В деле энергоснабжения горнодобывающие компании сегодня вынуждены решать несколько задач одновременно: снижать расходы, повышать экобезопасность, становиться независимыми от крупных поставщиков электроэнергии. Это становится возможным в том числе благодаря применению гибридных установок — энергокомплексов, состоящих из солнечных панелей в сочетании с другими источниками энергии.
Гибриды вытесняют дизельную генерацию
В условиях, когда необходимость снижения выбросов СО2 определяет мировую климатическую повестку, компании берут на себя обязательства по экологически чистому энергоснабжению. К примеру, южноафриканская Gold Fields, четвёртая по величине добычи золоторудная компания в мире, намерена обеспечить 20% энергии с помощью возобновляемых источников. Два года назад Gold Fields перевела австралийский рудник Granny Smith на газовую когенерацию мощностью 22 МВт, воспользовавшись решением компании Aggreko. В 2019 году рудник был дополнительно оснащен одной из крупнейших в мире автономных гибридных энергоустановок (АГЭУ), включающей 20 тысяч солнечных панелей СЭС, аккумуляторные батареи Y.Cube и генератор, работающий на природном газе. В результате потребление топлива снизилось на 10-13%, а производство чистой энергии составило около 18 миллионов кВт·ч в год.
Идея замены дизеля на газ и солнце воплощается и в другом проекте Aggreko — крупнейшей в мире гибридной системы энергоснабжения для шахты золотодобывающей компании Resolute Mining Limited. Здесь на первом этапе также используются газовые модульные блоки и аккумуляторы. В 2023 году к ним добавят дополнительный блок и солнечную станцию. Интегрированное решение сработает даже в случае расширения добычи: сократит выбросы на 20% и снизит издержки компании на два миллиона евро в месяц.
В России дизельная генерация широко применяется на объектах в удаленных районах, где отсутствует энергетическая инфраструктура.
«На небольших предприятиях для основного энергообеспечения используют российские и импортные дизель-генераторы различной мощности», — рассказывает Борис Кавчик, руководитель проекта «Золотодобыча» Иркутского научно-исследовательского института благородных и редких металлов и алмазов (Иргиредмет). По его словам, в России несколько сотен компаний работают сезонно, только летом. «Это небольшие предприятия с добычей золота меньше одной тонны», — отмечает он.
В условиях сезонности и малых объемов использование дизельного топлива для многих пока является единственным возможным вариантом, но и в этом направлении можно делать выбор в пользу более эффективных решений. К примеру, дизельные установки компании Aggreko работают в режиме комбинированной выработки электроэнергии и тепла, что увеличивает КПД дизельных машин на 35-40%.
Логистика становится камнем преткновения
Однако доставка дизельного топлива на месторождения является непростой задачей: логистическая цепочка зачастую включает и вертолет, и Севморпуть, и зимник. Это сложно и ресурсозатратно, а также увеличивает цену топлива.
«Многие рудники находятся в Сибири, где зима длится девять месяцев, и температура опускается до -50 °С», — говорит Борис Кавчик. — Энергия там — важнейшая часть не только производства, но и выживания. Дороги строятся на мерзлоте, качество их низкое; доставка топлива повышает цену, нередко на 20-30%».
Поэтому предприятия подключаются к единой системе энергоснабжения (ЕЭС). Для крупных месторождений тянут линии электропередачи от какой-либо ГЭС, рассказывает Борис Кавчик. Например, для запуска рудника на месторождении Наталка в Магаданской области протянули ЛЭП от Усть-Среднеканской ГЭС на несколько сотен километров.
А в случае с чукотским месторождением Кекура сложности логистики стала одной из причин сдвига срока ввода в эксплуатацию на год и предопределили выбор в пользу централизованного энергоснабжения. Сейчас для перевозки топлива (ежегодный расход топлива — 4000 тонн) на Кекуре задействовано четыре полуприцепа на базе Iveco, рассказал представитель компании. Каждые четыре года парк необходимо обновлять, что увеличивает затраты по проекту.
К настоящему времени энергосистема и линия снабжения Кекуры уже построены, запуск запланирован на декабрь 2022 года. Если в период строительства стоимость 1 кВт*ч обходилась компании около 22 рублей , то после запуска линии и централизованного снабжения она составит приблизительно 18 рублей за 1 кВт*ч.
Тем не менее, подключение к ЕЭС влечет за собой немалые расходы. Стоимость работ по подключению к системе для Кекуры составила сотни миллионов долларов.
Дизель и солнце: вместо или вместе?
И все же некоторые предприятия в России делают попытки снизить стоимость генерации, не отказываясь от дизеля полностью и не подключаясь к сетям. В 2019 году был реализован проект АГЭУ с фотоэлектрическими панелями и системами накопления энергии, работа которых синхронизирована с дизель-генераторной установкой. Установка работает на месторождении золота Светлое (Хабаровский край, компания «Полиметалл»).
По словам Николая Попова, генерального директора «Хевел Ритейл», эта АГЭУ стала первым крупным проектом на территории с изолированной энергосистемой. Такое решение позволило снизить затраты на покупку топлива для ДГУ на 60%. Срок окупаемости оборудования составляет три года.
«Мы используем дизельную генерацию, стоимость которой — примерно 16 рублей за кВт*ч, — рассказал гендиректор «Хевел Ритейл». — Себестоимость же солнечной энергии, например, на изолированных территориях Хабаровского края составляет около 4,5 рублей за кВт*ч».
Солнечные модули частично замещают дизельные генераторы, увеличивая срок их службы и существенно сокращая затраты на топливо. Таким образом, два источника энергии дополняют друг друга: дизель обеспечивает надежность и бесперебойную работу в любых условиях, а энергия солнца позволяет снизить стоимость генерации и ее негативное влияние на окружающую среду.
В силу слабого развития солнечной энергетики в России первый проект для золотодобытчиков стал лучом света в тёмном царстве. Тем не менее, Николай Попов считает, что использование солнечной энергии на горнорудных и золотодобывающих предприятиях имеет огромный потенциал. Страна располагает большим объёмом полезных ископаемых, и многие залежи находятся в труднодоступных местах, где невозможно провести линии электропередач. Зато эти территории обладают высоким уровнем инсоляции. Например, в Якутии солнечная активность составляет около 2000 часов в году – в несколько раз больше, чем в Москве, где облака не закрывают солнце в среднем 79 дней в году. По данным РАО «Энергетические системы Востока», во многих населенных пунктах этот уровень составляет 0,7-1,2 тысяч кВт*ч на квадратный метр в год.
Солнечная электростанция в якутском Батамае занесена в Книгу Рекордов Гиннеса как самая северная СЭС. По данным якутского министерства ЖКХ и энергетики, на июнь 2019 года в Якутии установлено 20 СЭС мощностью до 1 Мвт, почти все — гибриды. С момента установки первой СЭС в 2012 году экономия составила около 300 тонн дизеля, в дальнейшем планируется 20-30 тонн экономии ежегодно.
Внедряются в России и решения, основанные на использовании в качестве топлива ПНГ и работе в парелли с ЕЭС. Пример из нефтегазовой отрасли — проект Аггреко Евразия для «Газпромнефть-Хантос». Целью проекта было снизить затраты на электроэнергию, не потеряв в надёжности. Выработка дополнительных 24 МВт мощности за счёт сухого отбензиненного газа и ПНГ за семь лет должна обеспечить около полутора миллиардов КВт*ч электроэнергии.
За всё заплатит поставщик
Перспективы внедрения систем гибридной энергетики (солнечных электростанций и накопителей) во многом связаны с их стоимостью. А она продолжает снижаться. Например, стоимость киловатт-часа литий-ионных батарей с 2010 года упала почти на 90%.
Но если расходы на оборудование в российской генерации сравнимы с зарубежным уровнем, то переменные расходы (soft costs), к которым относятся стоимость привлечение капитала, оформление участка под строительство и т.п., по-прежнему остаются высокими. Одним из путей снижения затрат в этом направлении является формирование доступных кредитных и лизинговых программ.
На мировом рынке ради снижения капитальных затрат заказчиков, желающих использовать преимущества гибридов, исполнители часто используют модель «энергии как услуги». Согласно оценке Navigant Research, так работает примерно четверть устанавливаемых электросетей. Заказчик только оплачивает бесперебойное энергоснабжение.
В России и странах СНГ по этой модели работает Аггреко Евразия. Компания предлагает комплексные проекты собственной генерации без капитальных затрат. Например, это предоставление скидки на электроэнергию, которую клиент закупает на ОРЭМ. При этом Аггреко полностью берёт на себя все фазы работы над проектом. В итоге предприятие имеет независимый энергокомплекс и прозрачную безусловную экономию без капитальных затрат, при этом покрывая пиковую нагрузку за счёт сети. Такое решение — финансовый инструмент, который позволяет при наличии доступного газа экономить до 10% на электроэнергию, тем самым снижая себестоимость добычи сырья.
Кроме этого, Аггреко работает и по договору аренды, предоставляя энергоцентры всех типов на срок от нескольких дней до пятнадцати лет. Это особенно актуально для удалённых месторождений без доступа к газовой инфраструктуре. Установки Аггреко могут применяться не только для покрытия базовых нагрузок, но и во время техобслуживания основного оборудования или в период строительства нового объекта. Договор аренды также предполагает техническое сопровождение и ремонт установок. Важным преимуществом решений под ключ Аггреко является масштабируемость: в зависимости от задач, которые возникают у предприятий месторождения, количество генераторов в модульном энергокомплексе может меняться — например, для компенсации энергии в периоды пикового сезонного потребления.
Аггреко Евразия работает на территории России и стран СНГ с 2008 года. Это крупнейший поставщик комплексных услуг по обеспечению гибкого мобильного энергоснабжения, промышленного охлаждения и обогрева для промышленных предприятий, нефтехимической и нефтегазовой промышленности, тепличных хозяйств и энергетического сектора, крупных спортивных и зрелищных мероприятий и инфраструктурных объектов. В 2014 году компания построила в Тюмени производственную площадку, где осуществляет комплекс сервисного обслуживания, а также проводит нагрузочное тестирование оборудования.
Парк оборудования, находящегося в аренде в России на 2020 год, превышает 950 МВА.
Компания Aggreko была основана в 1962 году в Нидерландах. Имеет 190 представительств в 79 странах мира.