О перспективах снижения энергодефицита в Республике Дагестан
Азизов Амир Азизович,
вед. спец. лаборатории энергетики
Алибеков Артур Билалович,
рук., ген. дир.
Аликеримова Тамила Девлетхановна,
асп., ст. преп.
Магомедов Идрисгаджи Абдулварисович,
координатор, асп.
Ниналалов Саид Ахмедханович,
канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотр. лаборатории энергетики, доц. кафедры инженерной физики
Рабаданов Муртазали Хулатаевич,
д-р физ.-мат. наук, проф., ректор
Аннотация
Предмет: последние 10 лет энергопотребление в Республике Дагестан превышает объем генерации электрической энергии. Для реализации разработанных программ и прогнозов социально-экономического развития необходимо достижение энергонезависимости региона. Цель: эконометрическое моделирование объема электропотребления и электрогенерации с учетом ввода новых мощностей возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Анализ условий, при которых энергодефицит в регионе может быть сведен к нулю. Дизайн исследования: авторы рассматривают статистические данные по электропотреблению в Республике Дагестан 2000-2022 гг., делают выводы о причинах аномального роста потребления электроэнергии в 2021-2022 годах и предлагают регрессионные уравнения расчета объема потребления в обоих случаях - с учётом и без учёта резких изменений тренда. В работе представлены данные по электрогенерации в регионе с 2000 по 2022 год, и дан прогноз генерации на 2022-2035 годы с учётом вводимых в Дагестане в рамках программы договоров о присоединении мощности (ДПМ) ВИЭ. Результаты: авторами показано, что программа ВИЭ, осуществляемая в Республике Дагестан с 2022 по 2032 год, значительно снизит энергодефицит в регионе, но для его сведения к нулю необходим пересмотр Стратегии социальноэкономического развития региона до 2030 года и Прогноза социальноэкономического развития Республики Дагестан до 2035 года.
Ключевые слова: потребление электроэнергии, возобновляемые источники энергии, энергодефицит, стратегия социально-экономического развития.
Abstract
On prospects for reducing energy deficiency in the Repurlic of Dagestan
Azizov Amir Azizovich1, Leading Specialist of the Energy Laboratory
Alibekov Artur Bilalovich, Head2, General Director3
Alikerimova Tamila Devletkhanovna, graduate student1, senior lecturer
Magomedov Idrisgadzhi Abdulvarisovich, coordinator2, graduate student5
Ninalalov Said Akhmedkhanovich, Ph.D.1, Leading Researcher Energy Laboratory4, Assoc. Prof., Department of Engineering Physics Rabadanov Murtazali Khulataevich4, Dr. Sci. (Phys.-Math.), Prof., Rector
Importance: since the mid-90s of the last century, energy consumption in the Republic of Dagestan has exceeded the volume of electricity generation. To implement the developed programs and forecasts of socio-economic development, it is necessary to achieve energy independence. Purpose: econometric modeling of the volume of electricity consumption and generation, taking into account the commissioning of new capacities of renewable energy sources (RES) and analysis of the conditions under which the energy deficit in the region can be reduced to zero. Research design: the authors consider statistical data on electricity consumption in the Republic of Dagestan in 2000-2022, draw conclusions about the reasons for the abnormal growth in electricity consumption in 2021-2022, and propose regressionequations for calculating the volume of consumption in both cases - with and without taking into account abrupt changes trend. The paper presents data on power generation in the region from 2000 to 2022, and gives a generation forecast for 2022-2035, taking into account the RES introduced in Dagestan under the program of power connection agreements (CDA).Results: the authors show that the renewable energy program implemented in the Republic of Dagestan from 2022 to 2032 will significantly reduce the energy deficit in the region, but to reset it, a revision of the Strategy for the socio-economic development of the region until 2030 is required.
Keywords: electricity consumption, renewable energy sources, energy deficit, socio-economic development strategy.
Основная часть
Согласно информации филиала ОАО «СО ЕЭС» «Региональное диспетчерское управление энергосистемы Республики Дагестан», за период с 2011 года по 2021 год потребление электроэнергии в Дагестане выросло на 41%, достигнув 7 707 млн КВт^ч1. В валовом региональном продукте Дагестана Потребление электроэнергии в Дагестанской энергосистеме в 2012 году снизилось на 0,9% по сравнению с 2011 годом. Системный оператор единой энергетической системы, 14.01. 2013 г. Доступно: https://www.so-ups.ru/odu-south/news/odu-south-news-view/news/3967/(дата обращения: 01.11.2022 г.).
Потребление электроэнергии в Дагестанской энергосистеме в 2013 году на 1,4% превысило потребление 2012 года. Системный оператор единой энергетической системы, 14.01.2014 г. Доступно: https://www.so-ups.ru/odu-south/news/odu-south-news-view/news/3653/(дата
обращения: 01.11.2022 г.).
Потребление электроэнергии в Дагестанской энергосистеме в 2014 году увеличилось на 7,1% по сравнению с 2013 годом. Системный оператор единой энергетической системы, 15.01.2015 г. Доступно: https://www.so-ups.ru/odu-south/news/odu-south-news-view/news/5434/(дата обращения: 01.11.2022 г.).
Потребление электроэнергии в Дагестанской энергосистеме в 2015 году на 5,3% превысило потребление 2014 года. Системный оператор единой энергетической системы, 14.01.2016 г. Доступно: https://www.so-ups.ru/odu-south/news/odu-south-news-view/news/10038/(дата обращения: 01.11.2022 г.).
Потребление электроэнергии в Дагестанской энергосистеме в 2016 году увеличилось на 3,7% по сравнению с прошлым годом. Системный оператор единой энергетической системы, 11.01.2017 г. Доступно: https://www.so-ups.ru/odu-south/news/odu-south-news-view/news/11821/ (дата обращения: 01.11.2022 г.).
Потребление электроэнергии в Дагестанской энергосистеме в 2017 году увеличилось на 1,5% по сравнению с 2016 годом. Системный оператор единой энергетической системы, 11.01.2018 г. Доступно: https://www.so-ups.ru/odu-south/news/odu-south-news-view/news/15334/ (дата обращения: 01.11.2022 г.).
Потребление электроэнергии в Дагестанской энергосистеме в 2018 году снизилось на 0,2% по сравнению с 2017 годом. Системный оператор единой энергетической системы, 15.01.2019 г. Доступно: https://www.so-ups.ru/odu-south/news/odu-south-news-view/news/14463/ (дата обращения: 01.11.2022 г.).
Потребление электроэнергии в Дагестанской энергосистеме в 2019 году на 2,5% превысило потребление за 2018 год. Системный оператор единой энергетической системы, 05.02.2020 г. Доступно: https://www.so-ups.ru/odu-south/news/odu-south-news-view/news/5747/ (дата обращения: 01.11.2022 г.).
Потребление электроэнергии в Дагестанской энергосистеме в декабре 2020 года увеличилось на 11,1% по сравнению с декабрем 2019 года. Системный оператор единой энергетической системы, 13.01.2021 г. Доступно: https://www.so-ups.ru/odu-south/news/odu-south-news-view/news/15549/ (дата обращения: 01.11.2022 г.).
Потребление электроэнергии в Дагестанской энергосистеме в декабре 2021 года увеличилось на 5,9% по сравнению с декабрем 2020 года. Системный оператор единой энергетической системы, 12.01.2022 г. Доступно: https://www.so-ups.ru/odu-south/news/odu-south-news-view/news/17522/ (дата обращения: 01.11.2022 г.). очень малый относительный объем энергоемких обрабатывающих производств, и рост потребления коррелирует с количеством населения, которое ежегодно стабильно растёт на 20 тысяч человек [1].
Объем генерации электроэнергии редко выходит за границы коридора 3800 - 5 000 млн КВт*ч. Одно из исключений произошло в 2016 году, когда генерация выросла с 4 263 до 6 165 млн КВт*ч. Этот рост нельзя связывать с вводом в эксплуатацию в 2015 году Гоцатлинской ГЭС мощностью 100 МВт РусГидро ввело в эксплуатацию Гоцатлинскую ГЭС. Минэнерго РФ, 30.09.2015 г. Доступно: http://www.minenergo.gov.ru/node/1436(дата обращения: 15.11.2022 г.).: эта мощность составляет чуть более 5,2% от общей мощности электростанций Дагестана и может дать только аналогичный прирост к объему выработки электроэнергии. В 2017 году выработка энергии вновь упала до значения 4231 млн КВт*ч, то есть эффект от ввода новой станции не стал значимым.
Рис. 1. Баланс электроэнергии (млн КВт*ч) в Республике Дагестан за 2000-2022 гг.
Данные по потреблению2 и генерации Стратегия социально-экономического развития Республики Дагестан до 2025 года. Мате-риалы проекта документа // Доступно: http://portal.minfinrd.nj/Show/Content/260?ParentItemId=92 (дата обращения: 15.11.2022 г.)., План развития ВИЭ в Республике Дагестан на 2020-2025 годы. Корпорация развития Дагестана, Махачкала, 2020. Доступно: https://krdag.ru>upload>iblock>Plan-razvitiya-VEE-v- Respublike-Dagestan.pdf(дата обращения: 01.11.2022 г.). электроэнергии в Республике Дагестан за 2000-2022 гг. (2022 г. - прогнозные данные) представлены на рис. 1, где можно увидеть, что в первый раз в 2006-2008 гг. Дагестан вошёл в зону дефицита электроэнергии, затем производство электроэнергии несколько лет превышало потребление, но с 2011 года наблюдается дефицит электроэнергии, который ежегодно увеличивается с некоторыми колебаниями.
В рэнкинге по объему потребления электроэнергии на душу населения Объем потребления электроэнергии на душу населения. Ассициация «НП Совет рынка» Доступно: https://www.np-sr.ru/ru/SR_0V016911(дата обращения: 15.11 2022 г.). Республика Дагестан занимает 76-е место среди регионов России с 519,41 кВт*ч на человека в год, что почти втрое ниже потребления на душу населения в Республике Карелия. Это показывает огромный потенциал электропотребления в Дагестане.
Отметим, что резкий подъем электропотребления в 2021-2022 гг. мало коррелирует с ростом количества приезжающих в Дагестан туристов, гораздо большая вероятность связи этого явления с активностью нелегальных майнеров криптовалюты [1]. В 2022 году из-за падения курса криптовалют закрылось существенное количество майнинговых ферм. Но эти процессы начались в августе-сентябре, и это еще не повлияло на скорость увеличения потребления энергии. Рост энергопотребления в регионе и потребление прогнозируется в 2022 году на уровне 8,7 млрд кВт*ч в год и рост относительно 2021 года на 12%.
Методы и результаты исследования
На рис. 2 представлены варианты изменения энергопотребления в Республике Дагестан, рассчитанные на основе данных 2000-2020 годов. Полиномиальные регрессионные формулы с учетом и без учёта аномально высоких объемов потребления электроэнергии в 2021 и 2022 годах радикально друг от друга не отличаются и приводят к 4-кратному росту электропотребления к 2035 году по сравнению с 2000 годом, что представляется маловероятным, так как в регионе не планируется строительство большого количества крупных промышленных энергоемких предприятий. Прогнозы о предстоящем быстром росте энергопотребления звучали в выступлениях официальных лиц и раньше: «Если, согласно «Стратегии социально-экономического развития», к 2025 году валовой региональный продукт (ВРП) должен увеличиться почти в три раза, то, соответственно, увеличится и потребление электроэнергии. Республика должна потреблять примерно 30 млрд киловатт часов электроэнергии», заявил на I Экономическом форуме в Дагестане в июне 2011 года вицепремьер региона Газимагомедов: в Дагестане планируется построить около 200 инновационных малых
ГЭС. Агентство по предпринимательству и инвестициям Республики Дагестан, 06.08.2011 г. Доступно: http://mspinvestrd.nj/news/gazimagomedov:_v_dagestane_planinjetsya_postroit_oko-
lo_200_innovatsionnyih_malyih_ges/ (датаобращения: 15.11.2022 г.).. Действительно, ВРП с 2010 по 2020 год вырос почти втрое [1], но определенная и немалая часть этого роста вызвана инфляцией и падением курса рубля за эти годы, и фактическое электропотребление в физических единицах выросло всего на 15%.
Более приближены к реальности другие варианты расчёта:
- оптимистический - экспоненциальная формула:
где Pe - потребление электроэнергии, млрд КВт*ч; t - календарный год.
- пессимистический - логарифмическая формула:
где р - потребление электроэнергии.
И третий вариант - реалистический, который рассчитан как арифметическое среднее (1) и (2):
Таким образом, в ближайшей перспективе ожидается постепенный рост энергопотребления в Дагестане, причем разброс прогнозов велик - от 27 до 73% (рис. 2). Фантастический прогноз - рост на 203% - рассматривать не будем.
Рис. 2. Прогноз потребления электроэнергии в период с 2022 по 2032 год (млрд КВт*ч): (1) - фактические данные 2000-2022 годов (2022 год - прогноз), (2) - полиномиальная формула;
(3) - экспоненциальная формула; (4) - логарифмическая формула;
(5) - усредненное значение
Дефицит электроэнергии в Республике Дагестан обычно покрывается перетоками из соседнего Ставропольского края, но при любом из рассмотренных объемов потребления Дагестану ресурсов будет недостаточно [1]. Необходимо строительство новых станций, генерирующих электричество. Однако в регионе не имеется планов и проектов на ближайшую перспективу строительства крупных ГЭС или других объектов традиционной энергетики. Выход видится только в возобновляемой энергетике.
Однако реальное строительство ВИЭ в России, в частности, в Дагестане сталкивалось с рядом существенных проблем, в том числе высокая себестоимость, большой срок окупаемости, сезонные колебания генерации и др. [11, 12] Тем не менее, в Республике Дагестан в 2011 году была разработана республиканская целевая программа «Использование возобновляемых источников энергии в Республике Дагестан на период до 2020 года», которая предусматривала введение объектов генерации возобновляемой энергетики, достаточных для обеспечения региона электроэнергией на долгий срок [6,7]. Программа поддержки и финансирования не получила [8].
В 2015-2017 годы был разработан проект Закона Республики Дагестан «Об использовании возобновляемых источников энергии в Республике Дагестан» [9, 10], который в конце концов был принят без предложенных разработчиками мер поддержки и стал, по существу, формальным рамочным документом Об использовании возобновляемых источников энергии в Республике Дагестан / Закон Республики Дагестан от 04 октября 2018 г. № 55 // Доступно: https://docs.cntd.ru/docu- ment/550205192(дата обращения: 20.10.2022 г.).. Таким образом, в регионе не было создано дополнительных мер поддержки проектов развития ВИЭ.