Современное развитие экономики остро выявило основные проблемы развития энергетического комплекса. Эра углеводородов медленно, но верно подходит к своему логическому завершению. Ей на смену должны прийти инновационные технологии, с которыми связываются основные перспективы энергетики .
Проблемы энергетического комплекса
Пожалуй, одной из важнейших проблем энергетического комплекса можно считать высокую стоимость энергии, приводящую, в свою очередь, к удорожанию себестоимости выпускаемой продукции. Несмотря на то, что в последние годы активно ведутся разработки, способные позволить использование , ни одна низ них на сегодняшний момент не способна полностью вытеснить углеводороды с мировой энергетической арены. Альтернативные технологии – дополнение к традиционным источникам, но не их замена, по крайней мере, сейчас.
В условиях России проблема усугубляется еще и состоянием упадка энергетического комплекса. Электрогенерирующие комплексы находятся не в самом лучшем состоянии, многие электростанции физически разрушаются. В результате стоимость электроэнергии не снижается, а постоянно возрастает.
Долгое время мировое энергетическое сообщество делало ставку на атом, но это направление развития также можно назвать тупиковым. В европейских странах наблюдается тенденция к постепенному отказу от АЭС. Несостоятельность энергии атома подчеркивается еще и тем, что за долгие десятилетия развития она так и не смогла вытеснить углеводороды.
Перспективы развития
Как уже отмечалось, перспективы развития энергетики , в первую очередь, связываются с разработкой эффективных альтернативных источников. Наиболее изученными направлениями в этой области являются:
- Биотопливо.
- Ветроэнергетика.
- Геотермальная энергетика.
- Гелиоэнергетика.
- Термоядерная энергетика (УТС).
- Водородная энергетика.
- Приливная энергетика.
Ни одно из этих направлений не способно решить проблему энергетического кризиса, когда простого дополнения старых источников энергии альтернативными уже недостаточно. Разработки ведутся в разных направлениях и находятся на различных стадиях своего развития. Тем не менее, уже можно очертить круг технологий, которые способны положить начало :
- Вихревые теплогенераторы. Такие установки используются достаточно давно, найдя свое применение в теплоснабжении домов. Прокачиваемая через систему трубопроводов рабочая жидкость нагревается до 90 градусов. Несмотря на все преимущества технологии, она еще далека от окончательного завершения разработок. Например, в последнее время активно изучается возможность использования в качестве рабочей среды не жидкости, а воздуха.
- Холодный ядерный синтез. Еще одна технология, развивающаяся примерно с конца 80-х годов прошлого века. В ее основе лежит идея получения ядерной энергии без сверхвысоких температур. Пока направление находится на стадии лабораторных и практических исследований.
- На стадии промышленных образцов находятся магнитомеханические усилители мощности, использующие в своей работе магнитное поле Земли. Под его воздействием увеличивается мощность генератора и увеличивается количество получаемой электроэнергии.
- Очень перспективными представляются энергетические установки, в основе которых лежит идея динамической сверхпроводимости. Суть идеи проста – при определенной скорости возникает динамическая сверхпроводимость, позволяющая генерировать мощное магнитное поле. Исследования в этой области идут довольно давно, накоплен немалый теоретический и практический материал.
Это только крошечный перечень инновационных технологий, каждая из которых обладает достаточным потенциалом развития. В целом, мировое научное сообщество способно развивать не только альтернативные источники энергии, которые уже можно назвать старыми, но и по-настоящему инновационные технологии.
Нельзя не отметить, что в последние годы все чаще появляются технологии, которые еще недавно казались фантастическими. Развитие подобных источников энергии способно полностью преобразить привычный мир. Назовем только самые известные из них:
- Нанопроводниковые аккумуляторы.
- Технологии беспроводной передачи энергии.
- Атмосферная электроэнергетика и т. д.
Следует ожидать, что в ближайшие годы появятся и другие технологии, разработка которых позволит отказаться от использования углеводородов и, что немаловажно, снизить себестоимость энергии.
Энергия является основой обеспечения необходимых условий жизнедеятельности и развития человечества, уровня его материального и экономического благополучия, а также взаимоотношений общества с окружающей средой. Самым удобным в использовании и экологичным энергоносителем является электроэнергия. Она является базой ускорения научно- технического прогресса, развития наукоемких отраслей и информатизации общества. Таким образом, на перспективу до 2035 г. ожидается рост электрификации мировой экономики и потребления электроэнергии. Для рассмотрения прогноза электроэнергетической отрасли, отметим факторы, которые могут вызвать изменение производства и потребления электроэнергии:
· темпы экономического роста;
· рост численности населения;
· повышение эффективности использования энергии и энергосбережение;
· старение квалифицированных кадров электроэнергетики развитых стран;
· рост внимания к экологической безопасности, в том числе политика снижения выбросов CO 2 .
Рассмотрим общий прогноз производства электроэнергии.
|
Таблица Прогноз производства электроэнергии, ТВт-ч |
Объем производства |
Мы видим, что наибольший прирост производства ожидается к 2015 г.- 18%. Средние темпы прироста в период с 2008 по 2035 гг. составляют 13%.
Рассмотрим структуру видов производства электроэнергии в прогнозном периоде:
На диаграмме видно, что при росте производства электричества структура его источников практически неизменна. Основную долю в структуре производства электроэнергии составляет электроэнергия, произведенная на угольных ТЭС (около 39%). На втором месте стабильно находится электричество на основе природного газа: в среднем 23%. Изменения долей атомной и гидроэнергетик также не ожидается, они занимают в структуре по 14% и 16% соответственно. В прогнозируемом периоде ожидается небольшой рост доли электроэнергии на основе ВИЭ- с 3% до 7%,причем достижение 7% доли ожидается к 2020 г., в дальнейшем планируется стабильное развитие.
В прогнозе отмечается некоторое увеличение потребления угля для производства электроэнергии. Такой сценарий возможен: экономический рост Китая и Индии мотивирует их разрабатывать собственные залежи и развивать за счет дешевой добычи угля электроэнергетику и производство. Установленная мощность угольных генерирующих мощностей в этих странах возрастет с 2008 г. 2035 г. почти вдвое. Развитие отрасли потребует значительных инвестиций в добывающую отрасль и инфраструктуру (в том числе транспортную), так что в период развития отрасли, на наш взгляд, нельзя ожидать от этих стран быстрого экономического роста.
Производство электроэнергии на АЭС в 2008 году составило 2600 ТВт-ч, а к 2035 году, прогнозам, оно увеличится до 4900 ТВт-ч. В настоящее время растет не только производство электроэнергии на АЭС, но и их КИУМ: с 65% в 1990 году до 80% в настоящее время, что говорит о росте эффективности атомной энергетики. Рассматривая прирост мощностей АЭС, можно отметить, что странами, активно занимающимися развитием атомной энергетики, являются Китай, Индия и Россия. Мощности АЭС Китая с 2008 г. по 2035 г. вырастут почти в 13 раз (с 9 ГВт до 106 ГВт), Индии- почти в 7 раз (с 4,1 до 28 ГВт). Прирост мощностей АЭС в России за прогнозный период планируется в объеме 122% (с 23,2 ГВт в 2008 г.до 51,5 ГВт в 2035 г.).
Другим важным направлением производства электроэнергии являются ВИЭ. Производство электроэнергии на основе ВИЭ в настоящее время является одним из самых быстро развивающихся направлений электроэнергетики. Серьезным препятствием для строительства таких генерирующих мощностей является высокая стоимость проектов и их колебательный характер работы, однако это не останавливает страны перед развитием этого сектора электроэнергетики: темп прироста объемов произведенной электроэнергии на основе ВИЭ в прогнозном периоде планируется на уровне 3,1% в год. Из 4600 ТВт-ч прогнозируемой произведенной электроэнергии на основе ВИЭ к 2035 г. 55% будет произведено на ГЭС и 27% на ВЭС. В последние десять лет очень возросла важность энергии ветра: установленные мощности ВЭС выросли с 18 ГВт на 2001 г. до 121 ГВт в 2009. Очевидно, тенденция наращивания ветровых мощностей продолжится и в будущем. Правительства многих стран мира уже обнародовали меры, направленные на развитие возобновляемой энергетики. Евросоюз планирует, что в 2020 году на долю ВИЭ будет приходиться 20% всех объемов генерации; целью США является 10-20% производства из ВИЭ, тогда как Китай рассчитывает к 2020 году получать из них 100 ГВт энергии.
Даже в условиях кризиса и сокращения деятельности многих отраслей, производство электроэнергетики осталось практически на прежнем уровне, а в некоторых странах даже выросло. Электроэнергетика является важным разделом ТЭК любой страны и всего мира, и поэтому к 2035 г. ожидается увеличение объемов произведенной электроэнергии. С учетом описанных трендов мы также можем ожидать роста цен на электроэнергию.
Для удовлетворения потребностей в энергии в бытовых целях всего населения земного шара поставки энергии к 2050 г. должны удвоиться. Это главный вывод, который был сделан Всемирным Энергетическим Советом (ВЭС) в сценариях по развитию энергетики до 2050 г. Мир обладает достаточным количеством разведанных энергоресурсов, чтобы удовлетворить потребности населения в течение ближайших 40 с лишним лет (таблица1). 
Сегодня задачей является получить эти ресурсы и транспортировать их из тех мест, где они добываются, в места, где в них имеет место наибольшая потребность. Второй важный вывод - пока ископаемое топливо будет оставаться крупнейшим источником первичной энергии в ближайшие сорок лет, нельзя лишь удвоить мировые поставки энергии и улучшить доступ к ней, необходимо научиться эффективно управлять выбросами парниковых газов и заниматься вопросом изменения климата. Основным двигателем в работе над этой двойной задачей будут более высокие цены на энергию (рис. 1). 
Более высокие цены будут побуждать развитые страны к более высокой эффективности использования энергии и привлекать значительно более высокие капиталовложения в инфраструктуру энергетики. Однако новые высокие уровни государственного и частного инвестирования в исследования, развитие и размещение чистых и более эффективных технологий также жизненно необходимы. Свою роль в этом вопросе должны сыграть государства, создав мировые правила торговли энергией и установив стабильную цену на углерод, которая была бы понятна для рынков и инвесторов. Вовлечение государства в эту и другие области должно поощряться, а более тесное сотрудничество и интеграция внутри и между регионами мира, между государственным и частным секторами остается совершенно необходимым. Частный сектор должен быть вовлечен в этот процесс. Для понимания быстро изменяющихся условий, в которых функционирует энергетический сектор, ВЭС усовершенствовал или создал новые сценарии развития энергетики. Начав в 2000 г., в настоящее время ВЭС сделал шаг вперед, представив перечень действий, связанных с этими сценариями, включая три цели надежной энергетики, ставшие теперь понятными далеко за пределами энергетического сектора как, три «А». Для удовлетворения мировой потребности в энергии будущие поставки энергии должны отвечать следующим трем критериям: наличие доступа и материальной возможности получения современной энергии всеми; наличие энергии, то есть ее устойчивое и безопасное снабжение; приемлемость, то есть соответствие социальным и экологическим требованиям. В сценарии развития энергетики до 2050 г. решено осуществить новый подход, отойдя от строго статистического моделирования к подходу, который должен привести к глубокому проникновению в вопрос будущего энергетики в различных регионах мира и позволить сосредоточиться на политике, призванной гарантировать надежность энергетики. ВЭС демонстрирует четыре возможных подхода к решению задачи осуществления в будущем надежным и безопасным способом. 1. Серьезное участие государства при тесном сотрудничестве и глубокой интеграции государственного и частного секторов как внутри страны, так и на международной арене. 2. Рыночные действия, принимаемые с минимальным участием государства, но высокой степенью сотрудничества и интеграции государственной и частной сферы как внутри страны, так и за рубежом. 3. Государство, глубоко вовлеченное в формирование политики, однако незначительно сотрудничающее с другими странами или имеющее незначительную интеграцию государственного и частного секторов. 4. Низкая доля участия государства и незначительное сотрудничество и интеграция государственного и частного секторов. Эти подходы значительно различаются для разных стран и разных регионов. Первый подход олицетворяет серьезное участие государства при тесном сотрудничестве и глубокой интеграции государственного и частного секторов как внутри страны, так и на международной арене. Второй подход олицетворяет рыночные действия, принимаемые с минимальным участием государства, но высокой степенью сотрудничества и интеграции государственной и частной сферы как внутри страны, так и за рубежом. Третий подход олицетворяет государство, глубоко вовлеченное в формирование политики, однако незначительно сотрудничающее с другими странами или имеющее незначительную интеграцию государственного и частного секторов. Четвертый подход олицетворяет функционирование энергетики с низкой долей участия государства и незначительным сотрудничеством и интеграцией государственного и частного секторов. Среди экспертов ВЭС наблюдалось единое мнение в отношении формы энергетических рынков, которая приведет к 2050 г. к удвоению сегодняшнего уровня энергоснабжения для удовлетворения увеличивающегося спроса. Энергоснабжение и спрос на энергию По крайней мере, к 2050 г. миру потребуется удвоить сегодняшний уровень энергоснабжения для удовлетворения увеличившегося спроса. Большее количество первичной энергии потребуется в 2020 г., хотя некоторые регионы умерят свою потребность благодаря использованию более . Для удвоения энергоснабжения политики должны постоянно быть в курсе всех энергетических альтернатив. Баланс поставок-спроса Нефть Наряду с более значительным сотрудничеством и интеграцией с частным сектором большее вовлечение государства поможет ослабить напряженность на мировых нефтяных рынках. Однако более тесное сотрудничество с частным сектором без действий государства может привести к усилению напряженности на нефтяных рынках, так как более высокий экономический рост приведет к увеличению спроса на энергию и более высоким ценам, а не к более доступной энергии. Серьезное падение нефтяного производства на Ближнем Востоке в связи со сдерживающими факторами технического характера или отсутствием надлежащего планирования развития нефтяной отрасли также приведет к усилению напряженности на энергетических рынках во всем мире. Газ Напряженность на рынках газа усугубится в большинстве регионов, особенно уже в 2020 г. и до конца рассматриваемого периода из-за более высокого спроса, так как газ становится важным источником энергии для сокращения мировых выбросов парниковых газов. Основой российской экономики становится газ, что, возможно, увеличит напряженность на европейском и азиатском рынках. Напряженность на газовых рынках возрастет во всей Америке, начиная с 2020 г., однако снизится с 2035 г., так как за увеличившейся добычей газа последует рост поставок газа. Уголь Поставки угля достаточны для удовлетворения краткосрочного спроса до конца рассматриваемого периода, однако при высоком спросе напряженность возрастает, что является результатом экологического давления, оказываемого государствами. Позднее напряженность возрастает по мере того, как технологии «уголь-жидкость» увеличивают спрос.
Если улавливание или хранение углерода станут реальными, возрастет спрос на уголь, и в результате возникнет напряженность в снабжении-спросе. Атомная энергия Напряженность возрастет на рынках атомной энергии, особенно в Азии или Африке, так как объединенная потребность в более безопасном (без углерода) энергоснабжении приводит к увеличению спроса. Поставки могут быть ограничены из-за недостатка активности государства по прогрессивным стандартизированным проектам и бездействия со стороны международного сообщества в рассмотрении двусторонних задач по размещению отходов и распространению вооружений. Тесное сотрудничество международных государственных и промышленных игроков совершенно необходимо для развития сектора атомной энергетики в развивающемся мире. Возобновляемые источники Энергия из возобновляемых источников будет оказывать большое влияние на рынки в течение рассматриваемого периода, но не будет доминировать ни на каком рынке. По мере роста ожиданий потребителей в отношении возобновляемых источников энергии напряженность поставок-спроса возрастет, так как спрос превысит поставки. Нетрадиционные виды энергии Использование нетрадиционных видов энергии сокращается в Азии, Латинской Америке и Африке. Сначала сократится в Азии, где уже происходит прогресс, позднее в Африке - из-за отсутствия эффективного участия государства. Какие же перспективы ожидают электроэнергетику СНГ в этой ситуации? Последнее десятилетие электроэнергетическая отрасль как в большинстве промышленно развитых стран мира, так и государств-участников СНГ претерпевает сложные глобальные преобразования, которые носят универсальный характер. Либерализация отношений в электроэнергетике и реформирование отрасли в разных странах осуществляются различными темпами в зависимости от особенностей национальных экономик, однако имеют одну общую цель формирование рыночных отношений между экономическими субъектами. При этом особое внимание уделяется вопросам обеспечения безопасности функционирования объединений энергосистем, неразрывно связанным с энергетической безопасностью государств (рис. 2). 
Энергетическая безопасность трактуется как защищенность граждан и государства в целом от угроз дефицита всех видов энергии и энергоресурсов из-за воздействия негативных природных, техногенных, управленческих, социально-экономических, внутри и внешнеполитических факторов. Вопросы повышения международной энергетической безопасности находились в центре внимания саммита «большой восьмерки», прошедшего в СанктПетербурге в июле 2006 г. В итоговом документе «Глобальная энергетическая безопасность», подписанном главами государств «большой восьмерки», уделено внимание и перспективам развития электроэнергетики. В разделе II документа «Улучшение инвестиционного климата в энергетическом секторе», в частности, говорится: «Мы будем принимать меры как на национальном, так и на международном уровне, способствующие привлечению инвестиций во все звенья глобальной производственно-сбытовой энергетической цепи в целях: развития эффективных генерирующих мощностей в электроэнергетике; расширения и повышения эффективности, безопасности и надежности электропередающих мощностей и энергосетей, а также возможности их соединения в единую сеть с системами других государств, в том числе, в развивающихся странах, когда это целесообразно. Мы считаем необходимым облегчить приток капитала в производство электроэнергии, в том числе для строительства новых, более эффективных, и модернизации существующих электростанций, позволяющих шире использовать возобновляемые источники энергии.
Также важно сооружение линий электропередачи, развитие межрегиональной энергетической инфраструктуры и облегчение обмена электроэнергией, в том числе в рамках трансграничных и транзитных схем. Мы выступаем за формирование конкурентных энергетических рынков, межрегиональной энергетической инфраструктуры и обмен электроэнергией». В этом контексте развитие сотрудничества в электроэнергетике между Европейским Союзом и СНГ объективно укрепляет международную энергетическую безопасность всех стран, вовлеченных в этот процесс. Основными направлениями сотрудничества по повышению безопасности в электроэнергетической отрасли являются: – создание объединенных электроэнергетических систем ЕС и СНГ, включающих национальные и региональные энергосистемы стран, обеспечивающих их совместную работу; – процессы либерализации в электроэнергетике и формирование межгосударственных электроэнергетических рынков с целью создания единого рыночного пространства в электроэнергетике, базирующегося на принципах равноправия государств, добросовестной конкуренции и взаимовыгодной торговле электроэнергией. Существующая ситуация
Электроэнергетические системы В настоящее время на Евразийском континенте сформированы следующие транснациональные электроэнергетические системы. 
В Европе Энергообъединение UCTE было учреждено в 1951 г. и включает энергосистемы Австрии, Бельгии, Болгарии, Боснии и Герцеговины, Венгрии, Германии, Греции, Дании (ассоциированный член), Испании, Италии, Люксембурга, Македонии, Нидерландов, Польши, Португалии, Румынии, Сербии и Черногории, Словацкой Республики, Словении, Франции, Хорватии, Чешской Республики, Швейцарии. Энергообъединение NORDEL включает энергосистемы Норвегии, Швеции, Финляндии, Дании и Исландии. Общая установленная мощность европейской энергосистемы 550 ГВт (рис. 3). В СНГ Объединение энергосистем государств-участников СНГ, с которым параллельно работает объединенная энергосистема стран Балтии, общей установленной мощностью более 340 ГВт (рис. 4). 
Электроэнергетические рынки На основе объединенных энергосистем идет процесс формирования электроэнергетических рынков. В Европе В 1996 г. с принятием Директивы Европейского Совета и Европейского Парламента началось формирование объединенного западноевропейского электроэнергетического рынка. Уже в 2004 г. основные промышленные потребители получили право свободного выбора поставщика электроэнергии. На 2007 г. было запланировано завершить формирование полностью либерализированного электроэнергетического рынка (рис. 5). 
В СНГ Страны СНГ находятся на различных стадиях создания рыночных условий, и им еще предстоит пройти значительный путь реформирования. Сближению этих процессов должны способствовать реализация Концепции формирования общего электроэнергетического рынка государств-участников СНГ, утвержденной Решением Совета глав правительств СНГ от 25 ноября 2005 г., и межправительственного Соглашения о формировании общего электроэнергетического рынка государств-участников СНГ от 25 мая 2007 г. Перспективы
Электроэнергетические системы В 2002 г. Электроэнергетический Совет СНГ и Европейский электроэнергетический союз «ЕВРЭЛЕКТРИК» начали изучать вопрос организации параллельной работы объединения энергосистем стран СНГ и Балтии с объединением энергосистем европейских стран. Положительное решение этой задачи позволит сформировать трансконтинентальное энергообъединение общей установленной мощностью почти 900 ГВт, способное обеспечивать электроэнергией около 700 миллионов потребителей (рис. 6). 
В настоящее время разрабатывается техникоэкономическое обоснование такого синхронного объединения энергосистем, которое должно завершиться в 2008 г. В ТЭО будут определены необходимые требования к сторонам, составлен перечень мероприятий, необходимых для объединения, и оценены связанные с этим затраты. Опыт создания такого трансконтинентального объединения существует. К концу 80-х годов создалось уникальное для своего времени межгосударственное энергообъединение стран-членов СЭВ «Мир» с суммарной установленной мощностью более 400 ГВт, которое охватывало громадную территорию от УланБатора до Берлина. Электроэнергетические рынки Проработка вопросов организации параллельной работы энергосистем СНГ и Европы сопровождается разработкой механизмов создания совместимых рыночных условий в электроэнергетическом секторе двух регионов. С этой целью специалистами Электроэнергетического Совета СНГ и отраслевого европейского Электроэнергетического союза - «ЕВРЭЛЕКТРИК» - разработаны Дорожные карты «Путь к созданию совместимых электроэнергетических рынков в странах ЕС и СНГ» и «Ключевые экологические вопросы объединения электроэнергетических рынков ЕС и СНГ». В Дорожной карте предусмотрено несколько фаз развития. Фаза 0: нынешняя ситуация. Фаза 1: подготовка условий к ограниченному открытию оптового рынка. Фаза 2: подготовка условий для полного открытия рынка на оптовом уровне. Фаза 3: обеспечение условий для полного открытия рынка, также на розничном уровне. Дорожные карты получили широкую поддержку участников 2-го совместного семинара «ЕВРЭЛЕКТРИК» ЭЭС СНГ, который состоялся в Москве в ноябре 2005 г. и в котором приняли участие более 160 высокопоставленных представителей политических кругов и электроэнергетического сектора Европейского Союза и Содружества Независимых Государств. Участники Семинара выразили свою поддержку идее создания открытого, либерализованного, отвечающего экологическим требованиям электроэнергетического рынка. Еще раз были подчеркнуты три фундаментальных составляющих - сопоставимость рыночных условий, гармонизация экологических законодательств и совместимость технологических требований в объединяемых энергосистемах, которые дополняют друг друга и образуют единое целое. Фазы Дорожной карты по ключевым экологическим вопросам: Фаза 0: текущая ситуация. Фаза 1: подготовка к открытию ограниченного оптового рынка. Фазы 2 и 3: подготовка к полному открытию рынка. Участники семинара особо отметили, что принципы, изложенные в Дорожных картах и согласованные «ЕВРЭЛЕКТРИК» и Электроэнергетическим Советом СНГ, целесообразно одобрить на политическом уровне. 
Электроэнергетика является одной из ключевых составляющих экономической интеграции стран как на пространстве Европейского Союза, так и СНГ. Развитие сотрудничества как внутри, так и между этими двумя регионами направлено на: – повышение эффективности и надежности работы электроэнергетических систем, оказание взаимопомощи в аварийных ситуациях; – возможность более эффективного использования генерирующих мощностей и первичных энергоресурсов; – диверсификацию источников энергии на основе общего электроэнергетического рынка; – рост международной энергетической и экономической безопасности, а также политической стабильности для всех стран, вовлеченных в этот процесс. В электроэнергетической отрасли большинства стран СНГ имеется еще целый ряд серьезных проблем. Одна из основных проблем связана с решением задачи широкого привлечения инвестиций в электроэнергетику с целью ускоренной модернизации генерирующих мощностей, в составе которых продолжает быстро увеличиваться доля физически и морально устаревшего оборудования. Завершая краткий обзор тех процессов, которые идут в электроэнергетике, можно с удовлетворением отметить, что электроэнергетическая отрасль в странах СНГ выходит на новый, позитивный этап своего развития. В последние годы в странах СНГ стабильно растет производство и потребление электроэнергии, идет обновление основных фондов, вводятся новые генерирующие мощности (рис. 7, 8). 
Как известно, на данный период времени, перед отраслью стоит ряд проблем. Наиболее важной из которых является экологическая проблема. В России выброс вредных веществ в окружающую среду на единицу продукции превышает аналогичный показатель на западе в 6-10 раз. Так, В 2000 г. объемы выбросов вредных веществ в атмосферу составляли 3,9 млн тонн (98% к уровню 1999 г.), в том числе выбросы от ТЭС - 3,5 млн тонн (90%). На диоксид серы приходится до 40% общего объема выбросов, твердых веществ - 30%, оксидов азота - 24%. Таким образом, ТЭС являются главной причиной формирования кислотных осадков.
Крупнейшими загрязнителями атмосферы являются Рефтинская ГРЭС (г. Асбест, Свердловская обл.) -360 тыс. тонн, Новочеркасская (г. Новочеркасск, Ростовская обл.) - 122 тыс. тонн, Троицкая (г. Троицк-5, Челябинская обл.) - 103 тыс. тонн, Приморская (г. Лучегорск, Приморский край) - 77 тыс. тонн, Верхнетагильская ГРЭС (Свердловская обл.) - 72 тыс. тонн
Энергетика является и крупнейшим потребителем пресной и морской воды, расходуемой на охлаждение агрегатов и используемой в качестве носителя тепла. На долю отрасли приходится 77% общего объема свежей воды, использованной промышленностью России. Экстенсивное развитие производства, ускоренное наращивание огромных мощностей привело к тому, что на экологический фактор не уделялось достаточное количество внимания. После катастрофы на Чернобыльской АЭС под влиянием общественности в России были существенно приторможены темпы развития атомной энергетики. Конечно, это неудивительно. Ведь авария на этой станции (Украина, севернее Киева) 26 апреля 1986 года по долговременным последствиям стала самой масштабной катастрофой, которая произошла за весь исторический период существования человечества. Впервые сотни тысяч людей столкнулись с реальной опасностью “мирного атома”, неизбежностью возникновения чрезвычайной ситуации в условиях НТР, с неготовностью общества и государства к их предотвращению и сведению к минимуму их последствий.
Непосредственно после аварии общая площадь загрязнения составила 200 тысяч км.2. Площадь загрязнения, где устойчиво сохраняется повышенный уровень загрязнения- 10 тысяч км 2 . Здесь расположено около 640 населенных пунктов с населением свыше 230 тысяч человек. Радиоактивное загрязнение окружающей среды в пределах Украины, Белоруссии, некоторых областях России, остается крайне острой проблемой. Поэтому существовавшая ранее программа ускоренного достижения суммарной мощности АЭС в100 млн. квт (США уже достигли этого показателя) была фактически законсервирована. Огромные прямые убытки повлекло закрытие всех строившихся в России АЭС, станции, признанные зарубежными экспертами как вполне надежные, были заморожены даже в стадии монтажа оборудования. Однако последнее время положение меняется: в июне 93-го года был пущен четвертый энергоблок Балаковской АЭС, в ближайшие несколько лет планируется пуск еще нескольких атомных станций и дополнительных энергоблоков принципиально новой конструкции.
Таким образом, одной из немаловажных проблем энергетики является экологическая, которая непосредственно связана с использованием оборудования на электростанциях. Так, неправильное, небрежное обращение с техникой может привести к непредвиденным последствиям. На мой взгляд, государство должно в первую очередь уделять внимание именно этой проблеме, обеспечивать совершенную систему защиты всего населения от радиоактивных выбросов.
Другой нерешённой проблемой в сфере электроэнергетики является проблема использования устаревшего оборудования. Около одной пятой производственных фондов в электроэнергетике близки или превысили проектные сроки эксплуатации и требуют реконструкции или замены. Обновление оборудования, как известно, ведется недопустимо низкими темпами и в явно недостаточном объеме.
Следующей нерешённой проблемой электроэнергетики на данный момент стала проблема финансирования и развал хозяйственных связей.
Что же касается перспективы развития электроэнергетики России, то можно сделать вывод о том, что без нерешённых проблем процветание данной отрасли просто невозможно! На мой взгляд, правительство должно в первую очередь уделять внимание именно энергетике России, которая нуждается в выполнении определённых задач.
1. Снижение энергоемкости производства.
2. Сохранение единой энергосистемы России.
3. Повышение коэффициента используемой мощности э/с.
4. Полный переход к рыночным отношениям, освобождение цен на энергоносители, полный переход на мировые цены, возможный отказ от клиринга. 5. Скорейшее обновление парка э/с.
6. Приведение экологических параметров э/с к уровню мировых стандартов. На данный период времени для решения всех этих мер принята правительственная программа "Топливо и энергия", представляющая собой сборник конкретных рекомендаций по эффективному управлению отраслью и ее переходу от планово-административной к рыночной системе инвестирования.
Системными прогнозами развития всего электроэнергетического комплекса занимаются немногочисленные группы экспертов, которые разрабатывают так называемые «модели» всего ТЭК.
Так, структура производства электроэнергии по сценарию «Стратегия инерции» представлена на данном графике.
График №1.
При этом, эксперты считают, что инвестиции, требуемые для развития электрогенерации и электросетевого хозяйства до 2020 г. (с учетом компенсации выбывающих мощностей), составляют еще 457 млрд долл. в ценах 2005 г. (420 млрд долл., по оценкам Минпромэнерго). Таким образом, суммарно требуемые капитальные вложения в отечественный ТЭК в 2006-2020 гг. могут превысить 1 трлн долл. (I,12) При этом способность ТЭК мобилизовать подобные средства далеко не очевидна, особенно если иметь в виду возможное снижение цен на нефть и газ на мировых рынках и вероятность прихода частных инвесторов в электроэнергетику. В случае неудачи в электроэнергетике, «энергетический голод» будет обостряться, а темпы экономического роста замедлятся. Но даже успешная мобилизация таких огромных средств частично за счет отвлечения их из менее капиталоемких секторов экономики приведет к снижению темпов экономического роста и усилению перегрузки инвестиционного комплекса экономики, который ответит (и уже отвечает) удорожанием строительства единичной мощности.
Поэтому о процветании энергетики в России можно судить исходя из основных положений о том, каковы будут инвесторы и какое количество средств будет затрачено на развитие данной отрасли.
8 ноября начала свою работу XХVI Международная научно-техническая конференция «Перспективы развития электроэнергетики и высоковольтного электротехнического оборудования. Коммутационные аппараты, преобразовательная техника, микропроцессорные системы управления и защиты «. Организатором конференции выступила Международная Ассоциация ТРАВЭК , при поддержке Российской академии наук , Академии электротехнических наук РФ , Министерства энергетики РФ , Министерства промышленности и торговли РФ , ПАО «Россети» , ПАО «ФСК ЕЭС» . RusCable.Ru – информационный партнёр мероприятия.
Как рассказал модератор конференции президент Международной Ассоциации ТРАВЭК, д.т.н. В.Д. Ковалев , участниками конференции по результатам работы будет принято решение, отражающее состояние и перспективы развития электроэнергетики и высоковольтного электротехнического оборудования, которое направляется в государственные структуры, ПАО «Россети», ПАО «ФСК ЕЭС» и другие организации РФ.
«Новый этап в развитии электротехнической промышленности отмечен новыми вызовами. Помимо продолжения реализации государственной политики импортозамещения, перед нами стоят новые задачи. Мы должны переходить на новый инновационный продукт. И прежде всего – это цифровизация электросетевого комплекса. Эти задачи ставят перед нами новые вызовы – создать инновационную технику, что обеспечит эту цифровизацию, обеспечить кибербезопасность новой техники. Таким образом, мы сейчас формируем и меры господдержки, которые направлены на решение этих задач. Хотел бы, чтобы в рамках конференции нашли ответы и такие вопросы. Есть более важные задачи, они определены в Национальной технологической инициативе – это формирование платформы EnergyNet, которая также в себя включает элементы цифровизации Smart Grid. И здесь я хочу отметить, что мы давно уже говорим об этих проблемах, хотелось бы уже, чтобы они переходили в практическую плоскость. Надеюсь, на сегодняшней конференции обсудят эти вопросы», – с таким приветственным словом выступил заместитель директора Департамента станкостроения и инвестиционного машиностроения Минпромторга России Олег Токарев .
На заседании Межведомственного координационного совета по вопросам развития энергетического машиностроения, электротехнической и кабельной промышленности были сформированы рабочие группы по различным отраслям для разработки «дорожных карт», направленных на качественное обновление электросетевого комплекса. Такую дорожную карту развития силовой электротехники до 2030 года на конференции представил главный инженер ПАО «Россети» Дмитрий Гвоздев . Цифровая интеллектуальная сеть – это сеть, которая в реальном времени отслеживает параметры и режимы работы всех участников процесса выработки, передачи и потребления электроэнергии. Получая обратную связь через разветвлённую систему датчиков в режиме online, интеллектуальная сеть автоматически реагирует на все изменения, происходящие в сети, принимая оптимальные решения для предотвращения аварий и осуществления энергоснабжения с максимальной надёжностью и экономической эффективностью. Функциональные требования интеллектуальной сети: учёт на всех уровнях; самодиагностика и способность к самовосстановлению после сбоев в подаче электроэнергии; снижение затрат на строительство и эксплуатацию; устойчивость сети к физическому и кибернетическому вмешательству злоумышленников; обеспечение требуемого качества передаваемой электроэнергии; обеспечение синхронной работы источников генерации и узлов хранения электроэнергии; возможность активного участия в работе сети потребителей; интеграция в сеть новых высокотехнологичных продуктов и предоставление новых электросетевых услуг на рынках.
К силовой электротехнике отнесли: трансформаторы, автотрансформаторы силовые; измерительные трансформаторы тока, трансформаторы напряжения; воздушные линии электропередачи; КРУЭ; выключатели; высоковольтные вводы; автоматизированные системы управления энергообъектом; оборудование для массового внедрения передач постоянного тока. Как рассказал г-н Гвоздев, к 2025 году в «Россетях» планируют построить цифровую сеть. И первым этапом должно быть оснащение всех элементов электротехники системой управления и сбора/передачи параметров работы в цифровом виде.
С футуристическим докладом «Энергоинформационные эргатические системы – будущее электроэнергетики» выступил генеральный директор Института энергетической стратегии Виталий Бушуев . Он представил эргатическую систему как человеко-машинную энергоинформационную систему производства и жизнедеятельности. Актуальными проблемами энергетики стали: количественный и качественный рост энергопотребления; новая техника генерации (ВИЭ) и транспорта (УВЛ и СПИН); энерго-информационная интеграция электрических систем; глобализация и регионализация энергетики; эргатические системы. Новая парадигма развития энергосистем – это энергосистема как интегратор многообразия потребителей и производителей электрической энергии. Обозначил докладчик и основные тренды развития электроэнергетических систем как переход к энергетическим системам нового поколения по 4-м основным направлениям: сочетание концентрированной и распределенной генерации; развитие технологий гибких связей межсистемного энергообъединения; развитие технологий накопления электроэнергии в энергосистеме; создание систем управления энергосистемой («умная энергосистема»).
Доклад «ЕЭС России в период до 2023 года: проблемы и перспективы» представила Евгения Сердюкова , начальник департамента перспективного развития сетей АО «Институт «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ». Согласно анализу показателей, на период 2017-2023 гг. потребление электроэнергии в России будет расти, одновременно с ростом введенных мощностей. Так потребление электроэнергии вырастет с 1026,6 в 2016 году до 1101,04 млрд. кВт.ч в 2023 году. Максимальные электрические нагрузки вырастут 151,07 в 2016 до 164,598 тыс. МВт к 2023 году. Вывод из эксплуатации генерирующих мощностей составит 7,7 тыс. МВт, ввод в эксплуатацию – 18,9 тыс. МВт к 2023 году. Ввод трансформаторной мощности напряжением 220 кВ и выше за период 2017-2023 гг. составит 54,6 тыс.МВА, из них: 750 кВ – 3,0 тыс. МВА; 500 кВ – 14,6 тыс. МВА; 330 кВ – 4,8 тыс. МВА; 220 кВ – 32,2 тыс. МВА. Ввод линий электропередачи напряжением 220 кВ и выше за период 2017-2023 гг. составит 16,7 тыс. км, из них: 750 кВ – 0,6 тыс. км; 500 кВ – 3,0 тыс. км; 330 кВ – 2,2 тыс. км; 220 кВ – 10,9 тыс. км. Основные проблемы, решаемые при планировании перспективного развития ЕЭС: старение основного генерирующего и электросетевого оборудования (около 50% оборудования отработало 30 лет и более); ненадежное электроснабжение ряда потребителей; ограничения схем выдачи мощности отдельных электростанций; недостаточная пропускная способность межсистемных сечений.
В докладе «Интеграция энергетических систем» Заведующий отделением АО «ЭНИН» Валентин Баринов рассмотрел тенденции развития больших энергетических систем. Эволюция энергетических систем в мире идет в направлении объединения энергетических систем в комплексные интегрированные системы («супергриды»: региональные, межгосударственные или островные). И в условиях идущих процессов интеграции энергетических систем актуальным для России является решение следующих задач: определение ключевых направлений развития электроэнергетического комплекса страны и разработка системы целостного оптимального управления развитием и функционированием электроэнергетического комплекса страны в условиях наличия многих собственников электроэнергетических объектов с учетом различных временных и территориальных уровней управления и идущего в стране увеличения разнообразия источников генерации и компонентов энергосистем.
Павел Драчев , младший научный сотрудник Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук, представил методику построения развития основной электрической сети. Это уже реализованная программа, которая позволяет сделать выбор концепции построения межсистемных ЛЭП (220 кВ и выше); определить перспективные объекты ЛЭП (5-15 лет) и их предварительной очередности их вводов и стоимости; обоснование присоединения систем, потребителей и узлов; выбрать класс напряжения, способы дальнего транзита электроэнергии и др.
С докладом «Организация комплексного процесса управления качеством электроэнергии - приоритетная задача энергетической стратегии развития России» выступил Валерий Воротницкий , АО «Научно-технический центр ФСК ЕЭС». Он указал, что в системе электроснабжения России в настоящее время существуют три наиболее существенные проблемы: качество электроэнергии в узлах присоединения потребителей, не в полной мере соответствующее нормативным требованиям, недостаточный уровень надёжности электроснабжения потребителей электроэнергии, присоединённых к распределительным электрическим сетям, завышенные потери электроэнергии. В своём выступлении г-н Воротницкий представил технические средства для повышения качество электроэнергии (такие как многофункциональные системы повышения КЭ и технологии: статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности (СТК), статические компенсаторы реактивной мощности (СТАТКОМ), активные фильтро-симметрирующие устройства, вставки постоянного тока на преобразователях напряжения (ВПТН), системы FACTS.) и предложения по совершенствованию нормативной базы обеспечения надёжности, качества и экономичности.
Доклад «Обобщение тенденций развития и применения технологий передачи электроэнергии постоянным током (по материалам международного коллоквиума 2017 CIGRÉ A3, B4 & D1)» представила Ольга Суслова , АО «НТЦ ЕЭС». Докладчица выделила 2 мировые тенденции развития технологии передачи электроэнергии постоянным током с помощью линейно коммутируемых преобразователей тока: ППТ ультравысокого напряжения с ВЛ от 1500 до 3300 км и многотерминальные ППТ УВН.
Области применения объектов постоянного тока с преобразователями тока: передача электроэнергии по воздушным и воздушно-кабельным линиям напряжением от ±350 кВ ±1100 кВ пропускной способностью до 12 ГВт; связь несинхронно работающих энергообъединений через вставки постоянного тока; межгосударственные электропередачи коммерческого назначения; увеличение надежности энергоснабжения; компенсация суточных и сезонных колебаний генерируемых мощностей, выравнивание пиков нагрузки и потребления; передача электроэнергии через протяженные водные и наземные преграды. Области применения объектов постоянного тока с преобразователями напряжения: передача электроэнергии по кабельным воздушно-кабельным линиям напряжением ±500 кВ мощностью до 1,4 ГВт; связь несинхронно работающих энергообъединений через вставки постоянного тока; межгосударственные электропередачи коммерческого назначения; присоединение к энергосистемам генераторов с нестабильным уровнем генерации, зависящим от условий окружающей среды – возобновляемые источники энергии (ВИЭ) (ветропарки, солнечные, приливные и другие установки генераторов); надежное электроснабжение автономных нагрузок и изолированных энергосистем; энергоснабжение офшорных нефтяных и газовых платформ; регулирование реактивной мощности, улучшение качества напряжения в точках присоединения; создание многотерминальных электропередачи постоянного тока, сетей постоянного тока; компенсация суточных и сезонных колебаний генерируемых мощностей.
Полный список докладов можно увидеть на сайте . Сегодня пройдет второй день конференции, на котором рассмотрят уже конкретные новые разработки в области электротехники.
