Оценка потенциала солнечной энергетики приграничных субъектов Дальневосточного федерального округа РФ с применением пространственного моделирования

Возобновляемая энергетика является одной из важных тем в современном дискурсе. Однако, не смотря на большое количество недостатков, можно отметить активный рост как доли, так и суммарной выработки электроэнергии с использованием возобновляемых источников (ВИЭ) во многих странах и регионах мира. Российская Федерация не отличается высокими показателями в упомянутой сфере энергетики, особенно если речь идет о ветровых и солнечных электростанциях. В то же время ВИЭ могут стать важным подспорьем в реализации концепции энергетической безопасности РФ. Одним из регионов страны, где вопрос энергетики стоит особенно остро, является Дальний Восток. В особенности стоит отметить нарастающие проблемы с энергодефицитом региона, который может создать как проблемы с внутренним потреблением, так и затронуть экспортную составляющую. Кроме того, на Дальний Восток приходится более 60% выброса загрязняющих веществ с ТЭС от суммарных показателей страны. Вопрос о развитии ВИЭ в парадигме энергетической безопасности поднимается регулярно, к примеру существуют планы по использованию ВИЭ для последующего производства «зеленого» водорода. Одним из документов, отражающих подобные планы, является «Концепция развития водородной энергетики РФ», в которой, в свою очередь, заявлено создание как минимум трех кластеров по производству «зеленого» водорода. Одним из подобных кластеров является Восточный. Учитывая текущую геополитическую обстановку, а также постепенную переориентацию российской торговли на страны Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР), именно Восточный кластер может сыграть ключевую роль в формировании энергетической безопасности страны в будущем. В данной статье предпринята попытка расчета потенциала территорий Дальневосточного федерального округа (ДФО) РФ к развитию солнечной энергетики, выраженная в поиске возможных локаций для внедрения соответствующих технологических решений. Основой для вычислений послужил метод анализа иерархий вкупе с использованием комплекса нечеткой и булевой логик. Отобраны необходимые критерии оценки, произведен расчет матрицы попарного сравнения. С использованием инструментария нечеткой логики произведен перевод абсолютных пространственных значений критериев в относительные. Учтены некоторые ограничительные факторы. Произведен статистический анализ с целью выявления административно-территориальных единиц (АТЕ), обладающих наиболее высокими показателями, рассчитанными согласно использованной методике. Произведена оценка площади территории, пригодной для внедрения соответствующих технологий.

1. Аббасов П.А., Гричковская Н.В. Расчет суммарной радиации на юге Дальнего Востока для энергосберегающего строительства // Academia. Архитектура и строительство. 2009. № 5. С. 419–422.

2. Горбунова Т.Ю. Оценка ландшафтного потенциала Юго-Восточного Крыма для использования систем возобновляемой энергетики – солнечной и ветровой: дис. … канд. геогр. наук: 25.00.36. Юж. Фед. ун-т. Симферополь, 2019. 224 с

3. Демидионов М.Ю. Пространственное моделирование потенциала развития альтернативной энергетики на примере острова Сахалин // Тихоокеанская география. 2023. № 4(16). С. 82–92.

4. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Шакиров В.А. и др. К вопросу о необходимости учета различных факторов при обосновании использования гелиопотенциала для целей электроснабжения на примере Республики Саха (Якутии) // Известия РАН. Энергетика. 2018. № 2(1). C. 41–54.

5. Носкова Е.В. Природный гелиоэнергетический потенциал Забайкальского края // Географический вестник. 2017. № 4(43). С. 105–112.

6. Санеев Б.Г., Соколов А.Д., Иванова И.Ю. и др. Энергетика восточных регионов России: региональные особенности и декарбонизация // Регион: экономика и социология. 2023. № 4. C. 271–298.

7. Соколов А.А. Гидрография СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1952. 287 с.

8. Солиман Х., Бурлов В.Г., Украинцева Д.А. Использование нечеткой логики в среде ГИС для выбора местоположения ветряных электростанций на примере провинции Хомс, Сирия // Международный научно-исследовательский журнал. 2022. № 11(125). С. 1–13.

9. Aghaloo K., Ali T., Chiu Y.-R. et al. Optimal site selection for the solar-wind hybrid renewable energy systems in Bangladesh using an integrated GIS-based BWM-fuzzy logic method, Energy Conversion and Management, 2023, vol. 283, no. 116899, DOI: 10.1016/j.enconman.2023.116899.

10. Al Garni H.Z., Awasthi A. Solar PV power plant site selection using a GIS-AHP based approach with application in Saudi Arabia, Applied Energy, 2017, vol. 205, p. 1225–1240, DOI: 10.1016/j.apenergy.2017.10.024.

11. Amrani S., Merrouni A.A., Touili S. et al. An AHP-GIS combination for site suitability analysis of hydrogen production units from CSP &PV solar power plants in Morocco, International Journal of Hydrogen Energy, 2024, vol. 56, p. 369–382, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2023.12.165.

12. Barzehkar M., Parnell K.E., Dinan N.M. et al. Decision support tools for wind and solar farm site selection in Isfahan Province, Iran, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, vol. 23, p. 1179–1195, DOI: 10.1007/s10098-020-01978-w.

13. Hooshangi N., Gharakhanlou N.M., Razin S.R.G. Evaluation of potential sites in Iran to localize solar farms using a GIS-based Fermatean Fuzzy TOPSIS, Journal of Cleaner Production, 2023, vol. 215, no. 135481, DOI: 10.1016/j.renene.2023.118944.

14. Huld T., Amillo A.M.G. Estimating PV Module Performance over Large Geographical Regions: The Role of Irradiance, Air Temperature, Wind Speed and Solar Spectrum, Energies, 2015, vol. 8(6), p. 5159–5181, DOI: 10.3390/en8065159.

15. Islam M.R., Aziz M.T., Alauddin M. et al. Site suitability assessment for solar power plants in Bangladesh: A GIS-based analytical hierarchy process (AHP) and multicriteria decision analysis (MCDA) approach, Renewable Energy, 2024, vol. 220, no. 119595, DOI: 10.1016/j.renene.2023.119595.

16. Lazarev N.I., Kuznetsov N.M. Solar energy for power supply of remote consumers in Murmansk Region, Journal of Advanced Research in Technical Science, 2024, no. 40, p. 55–58, DOI: 10.26160/2474-5901-2024-40-55-58.

17. Rios R., Duarte S. Selection of ideal sites for the development of large-scale solar photovoltaic projects through Analytical Hierarchical Process – Geographic information systems (AHP-GIS) in Peru, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021, vol. 149, no. 111310, DOI: 10.1016/j.rser.2021.111310.

18. Ruiz H.S., Sunarso A., Ibrahim-Bathis K. et al. GIS-AHP Multi Criteria Decision Analysis for the optimal location of solar energy plants at Indonesia, Energy Reports, 2020, vol. 6, p. 3249–3263, DOI: 10.1016/j.egyr.2020.11.198.

19. Vilanova A., Kim B.-Y., Kim C.K. et al. Linear-Gompertz Model-Based Regression of Photovoltaic Power Generation by Satellite Imagery-Based Solar Irradiance, Energies, 2020, vol. 13(4), no. 781, DOI: 10.3390/en13040781.

20. Yang Y., Xia S., Huang P. et al. Energy transition: Connotations, mechanisms and effects, Energy Strategy Reviews, 2024, vol. 52, no. 101320, DOI: 10.1016/j.esr.2024.101320.

21. Zoghi M., Ehsani A.H., Sadat M. et al. Optimization solar site selection by fuzzy logic model and weighted linear combination method in arid and semi-arid region: A case study Isfahan, IRAN, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, vol. 68(2), p. 986–996, DOI: 10.1016/j.rser.2015.07.014.

22. Электронные ресурсы

23. АРВЭ. URL: https://rreda.ru/products/yearly-reviews/review-2632 (дата обращения 16.12.2024).

24. Большов А. Сергей Цивилев: цель по переориентации поставок энергоресурсов РФ на Восток достигнута // ТАСС. URL: https://tass.ru/interviews/21798711 (дата обращения 21.09.2024).

25. Гидрометцентр России. URL: https://meteoinfo.ru (дата обращения 20.12.2023).

26. ГИС ВИЭ. URL: https://gisre.ru/ (дата обращения 25.09.2024).

27. Доктрина энергетической безопасности Российской Федерации от 13.05.2019 № 216. URL: http://www.scrf.gov.ru/security/economic/energy_doc/ (дата обращения 23.11.2023).

28. Корочкина А. Поставки электроэнергии из России в Китай упали до рекордно низких уровней // Forbes. URL: https://www.forbes.ru/biznes/517891-postavki-elektroenergii-iz-rossii-v-kitaj-upali-do-rekordno-nizkih-urovnej (дата обращения 20.11.2024).

29. Мирошниченко Т.А. Возможности использования потенциала солнечной радиации на территории Амурской области // Вестник Амурского государственного университета. Серия: Естественные и экономические науки. 2014. № 65. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vozmozhnosti-ispolzovaniya-potentsiala-solnechnoy-radiatsii-na-territorii-amurskoy-oblasti/viewer (дата обращения 01.12.2023).

30. Распоряжение Правительства РФ: Концепция развития водородной энергетики в Российской Федерации от 05.08.2021 №136-ФЗ. URL: http://static.government.ru/media/files/5JFns1CDAKqYKzZ0mnRADAw2NqcVsexl.pdf (дата обращения 01.12.2023).

31. Строительное оборудование. URL: https://www.stroioborudovanie.ru/goods/46107026-transformator_tdtn_16000_100000_110_35_6_na_sklade (дата обращения 16.12.2024).

32. Суслов К., Дорошин А., Кабанов В. и др. Анализ развития солнечной энергетики в России // Энергетическая политика. 2023. № 7(185). С. 26–45. URL: https://energypolicy.ru/wp-content/uploads/2023/07/ep-%E2%84%967185-2023.pdf (дата обращения 01.12.2023).

33. Global Solar Atlas, URL: https://globalsolaratlas.info/ (дата обращения 01.11.2023).

34. Lazard, URL: https://www.lazard.com/research-insights/levelized-cost-of-energyplus/ (дата обращения 21.11.2024).

35. NextGIS, URL: https://nextgis.ru/ (дата обращения 01.11.2023).