// Журнал «Промышленная Энергетика», 2012 - № 06, стр. 02-06
Альтернативное направление развития энергетики Российской Федерации
Грачёв И. Д., председатель Комитета по энергетике Государственной думы Российской Федерации
Некрасов С. А., инж.
Институт истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова РАН, Москва
Показано, что в Российской Федерации есть потенциал значительного повышения эффективности использования существующих энергетических мощностей. Предложено увеличить число часов их использования путем формирования среды, основанной на взаимодействии потребителей с производителями электроэнергии, что является менее капиталоемким решением проблемы энергодефицита, чем введение новых мощностей.
Есть два способа обеспечения электроэнергией растущих потребностей экономики: строительство новых энергетических объектов и более эффективное использование существующих мощностей путем увеличения их загрузки. В качестве параметра, определяющего эффективность использования оборудования, рассмотрим число часов использования мощности (ЧЧИМ), представляющее собой отношение годового объема произведенной в стране электроэнергии к установленной мощности всех имеющихся в ней генерирующих источников, учитываемых международной статистикой. Не менее распространенным параметром является коэффициент использования установленной мощности, которые рассчитывается посредством деления ЧЧИМ на число часов в году (8760) и может изменяться от 0 до 1.
Рис.1
Проанализируем динамику ЧЧИМ Е СССР и Российской Федерации. В СССР этот показатель с развитием научно-технического прогресса возрастал и в 1986 г. достиг максимума - 4966 ч. Характеризующая его кривая (см. рис. 1) в интервале с 1930 до 1990 г. построена на основе статистических данных СССР для всех электростанций, например [1], а после 1991 г. - на базе материалов U.S. Energy Information Administration [2]. Для сравнения ЧЧИМ в России и других государствах будем использовать только среднее его значение, равное отношению годового производства электроэнергии в стране к обшей установленной мощности всех электрогенерирующих мощностей. Это имеет существенное значение для дальнейших выводов, так как при рассмотрении, например, "числа часов использования среднегодовой установленной мощности станций общего пользования СССР" этот параметр в 1986 г. составил 5280 ч, в том числе для тепловых станций - 5745 ч, а для гидроэлектростанций - 3503 ч [1]. Еще больше допущений потребуется при сопоставлении показателей, взятых из статистических и отраслевых источников, например, приведенных в табл. 1 значений ЧЧИМ для каждой территориальной энергосистемы СССР за 1979 г., рассчитанных на основе данных [3].
Таблица 1
Энергетические системы |
Установленная мощность электростанций, млн. кВт |
Выработка электроэнергии, млрд. кВт • ч |
ЧЧИМ в 1979 г. |
ЕЭС СССР |
211,5 |
1094,5 |
5175 |
В том числе: |
|
|
|
Центра |
36,3 |
189,2 |
5212 |
Средней Волги |
14,9 |
73,8 |
4953 |
Урала |
29,8 |
177,3 |
5950 |
Северо-Запада |
24,9 |
121,9 |
4896 |
Юга |
44,1 |
243,6 |
5524 |
Северного Кавказа |
9,9 |
46,8 |
4727 |
Закавказья |
10,3 |
40,9 |
3971 |
Казахстана |
7,8 |
43 |
5513 |
Сибири |
33,4 |
158,1 |
4734 |
Отдельные объединенные системы: |
|
|
|
Средней Азии |
17,5 |
66,5 |
3800 |
Дальнего Востока |
7,2 |
30,1 |
4181 |
Всего по ОЭС |
236,2 |
1191,2 |
5043 |
Эффективность использования энергетических мощностей была основополагающим параметром в советской энергетике. Согласно имеющейся информации уже в 1940 г. при мощности энергосистемы 11,2 ГВт объем произведенной электроэнергии составил 48,3 млрд. кВт∙ч. Значение ЧЧИМ (4312 ч/год) было превышено в Великобритании спустя более полувека (в 1992 г.), а во Франции этого уровня достигли только в 1995 - 1996 гг. и уверенно перешагнули его лишь в XXI веке (при том, что доля АЭС в производстве электроэнергии Франции более 73,5%, начиная с 1988 г.). К данному уровню ЧЧИМ до сих пор не приблизилась Япония. Последовавшее снижение ЧЧИМ энергетики во время войны страна преодолела в послевоенные годы. В 1950 г. эффективность использования энергетических мощностей в СССР составила 4650 ч/год: было произведено 91,2 млрд. кВт∙ч при мощности энергосистемы 19,61 ГВт. В дальнейшем системный подход отечественной энергетической школы обусловил планомерное повышение ЧЧИМ на протяжении 1960 -1991 гг. и позволил энергосистеме стать по уровню эффективности использования энергетических мощностей лидирующей в мире.
Рис.2
Следует отметить, что достигнутые параметры обеспечивали необходимый уровень резервирования потребителей в СССР с учетом аварийного, частотного, эксплуатационного и прочих видов резервов, предусмотренных для обеспечения надежности энергоснабжения в стране, включая "бронированных" потребителей электроэнергии [4]. Так как доля последних в Российской Федерации в результате многократного снижения производства на предприятиях ВПК по сравнению с СССР значительно уменьшилась, то можно сделать заключение, что отсутствуют предпосылки для обоснования увеличения доли резервных мощностей.
Рис. 3
С распадом СССР в 1991 г. и сокращением промышленного производства в Российской Федерации ЧЧИМ резко снизилось (до 3377 ч в 1994 г.). Только в 2008 г. оно превысило довоенный уровень в СССР и составило 4390 ч.
Нужно отметить, что ЧЧИМ в РСФСР был одним из самых высоких показателей среди союзных республик, загрузка энергетических мощностей превосходила аналогичный показатель в республиках Средней Азии, Кавказа и на западных территориях СССР, т. е. фактически кривая ЧЧИМ РСФСР располагалась выше кривой, показанной на рис. 1. С учетом этого, даже не принимая во внимание падение производства электроэнергии в 2009 г., можно утверждать, что ЧЧИМ в Российской Федерации по состоянию на 2011г. не достигло довоенного уровня в РСФСР.
Рис. 4
Проведем более подробный сравнительный анализ динамики ЧЧИМ в СССР, России и других странах на основе данных [2]. Если до 1990 г. СССР занимал лидирующие позиции по данному показателю, иногда уступая только ЮАР, то в настоящее время Россия, утратив их, отстает от стран с наиболее высоким ЧЧИМ, таких, как Южная Корея, Индонезия, Ямайка, технологическое развитие которых и значение ЧЧИМ были значительно ниже, чем в СССР (рис. 2).
Сегодня ЧЧИМ Российской Федерации находится на одном уровне с этим показателем в Бразилии, Индии и Китае (рис. 3), в то время как страны, находившиеся в 1980 г. на сопоставимом с СССР уровне (ЮАР и Канада), значительно опережают нас. Из рис. 4 видно, что энергетика Канады с уровня 4500 ч/год в 1980 г. (который в СССР был достигнут на 30 лет ранее - в 1950 г. - и уверенно преодолен в начале 70-х гг. - см. рис.1) перешла на 5000 ч/год (линия тренда на рис. 4), а ЮАР - на 5500 ч/год. По-видимому, это - одна из причин самой низкой стоимости электроэнергии в этих странах. По той же причине более чем в 1,5 раза ниже цена на электроэнергию в Южной Корее по сравнению с Японией и Сингапуром (см. рис. 5, где показана стоимость электроэнергии (в центах) для промышленных потребителей в 2010 г. [5]).
Рис. 5
Так как экономический кризис, начавшийся в 2008 г., существенно снизил потребность в электроэнергии в результате спада мировой экономики, приведем данные о ЧЧИМ в некоторых странах по состоянию на докризисный 2008 г. (см. табл. 2). При сопоставлении этих данных и рис. 5 видно, что в странах с низким ЧЧИМ (например, в Италии и Японии) электроэнергия дороже, чем в тех, где оно выше. В этой связи для Российской Федерации повышение эффективности использования установленной мощности становится первоочередной задачей, так как стоимость электроэнергии у нас в настоящее время превышает ее уровень в ряде развитых промышленных стран, что является одной из причин низкой конкурентоспособности отечественной продукции [6].
Таблица 2
Страна |
ЧЧИМ |
Страна |
ЧЧИМ |
Страна |
ЧЧИМ |
Ямайка |
6302 |
Турция |
4516 |
Кипр |
4208 |
Исландия |
6271 |
Мадагаскар |
4512 |
Среднемировое значение ЧЧИМ |
4131 |
Тайвань |
5440 |
Новая Зеландия |
4509 |
Беларусь |
4106 |
ЮАР |
5407 |
Польша |
4471 |
США |
4078 |
Египет |
5290 |
Кувейт |
4445 |
Нидерланды |
4074 |
Южная Корея |
5236 |
Пакистан |
4438 |
Казахстан |
4050 |
Венесуэла |
5109 |
Индия |
4429 |
Китай |
4041 |
Индонезия |
5078 |
Финляндия |
4424 |
Иран |
3808 |
Канада |
4953 |
Россия |
4390 |
Аргентина |
3727 |
Сирия |
4917 |
ОАЭ |
4389 |
Япония |
3619 |
Саудовская Аравия |
4891 |
Венгрия |
4381 |
Украина |
3350 |
Ирак |
4803 |
Бразилия |
4375 |
Куба |
3149 |
Бельгия |
4680 |
Австралия |
4364 |
Испания |
3138 |
Алжир |
4653 |
Болгария |
4320 |
Италия |
2991 |
Франция |
4599 |
Мексика |
4290 |
Дания |
2746 |
Чили |
4586 |
Швеция |
4274 |
Португалия |
2729 |
Израиль |
4537 |
Германия |
4270 |
Армения |
1856 |
Норвегия |
4536 |
Великобритания |
4227 |
Грузия |
1827 |
Анализ развития энергетики различных государств свидетельствует, что ЧЧИМ, равное 6000 ч/год и более, - вполне технологически достижимый параметр в настоящее время. Например, на Ямайке, начиная с 2001 г., ЧЧИМ уверенно держалось на уровне 5900 ч/год, а в 2007 - 2008 гг. превысило 6300 ч/год. Это дает основание считать, что существуют предпосылки для увеличения у нас в долгосрочной перспективе (например, к 2030 г.) ЧЧИМ до 6000 ч/год и более путем реализации новых технических решений по выравниванию графика нагрузки.
Можно утверждать, что существует технологическая возможность обеспечить в энергетике европейской части Российской Федерации уровень ЧЧИМ 5500 - 5700 ч/год. Данные табл. 1 свидетельствуют, что еще в 1979 г. эти значения были достигнуты в региональных энергосистемах СССР (Юга и Казахстана), а в Уральской энергосистеме вплотную приблизились к 6000 ч/год.
Указанное выше позволяет сделать вывод о целесообразности смещения приоритетов в развитии энергетики Российской Федерации. Потребуется провести сравнительную оценку капитальных вложений, необходимых для строительства новых энергетических мощностей, предусмотренных Энергетической стратегией развития энергетики России до 2030 г., и для изменения энергетической политики, направленной на повышение эффективности использования существующих мощностей. При реализации второго варианта нужен комплексный подход, базирующийся на формировании энергоэффективной среды, основанной на взаимодействии потребителей с производителями электроэнергии.
Список литературы
1. Народное хозяйство СССР за 70 лет: Юбилейный стат. ежегодник / Госкомстат СССР. - М.: Финансы и статистика, 1987.
2. http: //tonto.eia.doe.gov
3. Мелентьев Л. А. Оптимизация развития и управления больших систем энергетики. - М.: Высшая школа, 1982.
4. Лапицкий В. И. Организация и планирование энергетики. 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1975.
5. Australian Activities in Clean Hydrogen from Coal & Natural Gas. CSIRO Energy Transformed Flagship Program. 2010 (http: //www.csiro.au).
6. Грачев И. Д., Некрасов С. А. О тройной институциональной ловушке экономического развития Российской Федерации со стороны электроэнергетики и вступлении России в ВТО. - Микроэкономика, 2010, №6.