IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Цель: Популяризировать жизнь в сельской местности, обеспечить приток молодёжи для развития инфраструктуры и села Тверской области в целом.

Гипотеза: Замена традиционных источников энергии альтернативными обеспечит приток населения в сельские поселения Тверской области.

Условный пример: Деревянный дом в сельском поселении Тверской области, площадью 54, в 23 км от города; зимой потребность в электроэнергии – 16,13 кВт в сутки, на отопление – 51,84 кВт в сутки.

Задача: Произвести расчёт затрат в рублях за использование традиционных и альтернативных источников энергии в день (-10 °C); выделить их преимущества и недостатки.

Представленные данные приведены на основании собственных расчётов. Безработица на селе серьезный повод подумать об экономии.

Традиционные источники энергии в сельских поселениях Тверской области

Электричество (фактический процент использования по Тверской области – 100 %). Как видно из Таблицы 1, стоимость электроэнергии на 1 день (-10 °C) при одноставочном (дневном) тарифе, равном 2,88 руб./кВт ч, рассчитывается как 16,13 кВт в сутки * 2,88 руб./кВт ч, что составляет 46,45 руб. При тарифе, дифференцированный по 2 зонам суток, где пиковая зона (7.00 -23.00)=3,12руб./кВт ч; ночная зона (23.00-7.00)=2,02руб./кВт ч., стоимость электроэнергии на 1 день (-10 °C), составляет 44,28 руб. Расчёты:

1. Пиковая зона: 16 ч * 0,67 кВт* 3,12руб./кВт ч= 33,45руб.

2. Ночная зона: 8 ч* 0,67кВт *2,02руб./кВт ч. = 10,83 руб.

3. Затраты на электроэнергию в сутки = 33,45руб.+ 10,83 руб.= 44,28 руб.

Плюсы: общедоступность; возможность использования по мере востребования. Минусы: достаточно большие затраты на оплату; сбои в системе электроснабжения; опасность короткого замыкания при прямом попадании воды. Для сельских поселений Тверской области разработана специальная программа снижения стоимости тарифов на 30% [3].

Таблица 1 - Традиционные источники энергии: электричество

Источник энергии	Фактический % использования, %	Стоимость электроэнергии на 1 день (-10°C), руб.
Электричество (в т.ч. свет, обогреватели, компьютер, зарядные устройства)	100	одноставочный (дневной) тариф	тариф, дифференцированный по 2 зонам суток
		46,45	44,28
Всего	100	-

Дрова покупные (5,1 %). 1 м³ берёзовых дров стоит 1500 рублей. Как видно из Таблицы 2, суточное потребление дров составляет 40,50 руб. Расчёты:

1. 1м3 (1000000см3) берёзовых дров = 1500руб.

2. Объём 1 палена = 12см*10см*40см = 1800 см3.

3. На отопление дома зимой в течение 1 дня необходимо 15 дров такого размера: 15 шт. * 1800 см3 = 27 000см3.

4. Этот объём составляет 2,7% от стоимости 1м3.

5. Стоимость дров, потреблённых за сутки: 1500руб.*2,7% = 40,50 руб.

Плюсы: не требуют предварительной обработки и трудозатрат. Минусы: большие затраты на покупку, транспортировку; требуется много места для хранения; урон экосистеме.

Таблица 2 - Традиционные источники энергии: отопление

Источники энергии			Фактический % использования, %		Стоимость отопления 1 дня (-10°C), руб.
Дрова	покупные	5,1		40,50
	нарубленные (берёзовые)	25		1,8
Уголь			4,6		83,33
Опилки			1,8		31,82
Торфяные брикеты			7		29,7
Газовый баллон			38,6		2,52
Бензогенератор			1,9		1140,48
Природный газ (газовый котёл)			16		39,63
Всего			100		-

Дрова нарубленные (25 %). Как видно из Таблицы 2, стоимость отопления 1 зимнего дня равна 1,8 руб. Расчёты:

1. Норматив заготовки древесины для отопления дома с системой печного отопления = 15 м3 [1].

2. Ставка платы по договору купли-продажи за 1м3 из берёзы = 65,21 руб.

3. Необходимо 27 000 см3 для отопления 1 зимнего дня.

4. Стоимость отопления 1 дня (-10 °C): 2,7% * 65,21 руб. = 1,8 руб.

Плюсы: общедоступность; низкая стоимость. Минусы: долгий процесс оформления договора купли-продажи; большие трудозатраты по предварительной обработка деревьев собственными силами; урон экосистеме. Дрова нарубленные являются самым дешёвым традиционным источником энергии.

Уголь (4,6 %). Стоимость отопления одного зимнего дня с помощью угля равна 83,33 руб. Расчёты:

1. Стоимость 1 тонны каменного угля равна 5000 руб.

2. Примерный расход угля в зимний период = 1,5 тонн угля (7 500 руб.).

3. Стоимость одного зимнего дня, отопленного с помощью угля: 7500руб./90дней зимы = 83,33руб.

Плюсы: высококалорийное топливо. Минусы: много отходов (зола); склонность к самовозгоранию; вред экологии.

Опилки (1,8 %). Потребление опилок в сутки равняется 31,82 руб. Расчёты:

1. Количество энергии 5 м3 берёзовых дров стоимостью 7 000руб. = количество энергии 1 м3 опилочного брикета стоимостью 5 500руб.

2. Стоимость отопления 1 дня дровами = 40,50руб.

3. Потребление опилок в сутки для получения такого же количества энергии, как от дров: 5500руб./1м3 опилок*40,50руб / 7000 руб./5м3 дров = 31,82 руб.

Плюсы: позволяют получать максимальное количество тепловой энергии; не наносится вред экологии; доступность котла, работающего на опилках. Минусы: трудности с хранением топлива; требуется регулярная чистка дымоходов от золы и сажи.

Торфяные брикеты (7 %). Стоимость отопления одного дня зимой торфяными брикетами составит 29,7 руб. Расчёты:

1. Стоимость 1 тонны торфяных брикетов = 5 500 руб.

2. 1м3 дров из берёзы = 0,2 тонны торфяного брикета.

3. 15 дров (27 000 см3) нужно на отопление 1 дня.

4. 27 000 см3 = 0,0054 тонны торфяных брикетов.

5. Стоимость отопления одного дня зимой торфяными брикетами: 0,0054 тонны *5 500руб. = 29,7 руб.

Плюсы: отсутствует копоть и сажа; безопасность использования; период горения более 6 часов. Минусы: лёгкая воспламеняемость.

Газовый баллон (38,6 %). Допущение: в наличии пустой газовый баллон (50 л). Согласно таблице 2, стоимость потребления в сутки составит 2,52 руб. Расчёты:

1. Стоимость заправки газового баллона пропаном = 900 рублей.

2. Расход газа на отопление 1 зимнего сезона = 13л.

3. Расход газа в день: 13л/90дней = 0,14л.

4. Стоимость отопления 1 дня: 900руб. / 50л * 0,14л = 2,52 руб.

Плюсы: возможность применения в негазифицированных районах; безопасность использования. Минусы: стоимость баллона, необходимость в замене по истечению СПИ. Газовый баллон - самый распространённый источник энергии в Тверской области.

Бензогенератор (1,9 %). Допущения: бензогенератор мощностью 5 кВт/ч; максимальное время беспрерывной работы в день – 10,5 часов; средняя стоимость масла – 22 рубля за 1 кВт. Стоимость отопления 1 зимнего дня равняется 1140,48 руб. Расчёты:

1. Количество энергии, необходимой на отопление 1 дня = 51,84 кВт.

2. Стоимость расхода масла: 51,84кВт*22руб. = 1140,48 руб.

Плюсы: малогабаритность при высокой вырабатываемой электрической мощности; простота эксплуатация и обслуживания; не создаёт много шума. Минусы: может работать без перерыва непродолжительное время; выхлопы, урон окружающей среде; при продолжительной работе экономически не выгоден. Является самым дорогим традиционным источником энергии. Применяется в местах, где отсутствует доступ к электричеству (на стройке, в походе), либо во время сбоев и замыканий в электросистеме.

Природный газ (газовый котёл) (16 %). Допущения: в наличие газовый котёл, тариф на природный газ в Тверской области - 7,180 руб./м³ [2]. Потребление газа в час (м3) определяется по формуле:

L = Q / (10.175 х 0.92), где

L – объемный расход топлива за 1 час, м3;

Q – необходимая тепловая мощность на отопление, кВт;

10.175 – низшая теплота сгорания для природного газа, кВт/м3;

0.92 – КПД котельной установки, сжигающей горючее.

Как видно из Таблицы 2, стоимость использования газа в день составляет 39,63 руб. Расчёты:

1. По формуле: 2,16/(10.175 х 0.92)=0,23 м3/ч газа.

2. Потребление газа в сутки: 0,23м3 /ч*24ч = 5,52м3.

3. Потребление газа по тарифу: 5,52м3/сутки*7,180руб./м3 = 39,63 руб.

Плюсы: более дешёвый и вызывает меньшее загрязнение воздуха, чем бензин. Минусы: не все районы Тверской области газифицированы. Провести газ в Тверской области, в среднем, стоит 150-200 тыс. руб., а к некоторым районам подведение невозможно в связи с чрезмерной удалённостью от главной магистрали газопровода. Согласно официальному сайту «Газпром межрегионгаз Тверь», Тверская область с 2005 года участвует в программе газификации регионов РФ. На реализацию вышеуказанной Программы со стороны ООО «Газпром межрегионгаз» в 2005 - 2016 годах. выделены инвестиции в размере 4 044,84 млн. руб. Сегодня природный газ доступен потребителям 23 районов из 36. Уровень газификации в сельской местности вырос на 9,6% [4]. Однако уже в 2016 г. инвестиции на строительство объектов газификации не предусмотрены.

Альтернативные источники энергии в сельских поселениях Тверской области

Солнечные батареи. Допущение: 10 батарей, мощность: зимой 4 кВт в день, летом – 16 кВт в день. Как видно из Таблицы 3, стоимость солнечной батареи составляет 14 200 руб. за штуку. В зимнее время служит дополнительным источником электроэнергии, летом – основным. В течение 25 лет эксплуатации батарей будет гарантированно получено 106 124 кВт бесплатной энергии или экономия 305 637 руб. Расчёты:

1. Энергия за 25 лет эксплуатации:

   1. За 2531 день зимы: 4 кВт*2531 день =10 124 кВт;

   2. За 6000 солнечных дней: 16 кВт*6000 дней = 96 000кВт.

   3. Итого бесплатной энергии: 10 124 кВт+ 96 000кВт = 106 124 кВт.

2. Экономия за дни без солнца: 10 124 кВт * 2,88 руб./кВт ч = 29 157 руб.

3. Экономия за солнечные дни: 96 000 кВт*2,88 руб./кВт ч = 276 480 руб.

4. Итого экономия: 29 157 руб.+276 480руб. = 305 637 руб.

Таблица 3 – Альтернативные источники энергии: электричество

Источник энергии	Срок эксплуатации, лет	Стоимость за 1 штуку	Потребление, шт.
Солнечные батареи	25	14200 руб.	10	на 1 дом
Ветрогенераторы	50	150 тыс. руб.	1
Малая ГЭС	Более 80	240 млн. руб.	1	на 7440 домов

Ветроэлектростанция. Допущения: в наличие ветрогенератор мощностью 2 кВт, годовой ветропотенциал Тверской области – низкий (4,5м/с). В течение 50 лет эксплуатации ветрогенератора будет получено 294 566 кВт бесплатной энергии или экономия 848 350 руб. Расчёты:

1. Потреблением электроэнергии в месяц = 500кВт.

2. Стоимость ветрогенератора с установкой = 150 тыс. руб.

3. Энергия, полученная в течение срока эксплуатации: 18262 дня (50 лет) * 16,13 кВт/ч =294 566 кВт бесплатной энергии.

4. Экономия: 294 566 кВт*2,88 руб./кВт = 848 350 руб.

Малая ГЭС. Допущения: мощность МГЭС 5 МВт, стоимость 1 кВт*ч, произведенного на малой ГЭС в России, - 50 коп. Согласно Таблице 3, стоимость МГЭС равна 240 млн. руб. Данная малая ГЭС сможет обеспечить электроэнергией 7440 домов. Выплаты за использование электроэнергии с МГЭС на 1 дом равняется 8,1 руб. в сутки. Расчёты:

1. Стоимость 1 кВт МГЭС = 48000руб.

2. Стоимость МГЭС: 48000руб.*5000кВт = 240 млн.руб.

3. Масштабы обеспечения электроэнергией от МГЭС: 5000кВт/ч*24часа : 16,13кВт (на 1 дом в сутки) = 7440 домов.

4. Стоимость электроэнергии от МГЭС в сутки: 50коп.*16,13кВт = 806копеек = 8,1руб.

Преимущества альтернативных источников энергии перед традиционными: солнце, ветер, реки – это возобновляемые источники энергии; имеют длительный срок эксплуатации; получение бесплатной энергии; возможность применения в любой точке страны; экологичность; окупаемость источника энергии. Однако есть и минусы: сильная зависимость от климата, местоположения, режима водотока; высокая первоначальная цена.

Перечень мер, которые должно принять государство для популяризации жизни в сельских поселениях Тверской области за счёт внедрения альтернативных источников энергии:

1. создать развитую информационную среду, обеспечивающую доступность информации об альтернативных источниках энергии;

2. вкладывать бюджетные средства на развитие и внедрение солнечных батарей, ветроэлектростанций, ГЭС в сумме около 2,4 млрд. руб. Допущения: население сёл Тв.обл. с учётом притока (7%) = 573790 чел., запрос потребителей на энергию от МГЭС = 50%, 1 МГЭС вырабатывает 120 000 кВт в сутки. Расчёты:

1.  

   • 573 790чел / 4 человека (1 дом) = 143 448 дома.

   • Потребление электричества домами в сутки: 143488дом*16,13кВт=2313816кВт.

   • Получение энергии от МГЭС по запросам потребителей: 2313816кВт*0,5 =1156908кВт.

   • Необходимое количество МГЭС для удовлетворения запросов потребителей: 1156908кВт / 120 000кВт = 10 МГЭС.

   • Стоимость 10 МГЭС: 10МГЭС*240 млн. руб. = 2,4 млрд.руб.

1. вести пропаганду о доступности альтернативных источников энергии.

На территории Тверской области существует огромный потенциал для применения альтернативных источников энергии. Был проведён анализ карты Тверской области для обнаружения наиболее пригодных территорий для установки альтернативных источников:

1. для солнечных батарей – равнинная местность: в районе городов Можайск, Тверь, Удомля, Бежецкий район, район Максатихи и др. местность в центральном районе восточно-европейской равнины;

2. для ветроэлектростанции – холмистая местность: Красный Холм, Горицы, Старица, Торжок, Михалёво и др. города с карьерами, курганами, мореными грядами;

3. для малой ГЭС – реки: Волга, Молога, Медведица, Межа, Мста, Вазуза.

Альтернативные источники никогда не станут основными источниками энергии в Тверской области. Однако они смогут позволить обеспечить бесперебойную выдачу электроэнергии в сельских поселениях и сократить до 50% расходов энергии при их комбинированном использовании с традиционными источниками. Это и станет сильнейшей мотивацией для переселения людей в сёла Тверской области.

Список литературы

1. Закон Тверской области от 18 сентября 2007 года N 96-ЗО «Об установлении порядка и нормативов заготовки гражданами древесины для собственных нужд и порядка заключения договора купли-продажи лесных насаждений для собственных нужд».

2. Приказ ГУ РЭК Тверской области от 19.06.2015 № 84-нп ООО «Газпром межрегионгаз Тверь» тарифы на природный газ на 2016 год только для сельской местности Тверской области.

3. Приказ Региональной энергетической комиссии Тверской области от 29.12.2015г. №404-нп.

4. Газификация Тверской области [электронный ресурс] / Официальный сайт «Газпром межрегионгаз Тверь». – 2011-2016. – Режим доступа: http://viperson.ru/wind.php?ID=645168.

5. Макунина И.В. Современные проблемы информационного, учетного и финансового обеспечения устойчивого развития АПК/ Монография/ Харчева И.В., Постникова Л.В., Макунина И.В., Миронцева А.В., Гупалова Т.Н., Евграфова Л.В., Уколова А.В., Кузнецова Е.И., Телегина Ж.А., Москва, 2015

6. Макунина И.В., Миронцева А.В., Кадровый вопрос на селе: каковы пути выхода из кризиса?//Национальные интересы: приоритеты и безопасность. -2013. -№43 -С. 47-53.

7. Макунина И.В., Миронцева А.В. Безработица как негативный фактор влияния на рынок труда//Региональная экономика: теория и практика. 2012. № 13. С. 22-28.

Код для цитирования: Скопировать