Концепція (від лат. Conceptio - розуміння, система) - певний спосіб розуміння (трактування) будь-якого предмета, явища або процесу; основна точка зору на предмет; керівна ідея. Вживається також для позначення основного задуму, конструктивного принципу.
Щоб сформувати концепцію розвитку інженерних інфраструктур на території Республіки Крим потрібне розуміння цієї території.
Для нас Республіка Крим - це в першу чергу великий рекреаційний регіон колосального курортного і туристичного потенціалу і багатою історією, що дає можливість розвитку міжнародного туризму, а також це регіон виноградників і найбільших знаменитих винзаводів. Крім того, не варто забувати про паливно-енергетичні ресурси півострова (зокрема, газові шельфи Чорного і Азовського моря), промислові підприємства Криму (важка, легка, харчова, хімічна промисловість - великі хімкомбінати на півночі Криму, що займають серйозну частину світового ринку у виробництві компонентів для добрив і реагентів для нафтоперегінної промисловості), а також сільськогосподарські угіддя республіки.
Малюнок 1 Республіка Крим
Інженерна інфраструктура на території Республіки Крим знаходиться далеко не в кращому стані. Об'єкти інженерної інфраструктури на території Республіки Крим, побудовані в основному в минулого століття, без реконструкцій і ремонтів вичерпали свій ресурс.
В цілому в інженерній інфраструктурі Республіки Крим існують деякі труднощі системного характеру, які в даний час вирішуються.
Найважливіше питання для Криму - це енергетика. Енергетична система Республіки Крим дефіцитна. Лінії електропередачі знаходяться в незадовільному стані, мають велику ступінь зносу і обмежену пропускну здатність, виробили розрахунковий ресурс працездатності, потребують реконструкції. На більшості електропідстанцій працює фізично і технологічно застаріле обладнання, що викликає часті відмови і ремонти, погіршення технологічних процесів. Частка споживання електроенергії населенням і соціально значущими об'єктами становить понад 50% від загального електроспоживання. В цілому система електропостачання оцінюється як задовільна з високо вираженим потенціалом для подальшого розвитку.
Проблеми енергетичної системи планується вирішувати двома шляхами: будівництвом власної генерації і включенням енергосистеми Криму в енергосистему Росії. На території півострова будуть побудовані дві газотурбінні електростанції, які практично повністю забезпечать потреби Криму в електроенергії. Майданчиками, які забезпечують їх необхідною інфраструктурою, буде Сімферополь і Севастополь. Крім того, прокладено підводний кабель з материка, який забезпечить не тільки включення Криму до російської енергосистему, а й резервну подачу електроенергії для півострова.
У сфері водопостачання існують труднощі забезпечення населення водою нормативної якості. Водопровідні мережі та споруди мають високий фізичний і моральний знос. Розподільні мережі фактично відпрацювали свій ресурс, в зв'язку з цим більше 35% води питної якості втрачається при її транспортуванні до споживачів.
Низька санітарна надійність об'єктів водовідведення, в тому числі каналізаційних очисних споруд і каналізаційних насосних станцій. Низька ступінь очищення стічних вод. Висока зношеність основних елементів (споруд і трубопроводів) систем водовідведення. Експлуатація систем водовідведення здійснюється не в оптимальному режимі.
Міста і населені пункти Республіки Крим забезпечені централізованим теплопостачанням. Частина малоповерхової та індивідуальної забудови для опалення та гарячого водопостачання використовує автономні теплогенератори, що працюють на природному газі, частина індивідуальної забудови використовують пічне опалення.
Устаткування ТЕЦ і частини котелень виробило свій ресурс. Теплові мережі потребують реконструкції. В цілому, централізоване теплопостачання Республіки Крим можна оцінити, як задовільний.
Газотранспортна система Республіки Крим експлуатується понад 30 років, її стан в цілому працездатне, але існує ряд проблем. Рівень фактичного завантаження основних об'єктів досяг граничного значення або перевищив його. Система газорозподілу має недостатню розвиненість розвідних газових мереж. Система газорозподілу також має високий відсоток зносу. Потрібно реконструкція мереж і споруд.
При формуванні основних принципів концепції можна піти по звичайному, стандартному принципу - нарощування потужностей та пропускної здатності інженерних об'єктів, їх модернізації, реконструкції та нового будівництва. Але можна підійти до цього з використанням сучасних інновацій.
У зв'язку з тим, що Республіка Крим на даний момент вже відчуває дефіцит потужностей енергоресурсів, а в подальшому при розвитку буде тільки буде нарощувати споживання, виникає необхідність ефективного використання існуючих ресурсів, а також ефективного використання коштів, що виділяються для будівництва і реконструкції інженерних об'єктів. Все це неможливо без енергоефективності та енергозбереження. Ефективне використання існуючих потужностей інженерних об'єктів і заходи з енергозбереження здатні знизити існуюче споживання.
Для розвитку курортного і туристичного потенціалу регіону, забезпечення повноцінного відпочинку, оздоровлення, лікування, екскурсійного обслуговування найбільш важлива екологічна складова, яка безпосередньо залежить від стану інженерних об'єктів.
З огляду на все вищесказане, можна сформулювати основну керівну ідею, принцип розвитку інженерних інфраструктур на території Республіки Крим.
Принцип "Трьох Е" - Енергоефективність, Енергозбереження, Екологічність.
Ця концепція спрямована на забезпечення підвищення енергетичної та екологічної безпеки регіону, а також зростання рівня і якості життя населення за рахунок реалізації потенціалу енергозбереження та підвищення енергетичної ефективності на основі модернізації, технологічного розвитку та переходу до раціонального і екологічно відповідального використання енергетичних ресурсів.
Екологія та енергозбереження - базові поняття сучасної економіки. В умовах Республіки Крим енергозбереження - життєво важливий фактор в зв'язку зі значним дефіцитом енергоресурсів.
Якщо енергоефективність і енергозбереження - це економічна складова даної концепції, її фінансова частина, то екологічність - це природна складова, її моральна частина.
Енергоефективність та Енергозбереження.
Енергоефективність - це комплекс організаційних, економічних і технологічних заходів, спрямованих на підвищення значення раціонального використання енергетичних ресурсів у виробничій, побутовій та науково-технічній сферах. Під енергоефективністю розуміється ефективне використання енергетичних ресурсів, тобто досягнення економічно виправданою ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) при існуючому рівні розвитку техніки і технологій та дотримання вимог до охорони навколишнього середовища. Таким чином, підвищення енергоефективності об'єднує в собі комплекс заходів щодо підвищення ККД обладнання та виробничих процесів, оптимізації взаємодії ланок всередині виробничого ланцюжка, поліпшення бізнес процесів, підвищення екологічності виробництва, поліпшення ефективності управління, розвитку нематеріальних механізмів створення продукту і послуг, а також зростання фінансової ефективності .
Хотілося б відзначити, що енергоефективність дає змогу не лише ефективно використовувати ПЕР, а й ефективно використовувати земельні ресурси, що особливо важливо для прибережних курортних міст Криму. Наприклад, модернізація, реконструкція інженерних об'єктів із застосуванням сучасних технологій дозволяє значно підвищити їх потужність в рамках існуючої земельної ділянки, без виділення додаткових земель.
Слова енергоефективність і енергозбереження часто згадуються разом. Хоча існує взаємозв'язок, все ж це різні речі. Ефективність означає отримання необхідного результату з використанням меншої кількості енергії. Заощадження означає споживання меншої кількості енергії або зовсім відмова від її використання. Ефективність часто призводить до заощадження енергії, але не навпаки.
Схематично різницю між підвищенням енергоефективності та енергозбереженням можна виразити таким чином: енергозбереження - це зменшення витрат енергії при збереженні вихідного корисного продукту, а енергоефективність - збільшення корисного продукту при збереженні вихідних витрат енергії.
На відміну від економії енергії заощадження головним чином спрямоване на зменшення енергоспоживання, енергоефективність (корисність енергоспоживання) спрямована на корисне (ефективне) витрачання енергії.
Робота в напрямку підвищення енергоефективності вимагає технологічного прогресу і розвитку. Енергозбереження не може привести до збільшення продуктивності продукту для задоволення наших потреб. Ефективність означає прогрес і може зберегти наші ресурси і гроші. Підвищення енергоефективності означає, що ми можемо досягти цілей зі збереження енергії, не відмовляючись від бажаних результатів.
Енергоефективність та енергозбереження входять в п'ять стратегічних напрямків пріоритетного технологічного розвитку Російської Федерації і є величезним резервом вітчизняної економіки. У Російській Федерації один з найбільших в світі технічний потенціал підвищення енергетичної ефективності - більше 40% від рівня споживання енергії в країні.
Росія займає третє місце в світі за сукупним обсягом енергоспоживання (після США і Китаю) і її економіка відрізняється високим рівнем енергоємності (кількість енергії на одиницю ВВП). За обсягами енергоспоживання в країні перше місце займає обробна промисловість, на другому місці житловий сектор, близько 25% у кожного.
Для Республіки Крим найбільший обсяг енергоспоживання зосереджений в житлово-комунальному господарстві (ЖКГ).
Найбільш кризовими комунальними системами міст Криму є житлові будівлі і системи теплопостачання, не менші проблеми накопичувалися і в міських водопровідних господарствах (ВКГ) і системах електропостачання.
З приєднанням Криму до Росії знизилася надійність систем газопостачання, електропостачання та водопостачання. З'явилися нові завдання зниження енергетичної та водної залежності Криму від материка. Швидкі рішення засновані на будівництві нових електростанцій в Криму і інтеграції Криму в материкові газові та електричні мережі Росії через Керченську протоку. Величезні пікові навантаження на добових і сезонних інтервалах по системам електропостачання, теплопостачання, водопостачання, газопостачання призводять до низького коефіцієнту використання встановлених енергетичних потужностей.
Крім швидких, по суті, аварійних рішень, Криму потрібно глибоко модернізувати сектор споживання (ЖКГ) зі значним зниженням споживання тепла, води, електроенергії та газу від існуючих сьогодні рівнів. Криму також потрібна нова, сучасна енергетика, заснована на фінансовій і паливної самодостатності.
Необхідна глибока модернізації енергетичних систем та житлово - комунального господарства міст і сільських населених пунктів на основі сучасних технологій з використанням принципів енергоефективності та енергозбереження. Необхідно побудувати економічно ефективну систему енергопостачання Криму за рахунок зниження енергоємності базових інфраструктур економіки Криму.
Підвищення надійності енергопостачання Криму і його енергетичної безпеки зажадає одночасного вирішення двох пов'язаних завдань:
- будівництва нових енергоджерел, розвитку мережевої і топліводобивающіх інфраструктури;
- радикального зниження енергоємності будівель, промисловості, енергетики, сільського господарства і транспорту.
Екологічність.
Об'єкти інженерної інфраструктури роблять значний вплив на екологію.
Головними забруднювачами, що скидають забруднені стічні води, є об'єкти комунального господарства. Аналіз існуючої ситуації з водовідведенням стічних вод показав, що практично у всіх містах і селищах склалася вкрай складна обстановка з відведенням та очищенням стічних вод. Існуючі каналізаційні очисні споруди та мережі морально і технічно застаріли, працюють з великим перевантаженням, не забезпечують належної ступеня очищення стоків, що призводить до забруднення водойм, підземних вод та погіршення стану навколишнього середовища. Все це призводить до погіршення стану водного середовища, перш за все в містах Сімферополь, Саки, Армянськ, Старий Крим, Судак і практично у всіх селищах міського типу.
Кількість стічних вод, що пройшли очищення і скинутих у водні об'єкти становить 93,6 млн. М3, з них 37,31 млн. М3 недостатньо очищені.
Причиною незадовільної роботи каналізаційних очисних споруд є зношеність обладнання, несвоєчасне проведення поточних і капітальних ремонтів.
Джерелами забруднення атмосферного повітря об'єктами інженерної інфраструктури в Республіці Крим є в основному об'єкти теплопостачання (ТЕЦ, промислові та опалювальні котельні).
Потенційними джерелами забруднення земель є споруди, пов'язані з розвідкою, видобутком, переробкою, зберіганням, транспортуванням і реалізацією нафти і нафтопродуктів. Особливої шкоди завдає технічний стан розвідувальних та експлуатаційних свердловин на родовищах вуглеводнів.
Джерелами електромагнітного поля (ЕМП), що впливають на навколишнє середовище, є радіотехнічні об'єкти (далі РТО) і лінії електропередач (ЛЕП).
У СТП Республіки Крим екологічна стратегія, що стосується інженерної інфраструктури, сформульована таким чином:
- перейти до екологічно збалансованого, що не істощітельному природокористування на основі максимально ефективного використання наявного природно-ресурсного потенціалу;
- екологізувати діяльність господарського комплексу, максимально знизивши його вплив на навколишнє середовище і стан здоров'я населення.
Заходи по реалізації регіональної екологічної політики в області об'єктів інженерної інфраструктури передбачають:
атмосферне повітря
- знизити викиди в атмосферу від опалювальних котелень і інших теплоджерел на основі реалізації енергозберігаючих заходів і більш активного використання в житлово-комунальному господарстві нетрадиційних відновлюваних джерел енергії;
- розробити і реалізувати до 2010 року регіональну програму газифікації населених пунктів, з оптимізацією схем їх газопостачання.
Водні ресурси
водоспоживання:
- впровадження водозберігаючих технологій в усіх галузях господарського комплексу;
- забезпечити безперебійне водопостачання у всіх населених пунктах Криму, не допускаючи зниження тиску в водорозподільної мережі, що запобіжить забруднення питної води;
- поліпшити якість споживаної населенням питної води;
- для зниження додаткових інвестиційних витрат знизити норми споживання води: споживання води населенням за середньостроковий період в 5-10 років повинен бути знижений до західноєвропейського рівня - близько 170 літрів на людину на добу; споживання іншими споживачами (на одиницю продукції) також повинен бути знижений до рівня, порівнянного з західноєвропейським; значно збільшити ступінь забезпеченості населення приладами обліку використовуваної води
- для більш ефективного використання місцевих водних ресурсів: знайти нові джерела, джерела і облаштувати існуючі; максимально забезпечити населені пункти підземними водами; районам з недостатньою забезпеченістю підземними водами забезпечити гарантоване водопостачання водою; забезпечити водогосподарської інфраструктурою селища компактного проживання і сельхоззони з низьким рівнем забезпеченості централізованим водопостачанням.
водовідведення:
- Заборона скидання у природне середовище неочищених стоків в зонах, охоплених централізованим водовідведенням;
- Впровадження нових технологій очищення стічних вод (допідготовка стоків, роздільне каналізування, локальні очисні споруди і т.д.);
- Забезпечення нормативної ступеня очищення стічних вод на існуючих КОС на основі їх реконструкції і впровадження нових технологій;
- Завершення ведеться будівництва КОС;
- Збільшення довжини і ремонт глибоководних випусків КОС;
- Створення організаційного середовища і правової бази для розвитку альтернативного водопостачання і водовідведення (очищення і повторне використання води) на комерційній основі.
Особливу увагу слід приділити активнішому використанню в житлово-комунальному господарстві нетрадиційних відновлюваних джерел енергії.
Використання нетрадиційних і поновлюваних джерел енергії дозволяє не тільки економити органічне паливо, але і поліпшити екологічний стан за рахунок зменшення шкідливих викидів.
Одним з ефективних шляхів вирішення проблеми зниження витрат на електроенергію, опалення, гаряче водопостачання є використання нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії.
Аналіз реального стану в централізованій енергетиці та паливно-енергетичному комплексі Криму, а також екологічного стану навколишнього середовища, свідчать про можливості і доцільності більш широкого використання на місцях нетрадиційних екологічно чистих джерел енергії.
Крим є унікальним регіоном, в якому 5% всіх потреб в електроенергії покривається за рахунок сонячної енергії і вітру. З технічної точки зору альтернативна енергетика може повністю забезпечити потреби півострова, але в економічному плані це є спірним рішенням і вимагає державної підтримки.
Малюнок 2 Карта енергоджерел Республіки Крим
Широке використання поновлюваних нетрадиційних джерел енергії в Криму для цілей теплопостачання будівель і споруд дозволить реконструювати існуючі дрібні опалювальні котельні на органічному паливі, значно знизивши викиди шкідливих речовин в навколишнє середовище і знизити витрати палива на них.
1. Геліоустановки
Найбільш потужним і доступним з усіх видів відновлюваних нетрадиційних джерел енергії на території Криму є сонячна енергія. Сонячне випромінювання не тільки невичерпний, але і абсолютно чисте джерело енергії - він не дає ніяких шкідливих викидів. Для Криму це джерело має щільність до 5 ГДж на 1 квадратний метр горизонтальної поверхні і підданий коливанням протягом доби і року в залежності від погодних умов.
Існує два основних напрямки використання сонячної енергії: перетворення сонячної енергії в електричну і сонячне теплопостачання.
З вересня 2015 року встановлена потужність п'яти введених в експлуатацію сонячних електростанцій становить 297 МВт.
У Криму компанією Activ Solar було побудовано всього шість сонячних електростанцій:
- Сонячна електростанція «Владиславівка» 110 МВт (не реалізована схема видачі потужності);
- Сонячна електростанція «Перове» с. Перово 105,56 МВт;
- Сонячна електростанція «Охотникове» с. Охотникове 82,65 МВт;
- Сонячна електростанція «Миколаївка» 70,3 МВт смт. Миколаївка;
- Сонячна електростанція «Митяево» 31,55 МВтс. Джерельне.
- Сонячна електростанція «Джерельне» с. Джерельне 7,5 МВт; перша фотоелектрична станція в Криму;
Будівництво СЕС «Хлібне» 115 МВт і СЕС «Островська» 45 МВт було припинено на початковій стадії.
Малюнок 3 Сонячна електростанція «Перове» с. Перово
Розвиток сонячної енергетики в Криму - це, в першу чергу, геліосистеми з плоскими сонячними колекторами для забезпечення автономного теплопостачання (гарячого водопостачання та опалення) житлових і виробничих об'єктів (приватних будинків, невеликих готелів, пансіонатів, міні-виробництв, сільськогосподарських ферм, підприємств переробної галузі , хлібопекарень і т. д.).
2. Вітроустановки
З точки зору нетрадиційної енергетики Крим є найперспективнішим місцем з будівництва вітрових електростанцій (ВЕС), чому сприяє наявність в причорноморської і приазовської зонах значного вітрового потенціалу.
Кримський регіон, берегова лінія і мілководні ділянки Азовського і Чорного морів є найбільш придатними для вітроенергетики. Республіка Крим знаходиться в зонах, середньорічна швидкість вітру яких коливається від 4,5 до 5,5 м / с.
У Криму діють шість державних вітроелектростанцій. На них встановлено 549 вітроагрегатів загальною потужністю 64,22 МВт.
У 2014 році приватною компанією ТОВ «Вітряний парк Керченський» була запущена «Останінская ВЕС» потужністю 25 МВт.
Вітрові електростанції:
- Останінская ВЕС (Воденергоремналагодження) 25,0 МВт (10x2,5 МВт) в Ленінському районі (Останінкій і Новомиколаївка сільради);
- Сакська ВЕС 19 МВт - представлена двома ділянками: Мирновская і Воробьyoвскім;
- Тарханкутська ВЕС 15,9 МВт на мисі Тарханкут;
- Донузлавська ВЕС 10,9 МВт біля смт. Новоозерне м Евпатторія;
- Судакська ВЕС 6,3 МВт біля м Судак на мисі Меганом;
- Пресноводненская ВЕС 6 МВт біля сел. Новомиколаївка;
- Східно-Кримська ВЕС 2,8 МВт (15x107,5 кВт, 2x600 кВт) в районі м Щелкінозаконсервірована.
Малюнок 4 Тарханкутська ВЕС недалеко від с. Оленівка
Проблемою подальшого нарощування потужностей ВЕС є слабо розвинена мережева інфраструктура. Така ситуація склалася на Судакської, Сакської, Тарханкутської і Пресноводненской ВЕС. Подальше збільшення потужностей при існуючих лініях електропередач і малопотужних підстанціях практично неможливо.
В цілому територіальні особливості Республіки Крим і вітрові умови сприятливі для будівництва вітроелектростанцій. Але при цьому вкрай необхідне використання сучасних комп'ютерних технологій для оцінки вітрового потенціалу і вибору майданчиків ВЕС.
Також на території Криму актуальним є будівництво невеликих вітрових електричних установок малої потужності для індивідуального використання: для енергозабезпечення котеджів, дачних ділянок, ферм, а також санаторіїв і будинків відпочинку.
3. Геотермальна енергія
Крим має великий потенціал ресурсів для створення об'єктів геотермальної енергетики. Перспективними щодо використання геотермальних вод є північна, східна, і західна частини Криму, де на глибині до 4000м залягають термальні води з температурою до 200 ° С, на основі яких в перспективі можна створити мережу станцій геотермального теплопостачання в сільській місцевості.
Геотермальні джерела можуть давати тепло на опалення і гаряче водопостачання житлових і виробничих будівель протягом всього року, що дозволить заощадити в великій кількості органічне паливо на опалювальних котелень і поліпшити екологічну обстановку в населених пунктах Криму.
В даний час в Криму знаходяться два діючих геоціркуляціонних модуля (ГЦМ) з двома свердловинами в с. Янтарне на Жовтневій майданчику температурою води 56-85 ° С, і в с. Медведівка на Північно-Сиваської майданчику температурою води 45-65 ° С, які забезпечують теплопостачання селищ. Також в Криму знаходиться одинадцять законсервованих геоціркуляціонних систем: на Новоселівської майданчику в с. Іллінка, с. Сизівка, с. Трудове, с. Зернове (47-69 ° С), на Жовтневій майданчику в с. Котельникова, с. П'ятихатка, с. Ново-Олексіївка, с. Рівне (56-85 ° С), на Джанкойської майданчику с. Передмостове (70-75 ° С), на Тарханкутської майданчику (40-50 ° С) і на Бабенковской майданчику (30-38 ° С).
Одним з перспективних напрямків розвитку геотермальної енергетики є створення комбінованих енерготехнологічних вузлів для отримання електроенергії, теплоти і цінних компонентів, які містяться в геотермальних теплоносіях.
4. Теплові насосні установки
Найбільш підготовленою технологією для широкого використання низькопотенційної теплової енергії всіх видів нетрадиційних джерел енергії для цілей теплопостачання (низькотемпературне опалення, гаряче водопостачання) споживачів житлово-комунального господарства в Криму в даний час є застосування теплових насосів.
Одним із шляхів впровадження альтернативних джерел теплопостачання щодо вирішення проблем енергозбереження є використання систем утилізації тепла на очисних спорудах каналізації (в умовах розвиненої багатоповерхової забудови міської території з широким використанням гарячого водопостачання в містах виходить велика кількість стічних вод), використання тепла ґрунтів як джерела низько потенційного тепла для теплонасосних установок.
5. Біоенергетичні установки
Біоенергетичні установки передбачають використання джерела відновлюваної енергії біомаси. Крим має досить великий потенціал біомаси, доступний для отримання енергії. Біомаса може покрити близько 4-5% загальної потреби в первинній енергії. Одним з поновлюваних видів палива, який характеризується екологічною чистотою, є рослинна біомаса. Кількість відходів рослинництва (солома, стебла соняшнику, кукурудза, виноградна лоза, деревина) в Криму - 800 тис. Т на рік, що еквівалентно 30-32 млн. Куб. м газу і складає до 1% в загальному енергетичному балансі регіону.
6. Припливні електростанції і хвильові електроустановки
Видимі перспективи і реальне втілення в Республіці Крим можуть мати приливні гідроелектростанції. Так само неймовірним потенціалом для отримання електроенергії мають морські хвилі, щільність енергії в хитається воді дуже велика, а це значить, що можна отримувати великі потужності з невеликого обсягу. В реальних умовах вітрові хвилювання є нерегулярними і для оцінки питомої потужності хвильових енергетичних установок (ВлЕУ) необхідно мати довгострокові статистичні дані по висоті і про періоди хвиль.
Хвильова енергетика поки міцно не встала на ноги хоча даний вид енергії має величезний потенціал. В умовах Криму використання ВлЕУ на хвилях Чорного і Азовського морів досить перспективно, тому слід більше уваги приділяти енергії хвиль.
На завершення хотілося б відзначити, що принцип "Трьох Е" актуальний і можна застосувати не тільки для Республіки Крим, а й для всієї іншої території нашої країни. Застосування цих принципів призведе до зростання рівня і якості життя населення за рахунок реалізації потенціалу енергозбереження та підвищення енергетичної ефективності на основі модернізації, технологічного розвитку та переходу до раціонального і екологічно відповідального використання енергетичних ресурсів.
Дотримання цих принципів необхідно не тільки органам влади, підприємствам, організаціям, а й простим громадянам як споживачам комунальних послуг.