Расселение сельского населения как экономико-географический фактор эффективности малой автономной возобновляемой энергетики

_{К.С. Дегтярев}[0000-0002-1738-6320]

МГУ им. М.В. Ломоносова, Географический факультет, Научно-исследовательская

лаборатория возобновляемых источников энергии, г. Москва, 119234, Россия

E-mail: kir1111@rambler.ru

Аннотация:

Цель работы – выявление российских территорий, перспективных с точки зрения развития малой автономной энергетики (на примере электроэнергетики) на основе ВИЭ. Регионы России уровня субъектов РФ ранжированы по количественным показателям, характеризующим дисперсность распределения сельского населения страны — основных потенциальных потребителей малых автономных генерирующих мощностей. Также ранжирование проведено на уровне районно-муниципальных образований на примере одного из субъектов РФ – Республики Калмыкия. На основе данных о сравнительной стоимости сетевого и автономного энергообеспечения и показателей дисперсности расселения сельского населения выявлены наиболее перспективные территории, а также предложены подходы к определению таких территорий и обозначены дальнейшие направления исследований. Введено понятие экономико-географического потенциала применительно к малой автономной энергетике на основе ВИЭ.

Ключевые слова: малая автономная возобновляемая энергетика, сельское население, расселение населения, регионы России, экономико-географический потенциал ВИЭ, экономика возобновляемой энергетики

1. Постановка задачи

Малая автономная энергетика — перспективное направление использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России с большим числом малых удалённых потребителей. Однако, необходима оценка числа потенциальных потребителей и их распределения в пространстве, а также разработка методики такой оценки. Главным фактором является плотность и характер размещения потенциальных потребителей. При определённых количественных показателях распределения потребителей на данной территории автономное энергообеспечение – в частности, обеспечение электроэнергией, оказывается экономически более целесообразным, чем сетевое, предполагающее прокладку и модернизацию линий электропередач.

Выявить такие территории возможно, рассчитав показатели дисперсности расселения, или расстояния между потребителями, при определённых допущениях о стоимости сетевого и автономного энергообеспечения. Это даёт более точную дифференцированную картину территорий, где развитие малой автономной энергетики на основе ВИЭ экономически оправданно. Кроме того, это даёт возможность количественной оценки потенциальной ёмкости рынка малых автономных генерирующих мощностей с использованием ВИЭ.

Первоочередным и наиболее крупным массивом потенциальных потребителей генерирующих мощностей на основе ВИЭ являются сельские жители. В связи с этим целесообразно провести оценку характеристик расселения сельского населения страны на региональном и локальном уровнях.

Малая автономная энергетика на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) наиболее востребована и экономически эффективна на территориях с низкой плотностью населения, отличающихся удалённостью и малыми размерами потребителей. Главным образом, речь идёт о сельской местности, небольших посёлках, отдельных фермах, хуторах, животноводческих точках, зонах с кочевым хозяйством или отгонным скотоводством.

Альтернативными вариантами энергоснабжения, в частности – электроснабжения, отдалённых потребителей с небольшими объёмами потребления, являются:

• сетевая подача электроэнергии, предполагающая прокладку линии электропередач (ЛЭП);
• установка автономных генерирующих мощностей на основе ВИЭ, в частности, солнечных и ветровых электростанций.

В настоящее время почти все населённые пункты России, по крайней мере, в её европейской части, уже имеют сетевое энергообеспечение. В связи с этим, данное исследование рассчитано на долгосрочную перспективу, исходя из необходимости модернизации или замены линий электропередач с течением времени, тем более – учитывая высокий уровень физического износа распределительной сети в большинстве регионов России.

2. Подходы к определению пространственных критериев и оценке экономической эффективности малой автономной энергетики

Для оценки сравнительной экономической эффективности автономного и сетевого энергообеспечения ключевыми показателями являются:

• удалённость точек потребления;
• объём потребления энергии (потребности в энергии) в них.

Данные показатели определяют величину инвестиционных затрат первого и второго вариантов. Для сетевого электроснабжения она связана с протяжённостью ЛЭП – стоимость прокладки ЛЭП с некоторой долей условности можно считать прямо пропорциональной её длине. Для автономного энергоснабжения таким показателем является объём потребления электроэнергии в точке – чем он выше, тем большие мощности требуются. В данном случае, также с определённой долей условности, можно считать мощности прямо пропорциональными потреблению энергии, а затраты – прямо пропорциональными мощностям.

Для принятия решения на инвестиционной стадии главный вопрос – в каком случае затраты будут меньше, при прокладке ЛЭП или установке автономного генерирующего комплекса. Чем больше потребление электроэнергии в данной точке, тем выгоднее первый вариант, но, чем она удалённее, тем предпочтительнее второй.

Таким образом, для сравнения вариантов целесообразно использовать соотношение

L/Q, (1)

где L – расстояние до точки от ближайшего источника энергии (метров или км), Q – годовой объём потребления энергии (потребностей в энергии) в точке (кВтч, МВтч). Чем больше данное соотношение, тем предпочтительнее автономное энергоснабжение.

Исходя из того, что в сельской местности обычно отсутствуют крупные промышленные потребители, и основным потребителем является население и, считая объём потребления энергии пропорциональным численности населения, данное соотношение можно трансформировать в

L/P, (2)

где P – численность населения в данной точке. Размерность соотношения –

м/чел., обозначает условную величину среднего расстояния между людьми (потребителями). Чем выше это среднее расстояние – тем предпочтительнее автономное энергоснабжение.

При определённых допущениях относительно стоимости единиц протяжённости ЛЭП и требуемой мощности автономного комплекса мы можем определить пороговое значение L/P для данной территории, при котором затраты на создание автономного и сетевого энергообеспечения будут равны; выше которого дешевле будет автономный вариант, ниже – сетевой.

Стоимость строительства 1 км ЛЭП распределительной сети можно оценить

• величину порядка 1 млн. рублей/1 км [1]; при этом реальные затраты, по имеющейся отраслевой информации, как правило, оказываются существенно выше.

Затраты на автономное энергообеспечение зависят от комплекса факторов, при этом, целесообразно учитывать долгосрочную тенденцию к сокращению затрат. Также необходимо учитывать физико-географические условия территории, обусловливающие возможность использования определённых источников энергии. В частности, в условиях России южные районы отличаются существенно более высоким потенциалом и солнечной, и ветровой энергии [2], [3]. В свою очередь, потенциал ВИЭ северных районов в большей степени связан с биоэнергией на основе древесного топлива и торфа и гидроэнергией малых рек.

Потребность в энерговооружённости, применительно к ВИЭ, можно предварительно оценить, исходя из среднего душевого потребления электроэнергии населением в России около 1000 кВтч/год [4] и КИУМ автономных установок в 10%, в величину около 1 кВт/чел. Инвестиционные затраты можно оценить, исходя из текущих цен, примерно в 100 тыс. рублей/кВт установленной мощности. Таким образом, душевые инвестиционные затраты на автономное энергообеспечение составят примерно 100 тыс. рублей.

Иными словами, если сопоставлять только инвестиционные затраты, 100 метров ЛЭП (стоимость 100 тыс. рублей) эквивалентны автономному энергообеспечению 1 человека (1 км – 10 человек, 10 км – 100 человек, и т.д.), и пороговая величина L/P составит 100 метров. При более высоких значениях L/P на данной территории сетевое энергообеспечение сопряжено с более высокими инвестиционными затратами, и автономные комплексы оказываются экономически эффективнее, при менее высоких значениях L/P – наоборот.

Однако, следует учитывать и экономию на операционных затратах, присущую системами на основе ВИЭ. В идеальном случае, эти затраты можно считать равными нулю, исходя из того, что солнечная, ветровая, гидроэнергия условно бесплатна для потребителя.

Допустим, что при сетевом энергообеспечении средний тариф на электроэнергию составляет 4 руб./кВтч. Тогда при нулевых операционных затратах автономного комплекса и душевом потреблении 1000 кВтч в год ежегодная душевая экономия для потребителя составит 4000 рублей. Примем временной горизонт равным 10 годам. Тогда общая экономия составит 40 000 рублей, что эквивалентно прокладке 40 метров ЛЭП, и пороговое значение L/P в этом случае равно 100-40=60 метров.

В реальности затраты на эксплуатацию автономного комплекса не являются нулевыми. Прежде всего, в силу нестабильности ВИЭ требуются резервные мощности – как правило, дизельный генератор, и часть электроэнергии будет вырабатываться за счёт дизельного топлива. При этом, расход дизельного топлива составляет примерно 0,25 литра на 1 кВтч выработки электроэнергии и, при стоимости дизельного топлива 45 рублей/литр, затраты на производство 1 кВтч за счёт дизельного топлива составят 11,3 рублей. Допустим, что за счёт него на автономном комплексе в среднем за год производится 25% электроэнергии. В этом случае, средневзвешенные операционные затраты автономного комплекса на производство электроэнергии составят 11,3*25% = 2,81 рубля. Тогда экономия на 1 кВтч составит 1,19 рублей; в год – 1190 рублей, за 10 лет – 11 900 рублей. Соответственно, пороговое значение L/P составит 88,9 метров.

Это упрощённый подход, обеспечивающий предварительную оценку. В реальной ситуации необходимо учитывать, в каждом конкретном случае, ряд параметров, особенно, если речь идёт о долгосрочной перспективе, в том числе:

• стоимость строительства ЛЭП на единицу протяжённости в данных условиях;
• стоимость сетевой электроэнергии и прогноз её изменения на ближайшие годы и, возможно, 10-20 лет;
• конфигурация данного конкретного комплекса на основе ВИЭ;
• стоимость оборудования автономного комплекса и прогноз изменения стоимость во времени;
• срок службы оборудования комплекса;
• производительность комплекса в данных конкретных условиях;
• вид, стоимость и доля в выработке электроэнергии углеводородного топлива, используемого в данном автономном комплексе;
• финансовые параметры, в частности, ставку дисконтирования денежных потоков.

В первом приближении, мы можем использовать в качестве порогового значения, с учётом прогноза снижения стоимости оборудования, в частности, солнечных панелей [5], L/P в диапазоне 50-100 метров. В свою очередь, оценка реального значения L/P для данной территории зависит от параметров расселения сельского населения на территории России.

3. Подходы к расчёту показателей средней плотности и дисперсности размещения потребителей

В идеальном случае, при равномерном распределении населения, L/P можно рассматривать как

где S – площадь территории, p – численность населения на данной территории, или квадратный корень из величины, обратной средней плотности населения.

Однако, хотя средняя плотность сельского населения может быть использована в первом приближении для оценки перспектив автономной энергетики, ключевую роль играет характер расселения. Рассмотрим следующий условный пример.

Допустим, что 1000 человек живут на площади в 100 км², и плотность населения составляет 10 чел./км². Тогда среднее расстояние между ними L/P = корень 0,1 = 0,32 км, или 320 метров. В то же время, этот расчёт не учитывает характер расселения и предполагает идеально дисперсное распределение населения (все люди находятся на равном расстоянии друг от друга), не существующее в реальности.

Рассмотрим разные варианты размещения потребителей при той же средней плотности на трёх условных примерах. В первом случае все сосредоточены в одном посёлке населением 1000 человек, во втором – в 10 посёлках с населением по 100 человек, в третьем – в 100 отдельных точках (хуторах, на фермах) с населением по 10 человек.

Среднее расстояние между населёнными пунктами r рассчитаем по той же формуле с тем различием, что вместо численности населения n в знаменателе фигурирует число населённых пунктов n:

В первом случае, r составит 10 км, во втором – 3,2 км, в третьем – 1 км. Далее рассчитаем L/P, где в качестве L будет выступать среднее расстояние между населёнными пунктами, а в качестве P – средняя численность населения в населённом пункте (сами населённые пункты представим в виде точек без учёта внутренних расстояний). Тогда:

• в первом случае — L = 10000 метров, P = 1000 чел. => L/P = 10 метров;
• во втором случае — L = 3200 метров, P = 100 чел. => L/P = 32 метра;
• в третьем случае — L = 1000 метров, P = 10 чел. => L/P 100 метров.

Представим данную площадь в виде квадрата со стороной 10 км. Допустим, что в первом случае посёлок с населением 1000 человек находится в центре квадрата. Во втором и третьем случаях населённые пункты равномерно распределены по территории. Ближайший источник энергии, от которого может быть протянута ЛЭП, расположен в середине одной из сторон квадрата (рис.1).

Общая протяжённость распределительной сети составит 5 км в первом случае и не менее суммы расстояний между населёнными пунктами во втором и третьем случаях; соответственно, 32 км и 100 км.

Если исходить из того, что стоимость ЛЭП пропорциональна её протяжённости, затраты во втором случае будут больше, чем в первом, примерно в 6 раз, а в третьем – больше, чем в первом, в 20 раз. При этом, затраты на автономное энергоснабжение, привязанные к количеству потребителей (при равном объёме потребления каждым из них), останутся одинаковыми во всех трёх случаях.

L/P можно рассматривать в качестве показателя дисперсности расселения, или размещения потребителей (хотя общепринятый коэффициент дисперсности расселения [6] рассчитывается несколько иначе).

В общем случае, зависимость между числом населённых пунктов (точек потребления) на данной территории и средним расстоянием между ними при неизменной численности населения (объёме потребления) в целом описывается с помощью функции:

где y – расстояние между точками (метров), x –число точек, a – расстояние при x = 1 (в нашем примере: r = 10000 метров). В свою очередь, взаимосвязь количества пунктов (при равной общей численности населения (объёме потребления)) и показателя дисперсности L/P на данной территории описывается функцией:

где y – L/P, x – число пунктов, a – L/P при x = 1 (в нашем примере: 10 метров (рис.2)).

4. Средняя плотность сельского населения и дисперсность расселения сельского населения России на общем (макрорайоном) и региональном (мезорайонном) уровне

Средняя плотность сельского населения России, при численности сельского населения 38 млн. человек [7] и площади страны 17 млн. км², составляет 2,24 чел./км², что означает величину L/P, при идеально равномерном распределении составляющую корень 1/2,24 = 0,67 км, или 670 метров. Это в 7-13 раз выше обозначенного ранее порогового значения, что заставляет рассматривать всю сельскую местность России в качестве безусловно перспективной для автономного энергообеспечения на основе ВИЭ.

В то же время, очевидно, что в качестве единичного потребителя следует рассматривать не отдельного человека, а, как минимум, домохозяйство. Допустим, среднее домохозяйство состоит из 5 человек. Тогда их число в России составит 38млн./5 = 7,6 млн. (распределённых на площади 17 млн. км²). Отталкиваясь от этой величины, среднее расстояние между домохозяйствами составит корень 17/7,6 = 1,5 км, а L/P составит 1,5 км/5 = 300 метров. Эта величина также в 3-6 раз превышает обозначенное выше пороговое значение L/P.

Однако подходом, более приближенным к реальности, представляется рассмотрение в качестве единичного потребителя даже не отдельного домохозяйства, а отдельного сельского населённого пункта. Общее количество сельских населённых пунктов с населением в России – 133 тыс.[7]. Таким образом, среднее число жителей в сельском населённом пункте: 38 млн./133 тыс. = 286 человек. Среднее расстояние между сельскими населёнными

пунктами России составит корень 17000/133 = 11,3 км, а L/P – 11,3км/286чел. = 40 метров. Это уже ниже приведённого ранее порогового значения; тем не менее, сельская местность России остаётся объектом интереса с точки зрения перспектив автономной энергетики и требует дополнительных исследований с детальным учётом ряда параметров, а также региональных и локальных отличий.

К тому же, данный подход даёт несколько заниженные значения, поскольку рассматривает населённый пункт как точку, не учитывая расстояния внутри него, которые могут быть значительными.

Показатели средней плотности сельского населения и L/P существенно различаются по регионам России. Это можно иллюстрировать через сопоставление:

• по субъектам РФ;
• по районным муниципальным образованиям (РМО) в рамках одного субъекта РФ.

Средняя плотность сельского населения России по субъектам Федерации варьируется в широком диапазоне от 0,007 чел./км² (Магаданская область) до 62,7 чел./км² (Республика Ингушетия). В целом плотность сельского населения растёт с северо-востока к юго-западу страны (рис.3).

Средний показатель дисперсности L/P (рассчитываемый исходя из количества сельских населённых пунктов) обнаруживает ту же тенденцию (рис.4). В то же время, есть различия, связанные с разным характером расселения.

В частности, если минимальной плотностью сельского населения отличаются территории Сибири и Дальнего Востока, то максимальным показателем L/P – Северо-запад Европейской части России. Например, в Псковской области средняя плотность сельского населения составляет 3,2 чел./км², а L/P – 106; в Камчатском крае – соответственно, 0,15 чел./км² и 90. Причина в том, что средняя людность сельского населённого пункта в Псковской области — 28 человек, а в Камчатском крае – более 800 человек. В среднем по субъектам Северо-Западного федерального округа средняя плотность сельского населения 1,3 чел./км², L/P – 92, тогда как в Уральском, соответственно, 1,2 и 45, в Сибирском – 1,0 и 47, в Дальневосточном – 0,3 и 75. Также в Центральном округе эти показатели равны, соответственно, 10,6 чел./км² и 26, а в Приволжском – 7,9 и 22. Это также связано со средней людностью сельских поселений: 137 в ЦФО и 260 в ПФО.

Первое и второе места по показателю L/P (равно, как и последнее и предпоследнее по средней плотности сельского населения) занимают, с большим отрывом, Магаданская область (0,007 чел./км² и 1472) и Чукотский автономный округ (0,02 чел./км² и 352), но из-за низкой абсолютной численности сельского населения (соответственно, 3 тыс. и 15 тыс.чел) они почти не влияют на общую картину.

В целом, L/P представляется более предпочтительной характеристикой для оценки перспектив малой автономной энергетики, чем средняя плотность сельского населения, поскольку лучше учитывает региональные и локальные особенности расселения населения.

В целом, в субъектах РФ со средним L/P >50 проживает более 4,3 млн. сельских жителей. Это большая часть территории и населения не только Сибири и Дальнего Востока, но и Севера и Центра Европейской части России.

В субъектах РФ со средним L/P >100 проживает почти 800 тыс. сельских жителей. В данном случае также речь идёт не только о наименее населённых территориях Дальнего Востока, но и Северо-Западе. Это 6 субъектов РФ: Чукотский АО, Магаданская область, Республика Саха-Якутия, Ненецкий автономный округ, Архангельская и Псковская области.

Эти цифры дают представление и о достаточно больших потенциальной ёмкости и географии рынка малых автономных систем на основе ВИЭ. Исходя из мощности 1 кВт/чел., его можно оценить в величину 1-4 млн. кВт (1-4 ГВт) в ближайшей перспективе.

Другой подход – использовать количество населённых пунктов с населением менее некоторой величины. В частности, в России насчитывается более 82 тыс. сельских населённых пунктов с населением до 100 человек, для которых соотношение L/P составит (исходя из среднего для России расстояния между сельскими населёнными пунктами в 11,3 км) более 113 метров, что явно выше порогового значения. Общую численность населения в данных населённых пунктах можно также оценить примерно в 4 млн. человек, что тоже даёт величину ёмкости рынка, примерно равную 4 ГВт.

Первый подход – оценку на основе среднего значения L/P для региона, можно определить, как площадной; второй – оценку на основе числа населённых пунктов людностью менее некоторой пороговой величины, как точечный. Второй подход более приближен к общепринятому показателю коэффициента дисперсности расселения, определяемому как доля жителей, живущих в населённых пунктах людностью меньше некоторой, относительно общей численности населения района [6].

Кроме того, величину потенциальной ёмкости рынка, высчитываемую таким способом, можно рассматривать в качестве экономико-географического потенциала малой автономной энергетики на основе ВИЭ.

5. Средняя плотность сельского населения и дисперсность расселения сельского населения на локальном (микрорайоном) уровне

На локальном уровне – районов и муниципальных образований, и плотность, и дисперсность населения также варьируются в очень широких пределах. Прежде всего, это очевидно для крупнейших по площади регионов, таких, как Якутия или Красноярский край. Но в небольших по площади и населению субъектах РФ территориальная дифференциация также может быть существенной.

В качестве примера рассмотрим районно-муниципальные образования (РМО) Республики Калмыкия – наименее населённого субъекта Европейской части РФ, отличающегося высоким природным потенциалом возобновляемых источников энергии. Средняя плотность сельского населения Калмыкии – 2,0 чел./км², средняя величина L/P – 30 м/чел. Однако, по районно-муниципальным образованиям (РМО) Калмыкии первый показатель варьируется от 0,9 (Черноземельское РМО) до 6,3 чел./км² (Городовиковское РМО), а L/P – от 54 (Черноземельское РМО) до 15 (Яшалтинское РМО). Так же, как и в случае с субъектами РФ, более высокая плотность населения не всегда означает менее высокое значение L/P. В частности, при более высокой плотности сельского населения в Ики-Бурульском (1,6 чел./км²), чем в Лаганском РМО (1,1 чел./км²), L/P в первом случае составляет 40, во втором – 29 чел./м, что связано с меньшей людностью сельских населённых пунктов Ики-Бурульского района – 377 чел. против 1067 чел. в Лаганском РМО.

По показателю L/P в Калмыкии (рис.5) выделяется центрально-восточный ареал, занимающий почти 2/3 площади республики, где он превышает 30, а в Черноземельском РМО – 50, и три отдельных ареала – западный, северный и юго-восточный, где L/P ниже 30. По данному показателю Калмыкия является регионом со структурой тонзурного типа [8]. Подробнее вопросы экономико-географического районирования Калмыкии рассмотрены, в частности, в [9].

Исходя из площадного подхода, центральный ареал Калмыкии и, в первую очередь, его южная часть, в административном отношении представленная Черноземельским РМО (численность населения – 12 тыс. чел.), может рассматриваться как наиболее перспективный для развития малой автономной энергетики на основе ВИЭ с точки зрения расселения населения.

В свою очередь, при точечном подходе мы учитываем среднее расстояние между сельскими населёнными пунктами Калмыкии, равное 17 км. Тогда для L/P > 50 средняя людность населённого пункта должна составлять менее 340 чел. Это более 160 сельских населённых пунктов Калмыкии общей численностью населения около 18 тыс. человек. Показателю L/P > 100 соответствует людность населённого пункта менее 170 чел. – это около 140 пунктов общей численностью населения около 12 тыс. При этом они достаточно равномерно распределены по территории республики и имеются во всех РМО Калмыкии.

Таким образом, экономико-географический потенциал малой автономной энергетики Калмыкии, исходя из пороговой величины L/P = 100, и потребности в установленной мощности в 1 кВт на душу населения, можно определить в величину от 12 МВт до 18 МВт.

6. Ограничения метода и направления дальнейших исследований

Показатель дисперсности населения (потребителей) L/P не может рассматриваться в качестве достаточного для оценки потенциальной эффективности малой автономной энергетики на основе ВИЭ и расчёта её экономико-географического потенциала. С его помощью возможно предварительное выделение территорий на мезорегиональном (ранга субъектов Федерации) и микрорегиональном (ранга районно-муниципальных образований), перспективных для развития ВИЭ, с целью проведения более углублённых исследований.

Ограничения метода связаны с двумя группами условий:

• физико-географическая;
• экономико-географическая.

Первая группа связана с природными условиями территории, обусловливающими величину и структуру потенциала источников энергии, которые могут различаться и диктовать различные технологические решения.

В частности, кардинально различаются условия северных и южных территорий России. На севере Европейской части России, в Сибири и на Дальнем Востоке показатель L/P, в целом, существенно выше, чем в Центре и, особенно, на Юге. В то же время, концентрация и возможности использования солнечного и ветрового потенциала на северных территориях страны в среднем существенно ниже. В настоящее время де-факто солнечная и ветровая энергетика, включая её малую автономную составляющую, развивается, прежде всего, в южных регионах страны.

В то же время, в северных районах существует свой, отличный от южного, спектр ресурсов (биоэнергия на древесных отходах, торф, гидроэнергия малых рек), что можно рассматривать как проявление географической зональности для ВИЭ. В связи с этим, для данных территорий требуется свой комплекс технологических решений по малой автономной энергетике. Это представляется актуальной задачей, в настоящее время практически не решённой.

Кроме того, повышение L/P означает и возможность более активного использования генераторов, работающих на ископаемом топливе и дающих более дорогую энергию. Этот эффект усиливается при экстремальных условиях и труднодоступности территории,  увеличивающих стоимость прокладки и обслуживания линии электропередач. При определённых пороговых значениях L/P и других сопутствующих условиях более эффективным может оказаться и вариант энергообеспечения полностью за счёт дизельной электростанции, что косвенно подтверждается фактическим использованием топливных генераторов во множестве точек страны.

Экономико-географическая и социально-географическая группа условий и факторов включает:

• демографическую динамику и миграционную картину на территории;
• определённую специфику расселения и хозяйства.

В частности, в настоящее время наблюдается сокращение сельского населения, особенно малых населённых пунктов, вплоть до полной потери населения. С другой стороны, это отчасти компенсируется сезонными миграциями в сельскую местность (дачники) и строительством коттеджных посёлков. В целом, картина сельского расселения России в XX и начале XXI века динамична и обусловлена собственным набором факторов; детально эти процессы анализируются, в частности, в [10]. Такого рода анализ необходим при исследовании каждой конкретной территории и на предмет выявления предпосылок развития малой автономной энергетики на основе ВИЭ.

Кроме того, оценка среднего показателя дисперсности не учитывает наличие кочевого и отгонного хозяйства и других отдельных точек разного назначения – лесничеств, охраняемых природных территорий и других объектов. В частности, в Калмыкии насчитывается более 3000 отдельных животноводческих точек, распределённых по всей территории республики. Учёт объектов такого рода дополняет анализ по средней величине дисперсности расселения и способен, в ряде случаев, существенно повысить оценку потенциала малой автономной энергетики на локальном или региональном уровне. Помимо этого, в целом требует отдельной оценки структура расселения в пределах населённого пункта, в реальности не являющегося точечным объектом и во многих случаях занимающего значительную площадь с большими расстояниями между хозяйствами. Это также дополнительно повышает оценку перспективности малой автономной энергетики.

Отдельное направление исследований касается социальных и институциональных аспектов (включая социально-психологические), касающихся готовности и желания местных сообществ и жителей устанавливать и использовать мощности на основе ВИЭ. В данном случае, исследования требует платежеспособность, осведомлённость о продукте, мотивация и условия, на которых местные жители готовы использовать автономные комплексы на основе ВИЭ в качестве альтернативы сетевому энергообеспечению.

Таким образом, направления дальнейших исследований перспективности района, предварительно оценённой по средней величине дисперсности расселения (L/P):

• Выявление физико-географической и природно-хозяйственной специфики территории, диктующей, с одной стороны, определённые схемы и технологии (и, как следствие, стоимость) автономного энергообеспечения с использованием местных ВИЭ, с другой – позволяющей оценить сложность (и, как следствие, стоимость) создания, модернизации и обслуживания сетевого энергообеспечения. В качестве итога должно быть определено пороговое для создания автономных комплексов значение L/P для данной территории или природно-хозяйственной зоны;
• Учёт перспектив новых технологических решений, влияющих на изменение стоимости оборудования в средне- и долгосрочной перспективе;
• Выявление миграционной и демографической динамики данной территории и прогнозирования численности населения и структуры расселения на средне- и долгосрочную перспективу;
• Выявление «тонкой структуры» расселения и распределения потребителей, включающей расстояния между отдельными хозяйствами в пределах населённого пункта и наличия отдельных кочевых, отгонных хозяйств других специфических точек потребления;
• Анализ фактических объёмов и структуры потребления энергии на территории и состояния с энергообеспечением; выявление энергоизбыточности либо энергодефицитности; прогноз потребностей в энергии на средне- и долгосрочную перспективу с учётом динамики численности потребителей и хозяйственного развития;
• Исследование социально-экономических, социально-психологических, институциональных аспектов, направленное на выявление готовности местных сообществ и жителей использовать автономные комплексы на основе ВИЭ и условий, на которых они готовы это сделать.

Данные направления исследований складываются в комплексный экономико-географический анализ перспективности и целесообразности развития малой автономной энергетики на основе ВИЭ на территории, в свою очередь, являющийся основой для формулирования предложений по реализации соответствующих программ и проектов, включая их финансовую составляющую. Оценка дисперсности расселения населения на данной территории на региональном и локальном уровнях, представленная в данной работе как показатель L/P, является отправной точкой для такого рода исследований и закладывает первичную информационно-аналитическую основу для него.

Также большой интерес представляет распространение аналогичных исследований на территории сопредельных стран, включая Казахстан, Белоруссию, другие государства Содружества и другие страны Евразии.

7. Выводы

1. Для оценки предпосылок и перспектив развития малой автономной энергетики на основе ВИЭ ключевую роль играет анализ дисперсности расселения сельского населения на данной территории. В первом приближении возможно использование средней плотности сельского населения, однако предпочтительнее детальное исследование дисперсности расселения, учитывающее людность населённых пунктов, расстояние между ними и другие показатели, характеризующие реальное расстояние между потребителями энергии и от ближайших источников энергии.
2. В качестве индикатора дисперсности расселения, позволяющего предварительно оценить перспективность территории для развития малой автономной энергетики на уровне регионов и районно-муниципальных образований целесообразно использовать показатель L/P (метров/чел.), рассчитываемый как отношение среднего расстояния между сельскими населёнными пунктами к средней людности населённых пунктов на данной территории.
3. При некоторых пороговых значениях L/P энергообеспечение за счёт автономных генераторов с точки зрения инвестиционных и эксплуатационных затрат будет предпочтительнее сетевого энергообеспечения, предполагающего прокладку или модернизацию линий электропередач.
4. Анализ субъектов Федерации и отдельных районно-муниципальных образований обнаруживает, что в ряде случаев дисперсность на территориях с более высокой плотностью населения оказывается выше за счёт меньшей средней людности населённых пунктов и предпосылки развития малой автономной энергетики, таким образом, оказываются сильнее.
5. Исходя из оценок дисперсности расселения по субъектам РФ, в зоне с наиболее сильными предпосылками развития малой автономной энергетики оказываются не только отдалённые территории Сибири и Дальнего Востока, но север, а также ряд областей центра Европейской части России. Более того, показатели дисперсности расселения сельского населения в Северо-западном Федеральном округе оказываются в целом самыми высокими в России – более высокими, чем в Уральском, Сибирском и Дальневосточном ФО.
6. Потенциальную ёмкость рынка малых автономных генерирующих мощностей с использованием ВИЭ в России можно оценить, используя показатель дисперсности L/P расселения в сельских населённых пунктах, в величину около 4 ГВт. Оценка может быть увеличена при проведении дополнительных исследований с учётом ряда других факторов. Полученную величину можно обозначить как экономико-географический потенциал малой автономной возобновляемой энергетики на данной территории, который, в данном случае, можно определить как энергетическую мощность, которую экономически целесообразно использовать, исходя из размещения потребителей на данной территории.
7. Анализ на микроуровне показывает перспективность отдельных районно-муниципальных образований с показателями дисперсности расселения существенно выше среднего для данного субъекта Федерации – в частности, на примере отдельных районов Республики Калмыкия. В целом, хотя использование показателя L/P на уровне субъекта РФ приемлемо в первом приближении, но оптимальным представляется сравнение дисперсности расселения на уровне районно-муниципальных образований, различия между которыми в пределах субъекта РФ могут различаться в разы или даже на порядки.
8. Показатель дисперсности L/P, в то же время, не является достаточным для оценки перспективности и экономической эффективности развития малой автономной энергетики на территории и нуждается в дополнении комплексными исследованиями, для которых он может служить отправной точкой.

Литература

1. Сборник «Укрупнённые стоимостные показатели линий электропередачи и подстанций напряжением 35-1150 кВ» 324 тм — т1 для электросетевых объектов ОАО «ФСК ЕЭС» Дата введения: 09.07.2012 // [электронный ресурс] URL: https://www.fsk-ees.ru/upload/docs/sto_56947007-29.240.124-2012.pdf , дата обращения 15.01.2020.
2. Безруких П.П. и др. Справочник по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива (показатели по территориям) // М.: «ИАЦ Энергия», 2007 – 272 с.
3. Отчёт о научно-исследовательской работе «Оценка технического и экономического потенциала развития ВИЭ на территории Российской Федерации, разработка сценариев и подготовка предложений по содержанию «дорожной карты» развития ВИЭ на перспективу до 2035 года» по теме: «Оценка валового и технического ресурсного потенциала ВИЭ в Российской Федерации с разбивкой по регионам и типам ресурсов» // Министерство энергетики Российской Федерации. Федеральное государственное бюджетное учреждение Российское энергетическое агентство (ФГБУ «РЭА» Минэнерго России). Москва, 2014.
4. Федеральная служба государственной статистики (Росстат) // [электронный ресурс] URL: https://www.gks.ru/enterprise_industrial , дата обращения 15.01.2020.
5. New Solar Opportunities for a New Decade //[электронный ресурс] URL: https://www.energy.gov/eere/solar/sunshot-2030 , дата обращения 15.01.2020.
6. Методика распределения дотаций на выравнивание бюджетной обеспеченности муниципальных районов, городских округов // [электронный ресурс] URL: https://base.garant.ru/24144446/f7ee959fd36b5699076b35abf4f52c5c/ , дата обращения 15.01.2020.
7. Россия в цифрах – 2019 // Федеральная служба государственной статистики (Росстат) [электронный ресурс] URL: https://gks.ru/bgd/regl/b19_11/Main.htm , дата обращения 15.01.2020.
8. Трейвиш А.И. Симметрия и асимметрия геопространства в страноведческом анализе // Вопросы экономической и политической географии зарубежных стран. Выпуск 18. Территориальная структура хозяйства и общества зарубежного мира. МГУ им. М.В. Ломоносова. Москва-Смоленск, 2009. С.7-23.
9. Дегтярев К. С. Потенциал возобновляемых источников энергии в Республике Калмыкия // Вестник Московского университета. Серия 5: География. — 2019. — № 1. — С. 75–82.
10. А. И. Алексеев, С. Г. Сафронов, М. С. Савоскул, Г. Ю. Кузнецова. Основные тенденции эволюции сельского расселения России в ХХ – начале ХХI вв // ЭКО. — 2019. — № 4. — С. 26–49.

References

1. Digest “Aggregated cost indicators for electrical lines and substations of 35-1150 kV” 324 tm — t1 for electric network objects of OAO «FSK EES». Implementation date: 09.07.2012// [internet resource] URL: https://www.fsk-ees.ru/upload/docs/sto_56947007-29.240.124-2012.pdf , date of reference 15.01.2020.
2. Bezrukih P.P. et al. Guide for renewable energy sources of Russia and local types of sources (indicators for areas)// M.: «IAC Energiya», 2007 – 272 pp.
3. Report on the research “Evaluations of technical and economical potential of RES on the territory of Russia, workout of scenarios and proposals on the content of roadmap of RES development for 2035 outlook” within the theme “Evaluations of theoretical and technical potential of RES in Russian Federation by the regions and types of resources// Ministry of Energy of Russian Federation. Russian Federal Energy Agency. Moscow, 2014.
4. Russian Federal Agency for State Statistics (Rosstat)// [internet resource] URL: https://www.gks.ru/enterprise_industrial , date of reference 15.01.2020.
5. New Solar Opportunities for a New Decade //[ internet resource] URL: https://www.energy.gov/eere/solar/sunshot-2030 , date of reference 15.01.2020.
6. Methodology of distribution of subsidies for leveling of budget sufficiency of municipal disticts // [internet resource] URL: https://base.garant.ru/24144446/f7ee959fd36b5699076b35abf4f52c5c/ date of reference 15.01.2020.
7. Russia in figures — 2019// Russian Federal Agency for State Statistics (Rosstat) [internet resource] URL: https://gks.ru/bgd/regl/b19_11/Main.htm , date of reference 15.01.2020.
8. Trejvish A.I. Symmetry and asymmetry of geo-space in regional geography analysis // Issues on economic and politic geography of foreign countries. Volume 18. Spatial structure of economy and society of the foreign world. Lomonosov MSU. Moscow-Smolensk, 2009, p. 7-23.
9. Degtyarev K. S. Potential of renewable energy sources in the Republic of Kalmykia // Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5: Geografiya. — 2019. — No 1. — P. 75–82.
10. A.I. Alekseev, S. G. Safronov, M. S. Savoskul, G. YU. Kuznecova. The principle trends of evolution of rural settlement in Russia in XX and beginning of XXI century // EKO. — 2019. — No 4. — P. 26–49.