потенциал малых рек Республики Татарстан представлен 3686 водотоками различной протяженности и водности со среднегодовой величиной местного речного тока 7 куб.километров.

3.2. Солнечная энергия

Солнечная энергия может быть использована для производства низкопотенциального тепла для коммунально-бытового горячего водоснабжения и теплоснабжения. Преобладающим видом оборудования здесь является так называемый плоский солнечный коллектор. Самый распространенный и наиболее перспективный вариант использования солнечной энергии для теплоснабжения индивидуальных домов и других небольших объектов - система, которая представляет собой комбинацию солнечных коллекторов, бака-аккумулятора, одного или нескольких отопительных котлов, работающих на традиционном топливе и используемых в качестве резервного источника тепловой энергии.

Вторым возможным направлением использования солнечной энергии может стать преобразование солнечной энергии в электроэнергию. Здесь применяются два метода: термодинамический и фотоэлектрический, причем последний лидирует с большим отрывом. При этом роль резервного источника играет электросеть, из которой возмещается нехватка энергии. В случае избытка энергия передается в сеть. Преимущество использования фотоэлектрических генераторов солнечной энергии - в их экологичности. Сами по себе генераторы нуждаются в минимуме обслуживания и не требуют особых эксплуатационных затрат. Им не нужны громоздкие конструкции, занимающие значительные территории, они надежны в эксплуатации и бесшумны.

Современный приток прямой солнечной радиации в Республике Татарстан изменяется от 5,0 кДж/кв.см в декабре до 58,6 кДж/кв.см в июне. Суммарная радиация за год составляет 363,8 кДж/кв.см (по данным метеостанции г. Нижний Новгород).

3.3. Геотермальные источники

Основным преимуществом этого вида источников энергии является их стабильность, т.е. независимость от времени суток, времени года, климатических условий.

Если сравнительно недавно такие проекты осуществлялись в основном в регионах, где имеются горячие геотермальные воды, то сегодня все чаще встает вопрос о таких технологиях, которые позволили бы использовать заключенное в недрах Земли тепло повсеместно. В начале 70-х годов американскими учеными была впервые выдвинута идея использования технологии "hot dry rock", т.е. "горячие сухие горные породы". Американские геофизики предложили пробурить на глубину 4-6 километров 2 скважины с таким расчетом, чтобы через одну закачивать внутрь холодную воду, а через другую отводить разогретый пар, так как температура на такой глубине достигает 150-200 градусов Цельсия. Пар может быть использован как для производства электроэнергии, так и для отопления.

Помимо традиционных, теперь появились геотермальные электростанции с "циклом Калины". Они имеют две особенности: во-первых, извлеченная из недр Земли горячая вода используется не непосредственно, а передает свою энергию другой жидкости. Подобную схему называют двухконтурной, или бинарной. Другая особенность заключается в том, что в качестве второй жидкости, т.е. рабочего тела, используется двухкомпонентная водно-аммиачная смесь. Эти компоненты имеют разные критические температуры, т.е. равновесное состояние между жидкой и газообразной фазами у каждого из них наступает при различных параметрах. В ходе процесса состояние водно-аммиачной смеси и, соответственно, концентрация в ней компонентов непрерывно меняются, что позволяет оптимизировать перенос тепла при испарении и конденсации рабочего тела. В результате "цикл Калины" оказался значительно эффективнее всех прочих бинарных схем.

3.4. Сельскохозяйственные ресурсы

В республике ежегодно образуется более 20 тыс.тонн сельскохозяйственных отходов, основную часть которых составляют отходы от переработки зерновых и овощных культур. Кроме того, в республике ежегодно образуется около 9,2 млн.тонн животноводческих отходов.

Одним из путей рациональной утилизации отходов животноводства может стать его анаэробное сбраживание, что обеспечивает сохранение навоза как удобрения при одновременном получении биогаза. Полученный биогаз обладает высокой теплотворной способностью: 1 куб.метр биогаза эквивалентен 0,7 куб.метра природного газа или 0,8 л мазута и может быть использован в котельных для обогрева птицефабрик, животноводческих комплексов и бытовых помещений.

В целом по республике эффективность внедрения указанного способа утилизации и переработки отходов животноводства можно оценить по следующим показателям: сокращение выбросов парниковых газов до 16 млн.тонн (в СО2-эквиваленте), получение тепловой энергии до 28,6 x  МДж.

Наряду с использованием отходов сельского хозяйства для производства биотоплива не менее перспективным в развитии альтернативной энергетики может стать целевое применение сельскохозяйственных биоресурсов: пшеницы, ржи, кукурузы, рапса, подсолнечника.

В республике за последние 7 лет стабильно выращивается не менее 5 млн.тонн зерна, что достаточно как для продовольственных нужд населения и животноводства, так и для экспорта и переработки. В 2007 году в Татарстане открыт маслоэкстракционный завод по переработке рапса с получением биоэтанола и биодизеля, также принято решение о реализации в республике пилотного проекта по строительству первого в России завода по производству биотоплива.

3.5. Лесные ресурсы

В республике ежегодно образуется около 63,5 тыс.тонн древесных отходов (опилки, стружка, горбыль, щепа, обрезь, древесные строительные отходы). При этом объем собранных древесных отходов составляет порядка 760 тонн, или 1,2 %. Собранные отходы в основном используются предприятиями в собственном производстве для снабжения тепловой или электрической энергией, либо передаются населению частного жилого сектора. Эффективность утилизации древесных отходов оценивается выделяемой при этом энергией в количестве 10,87 x  МДж.

Кроме того, необходимо отметить возможность применения в качестве возобновляемого источника энергии низкотоварной неделовой древесины. Ежегодная лесосека, утвержденная согласно приказу Федерального агентства лесного хозяйства от 13 декабря 2006 г. N 312 и введенная в действие с 1 января 2007 г., составляет 1785,5 тыс.куб.метров. При этом лесосечный фонд используется лишь на 25 %, так как не представляет коммерческого интереса (мягколиственные породы и сухостойный дуб).

3.6. Энергия ветра

При множестве преимуществ слабой стороной использования энергии ветра является недостаточная энергетическая плотность этого природного ресурса: для производства электричества необходимо значительное число генераторов. Ветровые турбины не могут быть размещены повсеместно, поскольку не везде достаточно ветрено, а в тех местах, где ветра много, строительство и эксплуатация ветровых ферм могут оказаться неоправданно дорогостоящими ввиду их удаленности от потребителя.

Среднегодовая скорость ветра на территории Республики Татарстан составляет 3,3-3,5 м/с, что меньше минимально необходимой скорости для работы ветроустановок. Однако ряд районов республики обладает достаточным ветропотенциалом для размещения подобных установок.

Одним из возможных способов улучшения технико-экономических показателей ветро- и гелиоустановок является их совместное использование. Статистический анализ ветрового и солнечного режимов показывает, что зимой уменьшение солнечной радиации сопровождается увеличением скорости ветра, а летом понижение скорости ветра сочетается с ростом солнечной радиации. Объединив использование этих двух типов энергии, можно обеспечить стабильное энергоснабжение в течение всего года.

3.7. Водородная энергетика

Основными устройствами для использования водорода предполагаются топливные элементы, в которых происходит процесс, обратный электролизу. Распространение источников энергии, основанных на топливных элементах мощностью 15-200 кВт, обеспечит развитие так называемой распределенной системы производства электроэнергии, когда производитель энергии является и ее потребителем. Тем самым можно будет избавиться от многокилометровых электрических сетей и гигантских электростанций. Комбинация же "топливный элемент - тепловой насос" весьма перспективна для отопительного теплоснабжения будущего.

Сегодня существуют следующие три основные способа производства водорода, не связанные напрямую с неизбежными значительными выбросами двуокиси углерода:

воздействие на природный газ с помощью пара, что позволяет связывать содержащийся в нем углерод для последующего хранения;

воздействие пара и кислорода на угольный порошок, что опять же позволяет связывать углерод;

электролиз воды.

Первые два способа, т.е. реформинг природного газа и угля, для дальнейшего применения водорода требуют потребления из атмосферы кислорода и тем самым делают атмосферное природопользование в энергетике неизбежным. Поэтому такие технологии являются экологически нецелесообразными.

Электролиз воды, в том числе с использованием протонных мембран для электролизеров нового типа, позволяет извлекать главное недостающее звено водородной энергетики будущего - молекулярный кислород с последующим его возвращением в природную среду.

Во-первых, предстоит решить проблему производства дешевого водорода. В настоящее время хорошо освоены крупнотоннажные процессы, использующие в качестве сырья метан, а производство водорода в малых масштабах является чрезвычайно дорогим и энергозатратным. Внедрение водородных двигателей на транспорте сдерживается проблемой создания безопасных и компактных баков для водорода и необходимостью развития инфраструктуры заправочных станций нового типа. Отсутствуют нормативная база, регулирующая использование водородного топлива, требования к безопасности транспортных средств и так далее.

В производстве топливных элементов предстоит решить проблему низкого срока службы каталитических мембран, дороговизны материалов для их изготовления, создать эффективные системы очистки водорода. В случае портативных топливных элементов, работающих на метаноле, предстоит решить не меньше проблем: обеспечить безопасность использования ядовитого метанола, наладить каналы продажи запасных картриджей с топливом.

3.8. Промышленные и бытовые отходы

По данным Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан, в республике ежегодно образуется до 4 млн.тонн отходов производства и потребления, причем половина из них - бытовые, а уровень утилизации отходов составляет лишь около 7 %, в то время как в развитых странах этот показатель достигает 40-70 %.

Применение промышленных и бытовых отходов в качестве топлива для предприятий ОАО "Татэнерго" представляется нецелесообразным. Единственной станцией энергосистемы, работающей на твердом топливе (угле), является Казанская ТЭЦ-2. Технологической особенностью сжигания твердого топлива является гомогенность фракционности и теплотворности состава топлива. Морфология твердых бытовых отходов не позволяет обеспечить выполнения указанных требований. Использование комбинированной топливной смеси (угля и твердых бытовых отходов) также нецелесообразно, поскольку при сжигании отходов ввиду нестационарности процессов горения образуются высокотоксичные вещества, очистка которых повлечет существенные финансовые затраты (более 1 млн.евро на 1 котел), и, помимо этого, необходимо наличие технологических площадей, которые на действующем производстве отсутствуют. Использование промышленных отходов также затруднительно, поскольку это связано с необходимостью разработки и внедрения таких высокозатратных технологий топливообразования и топливоподготовки, как сортировка, дробление, резка, сушка и так далее, а применяемое топливо должно соответствовать ГОСТам. Сжигание топлив, не отвечающих параметрическим требованиям, повлечет невозможность отпуска потребителям тепловой и электрической энергии и приведет к сокращению срока эксплуатации основного производственного оборудования.

На городских очистных сооружениях г. Казани ежегодно образуется более 1 млн.куб.метров жидкого осадка, в том числе 35-40 тыс.тонн по сухому веществу. Жидкий осадок после отделения в отстойниках взвешенных частиц депонируется на иловых полях площадью 77 гектаров. Иловые поля заполнены полностью. Толщина слоя ила при норме 0,8-1,0 метра составляет 5,0 метра. Прилегающая к очистным сооружениям территория освоена полностью.

Предлагается решать проблему утилизации твердых промышленных бытовых отходов и осадков сточных вод комплексно, сочетая различные подходы. Эти мероприятия позволят существенно сократить объем отходов, поступающих на полигоны твердых бытовых отходов.

Строительство мусороперерабатывающего комплекса безотходной утилизации твердых промышленных бытовых отходов включает следующие технологические процессы:

двухстадийная мусоросортировка с извлечением вторичных материальных ресурсов;

предварительное разделение отходов: прием вторичных материальных ресурсов от населения и организаций на платной основе через сеть приемных пунктов вторсырья на базе действующих специализированных предприятий; выездное обслуживание заявок на вывоз вторсырья из крупнокомпактных источников;

сортировка (с извлечением вторичных материальных ресурсов) предварительно разделенных отходов, поступающих на утилизацию в мусороперерабатывающий комплекс;

сжигание отходов с получением тепловой энергии в виде пара при условии соблюдения параметров токсичности дымовых газов и шлаков. Необходимо отметить, что предварительное извлечение вторичных материальных ресурсов снижает возможность образования диоксинов и фуранов при сжигании отходов, удешевляет стоимость оборудования очистки дымовых газов;

выработка из пара электрической и тепловой энергии для нужд мусороперерабатывающего комплекса и сторонних потребителей;

производство из вторичных материальных ресурсов и золы товарной продукции.

Строительство производственного комплекса по безотходной утилизации осадка сточных вод очистных сооружений включает следующие технологические процессы:

обезвоживание осадков сточных вод (вместо перекачки на иловые поля) путем отжима в центробежных прессах до остаточной влажности 70-75 %;

сжигание обезвоженного осадка с получением тепловой энергии в виде теплофикационной воды при условии соблюдения параметров токсичности дымовых газов и шлаков;

использование теплофикационной воды для нужд производственного комплекса и сторонних потребителей (данный вариант рассматривается для очистных сооружений г. Казани; возможно предусмотреть получение при сжигании осадков сточных вод тепловой энергии в виде пара с последующей комбинированной выработкой электрической энергии и теплофиката);

производство из золы товарной продукции.

Заключение

Настоящая Концепция является основой для разработки республиканской программы "Развитие малой энергетики в Республике Татарстан на возобновляемых источниках энергии". Представленные в Концепции количественные параметры являются ориентировочными, подлежащими уточнению и корректировке в процессе разработки программы "Развитие малой энергетики в Республике Татарстан на возобновляемых источниках энергии".