Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕРРИТОРИАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЛОКАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЙОНА РОССИИ
1.1. Методология работы, основные понятия и определения 17
1.2. Централизация и децентрализация как современные тенденции развития электроэнергетики и их географические следствия 31
1.3. Территориальная организация локальных энергосистем: Центральный экономический район, Московская область 45
1.4. Территориальная организация локальных энергосистем: Рыбновский район Рязанской области 62
Выводы к главе 1 74
ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЙОНА РОССИИ
2.1. Эволюция территориальной организации разномасштабных энергосистем 77
2.2. Состав, структура и проблемы электроэнергетики Центрального экономического района России 94
2.3. Топливная стратегия и перспективы развития электроэнергетики Центрального экономического района России 107
2.4. Система сельского энергетического снабжения и расселения Центрального экономического района России 124
Выводы к главе 2 138
ГЛАВА 3. КЛЮЧЕВЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗВИТИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЙОНА РОССИИ
3.1. Малая гидроэнергетика как основа сельской электрификации Рязанской области (1920-1960 гг.) 141
3.2. Историко-географическая типология районов Рязанской области по территориальной организации локальных энергетических систем на основе объектов малой гидроэнергетики 155
3.3. Оценка ресурсного потенциала энергии ветра Центрального экономического района России 165
3.4. Оценка гидроэнергетических ресурсов Центрального экономического района России 178
3.5. Научно-производственный потенциал малой ветряной и гидравлической энергетики
Центрального экономического района России 185
Выводы к главе 3 194
ГЛАВА 4. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СИСТЕМЫ СЕЛЬСКОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЙОНА РОССИИ
4.1. Эколого-географическое районирование Центрального экономического района России 196
4.2. Государственная политика и социально-экологическая парадигма как факторы стимулирования возобновляемой энергетики 214
4.3. Региональные механизмы стимулирования проекта возрождения Кузьминской малой гидроэлектростанции (1 МВт, р. Ока) в Рыбновском районе Рязанской области 227
4.4. Многоуровневая модель энергетического пространства Центрального экономического района России 240
Выводы к главе 4 250
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 255
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 262
СПИСОК РИСУНКОВ И ТАБЛИЦ 290
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ 294
ПРИЛОЖЕНИЕ (ОТДЕЛЬНЫЙ ТОМ) 155 с.
- Централизация и децентрализация как современные тенденции развития электроэнергетики и их географические следствия
- Эволюция территориальной организации разномасштабных энергосистем
- Малая гидроэнергетика как основа сельской электрификации Рязанской области (1920-1960 гг.)
Введение к работе
Актуальность темы. Обществу XXI в. предстоит решить ряд глобальных проблем, связанных с истощением наиболее доступных естественных ресурсов Земли, с негативными экологическими последствиями хозяйственной деятельности. Особо нужно подчеркнуть значимость решения энергетической проблемы, выступающей основой социально-экономического развития общества. Одним из направлений решения энергетической проблемы является вовлечение в общий энергобаланс возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Это направление исследований имеет международное признание (конференции в 1996 г. в Хараре, в 1997 г. в Киото и в 1998 г. в Буэнос-Айресе). Многие государства приступили к реализации провозглашенной ЮНЕСКО Всемирной программы развития возобновляемой энергетики (1996-2010 гг.). За рубежом такие работы достигли стадии реализации национальных программ в развитых (США, Япония, страны Евросоюза и др.) и в развивающихся странах (Китай, Индия, Индонезия и др.).
В России такие перспективы исследуют преимущественно ученые технико-экономических специальностей, не учитывающих специфику условий территории. Между тем в России, в том числе и Центральной, далеко зашли процессы социально-экономической поляризации регионов, обусловливающие резкие различия энергетических проблем «полюсов роста» и депрессивных зон. В результате в староосвоенных регионах функционирует несколько уровней энергетического пространства, что усложняет достижение основной цели базовой энергетики — обеспечение высокой надежности энергоснабжения (способность в любой момент времени качественно и гарантированно обеспечивать потребителей в зоне обслуживания). Уровень надежности системы энергоснабжения вытекает из топологии энергетического пространства (электростанции и сетевое хозяйство) и специфики электроэнергии: время ее производства и потребления должны синхронно совпадать. Но противоречие между жесткой вертикалью интеграции централизованных энергосистем и
горизонтальной дифференциацией пространственно дисперсных и энергетически маломощных потребителей, выступает лимитирующим фактором расширения централизованного энергоснабжения.
Ситуация усложнена децентрализацией системы населенных мест, обезлюдением сельской местности, что характерно для всех регионов Центральной России. Как следствие, обостряется противоречие между экономической неоправданностью расширения инфраструктуры снабжения в депрессивных зонах и социальной сущностью энергетики, что приводит к расширению площади территорий с отсутствием или недостаточным энергообеспечением. Для частичного решения энергетических проблем такого класса потребителей необходима территориальная организации локальных энергосистем.
В рамках только лишь технико-экономических подходов решение такой проблемы невозможно и требует дополнения географическим подходом, что и позволяет выбрать наиболее эффективный вариант пространственной организации социально-экономических систем различного ранга и масштаба. Географический анализ энергетических проблем именно на локальном уровне позволяет выявить и оценить эффективность разных вариантов территориальной организации энергоснабжения. Эти вопросы применительно к староосвоен-ным регионам России слабо разработаны, поэтому необходимо искать новые подходы, более полно учитывающие связь энергетики с условиями территории. Отсюда основная научная проблема, решаемая в диссертации, состоит в разработке географических основ территориальной организации локальных энергосистем в Центральном экономическом районе России (ЦЭР).
Ключевая идея настоящего исследования заключается в следующем: одним из эффективных способов повышения надежности энергоснабжения на разных уровнях энергетического пространства является сопряжение вертикальной интеграции централизованных энергосистем с горизонтальной интеграцией локальных систем, т.е. комбинированное развитие разномасштабных энергосистем и на разной ресурсной основе.
Территориальная организация разномасштабных энергосистем и вовлечение ресурсов ВИЭ в общий энергобаланс формирует предпосылки для инвариантного использования территории, расширяет набор функций и социально-экономических рычагов управления общностями локального уровня, что определяет цель работы — выявление территориальных закономерностей формирования локальных энергосистем ЦЭР России в новых социально-экономических условиях развития. Для достижения цели в исследовании были поставлены следующие основные задачи:
Анализ территориальной организации электроэнергетики района с учетом соотношения основных тенденций развития отрасли: централизации (централизованные энергосистемы) и децентрализации (локальные системы, в том числе на основе ресурсов ВИЭ).
Выявление противоречий между вертикальной интеграцией централизованных энергосистем и горизонтальной дифференциацией социально-энергетических потребностей на локальном уровне территории.
Зонирование ЦЭР исходя из территориальной дифференциации ресурсов энергии ветра и рек для развития локальных энергосистем.
Обоснование комплекса ключевых предпосылок, определяющих эколого-экономическую эффективность развития локальных энергосистем.
Разработка многоуровневой модели энергетического пространства ЦЭР, более устойчивой по надежности функционирования на локальном уровне социально-экономического пространства. Районирование ЦЭР по целесообразным направлениям территориальной организации локальных энергосистем как в рамках сопряжения с централизованной системой, так и по схеме создания разобщенной децентрализованной энергосистемы.
Содержание целевых задач определяет объектно-предметную область исследования. Объект исследования — энергетическое пространство ЦЭР России, рассматриваемое как энергетический базис территориальной организации общества, а предмет исследования — структура энергетического про-
странства района как результат совместного развития разномасштабных энергосистем на локальном уровне территории.
Выбор энергетического пространства Центрального района в качестве объекта исследования определяется сочетанием обстоятельств, усиливающих актуальность решения проблемы развития разномасштабных энергосистем.
Зависимость энергетики района от дальнепривозных энергоносителей превышает 90 % потребностей и особенно по природному газу. Прогнозируемый рост добычи газа в стране должен в первую очередь обеспечить увеличение доли газа в импорте, а также сырьевые потребности химической промышленности и коммунально-бытовые нужды населения. Наращивание объема добычи природного газа приведет к росту масштабов транспортировки, а пропускная способность межрайонных газопроводов не рассчитана на существенное увеличение поставок. До 2010 г. принципиальных изменений в схеме газонефтеснабжения ЦЭР не планируется. Современные цены на газ будут пересмотрены и приведены в соответствие с рыночной стоимостью (с учетом рентного подхода к месторождениям и т. д.). Сжигание природного газа в топках электростанций будет не столь эффективно, как ранее, что приведет к необходимости реструктуризации топливного баланса станций и к изменению в целом газовой стратегии развития электроэнергетики района.
Региональные энергетические компании, дефицитные по мощности электростанций и объему производства, располагают крайне изношенным оборудованием (более 72 основных фондов). В ближайшие 10-15 лет в районе не планируется ввод в эксплуатацию новых крупных объектов энергетики (кроме возможного сооружения Волокаламской ГАЭС и Загорской ГАЭС-2). За этот срок только в коммунально-бытовой сфере, в том числе и в сельской местности, ожидается увеличение объемов энергопотребления в 3-4 раза по сравнению с 1990 г. Экстенсивная эксплуатация изношенного потенциала энергетики ЦЭР России сказывается не только на снижении производственно-экономических показателей функционирования отрасли, но и приводит к усилению загрязнения окружающей среды. Дилемма опережающего обеспе-
чения роста темпов потребности в качественных энергоносителях при одновременном сохранении устойчивости окружающей природной среды не может быть реализована без кардинального решения экологических проблем энергетики. Тем самым усиливается противоречие между состоянием энергетики и ее реальным вкладом в загрязнение окружающей природной среды.
Выбор в качестве объекта исследования ЦЭР России интересен не только в перечисленных аспектах взаимоотношений и противоречий системы «природа — общество — энергетика». Типологически сходные тенденции развития и проблемные ситуации характерны для всех регионов европейской части страны. Однако важно то, что именно с социально-экономическим развитием ЦЭР исторически связаны процессы становления и модернизации общеэкономического потенциала страны в целом. Столичный и самый про-мышленно высокоразвитый район, занимая не более 3 % площади и концентрируя чуть больше 20 % населения страны, производит свыше V3 объема валового национального продукта (2005 г.). Велика роль Центра и в межрайонном разделении труда, что объективно предопределяет необходимость первоочередной стабилизации социально-экологической ситуации.
В этих условиях проблема развития локальных энергосистем на основе ресурсов ВИЭ выступает в качестве предпосылки для увеличения площади рекреационных и биологически продуктивных зон в пределах старопромышленного центра России, где в результате высокой концентрации промышленности и населения предельно сужена экологическая емкость территории.
Теоретические основы. Тема сложна и комплексна, стыкует эколого-экономические исследования с географическим, энергетическим и историческим подходами. Большой вклад в развитие методологии темы исследования внесли представители: 1) отечественной теоретической географии
Н.Н. Баранский, И.А. Витвер, И.П. Герасимов, Н.Н. Колосовский, И.М. Майергойз, Ю.Г. Саушкин и др.; 2) исторической и эволюционной географии
Л.Н. Гумилев, А.Г. Исаченко, М.К. Любавский, В.П. Максаковский, В.П. Семенова-Тян-Шанский, А.И. Трейвиш, В.К Яцунский и др.; 3) теории цик-
личности развития мирового хозяйства — Н.Д. Кондратьев, Ю.Г. Липец, Н.С. Мироненко и др.; 4) географических концепций организации пространства — В.Л. Каганский, Б.Б. Родоман, В.П. Семенов-Тян-Шанский, А.И. Трейвиш и др.; 5) территориальной структуры и организации хозяйства — Г.А. Агранат, Э.Б. Алаев, В.П. Дронов, И.М. Маергойз, Д.И. Менделеев и др.; 6) социолъно-демографической школы изучения сельской местности и урбанизации — А.И. Алексеев, Д.И. Валентей, Н.В. Зубаревич, Ж.А. Зайончков-ская, С.А. Ковалева, Д.Т. Комарова, Т.Г. Нефедова, П.М. Полян, Г.М. Лаппо и др.; 7) географии природопользования — С.Л. Вендров, И.Н. Волкова, К.В. Зворыкин, Н.Н. Клюев, И.В. Комар, Н.И. Коронкевич, А.А. Минц, B.C. Преображенский, Г.А. Приваловская, Н.Ф. Реймерс, Т.Г. Рунова и др.; 8) геоэкологического картографирования — A.M. Берлянт, И.П. Заруцкая, Б.И. Кочу-ров, Н.В. Красильников, Л.Л. Розанов, А.А. Тишков и др.; 9) географии энергетики — В.Н. Горлов, В.П. Максаковский, А.Т. Хрущев и др.; 10) математической теории графов (О. Оре) применительно к географии сухопутного транспорта — Г.А. Гольц, К. Канский, И.В. Никольский, С.А. Тархов и др.
Специфика темы работы определила значимость широкого использования теоретических положений: 1) учения об энергетических порогах и учения о развитии электроэнергетических систем — Г.М. Кржижановский, Л.А. Мелентьев и др.; 2) цикличности смены технологического уклада общества и прогнозного развитии энергетики — СЮ. Глазьев, Д.С. Львов, А.А. Макаров, Г.Г. Фетисов и др.; 3) теории долгосрочного технико-экономического развития — СЮ. Глазьев, В.Л. Иноземцев и др.; 4) моделирование экономического развития с учетом замещения невозобновляемых энергетических ресурсов и развития автономных энергосистем с использованием возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве — В.И. Китайгородцев, В.В. Котов, В.П. Муругов и др.; 5) управления режимами энергетических систем — А.К. Ландман, В.А. Семенов, С.А. Совалов, А.Г. Фишов, В.М. Чебан и др.; 6) использования возобновляемых источников энергии в общественно-экономической интерпретации (отечественных и зару-
беленых авторов) — В.В. Алексеев, П.П. Безруких, В.И. Виссарионов, Д. Дэ-вис, В.П. Муругов, А.В. Неверов, В.В. Новожилов, П. Ревель, Д. Твайделл, А. Уэйр, Б. Чабот, Я.И. Шефтер, Ю. Шмидт, Л. Ярас и др.
Методология и методы. В диссертации используется методика, сочетающая в работе географический, исторический и отраслевой подходы: системно-структурный, геосетевой и картометрический анализ, историко-географический, сравнительный, статистический методы, приемы географической систематизации (зонирование — районирование), методы многостадийных балансовых расчетов ресурсного потенциала ВИЭ, выбора основы энергосистемы по многокритериальному виду оценки, историко-географических реконструкций и составления карт и др.
Сущность комплексного географического подхода требует наличия элементов синтеза для оценки возможностей и последствий развития локальных энергосистем, что диктует необходимость широкого использования методов типологического районирования, пространственного моделирования, перспективного прогнозирования и планирования.
Методологически исследование строится на анализе и синтезе комплекса подходов к изучению основной проблемы с целью выявления сквозного характера развития общества и энергетики на различных уровнях энергетического пространства: Российская Федерация — Центральный район — регион-область — локалитет (административный район, сельский округ, поселение). Глобальный фон используется для сравнения энергетических стратегий разных стран и тенденций развития возобновляемой энергетики.
Для анализа проблемы территориальной организации локальной энергетики (энергосистемы) использована методология развития автономных систем в сельском хозяйстве на основе ресурсов возобновляемых источников энергии (по В.П. Муругову). Потенциал методологии представлен в таблице 1 в виде алгоритма решения группы исследовательских задач (1-й столбец). В свою очередь, последовательность задач определяет логику и хронологические этапы выполнения настоящего исследования.
Таблица 1 Ранги районной организации общества, иерархия масштаба энергосистем и сквозные задачи исследования
Системно-структурный анализ последовательности задач в таблице 1 свидетельствует, что на современном этапе развития России материальные и финансовые стимулы, составляющие содержание раздела «мочь» и «хотеть», не дают положительного результата. Из-за этого страдает последнее звено — «успеть» — и уже привычное состояние «догоняющей» страны.
Таблица 1 также демонстрирует общественную и энергетическую структуру рангов пространства (столбец 2-3). Масштаб районной организации общества и адекватный ранг энергосистемы определяют разные подходы к анализу сквозных задач настоящего исследования (столбец 4). А.И. Трей-виш считает, что к разномерным масштабам анализа «месторазвития» нужны разные географические подходы: в отраслевом объеме чаще всего используется универсализм, общие и глобальные циклы эволюции, а в описаниях «геоиндивидумов» — уникализм, отдельные и даже изолированные круговороты и циклы эволюции [397. С. 46-47].
Соответственно иерархия масштаба организации общества и системы энергоснабжения выступают базой для разработки географических основ территориальной организации локальных энергосистем в ЦЭР России.
Такой подход реализован на примере Московской, Рязанской и Костромской области. Выбор ключевых регионов обусловлен тем обстоятельством, что в сопоставлении с другими субъектами ЦЭР их характеристики показательны по целому ряду природных и социально-экономических параметров. Ключевые регионы с севера на юг охватывают три природные зоны (лесная, лесостепная и степная). Костромская область — это самый лесной (почти 73 % площади) и одновременно самый северный субъект экономического района. Московская и Рязанская область — это переходные территории между лесной и степной природной зонами. Южной части Рязанской области присущи к тому же и классические черты степной зоны.
Социально-экономический блок параметров сравнения ключевых регионов с другими областями ЦЭР не менее демонстративен (Приложения 1-2). Московская область в районе — это социально-экономический «полюс роста».
Регион занимает исключительно первые места по всем пунктам избранных критериев. Применительно к Костромской области среди всех регионов района наиболее употребим эпитет «самый-самый» (регион-антипод), наиболее малозаселенный и необеспеченный дорожной сетью. По площади территории уступает только Тверской области, но характеризуется самыми низкими социально-экономическими показателями. Рязанская область, как и в случае с природной дифференциацией, представляет собой яркий пример мезоуровня в перечне регионов ЦЭР. Показатели социально-экономических характеристик стабильно варьируют в диапазоне 4-6 места.
Информационная база. При анализе литературы обращалось внимание прежде всего на системные концепции, идеи и на степень освещенности в них экономико-географических аспектов проблемы территориальной организации локальной энергетики. В силу неравнозначности отражения и глубины проработки этих вопросов, информационная база исследования носит выборочный характер. Основными источниками фактических данных служили атласы и карты регионов ЦЭР России, аэрофотоснимки, обзоры отраслевых журналов за 1970-2006 гг. («Энергия», «Электрические станции», «Энергетик», «Промышленная энергетика» и др.), сборники федеральной и региональной статистики, информация научно-технических совещаний и целевых федеральных программ, фонды Государственного архива Рязанской области (ГАРО). Особую значимость имели оперативные материалы ОАО «Костромаэнерго», «Рязаньэнерго», результаты авторских полевых исследований серии «Ока» (1997-2007 гг.). Дополнительно привлекался материал сводных отраслевых разработок РАО «ЕЭС России», справочная и нормативная литература, а также источники краеведческого характера.
Научная новизна исследования состоит в географическом обосновании концепции возрождения локальной энергетики в ЦЭР, при этом впервые:
1. Выявлены территориальные закономерности рационального сопряжения разномасштабных энергосистем в условиях староосвоенных регионов Центрального экономического района России.
Предложена гипотеза применимости разных концепций территориальной организации энергоснабжения на локальном уровне.
Обосновано наличие на территории Центрального района комплекса ключевых предпосылок, определяющих целесообразность и масштабы развития локальных энергосистем на основе ресурсов ВИЭ.
Определена эколого-экономическая эффективность развития локальных энергосистем на основе ресурсов возобновляемых источников энергиии на локальном уровне обслуживания централизованных энергосистем.
Разработана модель организации более устойчивого многоуровневого энергетического пространства Центрального района, способная ослабить каскадный характер негативных последствий в случае системных сбоев и аварий в централизованной энергосистеме.
Практическая значимость работы связана с возможностью существенного повышения надежности энергоснабжения потребителей в Центральном районе за счет сопряженного развития централизованных и локальных энергосистем. Более того, представляется, что многоуровневая модель энергетического пространства выступает основой организации территориальных общностей разного вида и ранга. Поэтому материалы диссертации могут быть использованы в любом регионе России для широкого спектра академических и прикладных исследований по развитию энергетики, хозяйства и расселения разномасштабных территорий.
В 1993 г. автором была разработана региональная программа использования ветроэнергетики в Рязанской области, внедренная в форме двух локальных энергосистем в крестьянско-фермерских хозяйствах (эффективно функционировали до 2002 г.). В целях привлечения внимания к возобновляемой энергетике в Рязанском государственном университете имени С.А. Есенина была организована лаборатория «Возобновляемые источники энергии и энергетика» (1998 г.), функционирует научно-студенческое объединение «Проблемы развития возобновляемой энергетики». Материалы диссертации используются в кур-
се лекций «География возобновляемой энергетики», который автор читает на естественно-географическом факультете РГУ имени С.А. Есенина с 1998 г.
Публикации и апробация результатов исследования. По теме диссертации издано 36 работ общим объемом около 55,0 п.л. (публикаций в соавторстве нет), в том числе монография «Территориальная организация локальной энергетики ЦЭР России» — 32,85 п.л. (М.; Рязань, 2006).
Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались в 1997-2007 гг. на 16 конференциях: Межрегиональной научно-практической «Региональный компонент в естественно-математическом образовании» (Рязань, 1997); 2-й Всероссийской научно-практической «Современные информационные технологии в образовании» (Рязань, 1998); Межвузовской научно-практической «Современные проблемы развития гуманитарных и естественных наук» (Рязань, 2001, 2002, 2003, 2004); 4-й Региональной научно-практической «Состояние и проблемы развития гуманитарной науки в Центральном регионе России» (Рязань, 2002); Международной научно-практической «Университеты и региональное развитие» (Смоленск, 2002); 3-4-й Всероссийской научной школе «Возобновляемые источники энергии» (Москва, 2001, 2003); 4-й Международной научно-технической «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (Москва, 2004); Международном "Круглом столе" «Малая гидроэнергетика России — проблемы и перспективы» (Москва, 2005); Международной межвузовской научно-практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» (Рязань, 2006); на сессиях экономико-географической секции МАРС (Саратов, 2005; Липецк, 2006; Иваново, 2007).
Структура работы и объем работы. Работа выполнена в двух томах. Первый том состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Содержание диссертации изложено на 295 страницах, включает 22 таблицы (13 авторских) и 42 рисунка (36 авторских). Список библиографии насчитывает 471 наименование. Отдельный том составляют приложения объемом 155 страниц, 60 таблиц (49 авторских), 35 рисунков (32 авторских).
Во введении дана общая характеристика работы, сформулирована научная проблема, цель и задачи, методологические основы, научная новизна и практическая значимость. В первой главе анализируются основные научные направления и методика, на которые опирается работа, предложена система базовых понятий. Выявлены противоречия в территориальной организации централизованных энергосистем. Во второй главе рассмотрены основные тенденции развития электроэнергетики Центрального района, эволюция ее территориальной организации. В третьей главе обосновано наличие истори-ко-географических, ресурсных и научно-производственных предпосылок для масштабного развития в районе возобновляемой энергетики. Четвертая глава посвящена разработке модели социально-энергетического районирования ЦЭР, приведен эколого-экономический анализ локальных энергосистем, обоснованы схемы их использования, а также государственные и региональные механизмы стимулирования возобновляемой энергетики. В заключении представлены основные выводы, раскрывающие суть закономерностей формирования разномасштабных энергосистем в новых условиях развития.
Централизация и децентрализация как современные тенденции развития электроэнергетики и их географические следствия
На определенном этапе социально-экономического развития общества вновь возникают проблемы, казалось бы давно уже решенные. С течением времени потребности социума кардинально меняются и соответственно меняется технологический базис развития общества. Наступает наблюдаемый ныне в России период «ломки» устоявшегося уклада. И, как следствие, старое решение проблемы, испытанное практикой, приобретает новизну и актуализируется на последующем «витке» истории, в частности, это касается сопряженного развития разномасштабных энергосистем и использования возобновляемых источников энергии. Отсутствие информации и региональных исследований является «белым пятном» данного вопроса, что отмечается ведущими специалистами в области возобновляемой энергетики России [297].
Географический характер рассматриваемой проблемы вытекает из самой сущности организации энергетического пространства, являющегося одним из элементов общего экономико-географического пространства, наделенного по Б.А. Алаеву специфичным содержанием [3. С. 159].
Под энергетическим пространством автор понимает морфологические, структурные, функциональные особенности и свойства энергосистемы, формирующие (наряду с другими звеньями инфраструктуры, расселения, частично производства) каркас социально-экономических систем разного масштаба и ранга, т.е. энергетическое пространство — это энергетический базис территориальной организации общества. Соответственно специфичные категории и критерии территориальной организации хозяйства составляют методологическую основу изучения пространственно-временных связей сложной системы «природа — общество — энергетика». Для детализации обширного круга аспектов развития разномасштабных энергосистем использована «игра масштабами» с целью выхода на микроуровень исследования. Самой низкой единицей в систематизации масштаба является локальный уровень, который совпадает с нижним уровнем социально-экономической депрессии территории. Следовательно, к локальным зонам энергетического снабжения применимы следующие географические термино-элементы: локальный (locality), локализация (location), локальная система (local system) [3. С. 184]. В процессе размещения (локализация) определенного объекта (локалитет) с конкретной целью и обоснованием выбора места размещения (локация), формируются специфичные локальные территориальные системы.
Локационный показатель плотности и начертания сетей исторически формирует рисунок зоны локального энергоснабжения, определяя тем самым конфигурацию локальной энергосистемы. И, как следствие, например при редкой заселенности, совокупность малых энергетических источников может сформировать специфичные территориальные сочетания — локальные энергосистемы. Условные границы зоны обслуживания такой энергосистемы определяют критический порог капиталовложений для расширения или уплотнения сети в малозаселенных зонах, что одновременно выступает и критическим локационным показателем централизации энергоснабжения.
Локальный срез исследования усиливает значимость учета лимитирующих и стимулирующих факторов развития территории. Для выявления степени обострения экологических, социально-экономических и энергетических проблем и принятия решений по развитию разномасштабных энергосистем (в том числе и на основе ВИЭ), необходимо проводить зонирование территории, выделять ее отдельные части, характеризующиеся специфичными функциями и свойствами (расселение, ресурс, экология, энергетика, экономика и т.д.). Элементное зонирование позволяет выявить пространственное отражение количественных параметров, демонстрирующее интенсивность проявления явления, процессов насыщения и т.д. Поэтому в исследовании широко представлен расчетный материал автора по многокомпонентной оценке развития разномас штабных энергосистем, а многокритериальный подход в зонировании служит основой для качественной оценки функций территории и нагрузки на нее (емкости). В случае, когда для территориальных систем все или большая часть локационных характеристик становятся критическими, налицо ситуация исчерпания емкости локалитета и необходимость смены функции территории.
Такой многокритериальный и динамичный подход к оценке позволяет отнести проблему развития разномасштабных энергосистем и возобновляемой энергетики в староосвоенных регионах России к категории проблемных исследований сложных систем. В этом смысле показателен энергетический подход к оценке уровня социально-экономического развития, рассмотренный А.А. Макаровым в виде сценариев прогнозного развития энергетики России [171; 262]. Отраслевая ориентация и масштабность рассматриваемой проблемы определяет широкое использование положений концепции цикличности развития мирового хозяйства (Н.Д. Кондратьев) [88; 145], теорий долгосрочного технико-экономического развития и закономерностей смены технологического уклада общества (СЮ. Глазьев, Ю.Г. Липец, Д.С. Львов, Г.Г. Фетисов) [5; 31; 76; 85-87; 117; 166], конкретизированной в работе Е.А. Медведевой применительно к взаимосвязи развития экономики и энергетики [230].
В основе концепции технологических укладов лежит идея взаимообусловленности технологических изменений в различных сферах экономики, качественных характеристик используемой ресурсной базы, образовательного и квалификационного уровня трудовых ресурсов, стиля и социального уровня жизни людей. В соответствии с этими критериями понятие «технологический уклад» сформулировано следующим образом: «Совокупность связанных по технологическим цепочкам производств, сохраняющая целостность в процессе развития и охватывающая полный воспроизводственный цикл — от добычи природных ресурсов и профессиональной подготовки кадров до непроизводственного потребления» [262. С. 178]. Базовыми в содержании понятия «технологический уклад» являются научные положения концепции «энергетических порогов», разработанные Г.М. Кржижановским и развитые Л.А. Мелентьевым [157; 231-233]. Концепция «технологических укладов» включает и положения отечественной «районной школы» экономической географии Н.Н. Баранского — Н.Н. Колосовского [26; 142-144; 240; 342-344].
Эволюция территориальной организации разномасштабных энергосистем
Эволюция территориальной организации энергосистем шла синхронно с эволюцией территориальной организации общества, повторяя циклические волны централизации и децентрализации: автономные энергосистемы, сопряженное развитие децентрализации и централизации, полная централизация и в перспективе возврат к стратегии комбинированного развития разномасштабных энергосистем.
Первый период или этап становления электроэнергетики в России условно может быть ограничен 1886-1914 гг. и связан с образованием «Общества электрического освещения» (1886). На средства «Общества...» в Москве была построена первая в стране тепловая электростанция (1888 г.) [132]. Характерной особенностью территориальной организации в рассматриваемый период являлась быстрая трансформация функций «домовых» электростанций (обслуживающих отдельный дом, здание) или блок-станций (жилой квартал, завод) к выполнению функций, присущих начальной стадии централизации: формирование автономных энергосистем с радиусом обслуживания в несколько километров, трансформация морфологии сети из радиальной (разомкнутой) в циклическую (кольцевую, замкнутую, циклическую).
К началу XX в. в результате дальнейшего усложнения структуры и выполняемых функций начали формироваться местные энергосистемы, состоящие из нескольких электростанций разного типа и сетей, работающие в согласованном режиме нагрузки. Фактически это были те же автономные системы, только разнообразившие потенциал мощности и расширившие зону обслуживания до границ города и близлежащих территорий. Характерной технико-экономической особенностью этапа формирования электроэнергетики страны являлась высокая зависимость отрасли от иностранного капитала, которому принадлежал и контрольный пакет акций энергокомпаний. Базисное оборудование электроэнергетики было также заграничного производства, что вело к технологической зависимости России от поставок запасных частей из Англии, Германии, Бельгии и др. [98; 112]. Сложившаяся структура экономических связей выступала ограничительным фактором повышения уровня электрификации страны и ее регионов. К тому же ресурсная ориентация на ввоз первичных энергоносителей сдерживала J развитие собственной топливной базы. Например, все электроснабжение Москвы базировалось на дальнепривозной нефти из Англии и донецком антраците. В целом к началу 1914 г. в сфере топливоснабжения России нарастала кризисная ситуация. Для решения связанных с нею проблем необходимо было увеличить масштабы добычи и транспорта собственных видов топлива.
При этом угольная промышленность России имела свои особенности. Во-первых, росла территориальная концентрация добычи в Донецком угольном бассейне и его доля в топливно-энергетическом балансе страны (ТЭБ). Во-вторых, в угольной промышленности доминировал иностранный капитал (до 90 %), что привело к созданию в 1906 г. монопольного синдиката «Продуголь». Основной вектор деятельности синдиката — это конкурентная борьба с частным капиталом, вкладывавшим средства в местную угольную (Подмосковный, западно-украинский уголь) и торфяную промышленность. Вторая составная часть конкурентной борьбы — иностранные монополии, владевшие добычей, переработкой и распределением нефти и нефтепродуктов Кавказа (Бакинские месторождения). Закономерным итогом монопольной деятельности «Продуголь» явилось систематическое повышение цен на донецкий уголь (с 6-8 коп. за 1 пуд в 1890-х гг. до 12 коп. в 1913 г.). Рост цен намеренно поддерживался на уровне, превышающем темпы роста инфляции в стране и заработной платы рабочих угольной промышленности. Такая диспропорция финансовых показателей была возможна только в условиях монопольных прав иностранных компаний на ресурсы, что давало возможность создавать искусственный дефицит угля. Так, для регулирования внутренних потребностей и цен в периоды циклического подъема или спада промышленного производства в России синдикат «Продуголь» импортировал уголь из Англии (через морские порты в Петербурге, Архангельске и Мурманске), при этом только в тех объемах поставок, которые были необходимы для поддержания искусственно высоких цен на внутреннем рынке страны [232. С. 43-45]. В итоге Россия несла большие экономические потери, одновременно сдерживалось промышленное развитие ее регионов.
Малая гидроэнергетика как основа сельской электрификации Рязанской области (1920-1960 гг.)
В XIX в. ресурсы гидравлической и ветряной энергии широко использовались в Рязанской губернии (Приложения 54-62). Всего насчитывалось 1648 мельниц (1258 ветряных и 390 водяных) по нашей оценке суммарной мощностью 37 357 кВт: 54,5 % на ветряных агрегатах и 45,5 % на гидроэнергетических установках. С начала XX в. все очевиднее проявлялись признаки экономической нецелесообразности эксплуатации механических установок. В результате потенциал мельниц в 1950-е гг. полностью потерял хозяйственную значимость. Вместе с тем еще с 1920-х гг. створы водяных мельниц широко использовались для сооружения объектов малой гидроэнергетики. Именно эксплуатация малых гидроэлектростанций явилась последним видом широкого и почти повсеместного использования ресурсов энергии рек.
Электрификация Рязанской области в 1920-1945 гг. В первой четверти XX века характерна ситуация резкой диспропорции между потребностью и производством электроэнергии в регионе (Приложение 63). Проблема электрификации не могла быть решена без активного государственного вмешательства, что и обусловило разработку целевых программ в начале 1920-х гг. Все перспективные проекты и объекты по малой гидроэнергетике были приурочены к гидротехнической базе действующих водяных мельниц. Наиболее важным этапом для начала масштабного развития гидроэнергетики послужило решение ЦИК и СНК СССР от 27 февраля 1929 г. «Об основных положениях порядка долгосрочного кредитования и безвозвратного финансирования промышленности и электрохозяйства местного значения». Документ послужил катализатором для интенсификации специальных исследований.
В Рязанском округе в составе Московской области комплексные гидроэнергетические изыскания начинаются в 1930-е гг. Уже в 1934 г. составлен первый «Гидроэлектропроект Пронского района», намечено освоить створы 5 водяных мельниц (р. Проня, Кердь) [193. Л. 1-8]. В следующем 1935 г. обоснована целесообразность строительства в створе одноименной мельницы Борковской малой-ГЭС (р. Пара у с. Малые Борки Сапожковского района). Позже в финансировании и сооружении станции приняли участие 9 колхозов [116. С. 260]. В том же году разрабатывается типовой проект Лакашинской МГЭС для удовлетворения нужд местного спиртзавода и части Ижевского района (р. Пра, 330 кВт). Типовой проект был составлен и для Гусевского гидроузла (р. Гусь, 800 кВт) в Бельковском районе (ныне в составе Касимовского административного района) [194. Л. 159-167; 198. Л. 11-15].
Гидротехнические изыскания особенно усилились после XVIII съезда ВКП (б) (1939 г.). Создание условий для последующего подъема экономики было целевой задачей третьего пятилетнего плана развития народного хозяйства СССР (1938-1942 гг.). Задача ставилась в условиях нарастания военной угрозы, что предопределило специфичный экономический курс: «Создание крупных государственных резервов, прежде всего по топливу, электроэнергии и некоторым оборонным производствам» [123. С. 16-18]. В условиях усложнения международной обстановки и необходимости укрепления обороноспособности в стране вводится система жесткого лимита на ископаемые энергоресурсы. Регионам рекомендовалось использовать местные запасы топлива, гидроэнергетический потенциал территории и достигнуть самообеспеченности по основным продуктам питания (хозяйственная автаркия).
В 1940 г. специалисты «Моссельэлектро» провели в Рязанской области массовые исследования действующих водяных мельниц с целью их последующей реконструкции под малые гидроэлектростанции [194. Л. 1-193]. Эти работы были прерваны с началом Великой Отечественной войны, но не были полностью свернуты и частично возобновились в 1942 г. По состоянию на начало 1944 г. в области функционировало 2 микро-ГЭС суммарной мощностью 90 кВт. В том же году в створе судоходной плотины начато строительство Кузьминской малой гидроэлектростанции в Рыбновском районе — самой крупной в регионе до середины 1950-х гг. (р. Ока, 1 МВт).
После окончания войны электрификация становится наиболее актуальной проблемой Рязанской области. По состоянию на 1946 г. только в 15 из 50 районов имелись электростанции (регион в административных границах на 1946 г.) [197. Л. 1—2]. Базовый потенциал был представлен малыми тепловыми электростанциями (МТЭС): Рязанской, Клепиковской, Шацкой, Елатом-ской и др. Технический износ МТЭС оценивался как запредельный, что приводило к частым поломкам и длительному простою оборудования. Например, производственные фонды Елатомской МТЭС эксплуатировались без капитального ремонта с 1912 г. (15 кВт, ежегодная выработка примерно 50 тыс. кВт-ч). С учетом людности пос. Елатьма (4 тыс. человек) на каждого жителя приходилось не более 12,5 кВт-ч электроэнергии в год (всего в районе насчитывалось свыше 40 тыс. жителей) [229. Л. 19]. Объем выработки электроэнергии частично покрывал только осветительную нагрузку райцентра .
Электростанции Рязанской области систематически не выполняли план по объемам производства. По состоянию на 1 августа 1946 г. было выработано электроэнергии всего на 52 % от возможного по нормативу. Особенно неэффективными были нефтяные электростанции из-за жесткого лимита на топливо. И, наоборот, как наиболее надежные проявили себя гидравлические электростанции. На Лебедянской МТЭС ежегодный план производства выполнялся на 115 % (Лебедянский район, р. Дон) [197. Л. 74]. Даже снабжение областного центра осуществлялось на основе потенциала электростанций «Мосэнерго» по единственной ЛЭП ПО кВ «Зарайск — Рязань» [165]. Крайне низкий уровень электрификации был характерен и в промышленном секторе. Наиболее крупным объектом энергетики в 1946 г. являлась Скопинская ЦЭС, с установленными еще в 1914 г. угольными котлами. В 1945 г. мощность станции была увеличена до 5 МВт (27-30 млн кВт-ч/год), что не обеспечивало нужды даже центра административного района [195. Л. 47; 198. Л 12].
