Концепция энергетической стратегии России

 

Энергетическая стратегия России на период до 2020 года (ЭС-2020) разработана в 2000 году по поручению Правительства Российской Федерации Минэнерго России. Главным содержанием ЭС-2020 является проблематика оптимального обеспечения России топливом и энергией во взаимоувязке с прогнозом развития экономики страны. В то же время ЭС-2020 представляет интерес для производственных и иных структур, поскольку позволяет оценить направления и масштабы взаимодействия топливно-энергетического комплекса (ТЭК) с отраслями экономики и промышленности, а также влияние энергетической составляющей на перспективную экономику производства. При численности населения России около 2,5% от всего населения Земли, страна располагает 45% потенциальных мировых запасов природного газа, 13% нефти, 23% угля и 14% урана, т.е. в целом почти 30% всего энергетического природного потенциала Планеты. Россия добывает и производит более 10% всех первичных энергоресурсов в мире.

Стратегическими целями развития электроэнергетики являются:

- надежное энергоснабжение экономики и населения страны электроэнергией;

- сохранение целостности и развитие единой энергетической системы страны, ее интеграция с другими энергообъединениями на Евразийском континенте;

- повышение эффективности функционирования и обеспечение устойчивого развития электроэнергетики на базе новых современных технологий; применение комбинированного производства электроэнергии и тепла.

- повышение экономичности преобразования тепла топлива в электроэнергию, которое достигалось путем совершенствования термодинамических циклов, схем установок и оборудования;

- снижение вредного воздействия на окружающую среду.

С учетом прогнозируемых объемов спроса на электроэнергию при оптимистическом и благоприятном вариантах развития суммарное производство электроэнергии может возрасти по сравнению с 2000 годом более чем в 1,2 раза к 2010 году и в 1,6 раза к 2020 году (до 1365 млрд. кВт ч). При умеренном варианте развития экономики производство электроэнергии составит соответственно 1015 млрд. кВт ч и 1215 млрд. кВт ч

Обеспечение такого уровня электропотребления требует решения ряда проблем, которые носят системный характер, - ограничение передачи мощности по линиям электропередачи, старение основного энергетического оборудования, технологическая отсталость, нерациональная структура топливного баланса, неэффективное использование установленных генерирующих мощностей.

Износ активной части фондов в электроэнергетике составляет 60-65 процентов, в том числе в сельских распределительных сетях - свыше 75 процентов. Отечественное оборудование, составляющее техническую основу электроэнергетики, морально устарело, уступает современным требованиям и лучшим мировым изделиям. Поэтому необходимо не только поддержание работоспособности, но и существенное обновление основных производственных фондов на базе новой техники и технологий производства и распределения электроэнергии и тепла.

Наличие в энергосистемах изношенного, выработавшего свой ресурс оборудования, доля которого уже превысила 15 процентов всех мощностей, и отсутствие возможности его восстановления связано с технологическими отказами, авариями и, как следствие, снижением надежности электроснабжения.

Для развития единой энергетической системы России предусматривается сооружение линий электропередачи в объеме, обеспечивающем ее устойчивое и надежное функционирование и устранение технических ограничений, сдерживающих развитие конкурентного рынка электрической энергии и мощности.

В основе развития электрической сети единой энергетической системы России должны лежать следующие основные принципы:

- гибкость, позволяющая осуществлять поэтапное развитие и возможность приспосабливаться к изменению условий функционирования (рост нагрузки, развитие электростанций, реверс потоков мощности, реализация новых межгосударственных договоров на поставку электроэнергии);

- постепенная "надстройка" основной сети единой энергетической системы линиями более высокого напряжения;

- сведение к минимуму числа дополнительных трансформаций 220/330, 330/500, 500/750 кВ в зонах совместного действия этих напряжений;

- управляемость основной электрической сети путем использования средств принудительного распределения потоков электроэнергии.

Основу системообразующих сетей единой энергетической системы России до 2020 года будут составлять линии электропередачи 500-750 кВ. Суммарный ввод линий электропередачи напряжением 330 кВ и выше до 2020 года должен составить в зависимости от варианта развития 25-35 тысяч километров.

Развитие электроэнергетики в указанный период будет исходить из следующих экономически обоснованных приоритетов территориального размещения генерирующих мощностей:

- в европейской части России - техническое перевооружение тепловых электростанций на газе с замещением паросиловых турбин на парогазовые и максимальное развитие атомных электростанций;

- в Сибири - развитие тепловых электростанций на угле и гидроэлектростанций;

- на Дальнем Востоке - развитие гидроэлектростанций, тепловых электростанций на угле, а также газе (в крупных городах).

Основой электроэнергетики останутся тепловые электростанции, удельный вес которых в структуре установленной мощности отрасли сохранится на уровне 60-70 процентов. Выработка электроэнергии на тепловых электростанциях к 2020 году возрастет в 1,4 раза по сравнению с 2000 годом.

Структура расходуемого топлива на тепловых электростанциях будет изменяться в сторону уменьшения доли газа к 2020 году и увеличения доли угля, причем соотношение между газом и углем будет определяться складывающейся конъюнктурой цен на природный газ и уголь.

Определяющим фактором является цена на природный газ, которая должна быть постепенно увеличена до уровня, обеспечивающего развитие газовой отрасли. Для того чтобы электростанции на угле могли конкурировать с электростанциями на газе на формирующемся рынке электроэнергии России, цена на газ должна быть в 1,6-2 раза выше цены на уголь. Такое соотношение цен позволит снизить долю газа в структуре потребления топлива тепловыми электростанциями.

Для электростанций, работающих на газе, такими технологиями являются парогазовый цикл, газотурбинные надстройки паросиловых блоков и газовые турбины с утилизацией тепла. На электростанциях, работающих на твердом топливе, - экологически чистые технологии сжигания угля в циркулирующем кипящем слое, а позже - газификация угля с использованием генераторного газа в парогазовых установках. Новые угольные тепловые электростанции в крупных городах и сельскохозяйственных регионах должны быть оснащены установками сероочистки.

Переход от паротурбинных тепловых электростанций на газе к парогазовым обеспечит повышение коэффициента полезного действия установок до 50 процентов, а в перспективе - до 60 процентов и более. Вторым направлением повышения тепловой экономичности тепловых электростанций является строительство новых угольных блоков, использующих технологию применения сверхкритических параметров пара, с коэффициентом полезного действия 45-46 процентов, что снизит удельный расход топлива на выработку электроэнергии на твердом топливе с 360 грамм условного топлива за 1 кВт ч в 2000 году до 310 грамм условного топлива за 1 кВт ч в 2010 году и до 280 грамм условного топлива за 1 кВт ч в 2020 году.

Важнейшую роль в снижении расхода топлива, используемого для производства электрической и тепловой энергии в электроэнергетическом секторе, будет играть теплофикация, то есть выработка электроэнергии на тепловых электростанциях с утилизацией теплоты, отработавшей в паросиловом, газотурбинном или комбинированном парогазовом цикле.

Важным направлением в электроэнергетике в современных условиях является развитие распределенной генерации на базе строительства электростанций небольшой мощности, в первую очередь небольших тепловых электростанций с парогазовыми, газотурбинными установками и другими современными технологиями.

Газотурбинные, газопоршневые и парогазовые тепловые электростанции, ориентированные на обслуживание потребителей с тепловыми нагрузками малой и средней концентрации (до 10-50 Гкал/ч), получившие название когенерационных, будут обеспечивать в первую очередь децентрализованный сектор теплоснабжения. Кроме этого, часть районных отопительных и промышленных котельных будет реконструирована (где это возможно и экономически оправданно) в тепловые электростанции малой мощности.

Для выполнения инновационной программы отрасли необходимо осуществить комплекс научных исследований и разработок по следующим направлениям:

- расширение ресурсной базы электроэнергетики и повышение региональной обеспеченности топливом за счет освоения эффективного экологически чистого сжигания канско-ачинских и низкосортных углей восточных районов России в котлах паротурбинных энергоблоков со сверхкритическими параметрами пара и с использованием технологии сжигания угля, в том числе с "кольцевой" топкой, в расплаве шлака, в топках с циркулирующим кипящим слоем и под давлением;

- повышение эффективности защиты окружающей среды на основе комплексных систем газоочистки и золоулавливания на энергоблоках;

- повышение эффективности парогазового цикла за счет выбора схемы утилизации тепла;

- создание и освоение производства энергетических установок нового поколения на базе твердооксидных топливных элементов для централизованного энергоснабжения, исследование возможности применения в этих целях топливных элементов других типов;

- создание и внедрение в эксплуатацию надежного электротехнического коммутационного оборудования с вакуумной изоляцией;

- развитие межсистемных электрических передач с повышенной пропускной способностью;

- развитие гибких электрических передач;

- увеличение надежности теплоснабжения на базе повышения долговечности и коррозионной стойкости труб тепловых сетей с пенополиуретановой изоляцией.

Суровые климатические условия в России предопределяют теплоснабжение как наиболее социально значимый и в то же время наиболее топливоемкий сектор экономики: в нем потребляется примерно 40 процентов энергоресурсов, используемых в стране, а более половины этих ресурсов приходится на коммунально-бытовой сектор.

В России электроэнергетика теснейшим образом связана с теплоснабжением: на тепловых электростанциях производится более 60 процентов электрической и почти 32 процента тепловой энергии, используемой в стране, при этом практически третья часть электроэнергии, производимой всеми тепловыми электростанциями, вырабатывается в теплофикационном (комбинированном) цикле.

Эффективность работы ТЭЦ общего пользования и ряда ГРЭС с большими объемами отпуска тепла во многом зависит от эффективности функционирования систем централизованного теплоснабжения, в составе которых работают эти станции.

Около 50 процентов объектов коммунального теплоснабжения и инженерных сетей требуют замены, не менее 15 процентов находятся в аварийном состоянии. На каждые 100 километров тепловых сетей ежегодно регистрируется в среднем 70 повреждений. Потери в тепловых сетях достигают 30 процентов, а с утечками теплоносителя ежегодно теряется более 0,25 кубических километров воды, 82 процента общей протяженности тепловых сетей требуют капитального ремонта или полной замены.

К основным причинам такого состояния систем коммунального теплоснабжения относятся дефицит финансовых средств, износ оборудования и тепловых сетей, слабое управление и нерешенные вопросы разграничения полномочий и ответственности в коммунальной энергетике, отсутствие перспективных схем развития систем теплоснабжения.

Для решения накопившихся проблем в теплоснабжении необходимо осуществление комплекса мер в области технического перевооружения отрасли:

- осуществление реконструкции, модернизации и развития действующих систем централизованного теплоснабжения с целью максимально возможного использования комбинированного производства электрической и тепловой энергии;

- обеспечение совершенствования технологий в области теплоснабжения и теплофикации, снижение себестоимости производства тепловой энергии за счет внедрения газотурбинных, парогазовых, газопоршневых и газовинтовых ТЭЦ различной мощности с вытеснением действующих газовых котельных в зону пиковых тепловых нагрузок;

- принятие мер по повышению надежности тепловых сетей за счет перехода на предварительно изолированные трубы, совершенствования оборудования, используемого в системах централизованного и децентрализованного теплоснабжения;

- обеспечение с учетом суровых климатических условий и кризисных явлений в секторе муниципального теплоснабжения в каждой системе теплоснабжения резервных мощностей и запасов топлива в зависимости от продолжительности сверхнизких температур и их абсолютного значения.

Теплоснабжение такой северной страны, как Россия, должно относиться к числу важнейших приоритетов государственной экономической и энергетической политики.

Прогнозируется рост производства тепловой энергии в 2010 году - на 9-13 процентов и в 2020 году - на 22-34 процента больше чем в 2000 году. При этом предусматривается рост реального потребления тепловой энергии в 1,4-1,5 раза за счет сокращения потерь и использования высокого потенциала энергосбережения в этом секторе энергетики.

Поскольку теплоснабжение в России имеет большое социальное значение, повышение его надежности, качества и экономичности является безальтернативной задачей. Любые сбои в обеспечении населения и других потребителей теплом негативным образом воздействуют на экономику страны и усиливают социальную напряженность. Поэтому в рассматриваемой перспективе государство должно оставаться важнейшим субъектом экономических отношений в отрасли.

Итак, подводя итог: необходимо разрабатывать и внедрять энергосберегающие технологии, повышать КПД существующих энергоустановок, внедрять в энергетику возобновляемые источники энергии