Оценка электрических нагрузок потенциальных проектов освоения месторождений минерально-сырьевых ресурсов в восточных регионах арктической зоны Российской Федерации

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОЦЕНКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ В ВОСТОЧНЫХ РЕГИОНАХ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Б.Г. Санеев, И.Ю. Иванова, А.Г. Корнеев

Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева

Сибирского отделения РАН (Иркутск, Российская Федерация)

Аннотация

Рассматриваются потенциальные приоритетные проекты освоения месторождений минерально-сырьевых ресурсов в арктических районах Красноярского края, Республики Саха (Якутия), Чукотского автономного округа, связанные с добычей и переработкой полезных ископаемых, востребованных на внутреннем и внешнем рынках. Особое внимание уделено оценке потребности данных проектов в электроэнергии с целью определения перспективных электрических нагрузок. При проведении исследований использовался нормативный метод оценки электропотребления, учитывающий технологии добычи и переработки сырья с учетом арктических условий. В дальнейшем результаты исследований будут использоваться для выявления в восточной части Арктической зоны Российской Федерации узлов концентрации нагрузок и обоснования рациональных схем электроснабжения новых производств.

Ключевые слова: восточные регионы России, Арктическая зона Российской Федерации, освоение минерально-сырьевых ресурсов, электропотребление, нормативный метод, электрические нагрузки.

минеральный ископаемое якутия чукотский

Abstract

ASSESSMENT OF ELECTRICAL LOADS OF POTENTIAL PROJECTS FOR THE DEVELOPMENT OF MINERAL RESOURCES IN THE EASTERN REGIONS OF THE ARCTIC ZONE OF THE RUSSIAN FEDERATION

Saneev B.G., Ivanova I.Yu., Korneev A.G.

Melentiev Energy Systems Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Irkutsk, Russian Federation)

The paper presents estimates of the electricity demand and electrical loads of potential projects for the development of mineral resources in the Arctic zones of the Krasnoyarsk Territory, the Republic of Sakha (Yakutia) and the Chukotka Autonomous Region. The focus is on the priority projects characterized by a high degree of exploration of mineral resources, and the availability of mining licenses, feasibility studies or business plans. The study indicates that the limiting factor for the implementation of the projects is the inaccessibility of sites and underdevelopment of the transport and energy infrastructure in the eastern Arctic zone of the Russian Federation. During the research, we employ the standard method for assessing electricity consumption, taking into account the raw material extraction and processing technologies under the Arctic conditions. The required generating capacity in the implementation of the projects under consideration can reach 425 MW in 2025 and increase to 826 MW by 2035 with the electric power production of 6 billion kWh. The largest increase in electricity consumption is expected in the Taimyr-Turukhansky key zone during the development of rare-earth deposits -- Chernogorsk and Norilsk-1, as well as the Suzun, Tagul and Lodochnoye oil and gas fields of the Vankor area. The project for the development of the Peshchanka copper deposit in the Chukotka key zone is comparable to these projects in terms of electrical loads. The power supply of planned production facilities for the implementation of these projects will require the development of generating capacities and the grid infrastructure of the functioning energy centers in the eastern Arctic zone: Norilsk, Vankor, Chaun-Bilibinsk. Smaller projects, especially on the territory of the North-Yakutsk key zone, can focus only on autonomous power supply. At the same time, fuel extraction projects will focus on own resources for energy supply of local production facilities. In addition, to ensure the effectiveness of projects for the development of metal ore deposits, the problem arises of choosing feasible options for the fuel supply of autonomous power plants.

Keywords. Eastern regions of the Russian Federation, Russian Arctic zone, the development of mineral resources, power consumption, standard method, electrical loads.

Введение

Хозяйственное освоение Арктики в силу ее природно-климатических, географических, социально-экономических, демографических, геополитических и экологических особенностей должно осуществляться в рамках обоснованной политики государства и при непосредственном его участии. В настоящее время существует ряд стратегий и программ по разным направлениям развития Арктики, среди которых базовым документом является государственная программа «Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации на период до 2025 года», утвержденная постановлением Правительства РФ от 31 августа 2017 г. № 1064. В ней сформулированы цели, задачи и принципы освоения Арктики и обозначены уровни государственной финансовой поддержки. Главными задачами программы являются: повышение инвестиционной активности на территории Арктической зоны

Российской Федерации (АЗРФ); обеспечение реализации проектов хозяйственного освоения арктических территорий; обеспечение реализации проектов по развитию транспортной, энергетической и иной инфраструктуры, необходимой для формирования и функционирования новых промышленно-хозяйственных узлов с учетом социально-экономического положения коренного населения и экологических требований [1].

Масштабное освоение минерально-сырьевых ресурсов в экстремальных условиях восточных регионов АЗРФ потребует внедрения современных средств и технологий извлечения и переработки ресурсов, обеспечивающих минимальную трудоемкость и энергоемкость производств.

Своевременное электроснабжение развивающейся производственной базы в восточной части АЗРФ является важнейшей инфраструктурной задачей. Экономическое развитие в Арктической зоне происходило и будет происходить в дальнейшем в основном за счет освоения отдельных эффективных и конкурентоспособных по выпускаемой продукции как для внутреннего, так и внешнего рынков минерально-сырьевых месторождений. Являясь, как правило, крупными и электроемкими проектами, они потребуют создания новых электрогенерирующих установок значительной мощности и формирования рациональных схем электроснабжения производств.

В отделе комплексных и региональных проблем энергетики Института систем энергетики им. Л. А. Мелентьева Сибирского отделения РАН в течение многих лет ведутся исследования по обоснованию рациональных вариантов развития систем энерго- и топливоснабжения потребителей, расположенных на северных и арктических территориях восточных регионов России. Для этих целей разработаны методический подход и модельный инструментарий, описание и основные принципы которых даны в [2--4]. Результаты исследований вошли составной частью в разработанные отделом стратегии развития энергетики Республики Саха (Якутия) и Чукотского автономного округа. В настоящее время авторы являются исполнителями проекта «Комплексная оценка схем энергоснабжения при освоении месторождений минерально-сырьевых ресурсов в восточном арктическом секторе Российской Федерации» в рамках программы фундаментальных исследований Сибирского отделения РАН. Предметом данной статьи являются результаты начального этапа исследований -- уточнения потребности в электроэнергии и электрических нагрузок потенциальных предприятий по освоению месторождений минерально-сырьевых ресурсов в восточных регионах АЗРФ. Выполненные во время разработки энергостратегий оценки электропотребления актуализированы исходя из уточненных на настоящий момент параметров проектов.

Оценка уровней электропотребления и электрических нагрузок

Для уточнения перспективных уровней электропотребления и электрических нагрузок проектов освоения минерально-сырьевых ресурсов восточной Арктики, включающей арктические территории Красноярского края, Республики Саха (Якутия) и Чукотского автономного округа, из числа возможных выбирались приоритетные проекты, которые обладают следующими характеристиками:

• высокой степенью разведанности запасов полезных ископаемых и их постановкой на государственный баланс;

• наличием у инвесторов проектов лицензий на разработку месторождений;

• наличием у обладателей лицензий инвестиционных заделов: технико-экономических обоснований, бизнес-планов и проектно-технической документации; наличием и освоением производственных площадок, связанных с инвестированием в социальную и производственную инфраструктуры и непосредственно в основное производство [5--9; 11--14; 17--20].

В основу оценок электропотребления и электрических нагрузок положен нормативный метод, учитывающий технологии добычи и переработки сырья, необходимые объекты вспомогательной инфраструктуры. Потребность в электроэнергии определялась по каждому проекту с комплексным охватом всех потребителей энергии -- основного производства, производственной инфраструктуры, связанной с основным производством, социальной инфраструктуры с учетом численности занятых на основном производстве и в обслуживающих секторах. Использовались также экспертные оценки авторов по аналогичным проектам с учетом арктических условий.

На рис. 1 представлены проектные объемы добычи минерально-сырьевых ресурсов рассматриваемых проектов. Далее более подробно приведена динамика выхода на проектную мощность и соответствующие уровни электропотребления и оценки электрических нагрузок каждого проекта по опорным арктическим зонам восточных регионов.

Таймыро-Туруханская опорная зона. В этой зоне рассматривались три приоритетных инвестиционных проекта, предусматривающих освоение:

• месторождений редкоземельных металлов Черногорское и Норильск-1;

• Сузунского, Тагульского и Лодочного нефтегазовых месторождений Ванкорской площади;

• месторождения коксующихся углей Река Малая Лемберова.

Наиболее электроемким на территории Таймыро-Туруханской зоны является проект освоения месторождений Черногорское и Норильск-1. Он предусматривает добычу и переработку руды на новом горно-металлургическом комбинате (ГМК) с выходом готовой продукции: платины, никеля, меди, кобальта и др. Технология подобных производств хорошо отработана у собственника данных месторождений -- ПАО «ГМК “Норильский никель”», который производит редкоземельные металлы на Кольском ГМК. Показатели компании по электропотреблению могут служить ориентиром для оценки потребности в электроэнергии по проекту освоения месторождений Черногорское и Норильск-1 [10].

В соответствии с объемами производства продукции потребность в электроэнергии при освоении месторождений Черногорское и Норильск-1 может составить в 2025 г. 600 млн кВт-ч и возрасти до 1350 млн кВт-ч к 2030 г., а максимальная электрическая нагрузка -- соответственно до 90 МВт и 200 МВт (табл. 1).

В целом электропотребление по рассматриваемым трем приоритетным проектам Таймыро-Туруханской опорной зоны оценивается к 2025 г. в 1460 млн кВт-ч, к 2030 г. -- в 3220 млн кВт-ч, электрические нагрузки к 2025 г. -- в 199 МВт, к 2030 г. -- в 432 МВт.

Северо-Якутская опорная зона. В этой зоне рассматривались четыре приоритетных инвестиционных проекта, предусматривающих освоение:

Рис. 1. Потенциальные проекты освоения минеральных ресурсов восточной Арктической зоны Fig. 1. Potential projects for the development of mineral resources in the eastern Arctic zone

Таблица 1. Расчетные показатели электропотребления и электрических нагрузок по новым проектам Таймыро-Туруханской опорной зоны