Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
история.pdf
Скачиваний:
126
Добавлен:
01.06.2015
Размер:
4.3 Mб
Скачать

6. РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.1. Развитиесистемпроизводства ипередачиэлектрическойэнергии

Электротехническая промышленность всегда рассматривалась как основная техническая база электрификации. При этом речь шла об изготовлении изделий, которые лежат в основе электрического хозяйства потребителей

электрики. Электрическое хозяйство можно рассматривать поэлементно, например устройство и работу отдельного электродвигателя, затем выделять электрические цепи и системы, опираясь на классические законы ТОЭ.

Сегодня важнейшие задачи электрики следующие: из сконструированных и уже изготовленных электротехникой изделий представить некоторый образ – будущий объект, чтобы обосновать инвестиции и разработать рабочую документацию на электрическую часть объекта; выполнять строительные, монтажные, наладочные, приемо-сдаточные работы; осуществлять эксплуатацию электротехнических изделий и их электроремонт; обеспечивать электробезопасность и экологические нормы, предусматривать утилизацию продуктов жизнедеятельности электрического хозяйства и его ликвидацию (в целом или части).

Электротехническая продукция (изделия), определяемая специфической техникой, технологией, материалами и порождающая немалое экологическое воздействие, составляет материальную основу электрического хозяйства (электрики), которое, однако, не может функционировать и развиваться без различных видов обеспечения, и прежде всего без обеспечения электрической энергией.

В нашей стране развитие электроэнергетики осуществлялось в соответствии с основными принципами плана ГОЭЛРО (разработанного в 1920 г. Государственной комиссией по электрификации России): строительство электростанций по единому государственному плану, опережающее развитие тяжелой промышленности, электрификация при концентрации мощностей и централизации электроснабжения, создание на предприятии единого энергохозяйства.

Собственно план ГОЭЛРО, рассчитанный до 1935 г., был выполнен к середине 1931 г. В этот период было произведено 10 687 ГВт·ч: это меньше годового потребления крупного алюминиевого завода. Очевидна положительная роль плана ГОЭЛРО как основополагающего плана развития народного хозяйства, предусматривающего «электрификацию всей страны» (В. И. Ленин). Но если обратиться к реалиям большей части территории России, то следует признать, что к началу XXI в. «электрификация всей страны» так и не была осуществлена. Это касается не только северных и арктических регионов, занимающих 2/3 территории РФ (где проживает «лишь» 9 млн. человек), но и Центральной России, Северо-Запада, Урала и Поволжья, не го-

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-222-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.1.Развитие систем производства и передачи электрической энергии

воря уже о Сибири и Дальнем Востоке. В российской глубинке напряжение днем может превысить 250 В, а вечером упасть до 190 В и ниже, село в 2001 г. в Тульской области без света с 11 апреля по 20 июля – рядовое явление. Речь идет о трансформации и распределении электроэнергии через воздушную однофазную ЛЭП 35–110, 6–20 кВ, трехфазную линию 0,4 кВ, линию фаза-ноль 380/220 по поселку или между поселениями для рассредоточенных отдаленных небольших единичных нагрузок с резкими суточно- климатичес-кими одновременными колебаниями нагрузки на всем множестве потребителей. Регулирование напряжения по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), осуществляемое на шинах 6–20 кВ, не обеспечивает у электроприемников требований ГОСТ к качеству электроэнергии. Технически реализуемая ныне схема электрификации от системных электрических сетей, фактические планово-ремонтные, аварийные, а сегодня и платежные ограничения, а также предупредительные отключения и обрывы при грозе, ветре, дожде и снеге не позволяют говорить о завершенности электрификации в России. Среднегодовая продолжительность отключения сельскохозяйственных потребителей (100 ч) не дает возможность говорить о развитии аграрного сектора и обрекает молодежь на миграцию, оставляя ее без работы и электронной информации.

План ГОЭЛРО был необходим (исключая последующее разрушение в 1930-х гг. действовавшей сети мелких и в 1950-х гг. средних энергоисточников), пока стояла задача индустриализации, решить которую было невозможно без гигантов металлургии, химии, машиностроения. Они, в свою очередь, требовали сооружения гигантов энергетики, строительство которых стало приоритетным. Положение изменилось в последние десятилетия, когда приоритетными стали требования потребителя. Мировые производители электротехники давно это поняли, буквально завалив потребителя не только тем, о чем он знает, но и тем, чего он и представить не мог. Сегодня специа- листы-электрики должны уметь формулировать требования потребителя к изготовителям электротехнических изделий и к энергоснабжающей организации, а затем и отстаивать их. Практически это означает реализацию утверждаемого Гражданским кодексом РФ равенства таких юридических лиц, как энергоснабжающая организация и потребитель, переход от абсолютизма большой энергетики к тезису «Потребитель всегда прав».

Для повышения эффективности использования энергии важно понять, чтo в настоящее время качественно отличает электрическое хозяйство современного предприятия (организации) от электрического хозяйства заводов (комбинатов) времен начала индустриализации (об электрическом хозяйстве квартиры, коттеджа или офиса стало возможным говорить лишь в последние 50 лет: до 1960-х гг. его просто не было). Что есть и какой будет в XXI в. электрика промышленности и быта?

Существуют пока еще мало известные широкому кругу электриков постулаты (законы), которые обеспечивают само существование электрическо-

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-223-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.1.Развитие систем производства и передачи электрической энергии

го хозяйства и указывают количественные параметры его устойчивости и эффективности. Оказывается, электрическое хозяйство создается (проектируется, строится), функционирует (эксплуатируется и ремонтируется) и развивается (модернизируется и технически перевооружается) не столько на основе классических законов механики и ТОЭ, сколько на основе некоторых ценологических ограничений (ограничений самоорганизации). Они утверждают необходимость математически определенных соотношений по количеству между крупным, средним и мелким или между уникальным (единичным, новым) и стандартизованным (массовым).

Исторический опыт свидетельствует, что новая теория, какие бы практические результаты она ни давала, а тем более новое мышление, не сразу овладевает массами. Формирование (построение) электрического хозяйства и закономерности его функционирования сравнительно новый объект исследования. Лишь в 1944 г. при Государственном комитете обороны была создана Госинспекция по промышленной энергетике и энергонадзору, основан журнал «Промышленная энергетика», введена должность главного энергетика на предприятиях с потребляемой мощностью от 1000 кВт (по электрической нагрузке сегодня это мелкое предприятие, где штатного электрика может не быть совсем), в высшей школе заговорили о внутризаводском электроснабжении, подготовке инженеров-электромехаников, электрификации по отраслям.

Построение электрического хозяйства в период первых пятилеток основывалось на классических представлениях, когда можно было подсчитать все режимы для каждого двигателя (электроприемника), а суммировав, получить электрическую мощность, расход энергии, объемы энергосбережения. И это было правильно и реализуемо, если в кузнечном цехе в 1930-х гг. устанавливали 11 двигателей, в механическом – 34, электроремонтном – 20, в системе водоснабжения – 25, на Центральной электрической станции (ТЭЦ) – 40 (на крупнейших заводах сейчас в 100 раз больше), а сортамент был единичен.

Количественное увеличение и качественное усложнение устанавливаемого электрооборудования и сетей электрики в 1950–1960-х гг. привели к вероятностным системно-кибернетическим представлениям. В их основе – убежденность в возможности получения данных по каждому электроприемнику и результата на основе групповых коэффициентов, в существовании среднего, в наличии отраслевых норм на единицу выпускаемой продукции (наличие математического ожидания) и возможной небольшой ошибки (конечность дисперсии) [52].

Фактически же количество устанавливаемого оборудования стремительно увеличивалось (как и его разнообразие), составив к началу XXI в. тысячи двигателей для производств, десятки тысяч двигателей общей мощностью миллионы киловольт-ампер для заводов. Добавим к этому:

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-224-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.1.Развитие систем производства и передачи электрической энергии

а) вхождение предприятия в рыночную среду, следовательно, изготовление только пользующегося спросом товара (это ведет к разнообразию ассортимента продукции, требующему энергозатрат);

б) изменение отношения с энергоснабжающей организацией и поставщиками оборудования;

в) новый подход к инвестициям и их оценке, включая затраты на энергосбережение и повышение эффективности электрического хозяйства;

г) усиление роли предпроектных стадий и согласований, когда принимаются решения без учета данных, в частности по электроприемникам.

Устойчивое качественное электрообеспечение потребителей (и не только отдаленных) достижимо, если одновременно с сетевым строительством и реконструкцией будут сооружаться мелкие источники электроэнергии, работающие параллельно с энергосистемой или автономно. Фактически эти два направления (крупное как основа электроэнергетики, некрупное как составная часть электроснабжения электрики) должны быть гармонично увязаны.

Строительство собственных источников электроэнергии как тенденция характерно для средних и крупных металлургических, химических, машиностроительных и других предприятий, отдельных поселков и городов. Налицо их стремление уменьшить свою зависимость от энергосистем в обеспечении электричеством (и теплом: восстановление и строительство собственных котельных) путем использования вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) и установки генераторов небольшой мощности на напряжение не только 6 (10) кВ, но и 0,4 кВ. С точки зрения электрики, подобная децентрализация обостряет проблему технических условий, сформулированных в 60-е гг. прошлого века под взятые на себя электроэнергетикой, но не выполненные обязательства обеспечить всех потребителей электроэнергией при минимуме приведенных затрат. Правила пользования электрической энергией (ныне отмененные) были обязательным документом для всех пользователей (включая проектировщиков), выдача технических условий превращалась в процедуру, зачастую ущемлявшую интересы потребителей.

Строительство собственных источников электроэнергии, расширение и реконструкция электрического хозяйства, нормирование и энергосбережение во многом связаны с переходом в полном объеме ко взаимоотношениям, основанным на Гражданском кодексе РФ. Пока же равенство энергоснабжающей организации и потребителя как юридических лиц соблюдается не всегда, а переход от разрешительного к регистрационному принципу подключения лишь начинает обсуждаться. Без возможности свободной продажи потребителям электроэнергии от собственных источников по цене ниже тарифа в данном регионе, опираясь на электростанции в единицы и сотни киловатт, трудно обеспечить энергобезопасность России.

Другая проблема – качество электрической энергии. Электротехническая промышленность выпускает, например, дуговую электросталеплавильную печь и прилагаемое к ней другое сертифицированное оборудование.

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-225-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.1.Развитие систем производства и передачи электрической энергии

Электроэнергетика обеспечивает подачу электроэнергии также в соответствии с ГОСТами. Почему же потребитель, установивший печь, сталкивается с проблемой нарушения ГОСТов? Это относится и к регулируемому электроприводу, и к другому электрооборудованию.

Потребление энергоресурсов – особый вид купли-продажи, не относящийся к сфере услуг: энергоснабжение должно осуществляться по публичному договору. Взаимоотношения «потребитель – энергосистема» – важнейшая, но сегодня не полностью рыночно упорядоченная область (в отличие от отношений «потребитель – электротехническое изделие»), хотя она во многом определяет эффективность электрического хозяйства в целом и обусловливает: прогноз параметров электропотребления на различные временные интервалы; нормирование по производствам и цехам; определение постоянной составляющей, отключений по очередям и лимитов; организацию иерархии учета и приборно-программное обеспечение, энергоаудит; создание системы энергосбережения и оценки ее результатов, существенно влияющие на себестоимость продукции.

Быть может, менее теоретически интересно, но, несомненно, более значимо практически применение нового электрооборудования, новых технологий, материалов и модернизация существующего, включая рационализацию схем электроснабжения и сетей, внедрение регулируемого электропривода, энергосберегающего электротермического и иного оборудования.

Эффективность электрического хозяйства неразрывно связана с электроремонтом, включающим в себя обслуживание, ремонт и утилизацию электрооборудования. Электроремонт не исчезнет, но со временем он должен существенно измениться, учитывая интеллектуализацию техники и технологий, высокую надежность ныне выпускаемого оборудования, распространение фирменного обслуживания, изменение соотношения между различными формами централизации, необходимость кардинального изменения системы планово-предупредительного ремонта, появление новых электроремонтных технологий, изоляционных материалов и лаков, компьютеризацию информационного обеспечения электроремонта.

Если говорить о повышении экономической эффективности электрического хозяйства (включая электропотребление) в современных условиях глобализации, то следует основываться на теориях, описывающих современный постиндустриальный мир и предлагающих адекватные критерии эффективности. На этих теориях (самоорганизации, фрактальности, техноценозов, катастроф и др.) основываются ценологические представления и математический аппарат гиперболических Н-распределений, методики по нормированию, энергосбережению, прогнозу параметров электропотребления, а также методики, включающие оценку эффективности систем электроснабжения и обеспечивающие повышение производительности труда при электроремонте).

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-226-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.1.Развитие систем производства и передачи электрической энергии

Проблемы электрики – проблемы потребителя. Электрика с необходимостью возникла вместе с электроэнергетикой. Физическая природа электричества требовала этого: электричество в объемах промышленного электропотребления хранить нельзя, а различие времени выработки от времени потребления определяется скоростью света. Само же электроснабжение в трактовке Г. М. Кржижановского (автора плана ГОЭЛРО, позднее академика АН СССР) до сих пор понимается как выработка и транспортировка электроэнергии до границы раздела «предприятие (квартира, офис, фирма, организация) – энергоснабжающая организация». Энергосистему, можно утверждать, не интересует, где и как происходит дальнейшая передача и преобразование электроэнергии в другие виды энергии или в электроэнергию же, но с другими параметрами.

Таким образом, на потребителе «оказались завязанными» ключевые вопросы построения схемы электроснабжения внутри завода (квартиры) и эффективности электрического хозяйства объекта в целом. На практике это привело к созданию на заводах служб главного электрика. На уровне министерств были созданы Главэнерго (по отраслям), не сумевшие, однако, консолидироваться для защиты интересов потребителя. Различными по целям и задачам были, в частности, Энергосетьпроект, Теплопроект, ВНИИпромэнерго, с одной стороны, и Тяжпромэлектропроект, Электропроект, ВНИИэлектропривод, ВНИИЭТО, электротехнические отделы ГИПРО – с другой.

Многие ученые и практики, начиная со времен индустриализации, когда стали формироваться электрические хозяйства, и включая последние годы, когда потерпела крах идея централизованно «дойти» до каждого электродвигателя и нагревателя, до каждой кнопки и розетки, способствовали рождению и становлению научного направления «Электрика» (которое с 2001 г. имеет ориентированный на потребителя электроэнергии и электротехнической продукции одноименный журнал).

Вступив в новое тысячелетие и столкнувшись с необходимостью управлять созданием, функционированием и развитием электрического хозяйства, ожидая революции на мировом рынке энергобизнеса, заключающейся в безусловном приоритете интересов потребителя (в том числе за счет того, что на смену электростанциям 1000–2000 МВт приходит строительство электростанций, рассчитанных на обслуживание единичных производств, организаций, домов), мы должны ответить на практически важные вопросы: что все это означает теоретически? что нового должно появиться в нашем знании? к чему мы должны адаптироваться?

Век электротехники опирался на классические представления Ньютона – Максвелла – Лоренца: телa (поля) и движение можно представить в идеальном виде; существуют жесткие причинно-следственные связи; математический аппарат – дифференциальное и интегральное исчисление: при заданных исходных данных решение однозначно и неотличимо от другого с такими же исходными данными; существует обратимость и независимость решения от времени производимых вычислений. Все выходившие ранее учебники по

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-227-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.1.Развитие систем производства и передачи электрической энергии

электроснабжению промышленных предприятий опирались именно на эти представления.

Век электроэнергетики уже имел дело с процессами и системами (классические представления первой научной картины мира имеют иерархическую структуру). Господствующее мировоззрение – вероятностные представления, восходящие к Эйнштейну – Бору, и системно-кибернетические взгляды (Богданов, Винер, Эшби, Берталанфи), реализуемые теорией больших или сложных систем, системным анализом, системотехникой, исследованием операций, теорией надежности и массового обслуживания, многоцелевой оптимизацией. Математический аппарат – теория вероятностей и математическая статистика, которые предполагали действие закона больших чисел и центральной предельной теоремы. Решение любой задачи определялось параметрами распределения, так что с заданной вероятностью находился некоторый интервал, в котором и существовало решение. Это мировоззрение нашло отражение (но в малой степени) в учебниках по электроснабжению промышленных предприятий.

Век электрики будет иметь дело со структурами ценозов и отбором (для техноценозов – информационным). В этом случае электрическое хозяйство есть слабо связанное и слабо взаимодействующее, практически бесконечное (счетное) множество изделий (целостность), конвенционно выделяемых как сообщество (ценоз), адекватно не описываемое системой показателей, тож-дественно не равное другому при совпадении показателей, необратимо развивающееся (эволюционирующее). Математический аппарат – гиперболические Н-распределения (в технике) в видовой, ранговидовой и ранговой по параметру формах, которые не дают решения в точке из-за теоретического отсутствия математического ожидания (среднего). Однако оперирование с распределением в целом позволяет решать практические задачи определения параметров электропотребления, нормирования и энергосбережения, изменения организации электроремонта и повышения эффективности электрического хозяйства в целом и по отдельным составляющим.

6.2. ПерспективныепланыразвитияэлектроэнергетикивРоссии

Российская электроэнергетика, созданная отечественными учеными, инженерами и рабочими, является нашей национальной гордостью благодаря не только ее надежности и эффективности, но и ее существенному вкладу в социальную стабильность общества и конкурентоспособность энергоемких отраслей. Это немало для любой страны, а для российских климатических условий и расстояний является достоянием, утратой которого рисковать непозволительно.

До 1 июля 2008 г. в России действовало свыше 100 акционерных энергокомпаний, в том числе 78 вертикально интегрированных региональных энергосистем (АО-энерго) и 25 крупных электростанций в виде акционерных обществ. Холдинговой энергокомпанией являлось РАО «ЕЭС России», где 52 % акций принадлежало Российской Федерации.

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-228-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.2.Перспективные планы развития электроэнергетики в России

Существовавшая чрезмерная раздробленность хозяйствующих субъектов в энергетике – одна из основных причин низкой инвестиционной привлекательности и высоких затрат в отрасли.

Энергокомпании, работавшие параллельно в рамках Единой энергосистемы страны, отпускали 95 % электроэнергии, имели связи со всеми сопредельными странами, их общая выработка электроэнергии составляла 876 млрд. кВт·ч. Изолированные энергокомпании вырабатывали 5 % электроэнергии. Экспорт составлял около 2 % выработки электроэнергии. Около трети электроэнергии поставлялось на федеральный оптовый рынок, половина ее вырабатывалась независимыми производителями (электростанции Росэнергоатома, Иркутскэнерго, Башкирэнерго).

Российские тепловые электростанции используют топливо при регулируемых ценах на газ в Тюмени и европейской части и нерегулируемых ценах на уголь и мазут в Сибири и на Дальнем Востоке. Паритет цен на топливо, их ценовая взаимозависимость фактически отсутствуют, а стоимость топлива отличается не на 10–20 %, как в европейских странах, а в 2–5 раз.

Раздробленность электроэнергетики, концентрированное расположение гидроэлектростанций и топливных бассейнов закономерно привели к чрезмерной дифференциации энергокомпаний по их показателям, не имеющим аналогов в мире. Так, тарифы на электроэнергию по регионам различаются до 10 раз, стоимость товарной продукции – до 100 раз, энергетический потенциал – до 1000 раз.

Инвестиционная деятельность велась в основном за счет тарифов, без использования механизмов проектного финансирования, без многолетних кредитов и концессий. Общий объем инвестиций втрое меньше необходимого и не предотвращает старения основных фондов.

Как в этих условиях можно повысить надежность энергоснабжения

иснизить давление электроэнергетики на экономику страны?

Врезультате анализа сложившейся в отрасли ситуации было принято решение реформировать энергетику и реорганизовать РАО «ЕЭС России»: это позволит нивелировать нарастающий дефицит электроэнергии благодаря строительству новых мощностей и либерализовать рынок электроэнергии.

С1 июля 2008 г. энергохолдинг РАО «ЕЭС России» был разделен на 23 независимые компании, 21 из которых принадлежит частным инвесторам. Перед ликвидацией энергохолдинга была проделана огромная работа. Функции РАО перераспределены: координация развития отрасли, прогнозирование спроса переданы профильному министерству, надзор за развитием рынка мощности будет осуществлять Некоммерческое партнерство «Совет рынка», вновь созданные компании займутся коммерциализацией отрасли. Таким образом, база для дальнейшего функционирования электроэнергетики в России создана.

Соглашения, заключенные РАО «ЕЭС России», и перспективные планы развития отрасли до 2012 г. будут иметь силу и должны выполняться. Курировать выполнение планов будет Министерство энергетики России.

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-229-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.2.Перспективные планы развития электроэнергетики в России

Безусловно, рискованными являются планы строительства сетей для выдачи мощности электростанций: генерация в ходе реформы перешла в частные руки, и у новых собственников могут измениться бизнес-планы, что может отразиться на инвестпрограмме Федеральной сетевой компании «Единая энергосистема России» (ФСК ЕЭС).

Чтобы снизить риски невыполнения программы развития отрасли, государством предусмотрены определенные меры. Во-первых, это «соглашения акционеров», которые РАО «ЕЭС России» до 30 июня 2008 г. подписало со всеми новыми инвесторами. Соглашения предусматривают, что инвестор не вправе без согласия с РАО «ЕЭС России» менять инвестиционную программу. В соглашениях записан еще один контрагент, без согласия которого инвестиционную программу нельзя изменить, в частности после реорганизации РАО ЕЭС. Это ключевая инфраструктурная организация – «системный оператор», диспетчер со 100-процентным государственным капиталом. Он отвечает за стратегическую безопасность энергоснабжения и оперативную надежность в ежесекундном режиме. Диспетчер заинтересован в том, чтобы станции были построены именно в том виде, в том месте и с тем количеством блоков, которые ему нужны.

Во-вторых, заключение договора о предоставлении мощности, который все энергокомпании сейчас подписывают с двумя контрагентами: ЗАО «Центр финансовых расчетов» (ЦФР), через которое идут все расчеты и взаиморасчеты оптовых продавцов и покупателей, и администратором торговой системы (АТС). По этому договору генерирующие компании оптового рынка электроэнергии и территориальные генерирующие компании берут на себя обязательства в указанный в инвестиционной программе срок построить станции. Отказ от строительства грозит им штрафными санкциями. Срок ввода станций в эксплуатацию может быть задержан не более чем на год. Договор включает существенную финансовую мотивацию для всех энергокомпаний и инвесторов, которые занимаются строительством генераций, к вводу станций в срок. Договор обязывает новых инвесторов, которые приходят в действующие компании, исполнять инвестиционную программу, финансируя ее реализацию. Для России это принципиально новый механизм инвестиционного процесса.

Страховкой от рисков, связанных с выполнением договорных обязательств, служит следующее: любые изменения в текст договора вносятся при условии их одобрения наблюдательным советом АТС (который на 50 % состоит из представителей государства) и системным оператором.

Учитывая параметры инвестиционной программы, вполне можно говорить, что на сегодняшний день электроэнергетика является одной из основ развития экономики страны – это сотни миллиардов долларов, предусмотренные к освоению рядом отраслей. Однако вопрос, смогут ли все эти отрасли в короткие сроки освоить такой огромный объем инвестиций, стоит достаточно остро.

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-230-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.2.Перспективные планы развития электроэнергетики в России

Эксперты считают, что при реализации инвестпрограммы может возникнуть большая проблема – недопроизводство основного оборудования. Производственные мощности крупнейших мировых и российских производителей в области машиностроения расписаны на несколько лет вперед, так что основные риски придутся на непосредственных исполнителей проектов, ЕРС-контракторов (подрядчик, выполняющий инвестиционные проекты по строительству новых мощностей и капитальному ремонту), которые гарантируют сроки реализации проектов и в конечном счете несут финансовую ответственность за их срывы.

При реорганизации РАО «ЕЭС России» главным требованием к Правительству РФ стало «завещание» РАО: «не навредить», введя ограничение на импорт оборудования для динамично развивающейся отрасли, и активизировать антимонопольную работу на рынке энергомашиностроительной продукции. Первое повлечет за собой кратный рост цены киловатта, а потом и кило- ватт-часа. Ведение же антимонопольной политики желательно при наличии программы поддержки отечественного энергомашиностроения. Со своей стороны, энергетики сформировали колоссальный спрос, который выражается в многократном росте объемов заказов.

Для решения задач, стоящих перед энергетикой, в 2007 г. РАО «ЕЭС России» выработало сбалансированный план размещения объектов электроэнергетики на 2020–2030 гг. Целью проекта является обеспечение надежного и эффективного энергоснабжения потребителей и экономики страны электрической и тепловой энергией.

Все планы, выработанные РАО на перспективу, планомерно переходят к новым инвесторам и должны реализовываться.

При этом необходимо будет решить следующие основные задачи:

1.Обеспечение заданных Правительством Российской Федерации уровней электропотребления 1426 млрд. кВт·ч в базовом варианте и 1600 млрд. кВт·ч в максимальном варианте в 2015 г. с достижением к 2020 г. 1710

и2000 млрд. кВт·ч соответственно.

2.Вывод электроэнергетики России на новый технологический уровень с увеличением среднеотраслевого КПД, снижением удельных расходов топлива и повышением маневренности и управляемости.

3.Оптимизация топливной корзины электроэнергетики.

4.Создание сетевой инфраструктуры, обеспечивающей полноценное участие энергокомпаний в рынке электроэнергии и мощности, а также усиление межсистемных связей, гарантирующих надежность обмена энергией

имощностью между регионами страны.

По программе РАО «ЕЭС России» до конца 2010 г. предполагается ввести 401 гигаватт энергетических мощностей. Эта задача архитрудная. План РАО до 2011 г. целиком строится на базе советских программ развития энергетики двадцатилетней давности. Все новые вводы будут происходить на уже существующих электростанциях, на начавшихся в 1980-х и заброшенных потом стройках. Другими словами, планируется достройка блоков на действующих станциях, техническое перевооружение и реконструкция последних.

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-231-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.2.Перспективные планы развития электроэнергетики в России

Строительство таких гигантских проектов, как Эвенкийская ГЭС, не планируется.

Схема размещения энергетических объектов на территории страны составлена исходя из двух сценариев потребления электроэнергии: базового – рост потребления до 1,4 трлн. кВт·ч к 2015 г. и 1,7 трлн. кВт·ч к 2020 г., и максимального – 1,6 трлн. кВт·ч и 2 трлн. кВт·ч соответственно (рис. 6.1). При этом суммарная потребность в установленной мощности станций к 2020 г. для базового сценария составит 340 тыс. МВт, для максимального – 392 тыс. МВт при существующем уровне в 211,3 тыс. МВт (рис. 6.2).

По прогнозам РАО ЕЭС, в 2020 г. 19–20 % всей электроэнергии в зависимости от сценария будет вырабатываться на АЭС (рис. 6.3), 13–14 % – на ГЭС и ГАЭС (рис. 6.4), 30–35 % – на газовых (рис. 6.6) и 31−38 % – на угольных ТЭС (рис. 6.5). Сейчас соотношение составляет 16, 18, 43 и 23 % соответственно. Доля газа в топливном балансе при базовом сценарии в 2020 г. составит 57 % (50 % при максимальном), угля – 38 % (46 %), мазута – 2 %. Сейчас доли составляют 68, 25 и 4 % соответственно.

млрд. кВт ч

 

Электропотребление

 

5,2 %

2000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1600

 

 

1600

 

 

 

 

 

1710

 

 

 

1260

 

4,1 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1426

 

1200

940,7

980,5

 

 

 

1197

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

800

 

 

 

 

 

 

 

2005 г.

2006 г.

2010 г.

2015 г.

 

2020 г.

 

 

Максимальный вариант

Базовый вариант

 

 

Рис. 6.1. Прогноз энергопотребления на период до 2020 г.

ГВт

Потребность в вводе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

новой генерирующей

 

401

 

 

 

 

 

 

 

400

 

мощности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

331

 

 

 

 

 

 

 

 

Динамика существующей установленной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

266

 

 

349

 

 

 

 

 

 

мощности

300

 

 

 

 

 

302

232 ГВт

 

 

 

 

 

Потребность в установленной мощности

220

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

258

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

180 ГВт

 

 

 

 

 

(базовый вариант)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

217

 

189

 

 

 

 

 

 

 

 

Потребность в установленной мощности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

169

 

 

 

 

 

(максимальный вариант)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2006

2010

 

2015

2020 Годы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.2. Потребность во вводах новой генерации

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-232-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.2.Перспективные планы развития электроэнергетики в России

Базовый вариант Максимальный вариант

Рис. 6.3. Динамика развития атомной генерации (с учетом форсажа)

Установленная мощность (ГВт)

 

 

56.6

57.3

67.2

72.7

45.1

50.2

 

 

 

 

 

 

2006 г.

2010 г.

2015 г.

2020 г.

Базовый вариант Максимальный вариант

ГАЭС

Рис. 6.4. Динамика вводов ГЭС и ГАЭС

Базовый вариант Максимальный вариант

Установленная мощность (ГВт)

Рис. 6.5. Динамика развития угольных ТЭС

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-233-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.2.Перспективные планы развития электроэнергетики в России

Установленная мощность (ГВт)

Базовый вариант Максимальный вариант

Рис. 6.6. Динамика развития газовых ТЭС

В угольной генерации предполагается изменить технологию сжигания топлива, в газовой – заменить действующие паросиловые блоки на более эффективные. При этом АЭС и ГЭС планируется вводить максимально возможными темпами, а ввод угольных ТЭС вырастет к 2020 г. в 10 раз по сравнению с 2006−2010 гг. Такие темпы ввода энергомощностей, по мнению экспертов Минпромэнерго, позволят консервировать устаревшие станции, а не демонтировать их, чтобы в экстремальных ситуациях была возможность запустить их в работу на мазуте.

Уменьшение доли газа в энергопотреблении страны вызвано не только экономическими, но и политическими реалиями.

Увеличение же доли угля в структуре энергопроизводства должно сопровождаться соответствующим увеличением его добычи. Рост должен составить не менее 100 млн. тонн. Потребность в органическом топливе представлена на рис. 6.7. В связи с этим необходима модернизация угольного хозяйства, требующая колоссальных вложений.

Минэнерго оценивает в базовом сценарии потребность российской электроэнергетики в инвестициях до 2020 г. в 420 млрд. долл., для реализации максимального сценария потребуется более 540 млрд. долл. При этом основной объем инвестиций до 2020 г. придется на электросети, а наибольший объем вложений в генерацию придется на 2016–2020 гг., когда наиболее активно предполагается вводить энергомощности.

Годовые инвестиции составят 35–40 млрд. долл.

По планам с 2009 г. в России будет вводиться по одному блоку АЭС, с 2012 г. – по два блока, с 2015-го – по три блока, а с 2016-го – по четыре блока. Такое развитие атомной энергетики потребует строительства гидроаккумулирующих станций, которые позволят регулировать нагрузку АЭС. Программа предполагает прирост мощности в атомной энергетике к 2020 г. почти на 30 тыс. МВт, при этом планируется ввести до 32 тыс. МВт мощностей, а вывести из эксплуатации 4 тыс. МВт мощностей.

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-234-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.2.Перспективные планы развития электроэнергетики в России

Потребность в газе (млрд. м3)

 

 

 

176

 

203

20

 

 

205

20

 

 

 

 

 

 

 

Для ТЭС

186

 

 

 

 

 

 

157

 

 

 

 

 

 

отрасли

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2006 г.

2010 г.

2015 г.

Потребность в угле (млн. т)

314

241

176 18

130

 

 

 

 

2006 г.

2010 г.

2015 г.

21

213

2020 г.

394

289

2020 г.

Потребность в мазуте (млн. т)

 

 

 

 

8

8.3

7.5

7.6

7.3

7.3

6.6

 

 

 

 

 

2006 г.

2010 г.

2015 г.

2020 г.

Рис. 6.7. Потребность в органическом топливе

(МВ А)

(тыс. км)

2007 г.

Рис. 6.8. Протяженность и трансформаторная мощность для Единой национальной электрической сети 220 кВ и выше

Без гидроаккумулирующих станций работать атомным электростанциям очень сложно, поскольку технологически АЭС не приспособлены к пико-

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-235-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.2.Перспективные планы развития электроэнергетики в России

вым нагрузкам. Увеличение доли АЭС в электроэнергетике приведет к росту строительства реакторов: их надо строить раза в полтора больше. Единственный отечественный производитель реакторов АЭС – Ижорский завод вряд ли справится с такой задачей: он и в советское время делал максимум по три реактора в год, к тому же сейчас возрос износ оборудования и потеряны квалифицированные кадры. Необходимы крупные инвестиции и в эту отрасль производства: по заявленной программе сюда придется вложить не менее 500 млрд. долл.

В ближайшие годы планируется построить второе кольцо ЛЭП на 500 кВт вокруг Москвы вдоль Центральной кольцевой автодороги, три транзитные линии на 500 кВт между Уралом, Волгой и центральной частью РФ, две линии постоянного тока от Сибири и Урала до центра и от Сибири до центра через Урал. В результате к 2020 г. протяженность магистральных линий в стране вырастет на 50 %, а трансформаторная мощность подстанций удвоится. До 2010 г. необходимо ввести 15 тыс. км ВЛ 220 кВ и выше. В 2011–2020 гг. требуется ввести 24 тыс. км ВЛ 220 кВ и выше для выдачи мощности общесистемных электростанций. В 2011–2020 гг. требуется ввести 26,1 тыс. км ВЛ 330 кВ и выше (рис. 6.8) для усиления межсистемных и межгосударственных связей и повышения надежности электроснабжения потребителей.

Согласно расчетам РАО, в перспективе цена на электроэнергию на Урале и в Сибири будет ниже, чем в других регионах, поскольку они наиболее обеспечены энергоресурсами – газом и углем. На северо-западе России цена электроэнергии вырастет с 3,4 цента за кВт ч до 7–8 центов к 2020 г., в центральной части – с 3,8 до 7–8, на юге с 3,5 до 7–8 цента, на Урале –

с2,8 до 6,5−7, в Сибири – с 1,87 до 4,5–5 центов, на Дальнем Востоке –

с5,2 до 7,5 цента.

Креформам РАО относится новый технологический уклад в электроэнергетике, представленный в табл. 6.1.

Для достижения столь глобальных целей в развитии энергетики необходимо привлечение науки и образования по следующим направлениям:

1. Разработка Целевого видения развития электроэнергетики на период до 2030 г.

2. Исследования по созданию нового конкурентоспособного оборудования для энергокомпаний.

3. Разработка и освоение новых технологий.

4. Сотрудничество с отраслевыми вузами. Прием на работу выпускников вузов. Программы подготовки и переподготовки кадров, повышения квалификации. Корпоративные стипендии и конкурсы.

Сучетом дефицита органического топлива необходимо искать новые перспективные технологии получения электроэнергии и вкладывать инвестиции в их разработку. К перспективным направлениям относится энергия, получаемая в процессе термоядерного синтеза.

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-236-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.2.Перспективные планы развития электроэнергетики в России

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.1

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологический

Параметры

 

Суть реформы

 

Параметры

уклад

до реформы

 

 

после реформы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В газовой энергетике – за-

 

 

 

 

КПД – 34 %

мена

паросилового

цикла

КПД – 50 %

 

 

 

 

на парогазовый

 

 

 

 

Генерация

 

 

 

В угольной

энергетике –

 

 

 

КПД – 34 %

применение

технологий

КПД – 42–46 %

 

 

 

 

 

ЦКС, ВИР и ССКП

 

 

 

 

 

 

 

В гидроэнергетике

актив-

 

 

 

 

 

ноеразвитиеГАЭСиПЭС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сети

являются

Внедрение

 

Flexible

AC

Сети

становятся

 

пассивным

эле-

Transmission

Systems

активным

элемен-

Передача

ментом

энерго-

(FACTS), новых технологий

том энергосистемы,

системы

 

передачи

на

постоянном

способным

изме-

электроэнергии

 

 

 

 

 

токе (DC Converters), тех-

нять

потоки мощ-

 

 

 

 

нологий

высокотемпера-

ности

 

и

 

 

 

 

турной сверхпроводимости

электроэнергии

 

Управление

ре-

Радикальное

обновление

Управление

режи-

 

жимами

с

помо-

ин-формационно-

 

ма-ми путем эко-

 

щью администра-

вычислитель-ных техноло-

номической

моти-

 

тивно-командных

гий на базе SCADA-EMS.

вации

участников

 

методов

 

Создание 3-уровневой тех-

рынков

 

Диспетчеризация

 

 

 

нологической

вертикали

 

 

 

 

 

 

 

диспетчерских центров.

 

 

 

 

 

 

 

Создание

и обслуживание

 

 

 

 

 

 

 

рынка

 

электроэнергии,

 

 

 

 

 

 

 

рынка

системных

услуг,

 

 

 

 

 

 

 

балансирующего рынка

 

 

 

П р и м е ч а н и е. ЦКС – циркулирующий кипящий слой; ВИР – Внедрение, Инновация, Реконструкция; ССКП – суперсверхкритические параметры пара.

Правительство России одобрило «Основные направления стратегии овладения энергией термоядерного синтеза до 2015 г.». Этот программный документ определяет перспективы развития отечественной науки, технологий, достижение которых позволит обеспечить производство и население в первую очередь безопасным, экологически чистым, практически неограниченным источником энергии.

Стратегию овладения термоядерным синтезом можно сравнить с планом ГОЭЛРО, но только XXI в. На финансирование стратегии до 2050 г. должно быть выделено 515 млрд. руб., из которых 462 млрд. составят бюджетные средства.

Перспективный план предусмотрено реализовать в три этапа. На первом этапе, в 2009–2015 гг., планируется модернизация и запуск существующей экспериментальной технологической базы и обучение на этой базе молодых специалистов в области термоядерной энергетики. На это должно быть потрачено около 30 млрд. руб.

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-237-

6.РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

6.2.Перспективные планы развития электроэнергетики в России

Рис. 6.9. Внутренняя облицовка термоядерной электростанции

На втором этапе реализации стратегии, в 2016–2031 гг., предполагается создание и испытание материалов внутренней облицовки серийной термоядерной электростанции (рис. 6.9).

На третьем этапе, с 2031 г., планируется испытание технологий для создания такой станции, ее разработка и выход на коммерческую эксплуатацию.

В развитие термоядерной энергетики, безусловно, необходимо вкладывать инвестиции, поскольку этот вид энергии является возобновляемым, очень дешевым и рано или поздно будет работать на большую энергетику.

Альтернативой термоядерной энергетики в будущем может стать только солнечная энергетика.

Появление перспективного плана развития российской энергетики уже само по себе хороший знак. И хотя вопросов остается еще очень много, по крайней мере, становится понятно, как планируется развивать отрасль, от которой зависит наше будущее.

История электротехники и электроэнергетики. Учеб. пособие

-238-