Аннотация (русский):
Приведены ограничения по использованию традиционных сжигающих источников энергии пятого технологического уклада, сдерживающих развитие человечества и уступающих новым технологиям возобновляемой безтопливной энергетики. Обобщены достоинства и недостатки электрической энергии и генерации традиционными и возобновляемыми источниками. Впервые разработаны основные требования к альтернативным безтопливным генераторам. Систематизированы отечественные и зарубежные примеры реализации и технико-экономические обоснования возможного применения новых источников энергии - безтопливных генераторов для эффективного и безопасного обеспечения электрической и тепловой энергией удалённых от централизованных источников и изолированных селений и объектов. Разработаны меры и предложения по организации и финансированию ускоренной опережающей доработки, широкому использованию, импортозамещению зарубежных аналогов и экспортным поставкам альтернативных безтопливных генераторов в РФ.

Ключевые слова:
новые источники энергии, удалённые и изолированные потребители, требования к источникам энергии, селение, энергоснабжение, энергетическая безопасность, рынок новой энергетики, импортозамещение

Содержание Часть 1 1. Актуальность работы и постановка проблемы 2. Анализ последних исследований и публикаций 3. Цель работы и методика 4. Изложение основного материала исследования 4.1. Основные правовые и нормативные документы РФ в сфере энергообеспечения и ВИЭ 4.2. Современное состояние энергообеспечения удалённых и изолированных селений (на примере с. Казанка Алтайского района Алтайского края) 4.3. Традиционные решения, принятые в нормативно-правовых документах по энергетике 4.4. Российский и мировой опыт комплексного энергообеспечения удалённых и изолированных селений и объектов Выводы и предложения по Ч.1 Список литературы по Ч.1 Часть 2 4.5. Новые источники энергии: разработки и примеры применения, требования и технико-экономические обоснования 4.6. Теоретические, организационные, финансовые и мировоззренческие проблемы использования новых источников энергии 5. Выводы и предложения по Ч.2 Список литературы по Ч.2 1. Актуальность работы и постановка проблемы Энергия, как силовое воздействие для совершения работы, умножает возможности человека в разных сферах деятельности. В коммунальном хозяйстве тепловая энергия (ТЭ) необходима для обогрева помещений и горячего водоснабжения, электрическая энергия (ЭЭ) - для освещения и питания электроприборов. В Алтайском крае, Республике Алтай и других регионах Сибири площадь децентрализованного энергоснабжения за счёт завозимого топлива или вырубаемого леса превышает 70% всей территории [1], и проблема обеспечения энергетической безопасности удалённых и автономных селений и объектов чрезвычайно актуальна (безморозный период продолжается около 3-х месяцев из 12). Централизованным теплоснабжением обеспечена часть населения по причинам: низкая плотность населения - менее 1-2 чел./кв.км на территориях вне городов и крупных населённых пунктов, большие потери, высокие тарифы. Централизованным электроснабжением со слабыми электрическими связями обеспечено население на удалении на десятки километров от городов и районных центров. При отключении электропитания потребители переходят в изолированный, автономный режим. Отток молодёжи из удалённых от городов и райцентров селений (их в Алтайском крае около 600), опустошение территорий приводят к экономической неэффективности содержания главных инфраструктурных объектов - энергетики и транспорта. Нарастает и обратный поток населения в сельскую местность из городов для близости к природе, земле, дальше от вредных городских выбросов. Проблемы заселения территорий, энергообеспечения удалённых и автономных селений и объектов в климатических условиях Сибири предлагается решать комплексно с учётом использования местных возобновляемых ресурсов и новых источников безтопливной энергетики на основе отечественных разработок, обеспечить энергетическую безопасность и импортозамещение. 2. Анализ последних исследований и публикаций Энергетика как отрасль имеет сложную структуру, высокую затратность и ответственность, поэтому развитие теории, разработку и производство энергетического оборудования, выпуск нормативно-справочных документов, проектирование и технико-экономические обоснования строительства электрических станций и сетей с учётом новейших достижений науки и техники, эксплуатацию производили крупные НИИ, организации, предприятия и вузы: ВНИИЭ, ВИЭСХ, Гидропроект, Теплопроект, Тяжпромэлектропроект, Энергосетьпроект, ЭНИН, ОРГРЭС, Электросила, Сибэнергомаш, Сибэлектротяжмаш, Сибэлектромотор, МЭИ, ТПУ, СФУ, АлтГТУ и другие. Вопросы электроснабжения сельского хозяйства, в т.ч. с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ) разрабатываются и отражены в трудах ВИЭСХ (Будзко И.А., Стребков Д.С., Некрасов А.И. и др.), ИЭС (Бушуев В.В.), РусГидро, ИНСЭТ, Лукутина Б.В., Михайлова Л.П., Сибикиных Ю.Д. и М.Ю., Германович В. и Турилина А., Кашкарова А.П. и др. Роспатент выкладывает в Интернет большую базу изобретений по ВИЭ. Проблемы теории и разработки новых источников энергии и технологий на основе альтернативных безтопливных генераторов (АБГ) разработаны и обобщены Андреевым Е.И., Опариным Е.Г., Николаевым Г.В., Фроловым А.В., Ацюковским В.А., Леоновым В.С. и др. Проблемы рационального использования традиционной и альтернативной энергии с применением ВИЭ для сельскохозяйственных потребителей в Алтайском регионе разрабатываются Никольским О.К. и Воробьёвой С.Н., Федяниным В.Я., Тошпоковым Ю.И., однако без учёта автономных селений и АБГ. 3. Цель работы и методика Автор данной работы обращается к российскому и мировому опыту теоретического обоснования, разработки, использования ВИЭ и АБГ и «примеривает» их применение в Алтайском и других регионах Сибири как дополнение к традиционному энергоснабжению удалённых и автономных селений и объектов с учётом Стратегий социально- экономического развития, Стратегий развития энергетики. Предлагаются комплексные меры, приводятся примеры АБГ, отбираются приемлемые по интегральным показателям АБГ для реальных условий эксплуатации. Разрабатываются основные требования и предлагается методика выбора АБГ (бытовых электроприборов) как источников энергоснабжения по комплексу условий, оценки технико-экономической эффективности с учётом вероятных рисков, живучести и безопасности. Рассматриваются теоретические, организационные, финансовые и мировоззренческие ограничения и предложения по безопасному использованию АБГ. Данная работа с учётом сложности и многосвязности рассматриваемых вопросов, не претендует на полноту и законченность, носит скорее обзорный характер с целью привлечения творческих специалистов, органов управления, организаторов и инвесторов для решения актуальных вопросов будущей энергетики и, возможно, будущего человечества, структурно намечает решения, в ряде случаев является обоснованным мнением автора, имеющего опыт работы и наработки по традиционной энергетике и по ВИЭ, участника экспертизы нескольких реализаций АБГ. 4. Изложение основного материала исследования Для работы любой машины, технологической установки, двигателя, выпуска любой продукции и жизнеобеспечения человека необходима энергия. Энергия присутствует в каждом явлении природы, технологическом процессе, организме. Различают энергию по виду производимой работы: механическую, тепловую, химическую, электрическую, ядерную. Энергетика - базовая инфраструктурная отрасль всей экономики, науки и техники, охватывающая добычу и преобразование энергетических ресурсов, производство, передачу, преобразование, аккумулирование, распределение и потребление энергии различных видов. Основные требования к энергоснабжению: полное удовлетворение потребителей ЭЭ и ТЭ надлежащего качества согласно договору, высокая надёжность, техническая и экологическая безопасность объектов энергетики, приемлемые для потребителя начальные и эксплуатационные затраты. Эффективное энергообеспечение означает получение эффекта, выгоды по затратам на энергоснабжение. Электрическая энергия универсальна, легко делится и преобразуется в другие виды энергии, созданы многие электроприборы и технологии для её получения и использования, при трансформации на высоких напряжениях передаётся на большие расстояния с малыми потерями. Однако ЭЭ, как вторичная, производится из первичной механической, тепловой, химической, ядерной с малым коэффициентом полезного действия (КПД) и малым использованием тепла сжигаемого топлива (около 18%) и поэтому имеет высокую цену, опасна для человека поражением электрическим током (у человека отсутствуют органы чувства ЭЭ) и вредным влиянием электромагнитных излучений, полей (ЭМИ, ЭМП), вредными выбросами в окружающую среду при её получении [2], накопители ЭЭ в промышленных масштабах отсутствуют и поэтому единовременно проводятся процессы её производства-передачи-потребления, при централизованном электроснабжении аварии в электрической системе охватывают многих потребителей ЭЭ (в т.ч. коммунальных и теплоснабжения), объекты электроэнергетики (генерации - электрические станции, передачи - электрические сети, электроприборы) имеют высокую цену (капитализацию). Преимущества ЭЭ преобладают и электроэнергетика становится основой и вектором всей жизни человеческого общества ХХI века. Увеличение электровооружённости быта, труда, технологий ведёт к значительному повышению качества жизни и производительности. Энергообеспечение территорий с проживающим населением и объектами бизнеса производят предприятия энергетики и топливно-энергетического комплекса (ТЭК), имеющие сложную структуру. Во времена Советского Союза - СССР производство и снабжение ЭЭ и ТЭ производилось государственными предприятиями Мин- энерго при едином управлении от региональных энергосистем и по низким тарифам 0,04-0,02 р/кВтч для населения. После ликвидации СССР проведена «реструктуризация» электроэнергетики и ТЭК с образованием многих предприятий с преимущественно частной и иностранной собственностью. Так, холдинг РАО ЕЭС по состоянию на 15.12.2000 был оценен в 3411 млн.USD, и приравнен по рыночной капитализации к энергетике Verbund Австрии с населением 8 млн. и территорией 83 тыс.кв.км (в Алтайском крае территория в 2 раза больше - 169,1 тыс.кв.км), население России в этот период составляло 145 млн. при территории 17 млн.кв.км [3]. Проведём оценку стоимости установленной мощности электростанций ЕЭС СССР на 1991 г., равной 288,2 млн.кВт [4, с. 118], учтём средние удельные затраты на электростанциях равными 2,0 тыс.USD/кВт по данным федеральной энергетической комиссии США [5, Кн.1, с. 154], примем остаточную стоимость с учётом износа равной 0,5 от начальной, и получим Сэс1991г. = 288,2 млрд.USD, и это без учёта стоимости электрических сетей и трансформаторных подстанций. В современной России ЭЭ и ТЭ являются рыночными товарами и тарифы на них резко дифференцированы по регионам, так в Алтайском крае в 2007 г. тариф на ЭЭ для населения составлял 1,50 р/кВтч, в это же время в Иркутской области действовал тариф 0,24 р/кВтч. Тариф является средством стимулирования или угнетения населения и бизнеса, экономики региона, т.к. доля затрат на энергетику в любой продукции и в любой семье значительна. В структуре тарифа на ЭЭ производственные затраты (топливо, оборудование и ремонт, эксплуатация электростанций и сетей) составляют менее 17% стоимости ЭЭ для потребителя, а 5/6 - затраты на распределительную систему РАО ЕЭС (в основном составляют доходы акционеров), что снижает надёжность источников ЭЭ и увеличивает тарифы [6]. Проведена захватническая «реструктуризация» электроэнергетического комплекса СССР-России с присвоением наиболее выгодных предприятий через льготное акционирование для своих работников, наличные миллионные долларовые вливания «от Чубайса» руководству энергосистем и по цепочке вниз на местный уровень, раздробление единого комплекса на ряд мелких компаний. Результатами являются: распределённая (ничейная) ответственность за электроснабжение и реагирование по результатам аварий (по «хвостам»), малый ввод новых объектов энергетики, высокие кабальные тарифы. Сущность современной рыночной энергетики России - максимальная личная и корпоративная прибыль любыми способами, что вызывает напряжённость и конфликт интересов производителей товара ЭЭ и ТЭ, и потребителей. Это внутреннее накапливающееся свойство рыночной экономики ведёт к катастрофическим последствиям - к опустошению наших северных территорий, пустым без населения. В 2013 г. электроэнергетический комплекс России включал 600 электростанций (ЭС) единичной мощностью более 5 МВт с общей установленной мощностью 218 ГВт. Структура установленной мощности парка действующих электростанций по типам генерации: тепловые электростанции (ТЭС) - 68,4%; гидравлические (ГЭС) - 20,3%; атомные (АЭС) - 11,1%; альтернативные возобновляемые источники (ВИЭ) - около 0,2%. Производство ЭЭ в России в 2013 г. достигло 1045 млрд. кВтч и впервые приблизилось к выработке 1990 г. (1082 млрд. кВтч). Выработка ТЭ в 2010 г. составила 530 млн.Гкал. [7]. Взаимоотношения производителей, поставщиков ЭЭ и ТЭ от традиционных источников и от ВИЭ, требования к их разработке, и потребителей определяются постоянно дополняющимися правовыми, нормативными и организационными актами и документами. 4.1. Основные правовые и нормативные документы РФ в сфере энергообеспечения и ВИЭ 1) Конституция РФ, 1993 г., устанавливает в ст.7 п.1: Российская Федерация - социальное государство, политика которого направлена на создание условий, обеспечивающих достойную жизнь и свободное развитие человека; в ст.71: В ведении РФ находятся: ж) …основы ценовой политики, и) федеральные энергетические системы; в ст.130 п.1: Местное самоуправление в РФ обеспечивает самостоятельное решение населением вопросов местного значения, владение, пользование и распоряжение муниципальной собственностью. 2) Федеральный закон 390-ФЗ, 2010 г. «О безопасности»; 256-ФЗ, 2011 г. «О безопасности объектов ТЭК»; 117-ФЗ, 1997-2013 гг. «О безопасности гидротехнических сооружений»; Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 52161-2004 (МЭК 60335-1:2001) «Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов»; ГОСТ Р МЭК 61140-2000 «Защита от поражения электрическим током». 3) 35-ФЗ, 2003-2014 гг. Об электроэнергетике; 190-ФЗ, 2010 г. О теплоснабжении; ГОСТ Р 53368-2009. Обслуживание потребителей электрической и тепловой энергии; 261-ФЗ, 2009-2013 гг. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…; Гражданский кодекс 52-ФЗ, 1994-2014 гг. Статьи 536-548 регулируют правоотношения по вопросам энергоснабжения; Постановление Правительства РФ № 861 от 27.12. 2004 г. (с учётом редакции от 28.10.2013 ПП № 967). Устанавливает правила взаимодействия всех участников процесса электроснабжения; Межгосударственный стандарт ГОСТ 13109-97. «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»; ГОСТ Р 52084-2003. Приборы электрические бытовые. ОТУ; ГОСТ Р 53175-2008. Установки электрогенераторные с бензиновыми двигателями внутреннего сгорания. ОТУ; Правила устройства электроустановок (седьмое издание ПУЭ-7), утв. приказом Минэнерго РФ от 08.07 2002 г. № 204, введены в действие с 01.01. 2003 г. 4) 184-ФЗ, 2002-2009 гг. О техническом регулировании. 5) Стратегии и прогнозы. Энергетическая Стратегия России на период до 2030 г. (ЭС-2030 РФ), утв. ПП РФ от 13.11.2009 г. № 1715-р, с изменениями до 2035 (2050) гг. Основные положения; Прогноз развития энергетики мира и России до 2040 г. ИНЭИ РАН, АЦ при Правительстве РФ, 2013 г.; Стратегия социально-экономического развития Алтайского края до 2025 г., утв. Законом Алтайского края 21.11.2012 г. № 86-ЗС; Энергетическая Стратегия Алтайского края на период до 2020г. (ЭС-2020 АК), утв. Постановлением Администрации АК 10.11.2008 г. № 474; Стратегия социально-экономического развития Сибири до 2020г. (и план мероприятий по реализации), утв. распоряжением Правительства РФ 05.07.2010 г. № 1120-р (и 28.05.2011 г. № 924-р). 6) Государственная политика стимулирования ВИЭ. Постановление Правительства РФ от 23.01.2015 г. № 47. О внесении изменений в некоторые акты Правительства РФ по вопросам стимулирования использования возобновляемых источников энергии на розничных рынках электрической энергии; Распоряжение Правительства РФ от 28.08.2014 г. № 1657-р. О вступлении РФ в Международное агентство по возобновляемой энергии; Распоряжение Правительства РФ от 08.01.2009 г. № 1-р. Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 г. 7) Стандарты по ВИЭ (ветроэлектростанциям ВЭС, малым ГЭС, солнечным электростанциям СЭС и др.). ГОСТ Р 51991-2002. Установки ветроэнергетические. Общие технические требования; ГОСТ Р 54433-2011. Ветроэлектростанции. Требования по безопасности при эксплуатации; Стандарт организации ОАО РАО «ЕЭС России» СТО 17330282.27.140.011-2008. Гидроэлектростанции. Условия создания и требования; ГОСТ Р 51238-98. Гидроэнергетика малая. Термины и определения; ГОСТ Р 51594-2000. Солнечная энергетика. Термины и определения; ГОСТ Р 55617.1-2013. Установки солнечные термические и их компоненты. Солнечные коллекторы. Ч.1. Общие требования; ГОСТ Р 56124.1-2014. Возобновляемая энергетика. Гибридные электростанции на основе ВИЭ, предназначенные для сельской электрификации. Рекомендации. Ч.1. Общее введение для сельской электрификации (см. Ч.2-6); ГОСТ Р 53790-2010. Нетрадиционные технологии. Энергетика биоотходов. Общие технические требования к биогазовым установкам. Резкое увеличение количества стандартов по ВИЭ связано с выходом 184-ФЗ «О техническом регулировании», который устанавливает необходимость стандартизации продукции, в т.ч. и ВИЭ, на всех этапах её жизненного цикла: разработки, производства, испытаний, сертификации, продажи, эксплуатации и утилизации при выбытии. Однако стандарты по АБГ отсутствуют. Для гармонизации продукции в России внедрено более половины принятых международных стандартов МЭК (IEC) в области электроники и электротехники, международной организации стандартизации ИСО (ISO), DIN и др. Российские специалисты и организации работают в 190 технических комитетах и подкомитетах МЭК и др., в Мировом Энергетическом Совете (МИРЭС, бывший МИРЭК), сотрудничают по договору «Европейской энергетической хартии» и Киотскому протоколу по ограничению выбросов, в МАГАТЭ и др. 4.2. Современное состояние энергообеспечения удалённых селений По данным Всероссийской переписи населения 2010 г., опубликованным в «Российской газете» [8], в РФ из всего населения 143 млн. человек сельское население составляет 37,5 млн. человек (26%), которое проживает в 134 тыс. сельских населённых пунктах, наблюдается ускоренное сокращение сельского населения с темпом (- 0,39)% в год и по сравнению с 2002 г. оно уменьшилось на 1,2 млн. человек. Размещается сельское население в сельских населённых пунктах с числом жителей (человек): 1-10 в 36,2 тыс. пунктах; 11-50 в 32,7 тыс. пунктах; 51-100 в 13,8 тыс. населённых пунктах. За межпереписной период 2002-2010 гг. число сельских населённых пунктов уменьшилось на 8,5 тыс. сёл и деревень, «за счёт включения части в черту городов и посёлков городского типа, их ликвидации по решениям местных органов власти в связи с естественной убылью и миграционным оттоком населения», зафиксировано 19,4 тыс. сельских населённых пунктов, в которых население фактически не проживало, число таких селений увеличилось на 48%. Аналогичные процессы с большей интенсивностью характерны и для регионов Сибири с суровыми природно-климатическими условиями, и отражены в «Стратегии социально-экономического развития Сибири до 2020г», в «Стратегии социально- экономического развития Алтайского края до 2025г». Село, крестьянство как живущие в природе - это хранители народных традиций, культуры и жизненной силы народа. Наблюдается и обратный процесс - приток городского населения в сельскую местность для близости к природе, земле, организации бизнеса по переработке местной продукции, возникают дачные, родовые и другие селения, которые необходимо обеспечивать энергоресурсами. В РФ, Алтайском крае (АК), Республике Алтай (РА) и других регионах Сибири в местах с высокой плотностью население обеспечено энергоснабжением от источников централизованного электро- и теплоснабжения. Однако за пределами районных центров и крупных населённых пунктов централизованное теплоснабжение от источников отопления и горячей воды, в большинстве случаев, не обеспечивается, и тем более в удалённых селениях. Причины: значительная удалённость от источника, большие потери ТЭ (20-50)% и более, отрицательная эффективность, высокие тарифы, покрывать убытки некому при «тощем» кошельке муниципальных органов власти и большинства населения. Экономические пределы транспорта тепловой энергии - от сотен метров до нескольких километров. Централизованное электроснабжение по воздушным и кабельным линиям электропередачи (ВЛ, КЛ, ЛЭП) сельскохозяйственного назначения через трансформаторные подстанции (ТП) эффективно на больших расстояниях, однако ограничено по потерям, техническим средствам обеспечения норм качества ЭЭ и в зависимости от номинального напряжения сети и передаваемой мощности имеет технико-экономические пределы по дальности: 0,4 кВ - до нескольких км; 6-10 кВ - до 20-30 км; 35 кВ - до 70-100 км; 110 кВ - сотни км (от Бийска до Кош-Агача) [9, с. 294; 10, с. 58]. Как правило, электроснабжение удалённых населённых пунктов проводится по радиальной и магистральной схеме одноцепной трёхфазной ВЛ 6-10 кВ, запитываемой от опорной ТП райцентра или от крупного населённого пункта, с отводом в село. Для примера, так запитано через ТП 10/0,4 кВ и с. Казанка Алтайского района Алтайского края, где в настоящее время постоянно функционируют 7 домохозяйств и нарезаны 40 участков с разной степенью освоения, а 100 лет назад было 430 домохозяйств. Рядом протекает речка со значительным уклоном и скоростью потока около v=3 м/с и водотоком до Q=10 куб. м/с (при устройстве плотинной малой ГЭС с напором Н=2 м, с учётом КПД Кпд=0,7 гидроэлектрического оборудования и его использования в течение года Ки=0,4, электрическая мощность МаГЭС составит около N=9,81хQхНхКпд=9,81х10х2х0,7=137 кВт, и годовая выработка электроэнергии W=NхТгхКи= 137х8760х0,4=480 тыс.кВтч, где Тг=8760 ч/году [5, с. 62], или с учётом соотношения напора и движения идеальной жидкости v2 = 2gH можно установить свободнопоточную МкГЭС, см. наш пат. ИЗ 2457357 РФ, 2012 г. ) и на удалении 2-4 км на вершинах гор высотой до 1300 м постоянно дует ветер, однако ВИЭ не используются. Автор обратился с вопросом в Интернет, какие документы необходимо собрать для устройства частной МкГЭС на речке у дома, и получил один ответ по законам США от фирмы, продающей оборудование в РФ. Износ распределительных сетей и ТП достигает 60-70 % и более и является критическим, их эксплуатационное обслуживание для малонаселённых пунктов нерентабельно и связано с состоянием дорог. При аварийном отключении ВЛ или ТП восстановление питания сельских малых населённых пунктов - электроприёмников 3-ей категории должно обеспечиваться за время до 1 суток [11, с. 15], необходимое для ремонта или замены повреждённых элементов системы электроснабжения. В реальных условиях время перерыва электроснабжения удалённых селений (от одной ВЛ 6-10 кВ запитывается и несколько селений) с учётом ремонтов электрооборудования и очистки заснеженных дорог для проезда ремонтных бригад увеличивается и на это время отключённые селения переходят в изолированные, автономные режимы электроснабжения, а с учётом отключения электроприёмников котельных, при их наличии, и в автономные режимы теплоснабжения. Как правило, для обогрева жилья используется печное дровяное и угольное отопление, а для освещения и питания бытовых электроприборов - местная сеть 220/380 В, аккумуляторные батареи, индивидуальные и коллективные электростанции с приводом от двигателя внутреннего сгорания (ДВС-ЭС, дизельные ДЭС и бензиновые), для пищеприготовления - баллонный привозной сжиженный и природный газ, в местах прокладки местной газовой сети, и редко ВИЭ. 4.3. Традиционные решения, принятые в нормативно-правовых документах по энергетике В Стратегиях социально-экономического развития, в энергетических Стратегиях России, Сибири, Алтайского края, прогнозах развития энергетики мира до 2040 г. (см. п. 4.1.5) планируется энергообеспечение от традиционных ЭС типа ТЭЦ, КЭС, АЭС, сжигающих невозобновляемое углеводородное и ядерное топливо, и от крупных ГЭС; использование природного и сжиженного газа и местных энергоресурсов: дров, угля, малых ГЭС, ВЭУ, СЭС, тепла Земли, биоотходов, малых АЭС теплоснабжения (АСТ) и др.; достижение тарифов на газ, электрическую и тепловую энергию как в США, не учитывая в несколько раз низкие доходы населения РФ. Актуализируется внедрение новых энергоэффективных энергоустановок в ЭС, в различных производствах и в быту, с высокой надёжностью, с малыми вредными выбросами и излучениями. Прогнозируется рост электропотребления населением в сфере ЖКХ. Однако недостаточность средств на ремонт и на ввод новых электростанций и сетей взамен выбывающих по износу (непонятно, куда исчезли средства на реновацию), перекладывание этих затрат на инвесторов-рыночников и в конечном счёте в тарифы на потребителей, всё более усугубляет состояние энергетики удалённых сельских селений. Потребителями ЭЭ и ТЭ в сельском селении являются жилые домохозяйства, а также инфраструктурные объекты: школа, здравпункт, магазин, почта, клуб, спортзал, муниципальный орган местного самоуправления, сельскохозяйственные производства (фермы, комплексы КРС, переработки сырья) и проблема их энергообеспечения стоит очень остро. Энергетика есть жизнеобепечивающая инфраструктура, с энергетикой приходит жизнь в село, и наоборот. 4.4. Российский и мировой опыт комплексного энергообеспечения удалённых и изолированных селений и объектов Высокая плотность населения в странах Европы и США привели к интенсивному использованию территорий и сплошному заселению с короткими сетями централизованного снабжения ЭЭ и ТЭ, с характерным стремлением и возможностью населения к строительству индивидуального жилья с автономным энергообеспечением. В 50-60-е годы в СССР началось широкое строительство преимущественно многоквартирных домов с железобетонными и кирпичными конструкциями здания с малым тепловым сопротивлением, с отдельными квартирами для каждой семьи, и с централизованным снабжением ЭЭ и ТЭ. Гигантские объёмы строительства и ввода электрических и тепловых станций и сетей, создание мощной сети предприятий для эксплуатационного обслуживания, стремление к полной электрификации и теплофикации придали мощный импульс развития всех сфер хозяйства, науки, образования, культуры, ВПК и повышения уровня и качества жизни городского и сельского населения. Однако «гигантомания» привела к тому, что с 1956 г. по постановлению ЦК КПСС и Правительства многие малые колхозные и другие ГЭС, ВЭС, ТЭС мощностью менее 500 кВт были выведены из эксплуатации и демонтированы [5, с. 12-13]. В качестве резервных источников питания при потере централизованного электроснабжения и для автономных объектов, был разработан и широко применяется и в настоящее время норморяд по мощности и степени автоматизации пуска дизельных электростанций (ДЭС). Для сельского жилья применяется комплекс мер для эффективного обеспечения энергией и коммунальными удобствами. Строят жильё, соединяющее в себе достоинства городской квартиры с благоприятным микроклиматом и «независимостью» индивидуального дома, которое хорошо держит тепло и не нуждается в дополнительном подогреве, кроме использования выделяемого тепла при пищеприготовлении и работе бытовых электроприборов; со своей системой утилизации отходов; с применением экологических строительных материалов; с гармоничным вписыванием в окружающую среду; строят дом с небольшой стоимостью и минимальными расходами средств и времени на его содержание. Такой экодом в Сибири разработан и предлагается ЗАО ЭКОДОМ, г. Новосибирск (энергоэффективный дом, энергонезависимый дом, дом нулевого энергопотребления, умный дом), имеет автономную систему жизнеобеспечения с набором инженерного оборудования, включая системы отопления и электрообеспечения, вентиляции, подготовки питьевой воды, канализации, автоматизированного управления и контроля, связи, обеспечивающие комфортные условия для проживания и независимость от централизованных коммуникаций [12]. Обратный приток городского населения в сельскую местность требует уютного и комфортного жилья с учётом разных возможностей населения, местных условий и ресурсов, соблюдения строительного законодательства, многочисленных строительных норм и правил (СНиП) и накопленного мирового опыта [13, 14]. Высокий уровень оплаты труда и поддержка государства, позволяют населению стран Европы и США покупать и широко применять (дорогие для большинства населения РФ) разнообразные установки ВИЭ для индивидуального жилья: солнечно-нагревательные коллекторы с аккумуляторами тепла для круглогодичного использования и солнечные электростанции (СЭС), реализуется программа «Соляр» 1 млн. солнечных крыш в Германии с 1990-х годов, программа 5 млн. солнечных крыш в США и др. с удельной стоимостью до 1,5-3,0 тыс.USD/кВт; индивидуальные малые и микроГЭС и ВЭС; тепловые насосы и установки для утилизации сбросного низкопотенциального тепла и использования тепла поверхностных слоёв коры Земли (эти ТНУ на 1 кВт затрачиваемой электрической мощности вырабатывают 3-4 кВт энергии теплового потока [12, с. 80]); биогазовые и гибридные установки и др., осваивать экономический потенциал потоков воды и ветра, создавать распределённую «зелёную» энергетику, финансировать, патентовать и скупать разработки (и разработчиков, не признаваемых в своей стране) альтернативных источников энергии других стран уже более 30 лет. Мировой рынок альтернативной возобновляемой энергетики очень богат и разнообразен уже более 15 лет и производство установок и услуг «под ключ» по ВИЭ рентабельно и конкурирует с традиционной энергетикой, высокие темпы выпуска и использования ВИЭ имеют Австрия, Китай, Канада, США, Швеция, Япония [5, с. 153; 16, с. 22 и 211], а также Казахстан, Белоруссия и др., принявшие законы о ВИЭ. В местах удалённых селений имеются естественные и искусственные водные потоки, так в Алтайском крае в Обь стекает более 20 тыс. неиспользуемых в энергетике водотоков суммарной протяжённостью около 60 тыс. км и общим объёмом около 43 куб. км воды в год. Однако принятые в энергетической Стратегии к строительству 5 малых ГЭС с участием РусГидро тормозятся населением, не желающим отдавать местные энергоресурсы в частную компанию, отсутствием финансирования и действенной государственной поддержки, отсутствием внятной энергетической политики - федерального закона, интегрирующего кодекса по использованию ВИЭ, вместе с Постановленими Правительства по стимулированию ВИЭ (см. п.4.1.6). В нашей стране вклад малой энергетики не превышает 2%, а при добыче каждого миллиона тонн угля гибнут 4-6 шахтёров, нередко и десятки; вредные выбросы при сжигании угля содержат «всю таблицу Менделеева», рассеиваются в воздухе и в водном бассейне на сотни километров, золоотвалы занимают обширные площади и тепловые выбросы «обогревают Сибирь». Через 6 лет страны Европы согласно директиве ЕС перейдут на стандарты строительства исключительно энергоэффективных зданий по принципу «трёх нулей»: ноль внешнего энергопотребления, ноль вредных выбросов, ноль отходов, в разных странах (в России, Германии, Великобритании, Гонконге, Южной Корее, Дании) построены опытные активные дома, а в Японии «экологичный умный город», и проводится их тестирование, НАТО в июне 2015 г. проверит войска на готовность использовать ВИЭ и другие альтернативные источники в боевых условиях [15, с. 41-51, 62-63]. В рамках проекта «Солнечные кровли России» в Анапе начато тестирование дома с фотоэлектрической черепицей (ряд по мощности 6, 8, 10 Вт, а также 20 Вт с выработкой ЭЭ и ТЭ; в 5 раз дешевле зарубежных, ресурс до 50 лет за счёт применения кремнийорганических полимеров, режим эксплуатации от -40 до +80ºС, срок окупаемости до 2,5 года), разработанной и выпускаемой ООО «Инноватикс», г. Анапа [15, с. 29-30]. В Кузбассе и в Кош-Агаче СЭС начали выдавать ЭЭ. В России имеются значительные местные ресурсы ВИЭ, многие разработки, демонстрации, изобретения по установкам ВИЭ [16; 17; 18], в вузах начата подготовка специалистов по специальности «Нетрадиционные возобновляемые источники энергии» (назвали нетрадиционными, однако ветро- и гидродвигатели как мельницы и подъёмники воды, биоотходы и энергия Солнца и Земли использовались издревле). Установки ВИЭ имеют преимущества перед традиционными источниками сжигающей энергетики: отсутствие затрат на закуп и завоз топлива, возможности автономного обеспечения близких потребителей, независимость от подключения и от режимов и тарифов сетей централизованного энергоснабжения, исключение экологического ущерба от сжигания замещаемого топлива, обеспечение быстрого возврата вложенных средств в течение 3-5 лет. Однако установкам ВИЭ присущи недостатки: они дорогие (1,5-3,0 тыс.USD/кВт и более), как и ЛЭП; естественные энергопотоки, используемые ВИЭ, имеют низкую плотность энергии; ВИЭ вместе с ЛЭП подвержены несанкционированному воздействию посторонних лиц (разграблению), что резко снижает их использование; плотинные даже малые ГЭС изменяют режим рек и загрязняют нефтепродуктами водный бассейн, затопляют плодородные земли, опасны при разрушении плотинной стены (авария на СШ ГЭС, размыв плотин в Краснодарском крае), в Сибири в зимние месяцы максимума нагрузок водоток снижается в 7-10 раз; ВЭУ вырабатывают ЭЭ неравномерно в зависимости от ветрового кадастра, в Западной Сибири энергетические ветры более 7-8 м/с бывают только в переходные месяцы весны и осени эпизодически, или постоянно дуют высоко в горах, где нет селений, и поэтому ВЭУ малоэффективны, низкочастотные вибрации лопастей губительны для живых организмов, частые буревые ветры, ураганы и торнадо могут разрушить ВЭУ с разлётом лопастей, имеют низкий ресурс работы в суровых климатических условиях Сибири. Солнечные нагревательные и электрические системы эффективны в летние месяцы в наших северных территориях, с учётом продолжительной облачности не могут быть единственным источником энергии и необходимы гибридные энергоисточники. Биогазовые установки эффективны в южных районах, т.к. для переработки биоотходов необходима температура выше +70ºС. ТНУ, широко применяемые на Западе, в Сибири мало применяются: высокие тарифы на ЭЭ стимулируют сжигать топливо, компрессионные ТНУ дорогие, разработки абсорбционных ТНУ института Теплофизики СО РАН большой мощности и дорогие. Все установки ВИЭ и АБГ с вращающимися механизмами, в отличие от статических без подвижных элементов, недолговечны и требуют частого и затратного обслуживания при эксплуатации. Несмотря на многие отечественные разработки по ВИЭ и высокий научно-технический потенциал полного цикла конверсируемых предприятий ВПК/ОПК - разработчиков продукции двойного назначения в т.ч. и ВИЭ, многие разработанные программы и Стратегии освоения, ВИЭ в РФ в настоящее время практически не применяются по основным, на наш взгляд, причинам: отсутствие федерального закона - кодекса об использовании ВИЭ в РФ; разработку ВИЭ часто проводили и больше вредили «специалисты» далёкие от силовой энергетики, не учитывающие накопленный отечественный и мировой опыт в энергетической науке, опыт конструирования и длительной эксплуатационной отработки, и комплекса требований к установкам силовой энергетики; значительные запасы углеводородного и ядерного топлива в РФ и отработанные технологии (практически частными компаниями ТЭК со значительной долей иностранных инвесторов-владельцев) добычи, переработки, транспорта, продажи по рыночным механизмам с максимальной прибылью и сжигания топлива в тепловых и атомных электростанциях; использование крупных ГЭС; использование рынка мощностей и энергии, ЭЭ и ТЭ; защита корпоративных интересов ТЭК в плановых, разрабатывающих Стратегии, и в научных структурах РАН, в СМИ и «недопущение» альтернативных разработок; до выпуска базового 184-ФЗ «О техническом регулировании» отсутствие нормативно-правовой, организационной и финансовой базы, в т.ч. как основы и для ВИЭ и для АБГ. Однако потребности в ЭЭ повсеместно растут и необходима альтернативная и безтопливная генерация. Известно применение на Земле беспредельного космического источника энергии взамен топлива планеты около 25 млн. лет тому назад пришельцами с Ориона с белым цветом кожи [19, c.100, 109]. Выводы и предложения по Ч.1. 1) Традиционная сжигающая энергетика (ТЭЦ, КЭС, котельные, АЭС, и крупные ГЭС) и распределительные сети требуют значительных вложений, загрязняют биосферу и, в ряде случаев, при питании от них нарушаются требования обеспечения энергетической безопасности удалённых селений и объектов, и ст.7 п.1 Конституции РФ о создании условий для достойной жизни человека. 2) Применение ВИЭ для континентальных суровых северных территорий РФ затратно и в зимнее время малоэффективно. 3) Рост потребности в ЭЭ и состояние биосферы требуют альтернативной и безтопливной генерации.

1. Дьяков А. Ф., Перминов Э. М. Возобновляемая энергетика - важный компонент улучшения энергоснабжения и повышения энергобезопасности страны // Сб. Атомные станции малой мощности: новое направление развития энергетики: Т. 2 / под. ред. акад. РАН А.А. Саркисова. - М.: Академ-Принт, 2015. - С. 149-166

2. Скалкин Ф. В. и др. Энергетика и окружающая среда. - Л.: Энергоиздат, 1981. - 280 с. Кн. 1; + Кн.2. Козлов В.Б. Энергетика и природа. - М.: «Мысль», 1982. - 96 с

3. Электроэнергетика России, её современное состояние и проблемы. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.libertarium.ru/l_energy_kr_02

4. История электротехники / Под ред. И.А.Глебова. - М., Издательство МЭИ, 1999. - 524 с

5. Малая энергетика / Л. П. Михайлов, Б. Н. Фельдман, Т. К. Марканова и др. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 184 с. Кн.1; + Кн.2. Лукутин Б.В., Сипайлов Г.А. Использование механической энергии возобновляемых природных источников для элетроснабжения автономных потребителей. - Фрунзе: Илим, 1987. - 168 с.; + Кн.3. Лукутин Б.В. Возобновляемые источники энергии. - Томск: ТПУ, 2008. - 170 с

6. Электроэнергетика России. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.bourabai.kz/toe/rusenergy

7. Материалы совещания «Об итогах деятельности топливно-энергетического комплекса Российской Федерации в 2010 году и задачах на 2011 год». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: volgoduma.ru›images/stories/files…sovesh_tek.doc

8. Об итогах Всероссийской переписи населения 2010 года // Российская газета 2011/12/16. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.rg.ru/2011/12/16/stat.html

9. Будзко И. А. Электрические сети.- М.: изд. «Колос», 1967. - 328 с

10. Справочник по проектированию электросетей в сельской местности / Под ред. П.А. Каткова, В.И. Франгуляна. - М.: Энергия, 1980. - 352 с

11. Правила устройства электроустановок: ПУЭ-7 Минэнерго. - Новосибирск: Сиб. унив. изд., 2008. - 511 с.; + Правила технической эксплуатации электрических станций и электрических сетей Минэнерго, 2003

12. Экодом в Сибири. Обзор литературы, оригинальные разработки, рекомендации специалистов. - Новосибирск: Исар-Сибирь, 2000. - 89 с. - Интернет, 2015

13. Ваш дом 1. Перевод С. Фридлянд, Ю. Якимович. - М.: «Внешсигма», 1999. - 360 с

14. Справочник. Бытовые удобства в приусадебном доме. Шварцманн А.С. и др. - М.: «ВСВ-Сфинкс», 1997. - 136 с

15. Пять домов, которые дают больше энергии, чем тратят // Электронный журнал «ЭНЕРГОСОВЕТ», 2/2015 март-апрель. - 66 с

16. Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: уч. пособие для вуза. - М.: КНОРУС, 2012. - 240 с

17. Германович В., Турилин А. Альтернативные источники энергии. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, Земли, биомассы. - СПб.: Наука и Техника, 2011. - 320 с

18. Кошкаров А. П. Ветрогенераторы, солнечные батареи и другие полезные конструкции. - М.: ДМК Пресс, 2012. - 144с

19. Сидоров Г. А. Тайная хронология и психофизика русского народа. - М.: Концептуал, 2015. - 656 с