Более 200 учащихся 9 – 11 классов из более 30 регионов России приняли участие в Школьной лиге Международного инженерного чемпионата «CASE-IN» – соревновании школьников в решении кейсов, направленном на популяризацию знаний об энергетике. Лучшее видение стратегического развития топливно-энергетического комплекса России до 2035 года предложили старшеклассники из Ивановской области, Самары и Новосибирска. Работу победителей – команды «Dream Team», мы сегодня предлагаем для ознакомления.
Задание:
- Выберите регионы на карте России и площадки на них для строительства новых электростанций. Постройне свои новые электростанции, чтобы обеспечить необходимые объёмы производства электроэнергтии к 2035 году;
- Выберите типы ваших будущих электростанций, а так же энергетические ресурсы, на которых они будут работать. Выберите регионы и территории добычи энергетических ресурсов. Обоснуйте свой выбор;
- Посчитайте ориентировочную стоимость энергетических ресурсов, необходимых для работы ваших электростанций и предложите способ их получения;
- Предложите, как по вашему мнению должна выглядеть структура ТЭК России до 2035 года, чтобы обеспечивать энергетическую и экологическую безопасность страны;
- Рассмотрите своё решение в отношении округов России: Дальний восток, Сибирь, Урал, Арктика, Поволжье, Центр, Юг, Северо-запад. Обратите внимание на арктический регион России и укажите роль Арктики в топливно-энергетическом балансе России до 2035 года.
Решение:
Одной из проблем России является дефицит электроэнергии в некоторых регионах. Для её решения предлагаем наш вариант развития энергетики страны. Поскольку нам необходимо рассчитать параметры ТЭБ до 2035 года, следует выбрать станции, способные окупить свою стоимость к этому сроку. АЭС и ГЭС не являются “быстро окупаемыми”, следовательно, они нам не подходят. Альтернативные источники потребуют значительных затрат, а для достижения необходимой стране мощности требуется построить их огромное количество. Таким образом, ТЭС являются самым подходящим вариантом для решения энергетических проблем к 2035 году. У них есть ряд преимуществ. Например, некоторые виды ТЭС могут работать полностью автономно. Сроки их строительства и окупаемости в разы меньше других.
Рассчитав ТЭБ для периода 2017 – 2035г.г., выяснили, что для нашего варианта решения к 2035 году необходимо увеличить добычу природного газа, замедлив темпы роста добычи угля и нефти. Это решение мы приняли, поскольку при использовании газа, как топлива для ТЭС, выделяется меньшее количество различных вредных веществ, при этом запасы газа в нашей стране превышают запасы других видов топлива. Чтобы стабилизировать ТЭБ, надо увеличить экспорт угля.
Для развития газовой отрасли необходимо учитывать риски и факторы, способные негативно повлиять на процесс. Проведя анализ имеющейся у нас информации, мы поняли, что риски оправданы, т.к. на выходе мы получаем огромный прирост энергодобычи. Следовательно, развитие газовой отрасли безопасно и перспективно.
Рассмотрим наше решение на примере двух конкретных областей. Иркутская и Томская области имеют одинаковый энергодефицит, примерно равный 4’600 млн. кВт*ч. В данных регионах строительство ТЭС будет, мы думаем, отличным решением. На территории Иркутской области есть природный газ объёмом 3,94 трлн м³. Если увеличить добычу в этом регионе, то полученного газа должно хватить и на Томскую область. Полученное топливо можно переправлять по уже построенному газопроводу. Таким образом, Иркутская область будет снабжать топливом сразу два региона. Значит, строительство в регионах ТЭС необходимой мощности может решить проблему энергодефицита.
Из всех ТЭС, работающих на газе, мы выбрали два основных типа: ГПЭС и ГТЭС. Составив сравнительную характеристику, приняли решение, что для нашего плана развития больше подходит ГТЭС. Она имеет перед ГПЭС ряд неоспоримых преимуществ, например, мощность и стоимость капитального ремонта.
Мы разработали календарный и финансовый планы развития для выбранных регионов. По нашим расчетам к 2031 году построенные станции полностью окупят себя и уже начнут приносить прибыль. При этом необходимо активно разрабатывать новые месторождения газа и нефти, чтобы станции снабжались достаточным количеством топлива. Средства на реализацию данного проекта мы планируем получить из долгосрочного кредита, частных инвестиций и регионального финансирования.
Основной уклон при строительстве ТЭС был сделан на большую мощность. Второй нашей целью была сравнительно высокая экологичность ТЭС, для этого на обеих станциях были установлены инновационные фильтры, способные снизить выбросы углекислого газа. Уникальность плана в том, что он подходит ко всем регионом России.
Еще мы хотим обратить внимание на территорию Арктики. В ней скрыт огромный энергетический потенциал, и заключается он не только в больших запасах угля, нефти и газа, но и в возможности добывать энергию инновационными способами. Арктическая территория имеет суровый климат, поэтому необходимо, что бы станции были устойчивы к низким температурам, сильным ветрам и метелям.
Например, металлы, которые мы будем использовать в постройке наших станций, должны быть устойчивы к холоду, иначе они станут более хрупкими, что приведет к разрушению станции. Так же, не стоит забывать, что при определенной температуре масла смазки, станут вязкими, что приведет к поломке техники. Поэтому стоит обратить внимание на химический состав этих материалов и их физические свойства. Выделим несколько перспективных, на наш взгляд, вариантов для Арктики.
При развитии солнечной энергетики следует применять гибкие панели на органических полупроводниках. Шестимесячный световой день в Арктике позволит этим станциям работать без перерыва, а в момент наступления арктической ночи эту станцию можно будет без особых проблем собрать. Постоянные ветра на её территории обеспечат бесперебойную работу ветряных станций. Из-за большого перепада температур снаружи и под землёй можно использовать полости, оставшиеся после откачки нефти и газа, для расположения в них части контура с водой в геотермальной электростанции.
Плавучая атомная электростанция может производить и накапливать электроэнергию, а во время захода на шельф запитать энергией нефтедобывающие и газодобывающие установки. Всё это будет способствовать развитию инфраструктуры Арктики. Не стоит забывать и о строительстве термоядерных станций! Это будущее электроэнергетики мира, которое к 2035 году может стать настоящим!
Это наш первый опыт в решении «кейсов», в процессе которого мы изменили свои взгляды на некоторые стороны жизни и на себя, работая в команде.
Команда «Dream Team»:
Вячеслав Авдовин
Владимир Болотов
Вячеслав Киселёв
Никита Ривис
