Глава 14. Долгосрочное планирование и проектирование развития электроэнергетики

14.1. Целевое видение развития еэс России на период до 2030 года.

Важнейшее место в системе прогнозных и проектных документов (см. 5.7), характеризующих перспективы развития российской электроэнергетики, занимает Энергетическая стратегия страны. На период до 2020 года она утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 28.08.2003 г. №1234-р^. На ее основе и с учетом реальной динамики развития электроэнергетики и всей экономики после утверждения указанного документа РАО «ЕЭС России» совместно с РАН разработало Целевое видение развития ЕЭС России на период до 2030 года^**.

Как показано в главе 1, в истории отечественной энергетики можно выделить четыре важнейших решения, определивших технологическую схему ее развития на десятилетия вперед:

Их реализация обеспечила динамичное развитие электроэнергетики страны и экономики в целом (таблица 14.1.1).

Таблица 14.1.1

Основные показатели экономического роста за 1955-1990 гг.

	1955	1960	1965	1970	1975	1980	1985	1990
Рост произведенного национального дохода (%)	100	156	212	309	409	500	570	625
Рост производства электроэнергии (%)	100	172	298	435	610	760	907	1014
Установленная мощность (УМ) электростанций (тыс. МВт)	37,2	66,7	115,0	166,1	217,5	266,7	315,1	344,0
Прирост УМ электростанций (тыс. МВт)		29,5	48,3	51,1	51,4	49,2	48,4	28,9

Серьезные проблемы с обеспечением надежного энергоснабжения потребителей наблюдались уже в конце 80-х – начале 90-х. Структура спроса, стремительно изменяющаяся в конце XX – начале XXI века в сторону увеличения доли потребителей с неуправляемой нагрузкой, и рост удельного потребления электроэнергии населением требуют принципиально новых подходов к развитию электроэнергетической отрасли. Все более очевидной становится необходимость создания запаса маневренных генерирующих мощностей и вывода энергосистем на новый уровень наблюдаемости и управляемости.

Рис. 14.1.1. Структура электропотребления в Московском регионе.

С 1999 года в стране наблюдается уверенный рост потребления электроэнергии: среднегодовые темпы прироста спроса на электроэнергию за период 2001-2005 годы составили 1,7 %, 2006 год – 4,2 %, 2007 год – 2,3 %, первая половина 2008 года - 4,3 %. Динамика роста потребления в отдельных регионах существенно выше среднего по стране. В результате ряд региональных энергосистем (в 2007 таких было 14) сталкиваются со значительными проблемами при присоединении новых потребителей к электрической сети. Наиболее сложная ситуация в Московской, Ленинградской и Тюменской энергосистемах.

В крупных городах (Москва, Санкт-Петербург и др.) в связи с недостаточностью мощностей энергокомпании систематически отказывают в присоединении к сетям новым потребителям. Объем отказов потребителям в техническом присоединении составляет тысячи мегаватт: только по Москве и Санкт-Петербургу – около 4500 МВт и 2500 МВт соответственно.

Увеличение электропотребления в ближайшем будущем будет обусловлено дальнейшим ростом промышленности страны, развитием крупных городов и мегаполисов, а также повышением уровня жизни населения России и, как следствие, увеличение подушевого электропотребления.

Крупные города заслуживают отдельного внимания, т.к. динамика роста энергопотребления в них существенно выше среднего уровня по стране. Локомотивом такого роста являются увеличение потребления электроэнергии населением, а также развитие коммерческого сектора: строительство новых торговых центров, офисных зданий, гостиниц и т.д. Однако, текущие показатели электропотребления населением России и в коммерческом секторе существенно ниже общемирового уровня, что свидетельствует о наличии серьезного резерва для роста спроса на электроэнергию в перспективе (рисунки 14.1.2 и 14.1.3).

Рис. 14.1.2 Потребление электроэнергии на душу населения кВт·ч/год (потребление домохозяйств) (Источник: Energy Information Administration (EIA), ABB)

Рис.14.1.3. Сравнительные характеристики развития коммерческого сектора в России (Источники: «Стайлз энд Рябокобылко», Colliers, PennyLane)

Помимо этого, значительный прирост электропотребления будет обеспечен также развитием промышленности, строительства и транспорта.

По оценкам РАН и отраслевых институтов, объем электропотребления в России к 2030 году может удвоиться и составить 1700 – 2300 млрд. кВт·ч в год. Кроме внутреннего потребления существенный прирост спроса на российскую электроэнергию способен обеспечить экспорт, преимущественно в страны АТР (Китай, Корея), Европу и страны СНГ.

Необходимость удовлетворения быстро растущего спроса на электроэнергию на основе модернизации и развития технической базы электроэнергетики (см. 1.4) и ее реформирования, обеспечивающего инвестиционную привлекательность отрасли (см. 3.2; 11.4), определяют стратегические цели развития электроэнергетики на период до 2030 года:

• обеспечить долгосрочную энергетическую безопасность страны;

• обеспечить безусловное право потребителя на качественное и надежное энергоснабжение по обоснованным ценам за счет внедрения рыночных механизмов и оптимальной системы управления электроэнергетикой;

• минимизировать отрицательное влияние электроэнергетики на экологию;

• темпами, опережающими динамику роста потребления, с учетом необходимого технологического резерва, создать экономически оправданный запас генерирующих и передающих мощностей, гарантирующий отсутствие любых ограничений по присоединению к сети всех групп потребителей (промышленность, коммерческий сектор, население) и генерирующих объектов;

• создать условия для выхода России как крупного экспортера электроэнергии на рынки Европы и Азии, а в перспективе, возможно, и США;

• предоставить потребителям конкурентоспособные на мировом рынке цены на энергию и мощность, обеспечивающие инвестиционную привлекательность электроэнергетики России.

Основные параметры и направления развития российской электроэнергетики до 2030 г., обеспечивающие достижения этих стратегических целей, можно представить следующим образом:

1. При сложившихся тенденциях развития экономики электроэнергетика России в 2030 году должна обеспечивать надежное энергоснабжение потребителей при внутреннем потреблении 2000 млрд. кВт·ч и до 200 млрд. кВт·ч экспортных поставок (первый сценарий). Ускоренное развитие экономики с её диверсификацией за счёт энергоёмких производств может увеличить внутренний спрос до 3000 млрд. кВт·ч (второй сценарий).

В зависимости от сценария необходимая установленная мощность электростанций составит в 2030 году от 420 до 600 млн. кВт. Потребуется реконструировать от 80 до 120 млн. кВт действующих мощностей и построить 280 - 450 млн. кВт новых генерирующих мощностей. Ориентировочная потребность в инвестициях за период до 2030 г. составит от 420 до 900 млрд. долларов США.

Существующая и предварительная целевая структура установленной мощности при сценарии спроса на уровне 2000 млрд. кВт·ч (рис. 14.1.4):

Рис. 14.1.4

2. Принципиальные схемы развития электроэнергетики России и генеральные схемы энергоснабжения крупных городов, промышленных узлов и энергообеспечения основных инфраструктурных проектов (газовые и нефтяные трубопроводные системы, железные дороги и другие) на период до 2030 г. должны быть ориентированы на удовлетворение спроса на уровне 3000 млрд. кВт·ч в год по внутреннему потреблению и 300 млрд. кВт·ч в год по экспорту. При этом следует предусмотреть:

1. опережающие темпы ввода генерирующих мощностей, гарантирующие возможность вывода из работы большого объема генерирующих мощностей для целей реконструкции без негативных последствий для надежного энергоснабжения потребителей и для устойчивого функционирования ЕЭС;

2. полное использование потенциала существующих площадок и имеющейся сетевой инфраструктуры;

3. увеличение мощностей на существующих площадках электростанций, а также комплексную диагностику технического состояния генерирующих и электросетевых объектов с целью выработки оптимальной политики в области ремонта, реконструкции и замещения мощностей;

4. проведение масштабных проектно-изыскательских работ по выявлению возможных площадок для размещения новых электростанций и электросетевых объектов с перспективой до 2050 г.;

5. проектирование высоковольтных линий (в т.ч. создание новой сети постоянного тока), обеспечивающих требуемый уровень надежности и минимальный уровень потерь при передаче электроэнергии на большие расстояния;

3. В целях повышения эффективности тепловой генерации необходимо:

1. к 2030 г. в российской энергетике прекратить эксплуатацию оборудования, работающего на газе по паросиловому циклу;

2. проектировать размещение газовых электростанций в непосредственной близости к центрам потребления. При строительстве ПГУ‑ТЭЦ в крупных городах РФ исходить из принципа максимальной выработки электроэнергии на тепловом потреблении. Повышение надежности и эффективности электроснабжения осуществлять за счет увеличения плотности электрической сети и массового перевода котельных в когенерирующий режим, преимущественно используя ГТУ;

6. использовать газ в качестве основного топлива для энергетики крупных городов, так как в этом случае достигается наименьшее влияние на экологию, более высокий КПД, возможность размещения на меньших площадях, высокая маневренность;

7. обеспечить внедрение парогазового цикла как наиболее рационального направления развития генерации в крупных городах;

8. увеличить долю угольных станций в структуре общей установленной мощности. Осуществить переход угольной генерации на новый уровень эффективности с использованием блоков с электрическим КПД не менее 42% и в том числе оборудования, работающего на суперсверхкритических параметрах пара и по технологии газификации угля;

9. как правило, размещать угольные электростанции в непосредственной близости от угольных разрезов, ориентируясь на крупные многоблочные станции с развитой схемой выдачи мощности (переменный и постоянный ток);

10. поддерживать развитие распределенной генерации средней и малой мощности при условии синхронной работы с ЕЭС России и соблюдения условий устойчивости и надежности работы в режиме выделения на собственную нагрузку при технологических нарушениях и возмущениях в ЕЭС России;

4. Следует кардинально увеличить уровень освоения гидропотенциала, а также обеспечить строительство современных ГАЭС с их долей в структуре общей установленной мощности на уровне не ниже 2 %;

5. Развитие АЭС осуществлять в комплексе с развитием ГАЭС для обеспечения надежности работы АЭС и регулирования нагрузки в энергосистеме, ориентируясь на долю атомных станций в общей выработке около 20 %;

6. В целях повышения надежности и устойчивости ЕЭС усилить структуру основной электрической сети и обеспечить создание сетевой инфраструктуры, гарантирующей надежное энергоснабжение потребителей без отключений и ограничений. Для этого предусмотреть:

1. строительство сети постоянного тока, обеспечивающей надежную связь между ОЭС Сибири и ОЭС Востока, а также передачу электроэнергии электростанций Сибири и Дальнего Востока в Европейскую часть России;

11. создание схем выдачи мощности электростанций, гарантирующих выдачу полной мощности при работе в нормальном, ремонтном и аварийном режиме;

12. полную компенсацию реактивной мощности потребителями и в каждом отдельном узле ЕЭС;

13. Снижение технологических потерь в сетях до уровня, принятого в лучших энергосистемах мира (порядка 5-6,5%), и ликвидацию коммерческих потерь в сетях;

14. снижение средней степени технологического износа оборудования электрических сетей до уровня менее 50%;

7. В сфере теплоснабжения от ТЭЦ необходимо обеспечить:

1. максимальное использование существующих площадок и мощностей ТЭЦ, в том числе за счет присоединения сетей от неэффективных котельных;

2. ввод в городах новых ТЭЦ преимущественно малой и средней мощности (электрической мощностью не более 300-500 МВт), причем все вводимые мощности должны иметь резерв по выработке тепла для покрытия пиковых нагрузок. Покрытие базового теплопотребления необходимо осуществлять когенерирующими источниками, считая базовым теплопотреблением ГВС и/или работу генерирующих мощностей в режиме когенерирующих источников на уровне 6000 часов в год;

3. отказ от использования открытых схем теплоснабжения;

8. Существенно увеличить электрификацию экономики, для чего:

1. осуществить массовый переход на электропривод на транспорте: железнодорожный транспорт, нефтепроводы, газопроводы, городской транспорт (для справки: установленная мощность компрессорных станций «Газпрома» – 44 000 МВт, из них только 14% электрифицированы);

2. стимулировать рациональный рост электропотребления в быту;

3. сформировать технологические и экономические условия, стимулирующие техническое перевооружение промышленности и переход на интенсивное использование в производственном процессе электроэнергии (конвертерные и электросталеплавильные печи и пр.);

9. Привести системы газоснабжения в соответствие с принципами и темпами развития электроэнергетики. При этом согласовать темпы развития систем газоснабжения с логикой комплексного обеспечения энергетической безопасности страны и стратегией развития электроэнергетики. В связи с массовым переходом на использование ПГУ обеспечить уровень надежности системы газоснабжения, позволяющий круглогодично использовать схему топливообеспечения «газ-газ» и обеспечивать устойчивое газоснабжение электростанций с учетом неравномерного режима потребления;

10. Динамичное развитие энергомашиностроения, электротехнической отрасли, проектного и строительно-монтажного комплексов, что позволит обеспечить:

1. размещение заказов на поставку энергетического оборудования, отвечающего мировому уровню качества;

2. закупку лицензий и формирование СП с ведущими мировыми производителями оборудования и поставщиками качественных услуг, с размещением мощностей и локализацией производства на территории России;

3. разработку собственного оборудования на базе лучших зарубежных аналогов;

4. открытость российского рынка проектных услуг для зарубежных инжиниринговых компаний, повышение качества услуг отечественных институтов и проектных организаций;

5. своевременную подготовку научных, инженерных и рабочих кадров;

11. Повышение надежности ЕЭС (ОЭС, региональных энергосистем) и электроснабжения потребителей на основе полной управляемости и наблюдаемости ЕЭС России, внедрения полномасштабных информационных и управляющих систем, разработки и корректировки стандартов надежности и контроля за их исполнением.

Для успешной реализации намеченных в целевом видении до 2030 г. направлений развития российской электроэнергетики необходимо продолжить практику разработки и заключения с Администрациями энергодефицитных регионов Соглашений по реализации пятилетних программ обеспечения надежного электроснабжения территорий (по примеру действующих соглашений по Московскому региону, Ленинградскому региону, Тюмени и др.), обеспечивающих:

• снятие ограничений на присоединение новых потребителей;

• тотальный учет электроэнергии;

• повышение надежности энергоснабжения в период пиковых нагрузок (зима, лето, маловодные годы);

• синхронизацию перспектив развития территорий с комплексными программами модернизации и реконструкции энергетической инфраструктуры.