О СОЗДАНИИ ЕДИНОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ЕВРАЗИЙСКОГО КОНТИНЕНТА (Тезисы доклада)

размер шрифта: Aa | Aa
01.10.2012 11:29

УДК 661.666:541.395

О СОЗДАНИИ ЕДИНОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ЕВРАЗИЙСКОГО КОНТИНЕНТА

Камбаров М.Н., доктор техн. наук, Генеральный директор ТОО «EcoWatt», Алматы

Лауреат Мирового и Азиатского конкурсов инновационных Бизнес- Проектов

Камбаров Т.С. , магистрант, Калифорнийский Университет (США), Сан Франциско

Қазақстан электр жұйесінің көмегімен және жаңғырылатын энергия көздерін пайдалайтын стансалармен Біріккен Еуро Азиа электр жұйесін ұйымдастыру мүмкінді жолдары көрсетіледі.

Показываются пути создания Единой Евро-Азийской энергосистемы с участием электростанций Казахстана использующих возобновляемые энергоресурсы.

The article demonstrate the possible ways for Еuro -Asian united Power Grid creation by Kazakhstan’s Power Grid help and Power Plants use renewable Energy Sources.

Географическое положение Казахстана в центре Евразийского континента, почти на равных расстояниях от всех 4 океанов, а также ее мощные энергоресурсы предопределяют республике играть в XXI веке одну из опорных ролей в процессе создающейся единой Евразийской объединенной энергетической системы (ЕврАзОЭС) с участием крупнейших Азиатских стран[1]. В настоящее время выход на них от ОЭС России, имеющей связи с ОЭС Европейских стран, кратчайшим путем должен осуществляться по территории Казахстана, по будущим мощным линиям электропередачи (ЛЭП) республики с направлением Север-Юг. Как известно реверсивные потоки э/э в виде суточных (долготных) и сезонных (широтных) обменных мощностей повышают эффективность работы ОЭС участвующих в них стран, понижают необходимые мощности электростанций ( ЭС) в каждой из них. Казахстан находится на пересечении этих потоков.

В республике уже используется ее географическое положение -. строится автобан и ж/д Зап. Китай –Зап. Европа через Казахстан. Кратчайший путь выхода и соединения ОЭС Сибири с ОЭС Западного Китая – это строительство ряда ЛЭП 500 кВ в Китай через Казахстан . Здесь имеются горные проходы ( в Алматинская обл.), и оз. Зайсан ( ВКО) [3]. Это было бы первым этапом создания   ЕврАзОЭС. По северу и западу республики уже имеются связи с ОЭС РФ по семи ЛЭП–500 кВ. Имеются выходы по ЛЭП 500 кВ  в Узбекистан и Кыргызстан. Не составляет проблем строительства таких же ВЛ и в Таджикистан . [1] Эти страны также заинтересованы в ЕврАзОЭС , ищут пути экспорта э/э и на Юг и на Север. Таким образом возможный выход ОЭС Европы и РФ через Южный Урал и Зап Сибирь на южные Азиатские страны коротким путем – это будущие ЛЭП 500 кВ идущие из Зап. Сибири по ВКО напрямую в Китай через Джунгарские ворота ( Дж.в), параллельно –по существующей двухцепной связи 500 кВ Север-Юг в РК на страны Центральной Азии, и далее в Афганистан, Пакистан, Индию. Для увеличения пропускной способности ВЛ с этими странами понадобятся ЛЭП и по западной части республики.

       Российские ОЭС уже десятки лет демонстрируют совместную работу Европейской и Азиатской ее частей. В последней функционирует протяженная цепочечная структура ОЭС от Урала до Байкала и далее на восток. Устойчивая работа этой ОЭС длиной в несколько тысяч км объясняется наличием в такой цепи мощных подпоров- крупных ГЭС Сибири. В Казахстане имеется пример   передачи э/э из Европы в Азию за 1000 км –это ЛЭП 220 кВ от Саратова до Атырау и далее в Актау.

Но для технического (физического) обеспечения работы объединения энергосистем различных стран, необходимо, чтобы на территории пересечения этих энергопотоков в Республике Казахстан (РК) находились ЭС с мощностью для осуществления соответствующего подпора энергомостов по активной и реактивной мощности, подобно Сибирским ЭС. Во -вторых эти ЭС   могли бы экспортировать э/э в указанные страны с большим спросом на э/э. В итоге необходимо рассмотреть возможности строительства ЭС в ОЭС Казахстана. Он является ключевым при обеспечении реверсных транзитов э/э . Эти ЭС должны быть в   сотни МВт так как натуральная мощность этих ЛЭП примерно 600 МВт.

Использование   углей Северного Казахстана   для строительства подпорных ТЭС является маловероятным. Причины:

1. эти ТЭС будут находиться на северном крае моста с мощными ЭС , а подпорные станции необходимы значительно южнее, по полосе Алаколь-Балхаш-Арал без ЭС.

2.республика имеет жесткие ограничения по выбросам в атмосферу парниковых газов ( ПГ), и уже исчерпывает отпущенные ей лимиты. Балхашская ТЭС (БТЭС)   на западном берегу озера с выбросами порядка 14 млн. тонн может закрыть существующие резервы.

3.инвестиции в Проект не будут доступны Казахстанским организациям в виду того, что республика не производит мощного энергооборудования, нет опыта проектирования, строительства, монтажа.  

4.нужна ЛЭП 800 кВ постоянного тока в Китай длиной 2000 км с теми же проблемами.

Однако РК с разнообразными географическими, орографическими и климатическими условиями располагает большими запасами возобновляемых энергетических ресурсов (ВЭР)[2]. С позиции промышленного их освоения на ЭС наиболее привлекательными являются ее мощный ветряной энергопотенциал (ВЭП), а также гидроэнергия (ГЭ) горных рек Юга и Востока республики. Строительство ВЭС и ГЭС может стать мощной альтернативой для ТЭС.

  1. 1.Комплексность освоения возобновляемых энергоресурсов.

       Следует сразу отметить удачное сочетание [2] их работы   по сезонам в течение года:

- в теплые периоды из-за увеличения водности рек повышаются их ГЭ и мощности ГЭС,

- в холодные сезоны, напротив, повышается ВЭП регионов и мощности ВЭС.

       На рис.1. показаны эти изменения и суммарная энергия, которая практически неизменна в году, что очень важно для режимов работы энергосистемы

Рис.1.Сезонные изменения ВЭ и ГЭ.

2.Объемы ВЭР республики.

По данным института ТОО «Алматыгидро» экономический потенциал ГЭС республики может составить 20 тыс МВт с выработкой порядка 60 млрд кВт-ч/год в пяти областях Казахстана имеющими горные реки [2, 4 ]. Наличие «запасов» ветряной энергии (ВЭ) неизмеримо выше - не менее 1 200 тыс МВт ( 400 трлн. кВт-ч /год) [2,5 ].

Как известно мощность ВЭ оценивается по среднегодовой скорости(СВ) ветра в данной местности . На рис.2.показаны их среднемесячные значения для 10 различных ветрорегионов. Данные получены специальными измерениями по Программе Правительства РК и ПР ООН «Развитие рынка ветроэнергии РК» .

Рис.2. Средние ежемесячные скорости ветров в 10 регионах РК

Отношение Vmax/Vmin (максимальных среднемесячных СВ к минимальным ) составляет 1,96 для Джунгарских ворот ( Дж.в), имеющим наибольший среднегодовую СВ (Vср.год=9,2 м/с). В Шелекском ветрокоридоре (Vср.год=7,3 м/с) этот разброс- наименьший и составляет 1,37. В целом, средневзвешанная ежемесячная СВ по Казахстану колеблется с разбросом 1,34 и находится в пределах порядка V =6 м/с ( жирная синяя линия) . Много это или мало? В Европейских странах бурно развивающих ВЭ аналогичный показатель примерно Vср.год =4,4 м/с. Поскольку энергия ветра пропорциональна кубу СВ, то это соотношение (6 /4,4 =1.36 )3 = 2,52. То есть на одном кв. км. площади республики можно снять ВЭ примерно в два с половиной раза больше чем в Европе, а в Дж.в - в 9 раз , и этот регион теоретически мог бы многократно покрыть потребности в э/э всего Казахстана.

Наличие больших территорий и достаточно разветвленная электросеть тысяч ЛЭП 35 кВ позволяют строить ВЭС практически в каждом из 250 сельских районов. Если принять мощность ВЭС по 10 МВт, то суммарная мощность составит 2500 МВт – шестая часть мощности ЭС республики и требуемая для осуществления подпоров. В   Дж.в и в 5 -6  менее мощных ветрорегионов можно строить ВЭС с мощностями в сотни МВт.

Поскольку ВЭ является наиболее универсальным видом ВЭР, доступна на всей территории республики, остановимся подробнее на возможных ее ограничениях

     1. ВЭ пока еще характеризуется слабой предсказуемостью СВ, даже по ближнесрочным прогнозам. Но ВЭС подключаются к электросетям энергосистем. Поэтому при понижении ими выработки э/э другие ЭС могут скомпенсировать эту недопоставку. Особенно в этом смысле полезны частоторегулирующие ГЭС с водохранилищами. Они могут за минуту поднять мощности на десятки процентов. Но, тем не менее, следует изыскать и другие возможности ВЭС снижающих вероятности нулевой выработки. На рис.3 показаны ветра в Дж.в и Шелекском ветровом коридоре ( Швк), за один месяц. Можно заметить, что в них ветра дуют практически в противофазе. Если он поднимается в одном регионе, то затихает в другом. Расстояние между   ними 750 -800 км. Но если наложить суточные ветра 10 регионов РК , а это (по степени убывания ВЭП) Ерейментау (Акм.обл), Ф-Шевч.( Манг. обл), Каработан ( Атыр.обл), Астана, (Жузумдык (ЮКО), Каркаралы ( Кар.обл) Аркалык (СКО) Кордай (Джамб.обл.).

         Рис.3.Скорости ветра в Дж в. и Шелекском ветрокоридоре ( Швк).

то в целом по республике не будет ни одного часа с отсутствием ветра, он будет дуть круглосуточно. Соответственно э/э от ВЭС   будет выдаваться в единую энергосистему республики постоянно, но посуточные значения его будут отличаться. Месячное отклонение, как мы отметили, порядка 30%. Отсюда вывод - чем больше регионов будут вовлекается в производство э/э от ВЭС (помимо упомянутых выше), и чем большее будет их мощность, тем меньше будет колебание их суммарного суточного графика мощности. Таким образом указанное выше негативное свойство ВЭ демпфируется .

2. Считается, что суммарная мощность ВЭС в составе энергосистемы не должны быть более 10 -15 %, что для ОЭС республики составит порядка 2500 МВт. Это корректно, если она работает изолированно. Но речь идет об объединенных энергосистемах , то их мощность с учетом параллельной работы с РФ и странами ЦА , а в будущем и Китая, возрастает как минимум на порядок , мощности ВЭС вырастают соответственно , и значит ограничений по мощности ВЭС в РК не существует, что также очень важно

   3.Большинство ВЭС и М ГЭС располагаются вблизи потребителей и присоединяются к местным протяженным сетям 35 и 110 кВ. ,что уменьшает ранее существовавшие величины подачи э/э потребителям. Это резко снижает потери э/э . Так, уменьшение подачи в 2 раза приводит к снижению потерь в 4 раза. По Казахстану имеется тысячи ЛЭП 35 кВ и сотни ЛЭП 110 кВ с суммарной длиной более 300 тыс. км. Эффект снижения потерь может быть очень значительным- порядка сотен МВт, что эквивалентно вводу генерирующих мощностей того же значения.

   Таким образом можно уверенно отметить, что технических препятствий для развития ВЭ в Казахстане не существует. Они совместно с ГЭС (существующих и будущих) повышает суммарную мощность ЭС Казахстана. Возникают и очень притягательные условия для экспорта их э/э от ЭС в Китай и Россию[3,4,8], страны Центральной Азии, а через них дальше на Южные страны.

Рис.4. Карта –схема возможных маршрутов объединения ОЭС ЕврАзия.

     Все это существенно способствуют созданию единого Евразийского энергообъединения кратчайшим путем в Южном направлении.( Рис.4) Рассмотрим возможные марщруты ЛЭП и требуемое расположение энергоисточников по Казахстану. С завершением БТЭС маршрут связи Север –Юг Казахстана по 2 ЛЭП 500 кВ, подпором на БТЭС и с перспективой строительства от нее дополнительных ЛЭП 500 на Алмату и Шу вполне   удовлетворяет связь с ОЭС Азиатских стран по центру Казахстана. По восточной части Казахстана между Югом и Севером республики практически нет связи По планам КЕГОК там намечается строительство ЛЭП 500кВ по маршруту Екибастуз - Шульб ГЭС (ШГЭС) –Актогай- Талдыкорган –Алматы. Эта электропередача подпирается только ШГЭС и ГЭС Иртышского каскада. Здесь, южнее узловой п/с Актогай, в середине   электропередачи, она может быть подперта мощным комплексом ВЭС в Дж.в, каскадом ГЭС на р. Тентек, Коксу и других ГЭС Алматинской области. От Актогая через Дж. в, необходимо вводить поочередно минимум 2 цепи ЛЭП 500 кВ по 250 км. Они первоочередные для экспорта э/э в Китай из РК. Туда можно подвести третью ЛЭП 500 от Аягоза, четвертая - от комплекса: ВЭС в Швк, ГЭС Мойнак и каскада на р. Шелек.

     По западу РК привлекательным маршрутом представляется ЛЭП 500 Бейнеу - Дашховуз (Республика Туркменистан) длиной 400 км по западной части Аральского моря ( А.м). Она будет подперта комплексом ВЭС на побережье Каспия и возможной АЭС там же. По восточной части А.м   на пересечении ж/д Жезказган –Бейнеу, и Жылысай -Арысь (севернее А.м) вдоль которых пройдут тяговые ВЛ 220 кВ их подпорами будут ВЭС в проходах гор Мулгажар и Каратау с мощными ВЭП.

       Таким образом выход ОЭС Европы (через ОЭС РФ) к странами южной Азии может пройти по 4 маршрутам в РК по 8 ЛЭП 500 кВ, подпертыми энергоисточниками использующих ВЭР Казахстана, и контуры ОЭС от «Парижа до Пекина» уже просматриваются. В строительстве этих объектов - ВЭС и ГЭС - могут принять участие субъекты среднего бизнеса РК. Для удешевления ВЭС Казахстан должен производить собственные   ветротурбины учитывающие специфику ветров, климат и сейсмику[6,7 ].

Литература

1. Каmbarov М.,Karabalin U., Papafanasopulo G. Report. The Kazakhstan Energy sector in the eve of 21 century. In the book “Possible areas of cooperation in energy between Central Asia, the Caucasus and other Asian Countries. New Delhi, 1995. р.р. 18-26.

2. Кaмбаров М.Н. Возобновляемые энерго ресурсы Казахстана. Изд. Дауір.2008 г. 370стр.

3. Marat N. Kambarov. Investment in alternative energy solutions. Electricity generation in Kazakhstan for export to China. WORLD FINANCE REVIEW, May 2009. Page 73, London. 4.Вильковиский И.Я. Гидроэнергетика Казахстана.Состояние и перспективы развития. «Энергетика и топливные энергоресурсы Казахстана» №7, 2011 г.стр.72-79

5:Жильцов В.Г. Ветровой атлас Казахстана и перспектива использования ветровой энергии. «Энергетика и топливные энергоресурсы Казахстана №8», 2011 г.стр.66 -78

6. Кaмбаров М.Н., Камбаров Т.С. Ветродвигатель . Патент РК № 20218.

7.КамбаровМ.Н. О возможностях поставок э/э в Россию от ВЭС Казахстана.

«Энергетика и топливные энергоресурсы Казахстана» №7, 2011 г.стр.54-56.

 

 

Реферат

Объединение Энергосистем Евразийского континента это одна из больших задач энергетиков   стран расположенных на ней. Существующая ситуация такова, что объединение может быть осуществлено кратчайшим путем с помощью ряда ЛЭП 500 через территорию Казахстана. Для этого в республике должен быть построены дополнительные подпорные электростанции на полосе шириной 200 и длиной в 2000 км по линии озер Алаколь- Балхаш –Арал не имеющих ЭС. Показывается , что наиболее эффективным для этих станций может быть путь использования возобновляемых энергоресурсов в виде ветровой и гидроэнергии. Показываются наиболее вероятные маршруты ЛЭП и подпорные ЭС на территории Казахстана.

Reference

The creation of United Power Grid of Europe and Asian countries should be one of great tasks for energy field specialists having in this countries. Such tasks should be provided with shortest way through the wide Kazakhstan’s territory. For this purpose the article prove and demonstrate possible ways for Еuro -Asian united Power Grid creation by Kazakhstan’s Power Grid help and Power Plants use own renewable Energy Sources. It’s shaven the routes for 500 kV Power transmission Lines erection and places (sites) for future Wind and Hydro Plants to be located.

 

 

 

 

 

TOO “ EcoWatt”, 050020 Алматы, Кыз Жибек 171

Тел 7 777 271 56 15.

Е mail mared.k@mail.ru

Комбаров Марат Нигметович, Генералдьный директор.

 

Камбаров Тлек Сакенович, магистрант Калифорнийского государственного Угиверситета.

 

 

Акт экспертизы

Я, Ахметов Канапия Мауленович, технический директор TOO EcoWatt”,   сообщаю что статья Камбарова М. Н. и Камбарова Т. С «О СОЗДАНИИ ЕДИНОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ЕВРАЗИЙСКОГО КОНТИНЕНТА» показывает необходимость и пути его создания , Это выгодно для Республики Казахстан с двух позиций

1. Повышает эффективность КАЗАХСТАНСКИХ ЭНРГОСИСТЕМ поскольку республика может получать прибыль и использовать транзитные мощности в широтном и долготном направлениях.

2. Казахстан может существенно расширить рынок сбыта э/э от электрических станций использующих возобновляемые энергоресурсы.

Все это подчеркивает актуальность статьи.

   Сведений секретного характера не допустимые для публикаций в открытой печати не обнаружены. В статье имеется ссылки на 7 печатных изданий подтверждающее это.

 

Технический директор TOO EcoWatt”                                       К.М. Ахметов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Камбаров М.Н., доктор техн. наук, Генеральный директор ТОО «EcoWatt», Алматы

Лауреат Мирового и Азиатского конкурсов инновационных Бизнес- Проектов

Камбаров Т.С. , магистрант, Калифорнийский Университет (США), Сан Франциско

Расположение РК в центре континента и его мощные энергоресурсы предопределяют республике играть в XXI веке одну из   опорных ролей при создании Евразийской объединенной энергосистемы (ЕврАзОЭС). Выход на Азиатские страны от ОЭС РФ, имеющей связи с ОЭС Европейских стран, кратчайшим путем должен осуществляться через РК. Реверсивные долготные и широтные потоки э/э по будущим ЛЭП повышают эффективность работы ОЭС, понижают мощности электростанций ( ЭС).

Но для технического обеспечения работы ОЭС, необходимо, чтобы на территории РК в месте пересечения этих энергопотоков строились ЭС с мощностью примерно по 600 МВт по широте Алаколь, Балхаш, Арал. для осуществления подпора энергомостов. Они могут и экспортировать э/э в указанные страны. Строительства ЭС  являются ключевым вопросом. Показаны нецелесообразность строительства ТЭС, а альтернативой предлагаются ВЭС и ГЭС. Они используют возобновляемые энергоресурсы РК, особенно ветроэнергии. Показывается отсутствия технических препятствий для их строительства .

Показаны маршруты ЛЭП 500 кВ в направлении Север Юг, с учетом существующей связи по 2 ЛЭП 500 кВ с подпором на БТЭС и перспективой дополнительных ЛЭП 500 на Алмату и Шу. Это вполне   удовлетворяет связь с ОЭС Азиатских стран по центру РК. По его востоку нет связи, но намечается ЛЭП 500кВ Екибастуз - Шульб ГЭС (ШГЭС) –Актогай- –Алматы. Эта электропередача (ЭП) подпирается ГЭС Иртышского каскада. Здесь в середине она может быть подперта мощным комплексом ВЭС в Дж.в, каскадами ГЭС на р. Тентек, Коксу и других. От Актогая через Дж. в, необходимо первочередно вводить минимум 2 цепи ЛЭП 500 кВ по 250 км для экспорта э/э в Китай из РК. Туда   можно подвести третью ЛЭП 500 от Аягоза, четвертая - от комплекса: ВЭС и   ГЭС Мойнак и каскада на р. Шелек.

     По западу РК маршруты ЛЭП 500кВ Бейнеу - Дашховуз (Туркменистан), она подпирается ВЭС на Каспия .По восточной части Арала   на пересечении ж/д Жезказган –Бейнеу, и Жылысай -Арысь вдоль которых пройдут тяговые ВЛ 220 кВ их подпорами будут ВЭС в проходах гор Мулгажар и Карата.

Т.о. выход ОЭС Европы к странами юга Азии пройдет по 4 маршрутам в РК по 8 ЛЭП 500 кВ, подпертыми ЭС использующих ВЭР , и контуры ОЭС от «Парижа до Пекина» уже просматриваются. В РК необходимо производить собственные   ветротурбины .

PDFБаспаға жіберуE-mail