Хронические болезни энергетики
В теплоэнергетической отрасли России за годы реформирования накопилось много проблем. Появление разнообразных форм собственности погрузили отрасль в условия новой реальности. Рыночные отношения между субъектами поставили вопрос о повышении эффективности электроустановок. Высокий уровень надежности требует от субъектов электроэнергетики обеспечения непрерывного и сбалансированного производства и потребления электроэнергии.
За последние 20 лет к старым проблемам в энергетике (износ энергетического оборудования, громадные потери в тепловых и электрических сетях, неэффективное использование топлива), добавились новые (главная – снижение надежности за счет потери одного ответственного – в лице энергосистемы, куда входили и генерация, и транспорт тепловой и электрической энергии, и работа с потребителем).
Основные мощности сегодня Россия импортирует. Но какое это оборудование? Зачастую к нам везут устаревшие технологии, не пользующиеся спросом в собственной стране, в основном по причине серьезного вовлечения в энергетику возобновляемой энергии.
Необходимо признать, что проблема развития электроэнергетики во многом не решена и за рубежом. Около 40% компаний, 19 лет назад составлявших список успешных компаний Fortune 500, в наши дни уже не существуют.
Современная система электроэнергетики, ее надежность и стабильность работы ориентированы на организацию централизованной системы управления. Произошедшие преобразования привели к превращению отрасли из чисто производственной в социотехническую систему, и ее развитие может осуществляться только на основе самоорганизации, за счет внутренних сил, формирующихся под влиянием внешних условий.
Либерализация рынка снизила надежность работы энергетики в связи с уходом от целостной ответственности к всеобщей узаконенной безответственности.
В результате страна потеряла систему стратегического развития на базе научно-исследовательских институтов (ВТИ, ЦКТИ, ЭНИН, Теплопроект, Внипиэнергопром, Энергосетьпроект и др.), определяющих перспективное развитие энергетики; лишилась независимой оценки общего фактического состояния отечественного энергетического оборудования и государственного мониторинга надежности энергосистемы. Сегодня нет возможности получить прогноз потребления и генерации на период 5-15 лет и эффективно контролировать изношенность оборудования и остаточный ресурс. Практически отсутствует связь между ведомствами и исследовательскими институтами. Нет своевременно обновляемой нормативно-технической базы. Все это привело к тому, что страна потеряла комбинированную выработку тепловой и электрической энергии.
Чуть ли не единственным плюсом можно считать прибыльность этого бизнеса. Значительную часть расходов покрывают тарифы, в том числе и неиспользованные на конкурентные цели в виде нереализованных инновационных проектов, технического перевооружения, замены устаревшего оборудования, эффективного использования топлива, замены изношенных и создание новых сетей и т.д.
Ключевые точки
Из множества возникших проблем отчетливо высвечиваются несколько ключевых.
Во-первых, необходимость получения точных данных об объеме используемых энергетических ресурсов, определение показателей энергетической эффективности. В соответствии ст. 14 ФЗ №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» в перечне мероприятий по энергосбережению предусмотрено увеличение количества использования источников энергии вторичных энергетических ресурсов и ВИЭ. А также контроль затрат на строительство по производству тепловой энергии без всестороннего изучения вопроса эксплуатации существующих электростанций или тепловых производств, используемых для строительств. Такие энергетические обследования, необходимо провести до 31 декабря 2012г., а затем повторять с периодичностью раз в 5 лет
Во-вторых, проведение всестороннего анализа эффективного использования органического топлива. 40-50% газового топлива используется в коммунальных котельных и в быту для нужд населения. Газ с температурным потенциалом около 2000ºС готовит продукцию, в лучшем случае, с температурой 100-150 ºС. Наличие такого теплового рынка для развития комбинированной выработки электроэнергии на тепловом потреблении для России единственно правильный путь рационального использования газа (отопительный период 220-230 дней в году, ЖКХ как постоянный потребитель, не снижающий заявленную нагрузку).
Во все мире законодательно запрещено сжигание газа в котельных установках, т.е. существуют неукоснительные требования развития когенерации. Следует рассмотреть и эффективность работающих на газе паросиловых ТЭЦ. КПД таких ТЭЦ в конденсационном режиме составляет не более 40%. Доля вырабатываемой ими электроэнергии по стране составляет более 45%, и в системе централизованного теплоснабжения производится 72% тепловой энергии.
В то же время потеря теплоты топлива в конденсаторе современных паровых турбин составляет 50-60%, а потеря с уходящими газами автономно работающих газовых турбин – 60 - 75%.
Третья проблема сопряжена с развитием централизованного теплоснабжения и когенерации. В течение длительного времени теплофикация была предметом законной гордости энергетиков нашей страны. Однако в последние годы многие специалисты отмечают негативное отношение к централизованному теплоснабжению со стороны значительной части населения. Такое отношение сложилось в результате частых аварийных отключений, в том числе в зимний период. Участились случаи, призывающие к отказу от централизованного теплоснабжения. Авторы этих призывов ошибочно утверждают, что это приведет к снижению затрат, повышению надежности, улучшению экономии, снижению потерь в тепловых сетях.
Для профессионалов очевидна несостоятельность этих утверждений. Недостатки централизованного теплоснабжения являются следствием чрезвычайно запутанных экономических отношений в области производства и реализации тепловой энергии, порождая централизованный организационный хаос в ЖКХ, требующий принятия экстренных мер по его исключению.
В Норвегии, Финляндии, Швеции, Канаде и др. централизованное теплоснабжение при совместном производстве тепловой и электрической энергии на ТЭЦ пользуется репутацией безопасного, надежного, экологически и экономически предпочтительного способа теплоснабжения по сравнению с децентрализованным, получаемым от котельных и автономных источников.
Несмотря на очевидные преимущества теплофикации и централизованного теплоснабжения в России это направление переживает не самый благоприятный период. Причина - существующие энергетические мощности ТЭЦ в связи с потерей тепловых потребителей – в первую очередь промышленных, да и ЖКХ, стали работать в режиме снижения теплового потребления, а это приводит к перерасходу топлива и неэффективной с точки зрения экономики работе ТЭЦ.
К примеру, Усть-Илимская ТЭЦ введена в эксплуатацию как цех крупнейшего лесопромышленного комплекса в конце 70-х годов и строилась для энергообеспечения ЦБК, находящегося в непосредственной близости от него. За последние годы комбинат изменил номенклатуру и снизил объемы выпуска продукции, что, естественно, сказалось на тепловой нагрузке, которая снизилась, в том числе и из-за энергосберегающих мероприятий ЦБК. Стали утилизироваться отходы предприятия (кора, опилки и др.), накопленные годами, сжигание которых позволяет полностью покрывать собственные нужды комбината в тепловой энергии. В результате ТЭЦ потеряла большую часть промышленных отборов и, соответственно, на станции серьезно упали технико-экономические показатели. Выход нужно искать в сохранении выработки электроэнергии на тепловом потреблении от ТЭЦ за счет приобретения коммунальных котельных и тепловых сетей. Затем часть котельных придется закрыть, а самые крупные перевести в пиковый режим работы. В этом случае появляется возможность дополнительной загрузки ТЭЦ только после подключения тепловой нагрузки котельных. Т.е. для системы теплофикации и централизованного теплоснабжения должен быть один хозяин при обязательном государственном регулировании.
Такие программы нуждаются в государственном стимулировании, поддержке и регулировании.
Россия всегда будет страной, где себестоимость производимой продукции при всех равных условиях будет выше среднеевропейской. Соответственно, объем используемых ТЭР на единицу продукции в России будет выше. Это объективные причины большей топливной составляющей при производстве любого вида продукции. Но это никак не оправдывает потерь при выработке тепла и электроэнергии, которые имеют место в нашей большой и малой энергетике (недопустимые режимы работы ТЭЦ, потери в сетях при транспортировке энергии, использование устаревшего и неэффективного оборудования, низкий уровень учета потребления энергии, нерачительное использование местных энергоресурсов и др.).
С учетом мирового опыта необходимо ориентироваться на ТЭЦ при условии гарантированной загрузки теплоснабжения населением, а не промышленностью, которая должна обеспечивать себя генерирующим объектом собственных нагрузок. В этом случае большая энергетика будет работать с малой или коммунальной энергетикой, не нарушая топливный баланс и повышая эффективность работы источника.
Централизованное теплоснабжение не должно навязываться без глубокого анализа и сравнения с распределенной энергетикой. Совершенно очевидно, что в районах дальнего Севера, слабо заселенный территорией Сибири и востока страны вполне конкурентоспособным будет децентрализованное теплоэлектроснабжение на базе возобновляемой энергии.
Россия не может отставать в этом важнейшем направлении развития энергетики. И дело не только в исчерпаемости органического топлива. Дело в первую очередь в экологии! Громадные просторы России до сих пор сохраняют равновесие природы, и являются заповедниками, где ни в коем случае нельзя создавать промышленные гиганты советского периода. Да это и экономически нецелесообразно. Небольшие промышленные предприятия металлургической, машиностроительной и судостроительной, перерабатывающей и добывающей промышленности) должны базироваться на собственной промышленной энергетике.
В прошлом энергетика России была ориентирована в большей степени на покрытие нагрузок промышленности, ее доля составляла более 60%. Резерв электрической мощности составлял около 20% от фактического потребления. Сегодня этот принцип неэффективен, поскольку рост промышленности (основного потребителя) в наше время незначителен (3,5-4%) и с избытком покрывается установленной мощностью.
Объем мощности, запланированной в «Генеральной схеме размещения энергетических мощностей России до 2030 года» на уровне 186-220 ГВт, невозможен, да и не нужен. При современном развитии экономики, в условиях ее разбалансированности и отсутствия ясных и четких показателей роста на перспективу, рассчитанную по годам, будет достаточно ввести не более 40 ГВт, при условии, что найдутся квалифицированные энергостроительные кадры и будет своевременно обеспечена поставка энергетического оборудования.
Вектор развития
Альтернативный путь развития большой энергетики – это строительство предприятиями собственного источника покрытия тепловой и электрической нагрузки мощностью не более 50 МВт.
При этом источник является цехом предприятия, что дает возможность эффективного управления с максимальной кооперацией различных видов деятельности, необходимой для работы источника: химводоподготовка, сбор и очистка загрязненных стоков, забор и сброс воды, средства пожаротушения, охрана, ремонтные службы.
Немаловажно, что это дает возможность использования вторичных энергоресурсов самого предприятия – низко потенциальное тепло, вентиляционные выбросы, комбинированная выработка электроэнергии на тепловом потреблении предприятия, сокращение штатного персонала.
Безусловно, проект такой промышленной электростанции должен быть рассмотрен на уровне разработки схемы развития производственной зоны, где потребителями могут быть и другие промышленные предприятия, что даст возможность использовать источник еще более эффективно. Это так же позволяет с большой эффективностью использовать возобновляемую энергию.
Практика показывает, что капитальные вложения в объекты промышленной теплоэнергетики как минимум на 10-15% ниже, чем у крупных энергетических городских и районных ТЭС. Развитие этого направления позволит не только обеспечить инвестора необходимым теплом и электроэнергией, но и в целом повысить надежность энергетики. Такие объекты по плечу малому и среднему бизнесу.
У любого автономного источника возникает масса проблем с инфраструктурой: транспорт, водоснабжение, водоподготовка, очистка производственных и дождевых стоков, противопожарные и охранные мероприятия и т.п. Когда ТЭЦ или котельная является цехом предприятия, то имеется возможность кооперации с основным производством, так как есть общий хозяин, который заинтересован в эффективном и малозатратном производстве.
Такие инженерные системы создаются в целом для промышленного объекта, включая ТЭЦ, не говоря уже о вспомогательных службах. Не следует забывать и об использовании вторичных энергоресурсов.
В 50-60-е гг. прошлого столетия именно в этом направлении развивалась промышленная энергетика России во многих отраслях экономики. Эффект таких ТЭЦ очевиден, как в стоимости, так и в эксплуатации.
Потерянная консолидация
Выжившие в 20-летний период целенаправленного разрушения отраслевых НИИ, КБ и проектных институтов, когда проектирование энергетических объектов считалось непрофильным, вынуждены были диверсифицировать свой бизнес.
Необходимо отметить, что отраслевая прикладная наука, типизация, эффективное расходование материалов, разработка технико-экономических показателей свелись к нулю. Система отраслевых НИИ была консолидирующим элементом между проектными институтами, производством и наукой. Ее отсутствие отрицательно влияет на качество проектов и на строительство энергетики в целом. Инновации, которые требует государство, рождаются в отраслевых НИИ, там должны накапливаться и обрабатываться все данные о положительном и отрицательном опыте работы зарубежного оборудования.
Следует напомнить об исключительно важном, так называемом «Приказе Минэнерго №1», ежегодно издаваемом Минэнерго СССР. В нем проводился глубочайший анализ недоиспользования установленных мощностей на энергоисточниках, намечались конкретные сроки устранения причин разрывов мощностей, назначались ответственные структуры за реализацию и выполнение поставленных задач. В результате разрабатывалась ежегодная программа модернизации энергетических объектов по эффективному использованию оборудования, технического перевооружения, расходования топлива и ликвидации неоправданных потерь. Все это говорило о наличии системы контроля за техническим состоянием энергетики.
Если мы говорим об инновациях, внедрении современных «умных» технологий, без систематического серьезного контроля за расточительством и без системной работы в энергетике положительных результатов добиться невозможно.
Невозможно добиться положительных сдвигов и при той нормативной базе, которой мы пользуемся. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» усугубил положение не только в энергетике. Он перевел всю нормативную базу страны в разряд необязательных для применения документов. Результаты налицо. Систематические аварии на транспорте, в энергетике, оборонном комплексе.
Справедливости ради, следует отметить, что в настоящее время в рамках обсуждения проекта Технического регламента Таможенного Союза «О безопасности зданий и сооружений, строительных материалов и изделий» НОСТРОЙ пытается самостоятельно решить эту проблему.
НП «ИНВЭЛ» направило в РСПП предложения по Перечню нормативных документов энергетического и электросетевого строительства, применение которых обеспечит актуализацию нормативной базы и гармонизирует ее в соответствии с международными требованиями межгосударственных стандартов. Вызывает большое сомнение то, что такое количество СНИПов, СП, ГОСТов, СТБ, ТУ и других документов будет проанализировано и утверждено в 2012 году (их количество превышает 500 ед.), а главное: в этой работе не участвуют Минэнерго, Ростехнадзор, а ведь речь идет об опасных производствах. Отсутствие согласований этих ведомств сведет работу к очередной выдаче рекомендательных документов, как это в свое время было в РАО «ЕЭС России» (приказ №422 от 14.08.2003г. «О пересмотре НТД и порядке их действия в соответствии с ФЗ «О техническом регулировании»)
В последние годы своего существования РАО ЕЭС выделило более 100 млн. руб. на разработку новых стандартов. Была проделана колоссальная работа, которая длилась более 3-х лет. Проанализировано и оцифровано 1761 действующих нормативных документов, разработано около 270 новых стандартов из 314 намеченных к выполнению, гармонизированных с европейскими нормами. Затрачены колоссальные средства на финансовое обоснование этих стандартов – 18% от стоимости разработки стандартов, а результат отсутствует.
Эта безответственность сквозит в выборе компаний, предоставляющих инжиниринговые услуги (проектирование в первую очередь). Система проводимых тендеров дает возможность взяться за сложный и самый ответственный процесс создания энергетического объекта любой «конторе», получившей допуск СРО. Принципы оценки выбора проектировщика один – цена.
Сегодня без серьезных системных изменений бывший локомотив всей нашей промышленности постепенно превращается в её тормоз.
