Кудрин Б.И. Электротехника, электроэнергетика, электрика (технетика)
и их отражение в научных картинах мировоззрения, в фундаментальности
разнообразия при действии специфических форм отбора. – СПб.: КСИ-Принт, 2018. – 44 с.
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА,
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА, ЭЛЕКТРИКА (ТЕХНЕТИКА)
И ИХ ОТРАЖЕНИЕ В НАУЧНЫХ
КАРТИНАХ МИРОВОЗЗРЕНИЯ, В ФУНДАМЕНТАЛЬНОСТИ РАЗНООБРАЗИЯ
ПРИ ДЕЙСТВИИ СПЕЦИФИЧЕСКИХ ФОРМ ОТБОРА
Профессор Кудрин
Борис Иванович
Санкт-Петербург
2018
А если гайку одинаковую весть,
Сломалась –
Новая сейчас же есть.
И нечего долго раздумывать тут:
Бери любую –
Хоть эту, хоть ту!
И не только в гайке наше счастье –
Надо
Всем машинам
Одинаковые части.
А не то как теперь
Паровоз и паровоз,
Один паровозом,
А другой как воз.
Если это
Поймёт
Рабочего разум,
К Коммуне
На паровозах
Ринемся разом.
В. Маяковский
СОДЕРЖАНИЕ
Государственный план электрификации и индустриализации
Монополизация электроэнергетики
О малой энергетике и состоянии глубинки
Прогнозирование и профилирование электропотребления
Предпосылки широкого внедрения возобновляемых источников
энергии
Интеллектуальные системы учёта электроэнергии
Электрическое хозяйство: наука
электрика и область её деятельности
Система проектирования в стране
Технические системы и техноценозы
Закон о потребителе электрической энергии
Энергетика и электротехника не рассматривают
электрическое хозяйство потребителя как объект исследования. Как следствие,
потребитель является не равноправным субъектом отношений в энергетике, а
пассивным элементом в цепи генерирования и распределения электроэнергии. Такой
подход сложился со времени индустриализации и попыток создания единой высоковольтной
сети страны. По плану ГОЭЛРО электрификация не состоялась – 2/3 территории
России на сегодняшний день не имеют надёжного электроосвещения и находятся в
зоне децентрализованного и автономного энергоснабжения.
В
30-ти ВУЗах страны преподаётся наука электрика.
Предмет её изучения – электрическое хозяйство потребителя. Являясь частью
технетики и опираясь на ценологические представления, электрика даёт
теоретическую основу для проектирования и создания техноценозов – сообществ
технических изделий.
Техносфера
существует по объективным законам. Противоречия социальной и технической
организации техноценозов ведут к потере надёжности и разрушению технических
систем. Анализ состояния энергетики России показывает, что применение
директивного управления в электротехнических комплексах и системах ведёт к
тяжёлым последствиям, вплоть до распада страны. Причина в нарушении соотношения
большое–среднее–мелкое в результате упора на крупную генерацию и единую
электрическую сеть в стране.
Выходом из этой ситуации является принятие Федерального
закона "О потребителе электротехнической продукции и электрической
энергии". Его цель – обеспечить малую и среднюю потребительскую генерацию,
в т.ч. на основе возобновляемых источников энергии, а также интеграцию сетей Smart Grid в энергетику России.
Для лиц, принимающих решения, естествоиспытателей,
философов, специалистов различного профиля, считающих своевременной перестройку
экономического, социально-культурного и политического курса России,
поддерживающих отказ от гигантизма, считающих необходимым приоритет среднего и
малого бизнеса, возрождение глубинки, моногородов на основе новой их
инфраструктуры.
ISBN
© Кудрин, Б.И., 2018
Долгосрочный бюджет по
состоянию на октябрь
За
первые 6 месяцев
За полгода
Доля убыточных
предприятий в России в январе–июне
Следует иметь в виду
два существенных факта, определяющих устойчивое развитие России в условиях
глобализации мировой экономики.
В стране
осуществляется снижение энергоёмкости ВВП: по итогам
Действует
Федеральный закон № 261, где энергосбережение определено как реализация
правовых, организационных, технических и экономических мер, направленных на
эффективное использование энергетических ресурсов и вовлечение в хозяйственный
оборот возобновляемых источников энергии.
Объявленный
Президентом 2017 год Годом экологии вызвал осуществление разных проектов и
видов деятельности по всем предприятиям чёрной металлургии. Впрочем, следует брать
пример с Подмосковья, где в
В
этих условиях чёрная металлургия не может согласиться с программой модернизации
тепловых электростанций на 2017–2030 гг. "Русская сталь"
обратилась к властям с предложением исключить возможность финансирования
модернизации генерирующих мощностей за счёт механизма, аналогичного договорам поставки
мощности, поскольку это приведёт к включению капитальных затрат на реализацию
проектов модернизации в дополнительные платежи потребителей и, как следствие, к
необходимости роста цен и тарифов.
Организационной
основой электроэнергетики РФ является Единая энергетическая система России (ЕЭС
России). Тем не менее, электрификация всей страны не состоялась и 2/3
территории России с населением 25 млн
человек остаются без надёжного электроосвещения и находятся в зоне
децентрализованного и автономного энергоснабжения. Этот факт ускользает из поля
зрения ведущих экономистов. Так, в издаваемых трудах Института нового
индустриального развития им. С.Ю Витте, занимающегося реиндустриализацией экономики России, о проблеме
электрификации не сказано ничего.
Современные условия
требуют выработки новых подходов к вовлечению обесточенных и депрессивных
регионов российской глубинки в экономическую жизнь страны, прежде всего за счёт
обеспечения надёжного и качественного снабжения электрической энергией. Решить
эту проблему старыми методами "единой высоковольтной сети Союза"
невозможно. Требуется внедрение современных, качественно новых подходов к
проектированию и созданию высокотехнологичных систем электроснабжения.
Государственный план электрификации и
индустриализации
Государственный
план электрификации России (ГОЭЛРО, 1920) – нужный и своевременный результат
гигантской работы в тяжелейших условиях коллектива крупнейших учёных того
времени [1]. Но со временем план стал своего рода иконой, на которую молилось
не одно поколение электроэнергетиков, полагая что
«план ГОЭЛРО – это гениальный план, который создал условия для развития
индустрии и сельского хозяйства страны». Выполнение плана и требования электрообеспечения потребителей привели к лозунгу "За
единую высоковольтную сеть Союза" (Электричество, 1931, № 12), с обоснованием
в середине 30-х необходимости создания ЕЭС, и к практике сооружения ЛЭП 220 "Свирская
ГЭС–Ленинград" (1933). Потом последовали ЛЭП 500 кВ "Куйбышев–Москва"
Начальной точкой
реформирования следует считать принятие пакета законов о реформировании
электроэнергетики: подписанный 26 марта
Принятие
законов позволило завершить разработку Концепции стратегии РАО "ЕЭС России"
на 2003–2008 гг. Она была принята 29 мая
Здесь
принципиально, что разговор "об электрификации всей страны" не вёлся
и не ведётся. Федеральный закон "Об электроэнергетике", давая
определения субъекту электроэнергетики, исключил из своего рассмотрения
потребителя как равноправного субъекта, но возложил на него же множество обязанностей.
Произведённая
реформа потребовала разработки стратегии на длительную перспективу. Были разработаны оптимистический вариант энергетической стратегии
ЭС-2020 (2003), базовая и максимальная генеральные схемы размещения объектов
электроэнергетики до
Монополизация электроэнергетики
В
Считая курс на
сооружение гигантов энергетики ошибочным, а названные Генсхемой
цифры, темпы роста Энергетической стратегии до 2030 года завышенными вдвое, предлагается
осуществлять стратегию развития России, опираясь на ценологически
распределённую генерацию [5], ориентированную на глубинку и пригороды[2]. Вернёмся
с этих позиций к фактам и истории.
Факт первый. Электрификация
всей страны не состоялась; как и раньше 2/3 территории России – без надёжного
электроосвещения и находятся в зоне децентрализованного и автономного
энергоснабжения. Это почти 25 млн
человек (почти 1/6 часть российского населения). Более 50 регионов энергодефицитны, ставя собственную и страны энергобезопасность под угрозу (стоимость 1 кВтч в глубинке до 100 руб. и выше). Сейчас на селó проложено ЛЭП 0,38–110 кВ – 2,3 млн км, в том числе воздушных
линий 6–10 кВ – 1184 тыс. км; 0,38 – 826 тыс. км (эксплуатируется 500 тыс. ТП
6–35/0,4 кВ). Но по природным ограничениям необходимо сечение провода 70 мм2,
однако сечением до 50 мм2 ВЛ 6–10 кВ
выполнено 25 %; 0,38 – 30 %. При оптимальной длине ЛЭП 6–10 кВ 8–12 км,
фактически более
Факт второй. Во время раскулачивания и ликвидации НЭП было
уничтожено около одного миллиона разного рода источников энергии, включая малые
ГЭС и 830 тысяч ветряков (в Тамбовской губернии в
В
год "Великого перелома" (1929) говорилось о создании предпосылок "для
превращения нашей страны в страну металлическую".
В
Обратимся
к технической стороне вопроса. В связи с решением об индустриализации страны в
феврале 1926 года был организован Государственный институт проектирования
металлических заводов – Гипромез, на который была
возложена обязанность осуществлять всё инвестиционное проектирование промышленного
строительства (в 80-е годы таких институтов по отраслям стало 1800). За годы первых
пятилеток было построено свыше 500 заводов (пакет заказов "Амторгу" на 250 млрд
долл.), и в каждом возникало электрическое хозяйство (электрика), требующее электрообеспечения. "В отношении
электроснабжения … размер заводской электростанции строго очерчен нуждами
завода и посёлка для заводских рабочих" [6] и не определялся ГОЭЛРО. Хотя,
вероятно, план как результат титанического труда учёных и специалистов [1, 2] использовался,
но не как план Госплана, Госстроя, Госснаба, а как справочные материалы,
интересные, но необязательные для лиц, принимающих решения.[3]
Естественно, что
строительство каждого завода требовало отраслевой и региональной увязки,
осуществляемой ВСНХ, Наркомтяжпромом. Пример – Урало-Кузнецкий
комбинат (УКК) [7], куда было отнесено 14 металлургических заводов Урала,
Башкирии, Сибири, Казахстана (включая Магнитку и Кузнецкий комбинат),
машиностроение, химия, железнодорожный транспорт. Минимальная потребность УКК в
электроэнергии на последний год второй пятилетки (1937) определена 16 млн кВт, 100 млрд
кВтч. Решение этой проблемы электрификации в увязке с промышленными
показателями и строительством ТЭЦ подробно расписано по регионам, заводам,
электростанциям без всякой ссылки на ГОЭЛРО, о котором одним предложением
сказано: "план Гоэлро по Уралу выполнен на 25 %",
по Сибири "не выполнено ничего" [8]. По Кузнецку планом было намечено
строительство ГРЭС мощностью 70 МВт [2]. На деле, потребитель-завод построил в
1930 году генератор 5 МВт для развёртывания строительства и следом 2×20
МВт для электроснабжения пускаемого производства и строящегося города –
Новокузнецка. Итак, План не стал руководством к действию, а в 30–40-е годы стал
забываться и как лозунг.
Возврат
к ГОЭЛРО, точнее – необходимость в обновлении лозунга "электрифицировать
всю Россию" связан с Н. С. Хрущёвым, а затем в приветствии Л. И. Брежнева
энергетикам (1980): "Разработанный под руководством великого Ленина план
ГОЭЛРО положил начало качественно новым принципам управления экономикой на
основе научно обоснованного общегосударственного планирования. Электрификации
по-прежнему принадлежит главенствующая роль в решении важнейших экономических и
социально-политических задач".
Постановление
ЦК ВКП(б) 30 мая
В
В то время общее
число "малых" электростанций (не только сельских) составило:
|
1950 |
1956 |
1958 |
1962 |
1966 |
Всего, шт |
28200 |
57400 |
133200 |
158100 |
166200 |
Средняя мощность, кВт |
11,2 |
19,6 |
43,5 |
53,4 |
58,6 |
Именно эти
электростанции и ликвидировались после подключения колхозов к энергосистеме
(они сооружались в областях по настоянию обкомов партии). Из 166 тыс.
электростанций к началу 80-х осталось чуть больше 50-и тысяч.
Народный комиссариат
электростанций СССР после преобразования министерств и совнархозов стал в
Таким образом, в
стране была осуществлена полная монополизация электроэнергетики. Фактом стало,
что не она для потребителя, а потребитель и вся экономика – для неё с реализацией
концептуальных положений:
• строительство осуществляется по
единому государственному плану (Госплан, Госстрой, Госснаб), являющемуся
директивным;
• индустриализация опирается на опережающее
развитие тяжёлой промышленности;
• производство
концентрируется путём сооружения промышленных комбинатов на базе энергетических
центров;
• географическое перемещение
промышленности с ориентацией на строительство моногородов и других поселений на
базе градообразующих предприятий с привязкой социальной сферы к основному
производству;
• опережающее развитие электрификации при концентрации
мощностей и централизации электроснабжения такое, чтобы рост электроёмкости
опережал рост производительности труда и рост выпуска продукции.
О малой энергетике и состоянии глубинки
Электроэнергетика и
сегодня не отказалась от монополизма, от стремления к «концентрации мощностей и
централизации электроснабжения». В подтверждение этого положения обсуждается
строительство новых достаточно мощных источников электроэнергии. Возможно, это
будут ГЭС, АЭС или КЭС мощностью 8–10 млн
кВт в единице; из Сибири ЛЭП постоянного тока +/- 750 кВ пропускной способности
4000 МВт или ЛЭП 1150 кВ, под которую нужна полоса отчуждения шириной
Наш ценологический
анализ развития регионов России за 1990–2017 годы показал, что сохраняющиеся
тенденции к монополизму и централизации электроэнергетики пагубны для будущего
Российской Федерации. Теоретическое соотношение 10 % по электропотреблению
самых богатых регионов к 10 % самых бедных составляет не 10, по Парето. При
сохранении тенденции к расслоению в 2030 году коэффициент достигнет ста [10],
что предопределяет распад страны.
Крайне
необходимым становится перераспределение средств для
реализации принципов Государственного плана рыночной электрификации России –
ГОРЭЛ [5], ставящих целью электрифицировать всю Россию, охватить
инфраструктурой и услугами глубинку, довести средний класс до 60 %. Следует
добиться, чтобы власть малую часть от "громадья
планов" электроэнергетики перенаправила на обыденность повседневности.
Речь
идёт о гарантированном подключении к государственным энергетическим сетям
установок с использованием возобновляемых источников энергии, с обязательным
приобретением государственными энергоснабжающими организациями электроэнергии,
поставляемой производителями энергии из возобновляемых источников энергии в
государственные энергетические сети с её оплатой по стимулирующим тарифам,
дифференцированным в зависимости от вида используемого возобновляемого
источника энергии.
Такая постановка не
нова. В первые годы XX века для Карпатской Руси и Моравии её решала
Австро-Венгрия. При решении проблемы электрификации Урало-Кузнецкого комбината
[7, 8] записано:
"Было бы однако сугубо неверным в деле электрификации сельского
хозяйства делать ставку только на использование энергии мощных и сверхмощных
центральных станций.
В электрификации
сельского хозяйства должны сыграть большую роль ветряные электростанции, работающие
в сочетании с небольшими гидроустановками или тепловыми установками на отходах
с.-х. производств и местных топливных ресурсах: брикетирование соломы, торфа,
опилок и т. д.
Необходимо
разработать в кратчайшие сроки тип стандартных ветряных двигателей,
автоматизированных до предела мелких и средних электростанций".
Хорошо сказано. Всем
электротехникам, электроэнергетикам, электрикам остаётся присоединиться к этому,
являющемуся сердцевиной плана ГОРЭЛ. Однако моему стремлению развернуть к
глубинке и малому бизнесу менталитет сегодняшней электроэнергетики есть более
глубокие фундаментальные основания.
Теория
ценозов [11] называет США доминантом шестого ценоза,
расцвет которого связан с нефтью и собственными просторами. У России в XXI веке
появилась возможность пойти по пути США ХХ века. "Критическую роль
российских просторов как очага роста в новом веке, технологии которого
наконец-то, впервые за столетия, открывают доступ к её неизмеримым
территориальным богатствам, можно оценить благодаря гомологиям со США столетия
назад". Сегодня ещё велики запретительные тенденции и тренды, затрудняющие
освоение глубинки. Россия как потенциальный полюс роста в рамках будущей
экономики может и должна вкладывать в освоение собственной территории,
осуществив строительство плотной сети дорог, разгрузив города за счёт создания
современных условий жизни в глубинке; условий, опирающихся на полную
электрификацию.
По сути, это новая
стратегия освоения России, с максимальным использованием всех ее пока скрытых
преимуществ и ресурсов. Помимо добычи сырья в стране должна развиваться
промышленность, а прежде всего – сельское хозяйство, ставящее во главу угла
фермерство, для чего необходимо развивать на селе и в пригородах малоэтажное
строительство, срочно создавать систему сельскохозяйственной потребительской
кооперации, всю необходимую для жилой застройки и новых производств
инфраструктуру.
Превращения
в сильную сельскохозяйственную державу – это стратегический путь развития
России. Выдвинутый когда-то революционный лозунг о «смычке города и деревни» в
наши дни обретает наибольшую актуальность. Развитие информационных технологий способно
изменить вид школы в глубинке, обеспечив возможность получить среднее
образование, а при желании и окончить ВУЗ, детям и молодёжи удалённых областей
России. Но при условии в первую очередь обеспеченности электроэнергией.
Возвращаясь
к электрификации, важно осознать, что сейчас ошибочно ставить задачу догнать
США, Германию, другие
ведущие экономические центры мира. Очень
сомнительно, что страна в ближайшие 50 лет сможет
стать постиндустриальной высокотехнологической державой. От энергетического
придатка цивилизации и неизбежной деградации из-за заброшенности глубинки
следует немедленно перейти не к мобилизационной, а к эволюционной модели
модернизации. Для России актуальна задача новой индустриализации, охватывающей
всю страну (включая электрификацию 15 тыс. муниципальных образований),
отождествляющейся с наращиванием инновационной составляющей в экономике и
сфокусированной на традиционных отраслях с постепенным переходом к шумпетеровскому пути.
В США, Канаде и Англии 70–90 % населения живут в
индивидуальных домах, в России: 77 % – в многоквартирных. Надо ежегодно
строить до двух миллионов индивидуальных домов, особенно вблизи моногородов. В
США ежегодно продают 500 тыс. деревянных индивидуальных домов. В Скандинавии 90
% всех домов – деревянные. У нас практически неограниченные
лесные и земельные ресурсы могут обеспечить переход к усадебному
хозяйствованию, хуторам. Позитивный импульс – дальневосточные гектары – пока
единственный. Проблема беспрепятственного выделения земли под индивидуальное
строительство и товарное производство – не решаема без электрификации. Индивидуальное
домостроение – предпосылка формирования среднего класса.
По занимаемой
площади Россия остаётся самой большой страной в мире. На душу населения
приходится
С точки зрения
окружающей среды и обеспечения чистоты экологической среды, пока 60–65 %
территории страны остаются слабо затронутыми хозяйственной деятельностью и ещё
слабо нарушенными экосистемами; 10 % лесных массивов представлены особо
охраняемыми территориями.
Среди негативов:
около 15 % территории с 60-миллионным населением находятся в зоне нормального
экологического кризиса из-за преобладания в экономике топливно-энергетического
комплекса, являющегося главным разрушителем природы. Бюджетное финансирование
системы охраны природы опустилось ниже 0,3 % его расходной части.
Используем
ценологическое мировоззрение применительно к
Стратегии электрообеспечения, взяв за основу Белгород
и Астрахань как регионы. Прежде всего, мы осуждаем Сратегию
электроэнергетики до
Что касается общей
проблемы глубинки, то в
Российской Федерации граждане проживают в 2386 городах и посёлках городского
типа и в 134 тыс. сельских населённых пунктов, число которых за межпереписной период 2002–2010 гг. сократилось на 8,5 тыс.
сёл и деревень. Было зафиксировано 19,4 тыс. сельских населённых пунктов, в
которых население фактически не проживало. В
Вместо
освоения России произошла и происходит концентрация людских ресурсов в городах,
в которых практически невозможно создать эффективную базу ускоренного
социально-экономического развития страны. Деревенская изба себя изжила, индустриализация
сельского хозяйства значительно сокращает число людей, занятых непосредственно
в обеспечении общества продовольствием. Но без образования множества небольших
городских центров, покрывающих сетью всю территорию страны, невозможно говорить
о внедрении современных технологий на селе. Небольшие централизованные
поселения должны выполнять системную, управляющую и финансовую функцию. Требуется
создавать малоэтажную жилую, транспортную и социальную инфраструктуры, охватывающую
страну.
Применяя
ценологический подход, мы говорим о том, что принцип большое–среднее–малое
должен действовать при распределении населения России по территории. Принимая
меры на уровне руководства страны, возможно избежать
экономических катаклизмов, связанных с одичанием глубинки. Необходимо помнить,
что электрификация – первейший атрибут сегодняшней цивилизации. Даёшь
электричество – даёшь жизнь!
Очень
образную картину сегодняшнего
состояния российской глубинки рисует поэт Николай Мельников.
Поставьте
памятник деревне
Поставьте памятник деревне
На Красной площади в Москве,
Там будут старые деревья,
Там будут яблоки в траве.
И покосившаяся хата
С крыльцом, рассыпавшимся в прах,
И мать убитого солдата
С позорной пенсией в руках.
И два горшка на частоколе,
И пядь невспаханной земли,
Как символ брошенного поля,
Давно лежащего
в пыли.
И пусть поет в тоске от боли
Непротрезвевший гармонист
О непонятной "русской доле"
Под тихий плач и ветра свист.
Пусть рядом робко встанут дети,
Что в деревнях еще растут,
Наследство их на белом свете -
Все тот же черный, рабский труд.
Присядут бабы на скамейку,
И все в них будет как всегда -
И сапоги, и телогрейки,
И взгляд потухший... в никуда.
Поставьте памятник деревне,
Чтоб показать хотя бы раз
То, как покорно, как безгневно
Деревня ждет свой смертный час.
Ломали кости, рвали жилы,
Но ни протестов, ни борьбы,
Одно лишь "Господи помилуй!"
И вера в праведность судьбы.
Прогнозирование и профилирование электропотребления
Согласно данным
Росстата и прогнозу по базовому варианту "Прогноза социально-экономического
развития Российской Федерации на плановый период 2016–2017 гг. и на последующий
период", ежегодный прирост производства электроэнергии в России составит
не более 1–2 % по годам, млрд
кВтч: 2016 – 1072, 2018 – 1092, 2020 – 1114, 2022 – 1136, 2024 – 1159.
Ранее
была показана всеобщность и обязательность применения ценологического рангового
анализа. Введя понятие "профиль электропотребления" как усреднённый
график нагрузки, соответствующего идентифицированному режиму
электропотребления, назовём основные факторы, влияющие на электропотребление:
природные и социально-экономические.
Природные делятся на периодические (месяц года,
продолжительность дня, время восхода и захода солнца) и планируемые
(прогнозируемые) – температура воздуха, относительная влажность воздуха,
направление и скорость ветра, облачность, осадки, горизонтальная дальность
видения. Конечно,
возможны природные аномалии и стихийные бедствия.
Социально-экономические факторы, прежде всего – периодические: время
суток, тип дня (рабочий/выходной, предпраздничный, праздничный, порядковый день
недели). Но важно
учитывать и планируемые (прогнозируемые) факторы: загрузка промышленного
предприятия, сроки начала и окончания отопительного периода, сезонная миграция
населения, использование альтернативных источников энергии, ввод в эксплуатацию
энергетических объектов и их плановый или иной вывод.
Отдельно должны быть
проработаны случайные факторы: аварии на предприятии и в сетях, форсмажорные ситуации в экономических и политических
сферах.
Множество влияющих факторов
имеют случайный характер и не зависят от воли отдельного индивида. Именно они
формируют режимы электропотребления, глубоко взаимосвязанные с различными
аспектами деятельности человека и общества. Их выделение и описание на основе
профилей даёт возможность эффективно прогнозировать электропотребление с целью
обеспечения оптимальной функциональности электротехнических комплексов и
систем.
Предпосылки широкого внедрения
возобновляемых источников энергии
Действующие принципы
организации ЕЭС России, основанные на монополизации электроэнергетики и
директивном управлении, отторгают малую энергетику, что отрицательно сказывается
на социально-экономическом развитии страны.
Фирма Energy Transitions Commission, занимающаяся комплексными решениями энрегообеспечения и экологии, считает, что надо максимально
снизить производимую и потребляемую углеродную энергию и иметь в виду, что
солнечные и ветряные источники энергии за пять лет подешевели вдвое. Надо
снижать стоимость аккумуляторных батарей, чтобы к 2050 году ВИЭ стали основным
источником энергии. Использование угля через 10 лет абсолютно прекратится.
Если взять весь мир,
то в
По оценке ООН 30 %
суши Земли есть "запечатанная" почва – это 65 млн км автодорог, 1,5 млн
км железных дорог, территории 30 тыс. аэропортов, 2,5 млн
городов.
Мир вступает в эпоху
четвёртой промышленной революции, в эру глубоких и стремительных изменений
технологических, экономических и социальных реальностей. Чтобы предположить
устойчивое развитие цивилизации, то выход видится в согласовании движения
человечества по технологическому пути с возможностями биосферы.
Долгосрочная
стратегия Европы заключается в выводе из энергобаланса угля и атомных станций.
К концу
Уже в
В
ВИЭ начинают без
дополнительного стимулирования всё более успешно конкурировать с традиционной
энергетикой. И в ряде стран (например в ОАЭ, Чили,
Мексике) появились частные компании, предлагающие на коммерческой основе без
государственных дотаций заключение контрактов на поставку электроэнергии
солнечных электростанций (СЭС) по ценам, более низким по сравнению с
традиционной энергетикой – менее 30 долларов США за МВтч [9]. В 2017 в Абу-Даби был заключён контракт на поставку электроэнергии
СЭС по цене 24,2 долл. за МВтч [10]. Три цента за 1 кВтч – такова сегодня стоимость
электроэнергии некоторых СЭС в США [11].
Еще по более низким
ценам на поставку энергии заключают контракты расположенные на суше ветровые электростанции (ВЭС). Стоимость энергии наиболее
удачно расположенных ветропарков США не превышает 20
долл. за МВтч [12, 13]. Несмотря на отсутствие снижения удельных капитальных
затрат в ветроэнергетике, которые на протяжении 15 лет находятся на уровне
1500–2000 долл. США за кВт установленной мощности и в
В
Объёмы
электроэнергии, вырабатываемые объектами ВИЭ, предполагается за 10 лет к
Почти
четверть российских регионов по экономическому развитию и качеству жизни
Дмитрий Козак назвал "зонами национального
бедствия". Это регионы с самым маленьким валовым региональным продуктом
(ВРП) на душу населения в интернациональных долларах и паритетом покупательной
способности: Ингушетия 5325, Чечня 5330, Карачаево-Черкесия 6600,
Кабардино-Балкария 6681, Тыва 6897, Калмыкия 7763, Алания 8310, Адыгея 8418.
Существенно, что эти данные соответствуют регионам и с самым низшим электропотреблением
за
Развитие средств связи и компьютерных технологий позволяет решать задачи
управления производством и распределением электроэнергии на качественно новом
уровне. Около 15 лет в мировой и примерно 8 лет в отечественной энергетике идёт
дискуссия о внедрении информационных технологий управления в системах
электроснабжения. Мы не “впереди планеты всей”. Сама
постановка вопроса связана с необходимостью эффективного управления малой
генерацией, которая если не отвергается, то, как минимум, остаётся за скобками
энергетики. На долю генерируемой энергии от ветро- и солнечных
электростанций по данным Минэнерго приходится 0,057 % от общего объёма
выработки электроэнергии. Даже добавив объёмы, генерируемые ГЭС – 17,46 %, в Китае
– 40%.
Интеллектуальные системы учёта электроэнергии
Постановления Правительства РФ № 442 и
№ 1172 о функционировании оптового и розничного рынков электроэнергии
закрепляют требования о почасовом учёте для крупных потребителей. В результате повсеместно внедрены автоматизированные системы
учёта для потребителей с максимальной мощностью не менее 670 кВт.
В Smart Grid прибор учёта – один из
важнейших элементов управления "интеллектуальной системой учёта
электроэнергии". ИСУ стали объектом обсуждения и законодательных решений.
Территориальные сетевые организации (ТСО) с 1 июля
Следует принять
законодательное решение о выводе области ВИЭ и "малой энергетики" из
отрасли "электроэнергетика", подчинив структурам, отвечающим за
экономику, модернизацию, развитие регионов, а финансирование осуществлять на
уровне муниципальных образований, учитывая фактически сделанное. В этом мы видим разрешение противоречий, возникающих между
большой энергетикой и потребителями с собственной генерацией.
Таким
образом, кратко: речь идёт о гарантированном подключении к государственным
энергетическим сетям установок с использованием возобновляемых источников энергии,
с обязательным приемом электроэнергии ВИЭ в государственные энергетические
сети, и её оплата по стимулирующим тарифам, дифференцированным в зависимости от
вида используемого возобновляемого источника энергии.
Всё изложенное
должно быть отнесено к муниципальным образованиям, единственно способным дойти
до каждого домовладения (семьи), а в масштабах государства сделать так, как в Испании,
где продукция малых и средних компаний в ВВП составляет от 72 до 90 %. Так,
например, в ЕС возможно согласовать наименование
компании в Едином Госреестре юридических лиц за 14
дней, а оформить регистрацию и получить лицензию возможно за 24 часа гражданину
любого государства.
Факт в разы большей
электроёмкости отечественной продукции, курс на гигантизм электростанций и
сетей, но главное – провал электрификации всей страны позволяют говорить о
теоретической и практической ошибочности 100-летней стратегии развития
отечественной электроэнергетики. Поставим вопрос о новом подходе к
энергоэффективности и электрообеспечению, необходимом
сейчас, а реализуемом, скорее, к концу века, если ориентироваться, что Россия
не развалится, но станет доминантом мировой
экономики.
Речь идёт о
ценологическом мировоззрении третьей научной картины мира[5],
ставшем идеологической основой послевоенного экономического "японского
чуда" и постиндустриального общества второй половины ХХ века, опирающегося
на малый и средний бизнес. Существо выразил акад. В. Ивантер:
"Пока институты развития созданы и действует лишь на федеральном уровне. А ускоренный рост возможен только с опорой на малый
и средний бизнес в регионах, который увидеть и поддержать из центра в
сколь-нибудь массовом масштабе физически невозможно".
Перейдём с этих
позиций к проблеме выработки, потребления и энергосбережения, где можно
ориентироваться на интересы и планы субъекта электроэнергетики, а можно идти от
потребителя – от свыше 40 млн
российских абонентов (только в Москве их 5,8 млн. физических лиц). Именно факт,
что экономия энергии неразрешима без потребителя, и породил Постановлением
Государственного Комитета Обороны (1944) промышленную энергетику и промышленную
электроэнергетику (электрику), вводом должности главного энергетика при
нагрузке 1000 кВт (при 3000 кВт – зам. главного инженера). Речь идёт о
специфической области человеческой деятельности и вполне самодостаточной
науке, сложившейся в стране в 1930-е годы, фиксируемой как электрификация
промышленности с
Закон "Об
электроэнергетике" (2003) дал определение субъекту электроэнергетики. Потребитель же не является субъектом
электроэнергетики – это лицо, приобретающее электрическую и тепловую энергию
для собственных бытовых или производственных нужд. Так и хочется сказать: “Без которого, к сожалению, нельзя обойтись”.
Таким образом,
потребитель, не смотря на множество его определений, находится вне закона об
электроэнергетике, и достаточно часто пишут и говорят о необходимости принятия
закона о потребителях электроэнергии. Но здесь имеются две стороны. Во-первых,
потребитель, с точки зрения потребления от субъекта электроэнергетики, должен
быть классифицирован по уровню системы электроснабжения, потому что семья в
городе и отдельный дом в деревне отличаются от крупного промышленного
комбината. И второе: мы в этом случае не включаем в понятие "потребитель"
всех тех физических и юридических лиц, которые потребляют или зависят от
электричества, но не имеют отношения, скажем, к энергосистеме. Это, вообще
говоря, – электрическое хозяйство, которое имеет своё целевое назначение,
определяемое как обеспечение конечной электроустановки (энергопринимающего
устройства, электроприёмника) электроэнергией определённого качества, при
заданной бесперебойности процесса обеспечения преобразования и живучести
системы электрического хозяйства и отдельных частей с ограничением по расходу
ресурсов.
В последнее время на
самом высоком уровне стали говорить о приоритете
потребителя. Так, А. Чубайс (2006) на Всероссийском совещании сказал: "Я
хотел бы, чтобы для нас с вами кроме тактики, кроме стратегии, была бы одна
единственная вещь, которая затмила бы всё это вместе взятое. Это то,
собственно, ради кого мы работаем, ради кого мы решаем все эти наши проблемы –
наш потребитель. Независимо от того, о каком потребителе идёт речь…, мы – для
потребителя, а не наоборот. Только для него мы, собственно, существуем. Если бы
его не было, мы были бы не нужны. При этом любые наши действия ни в коем случае
не должны ухудшить ситуацию для потребителя". Путин В. В. (2011) "Нужно
обеспечить потребителей надёжным и эффективным энергоснабжением", дважды
выступив против произвола субъектов электроэнергетики: установив разумную плату
за присоединение для населения и осудив штрафы за превышение и за недобор
заявленной мощности.
Электрификация
потребителя предполагает увязанные решения: электропривода, электротермии,
электроосвещения, электроснабжения, организации управления обслуживанием и ремонтом,
системы взаимодействия с энергоснабжающей организацией в части решений об
объектах потребления электроэнергии и мощности, о точках присоединения и учёта,
разделения балансовой и юридической ответственности.
Электрическое хозяйство: наука электрика
и область её деятельности
Электрическое хозяйство мы рассматриваем как совокупность
– электроценоз – сообщество (cenosis)
установленных и резервных электротехнических установок; электрических и
неэлектрических изделий, не являющихся частью электрической сети (цепи), но
обеспечивающих её функционирование (эксплуатацию и ремонт); электротехнических
и других помещений, зданий, сооружений, конструкций, которые эксплуатируются
электротехническим или подчинённым ему персоналом; людские, вещественные и
энергетические ресурсы, организационное и информационное обеспечение, которые
необходимы для жизнедеятельности электрического хозяйства как выделенной
целостности – техноценоза [11–13].
Определение электрического хозяйства позволяет выделить
обширную область народного хозяйства, называемую далее электрикой.[6]
Электрика охватывает электроэнергетику
промышленности и транспорта, объектов строительства, агропрома,
коммунально-бытовых, спорта, культуры, науки, обороны и др. Электрика как
научное направление и область практического приложения отличается от
электротехники и электроэнергетики тем, что использует уже изготовленные
изделия и уже произведённую и транспортируемую электроэнергию до границы
раздела 6УР с субъектом электроэнергетики или генерирует электроэнергию автономно.
Это и изучается в 30 ВУЗах страны.
Электротехническая промышленность
как отрасль всегда рассматривалась как основная техническая база
электрификации. Речь всегда шла об изготовлении изделий, которые затем вместе с
другими изделиями, созданными другими отраслями, собственно и образуют электрический ценоз.
Как область народного хозяйства, науки и техники
энергетика охватывает энергетические ресурсы, производство, передачу,
преобразование, аккумулирование, распределение и потребление энергии.
Электроэнергетика выступает как раздел энергетики, обеспечивающий
электрификацию страны и ограничивающийся договорным разделом на 6УР, который
может быть совмещён с любым уровнем системы электроснабжения электрики: 2УР –
для мини-предприятий по 0,4 кВ (90 % всех предприятий страны); 3УР – для мелких
(9 %) по 10/0,4 кВ; 4УР – для средних (0,9 %) по 10(6) кВ; 5УР – для крупных.
Это ПГВ, ГПП, ОП 35, 110 (154), 220 (330) кВ. На каждом из предприятий
(уровней) может быть собственная электростанция (генератор), на крупных – ТЭЦ.
Принципиально, что электроприёмник
(понятие ранее тождественное 1УР) трансформировалось в устройство конечного
электропотребления, требующее линии электроподвода,
аппарата включения и защиты. Что касается количественных
показателей электрики, то нами они отслеживаются по сибирским металлургическим
заводам с 1950 года, по генеральной совокупности предприятий чёрной металлургии
– с 1970 года, по электропотреблению регионов России – на протяжении 1990–2010
гг. Они различны для мелких, средних и крупных заводов и, например, составляют
для Запсиба: нагрузка 360 МВт, электромашин 60571
штук-особей, трансформаторов силовых 1277 штук 1100 видов, силовых кабелей
–
Ориентируясь
на 1700 МВт (а не на 600 МВт, как предполагалось прогнозом), были построены до
Система проектирования в стране
Предпосылки проектирования
Общепризнано усложнение и
качественное изменение вертикальных и горизонтальных связей и составляющих
элементов, действующих в экономике страны, внутри отрасли, отдельного
промышленного предприятия, комплекса, при изготовлении любого изделия. Всё
количество уже производимых изделий должно быть обеспечено ресурсами и сейчас,
и на перспективу, когда неизбежны объёмные и ассортиментные изменения. Это
требует и будет требовать значительных производственных инвестиций и средств для НИОКР. Но всё ещё не осознано качественное
изменение и назначение проектирования, обусловленное научно-технической
революцией.
Можно говорить, что проектирование
идет от Аристотеля, Архимеда, Герона. Но научный анализ процесса проектирования
начался лишь с 50-х годов прошлого века, когда стали говорить о теории
проектирования систем, systems engineering.
Выделение теории объяснялось сложностью объектов, которыми следует управлять:
проектирование сразу рассматривалось как необходимый элемент управления и
планирования.
Сама же система проектирования в стране датируется
созданием Гипромеза в 1926 году – это начало
индустриализации и пятилеток. К
Значение проектной документации
При рассмотрении сущности
инженерного проектирования само понятие толкуется максимально широко. Но анализ
применения этого понятия в науке и технике, в массовой печати показывает, что
проектирование сводят к подготовке проектной документации на новые машины,
оборудование, приборы и другие изделия, на новые технологические процессы, на
новые материалы, что мы в дальнейшем будем называть проектированием изделий
(конструированием).
В словаре терминов проектной
документацией называется конструкторская документация, разрабатываемая и
используемая в ходе проектирования изделия (типовая документация к каждому
этапу создания изделия директивно оговорена). Сборники трудов конференций,
монографии посвящены преимущественно конструированию. И это объяснимо:
научно-технический процесс требует сокращения цикла "наука-техника-производство",
что обеспечивается ростом затрат и переплетением научно-исследовательских и
опытно-конструкторских работ.
Проектная документация на
инвестиционное строительство имеет различное название: проектно-сметное дело
(как его называют в официальных документах); архитектурно-строительное и
технологическое (в зарубежной литературе обозначаемое, соответственно, как civil-engineering aspect of a design,
а также engineering design:
технологический проект часто понимают в узком смысле – как основную технологию
цеха); проектно-изыскательские работы. Проектирование не рассматривается как
некоторое самостоятельное и решающее явление. Существует тенденция ограничить
деятельность проектных институтов подготовкой документации на строительство и
расширением области их деятельности, поручив разработку и обоснование научного
развития отрасли, отдельных предприятий и хозяйств, прогнозирование расхода
энергоресурсов и экологического воздействия.
Инвестиционный замысел предполагает определение цели
исследования, назначения, мощности, номенклатуры выпускаемой продукции, района
размещения объекта. Проектная организация, выигравшая тендер, разрабатывает
материалы Обоснования инвестиций.
Выделим основные виды и этапы проектирования, связав их с
элементарным циклом эволюции техники и технологии (техноэволюции) и оставив в
стороне проблему управления проектами.
Под проектированием В. Гаспарский,
являющийся одним из немногих специалистов в праксеологическом
анализе проектно-конструкторских разработок, понимает информационную подготовку
действия, направленного на изменение реальности, и рассматривает тип ситуации,
в которой действие не может быть осуществлено из-за отсутствия оборудования
(таким образом, определения даются общие, а иллюстрация – проектирование
изделий).
Назовём проектированием
преобразование информации для получения документа, который генетически
определяет или создание изделия, или построение техноценоза, или составление
баланса ресурсов. Соответственно следует различать проектирование изделия
(конструирование), проектирование ценозов, проектирование балансов (прогнозное
проектирование).
Проектирование стало возможным и необходимым, начиная с
определённого уровня развития науки, с определённого уровня сложности
создаваемых технических систем, когда была создана система физических законов,
система обозначений и знаков, система нормативной и справочной документации.
Проектирование опирается на документ (закреплённую информацию). И результатом
процесса проектирования также является документ. Таким образом, проектирование
имеет дело с информационными системами, создаёт информационные системы, можно
сказать, замыкается на переработке и преобразовании информации в информценозах[7].
Основой появления новых изделий и технологий являются
научные исследования, использование которых и ведёт, в конечном счёте, к
конструкторской документации. Структура исследований: фундаментальные
исследования – 13 %, прикладные – 22 %, разработки – 65 %.
В результате проведения НИР
создаётся заявка на разработку и освоение продукции, под которую разрабатывается
комплект документации: техническое задание, техническое предложение, эскизный
проект, технический проект, конструкторская и технологическая рабочая
документация, требования к материалам. И так – до изготовления головного
промышленного образца в условиях серийного производства, с соответствующим
комплектом технической документации. Всё это мы относим к проектированию
изделий.
Наличие документации на изготовление изделия и
документального решения о его выпуске можно считать началом эволюционного цикла,
вторым этапом которого является собственно изготовление.
Изготовление изделия, однако, по
действующей документации требует дополнительной документации, связанной,
во-первых, с вещественным, энергетическим и информационным обеспечением,
во-вторых, с неизбежной документацией при переходе к массовому производству
и/или при привязке к конкретным условиям завода-изготовителя. Эту документацию
мы также относим к процессу проектирования изделий.
Важно отметить, что документация на
изделие безлична и позволяет изготовить по одной и той же документации любое
количество изделий. Изготовление и размножение документации не связано и не
зависит от изготовления изделия. Но есть причинная связь: в настоящее время
изделие принципиально не изготавливается без документа, а документ (проект)
может разрабатываться и выпускаться вне зависимости от того, будет ли
выпускаться изделие. Любое изделие выпускается как некоторая индивидуальность
(особь), что особенно проявляется для более сложных изделий, которые получают
индивидуальный номер, играющий роль имени (или само имя: танк Т-34).
Таким образом,
документация создаётся на выпуск вида, т.е. является генотипом, а изготавливается всегда особь, т.е. рождается фенотип (генотип – совокупность,
комплект документов на изготовление изделия; фенотип – готовое изделие,
реализованный комплекс признаков, которые предусматривались проектом; фенотип –
реализованный генотип).
Следующая неизбежная стадия –
доводка изделия до работоспособного, "взрослого" состояния (комплекс
контрольно-сдаточных и наладочных испытаний, требующих своего времени). Это
явление замечено давно: "Какой бы современной
конструкции машина, например, ни вступила в процесс производства, при её
употреблении на практике обнаруживаются недостатки, которые приходится
исправлять дополнительным трудом" (К. Маркс. Капитал,
т. 2, Госполитиздат, 1955, с. 171). Но
закономерности современного этапа научно-технического прогресса (ускорение
темпов обновления, расширение дифференциации продукции и номенклатуры,
усложнение и удорожание обслуживания) ведут к росту объёмов наладки как на
заводе-изготовителе, так и непосредственно у заказчика. Доводка изделия
совершается также в соответствии с технической документацией, которая в общем
случае относится к конструкторской.
Документ – изготовление – доводка – это те
этапы техноэволюции, которые рождают готовое изделие, годное для
функционирования (эксплуатации) в какой-либо (технической) системе.
Проектирование, обеспечивающее создание изделий, мы и называем проектированием
изделий.
Готовое изделие с неизбежностью попадает в действующую
или создаваемую систему, например, промышленное предприятие. Для
установки изделия также необходима проектная документация, во-первых, на
строительство (на изготовление зданий, сооружений); во-вторых, на установку (монтаж)
технологического, энергетического, сантехнического и другого оборудования.
Поэтому, как отмечалось ещё в
Технические системы и техноценозы
Каковы же технические системы, которые созданы на основе
проектной документации? Чёрная металлургия, например, производит свыше 2300
марок стали и сплавов, 26 тыс. профилеразмеров листового и сортового проката,
более 80 тыс. типоразмеров труб и метизов. На крупном металлургическом заводе,
например, только электрических машин порядка 105, низковольтной
аппаратуры – 106, а всего различных электротехнических изделий,
которые можно выделить отдельно – 1010 (общее количество изделий и
деталей, образующих современное крупное промышленное предприятие может быть
оценено в 1011). Это число настолько велико, что практически
перебрать элементы нельзя, можно лишь установить систему их обозначений.
Отдельные изделия также могут состоять из большого
количества элементов. Но между техническими системами – изделие и цех
(комплекс, промышленное предприятие, отрасль) – есть качественное отличие.
Первая система состоит из взаимодействующих и
взаимосвязанных элементов, связанных преимущественно функционально (причинно);
изделие дискретно, выделяемо; имеет определённый предсказуемый срок жизни;
строится по жёстким техническим (физико-химическим) законам; изделия одного
вида взаимозаменяемы; генотип (комплект его документации) конечен.
Проводя аналогии с живой природой, можно сказать, что изделие подобно
отдельному организму.
Вторая система – из готовых изделий, характеризующихся
слабыми взаимными связями и зависимостями, слабой причинной обусловленностью
появления изделия этого вида, а не иного. Образуется
своеобразное сообщество изделий – техноценоз: ограниченное в пространстве и
времени выделенное единство, включающее все изделия (машины, оборудование,
агрегаты, устройства, аппараты, приборы, здания, сооружения, технологический
процесс, материалы – все предметы и процессы или совокупность предметов и
процессов производства той или иной технологии, отражающей накопленное знание).
Техноценоз выделяется в пространстве и времени (как
некоторая система[8],
целостность) концептуально. Это очевидно для любого, занимающегося
проектированием, отчётностью, статистикой: всегда имеется размытость границ и
несовпадение понятий, например, административного, территориального, соглашений
по эксплуатации и энергоснабжению и т.д. Другими словами, изделие как
элементарная самостоятельно функционирующая единица выделяется легче. Хотя и
здесь есть проблема: относить ли к изделиям доменную печь, вагоноопрокид,
цветной телевизор или считать их техноценозами (при
рассмотрении системы обеспечения страны чугуном – доменная печь – изделие).
Построение техноценоза в меньшей степени зависит и
определяется техническими законами механики, электротехники, в большей степени
– социальными и экономическими факторами, привычками и традициями проектных
организаций и др. Появление в техноценозе изделия (из множества других,
функционально близких) во многом случайно, выбор изделия детерминированно
не предсказуем. Срок жизни техноценоза не ясен; техноценоз развивается во
времени, преобразуется; изделие обречено.
Таким образом, вторым крупным
разделом проектирования является проектирование техноценозов (проектная
документация), в котором, кроме двух известных (строительной части и установки
оборудования) начинает всё сильнее выступать третья часть, обычно называемая
технологической.
Правильнее говорить о проектировании
не техноценозов, а более общего случая – ценозов. Например, проект
восстановления провалов щитовой проходки; очистные сооружения, где
"работают" микроорганизмы. Включение в состав промышленных
предприятий цехов озеленения, теплиц (на вторичном использовании
энергоресурсов), подразделений, влияющих на экологическую обстановку, говорит о
создании ценозов, объединяющих взаимозависящие техноценозы и биоценозы.
Значение этой части увеличивается, потому что всё важнее
становится не только разработка рабочих чертежей под конкретный, например,
прокатный стан, но прежде всего – научное определение: какой, когда и где нужен
стан (вообще предприятие), какова обеспеченность его заготовкой, энергией и
др., увязка с потребностями в металле по району и т.д. Наконец, компоновка
предприятия, цеха, отделения, агрегата должна производиться на основе теории
массового обслуживания и других методов исследования операций, исследования
математических моделей режимов работы, обеспеченности ресурсами.
Следует прямо сказать, что проектирование техноценозов до
сих пор не считается научной деятельностью. Получается, что создать
электродвигатель – это наука, а создать систему, состоящую из тысяч и десятков
тысяч электродвигателей – это рутинная работа, которая не требует ни
исследований, ни моделирования, ни разработки методов оптимизации. Повышение
эффективности экономики лежит на пути осознания роли и места проектирования
техноценозов.
С нашей точки зрения, важна информационная оценка цикла: стóит продолжать выпуск
изделий и сохранить действующую конструкторскую документацию без изменения или
аннулировать, либо достаточно внести изменения (индексировать), либо нужен
выпуск новых изделий со своей документацией. Выполненный информационный отбор
завершает цикл техноэволюции и даёт возможность принять эффективное плановое
решение по следующему циклу.
Прогнозное проектирование
Усложнение связей и количественное увеличение объектов,
ассортимента, врéменное
удлинение реализации цикла "документ-изделие-техноценоз"
с неизбежностью привели к увеличению времени, в которое следует заглянуть
наперёд, чтобы принять решение сегодня, к комплексному решению на уровне не только
предприятия.
Прогнозное проектирование таким
образом стало необходимостью. Каковы его качественные различия, место и
назначение в эволюционном цикле?
Прогнозное проектирование
характеризуется большим абстрагированием, оперированием обобщёнными показателями
по сравнению с проектированием ценозов, которое, в свою очередь, в большей
степени опирается на статистику, чем проектирование изделий, где доминируют
классические закономерности.
Количество видов выпускаемого
ежегодно увеличивается и считается недостаточным. Переход к расчётам,
обеспечивающим потребность по количеству и сортаменту, предполагает укрупнение,
применение методов достаточно развитой теории прогнозирования и
экономико-математических моделей оптимизации.
Вернёмся
от глобальных рассуждений к практике энергоэффективности и электрообеспечения,
предполагающего не расчёты по любой научной картине мира, а инструментальный
учёт объёма и мощности, связываемой сейчас с обращением к Smart
Grid. Это технико-экономическая концепция полностью
интегрированной саморегулирующейся и самовосстанавливающейся энергосистемы,
предполагающей пять направлений развития: умные измерительные приборы и
устройства; управление режимами в реальном времени, модернизация передачи,
малая генерация, интерфейсы и средства коммуникации. Объём инвестиций в Smart Grid в США – 19 млрд долл. ежегодно.
Smart Grid подразумевает
объединение энергосистем и участие пользователей сетей в их работе. Сети должны
быть трансформированы с целью интеграции распределённой генерации от ВИЭ.
Следует обеспечить конечных потребителей необходимыми инструментами и оказанием
им услуг для контроля своего электропотребления. Развитие интеллектуальных
сетей позволит оптимизировать их использование посредством точного знания
нагрузок. Установка современных счётчиков, фиксирующих сбои подачи
электроэнергии, позволит повысить качество электроснабжения и услуг по
распределению энергии. Это упростит интеграцию. Баланс между спросом и
предложением требует двунаправленных информационных потоков, современных IТ системы измерения, оценки технического состояния и
диагностики.
Для
потребителя – населения и малого бизнеса – принцип Smart
Grid в описанной постановке реализуем пока в части
городов. Но, по технологическим
и экономическим соображением, крупный потребитель не может разрешить
регулирование и управление электропотреблением в точках присоединения (на
границе раздела "предприятие – энергосистема"). Потребителю в
глубинке пока необходим "кувалдоустойчивый"
счётчик, способный по силовым сетям передавать параметры электропотребления и
принимать информацию.
Возникает тот же
вопрос: потребитель для энергосистемы или наоборот? Отечественные энергетики
смотрят на Smart Grid с
опаской, ожидая, что в скором времени им навяжут сверху заморское чудо в виде
«умных трансформаторов», которые сами решат, когда включать нагрузку. Эти
опасения обоснованы опытом предыдущей истории директивной энергетики. Тем не
менее, концепция Smart Grid
займёт своё место в мировой практике как результат развития информационных
технологий и малой энергетики на основе ВИЭ.
Ценологические
принципы соотношений крупное–среднее–малое требуют поиска решений, позволяющих
сохранив ЕЭС России как основу энергетики страны, гармонично дополнить её
«умными» электрическими сетями потребителей, способными, без ущерба и
дополнительных затрат, решать важнейшие проблемы энергетики:
• выравнивание графика нагрузки;
• динамическое управление электросетями;
• снижение затрат на передачу электроэнергии;
• увеличение доли распределённых систем
производства энергии и ВИЭ.
План рыночной электрификации
Возвратимся
к электрификации. Конечно, план рыночной электрификации не
может быть принят только в электрической части, так как затрагивает и
определяет многое: неприкосновенность собственности, эволюционную модель
модернизации, сокращение силовых структур и чиновничества, отказ от «особого
пути» и стратегической изоляции, проведение земельной реформы и восстановление
кулачества (фермерства), строительство деревянных домов (до двух миллионов
ежегодно), скрытое ношение оружия, отказ от призыва старшего сына в армию,
развитие инфраструктуры, включая дороги и связь, малую авиацию; бытового
машиностроения, гуманитарного информационного сопровождения, дистанционного
обучения; обеспечение социального минимума.
По
расчётам Ю. Одума, треть суммы должна быть отдана под
резерваты, а на остальных двух третях восстановлены прежние экосистемы.
Освоение ненарушенных земель должно быть прекращено. Данилов-Данильян
утверждал, что территории, используемые в хозяйственной деятельности, в стране
надо сократить на 30 %. На основе грантов дать определение электрическому
хозяйству как совокупности установленных и резервных электроустановок,
электрических и неэлектрических изделий, обеспечивающих функционирование электроценоза, но не являющихся частью электрической сети
субъекта электроэнергетики.
Определить
потребителя как объект электроснабжения, имеющего границу раздела с внешними
сетями электроснабжения субъектов электроэнергетики и классифицируемого по
существенным различиям при питании по уровням напряжения: низкое
от щита, шкафа, автомата; от трансформаторного пункта ТП 0,4 кВ;
распределительной подстанции 6–10 кВ, от собственной главной подстанции 35–330
кВ.
Закон о потребителе электрической энергии
Изложенное выше
описание состояния и перспектив развития энергетики в России приводят к выводу
о необходимости на законодательном уровне закрепить права потребителя. Учитывая
особую важность электроснабжения в организации современной социальной
деятельности, такой закон станет катализатором развития многих секторов
экономики. В частности позволит развивать малоэтажное строительство
индивидуального жилья и соответствующей ему инфраструктуры, увеличит
потребительский спрос на отечественные товары, даст мощный импульс увеличению
инвестиций, развитию малого бизнеса и сельского хозяйства, значительно ускорит
темпы роста экономики.
Идентификация
материальной, организационной, информационной и социальной сущности потребителя
позволит принять Федеральный закон "О потребителе электротехнической продукции
и электрической энергии". И здесь главное – изменение менталитета. Вопрос
не об электроэнергетике, которая осуществляла и будет
осуществлять электрообеспечение (внешнее электроснабжение) городов и
промышленности, поскольку централизация генерации экономически выгодна.
Электрическая
генерация, использующая возобновляемые, вторичные источники энергии и малую на
традиционных видах топлива, завершит электрификацию, будет способствовать
энергосбережению и позволит:
• остановить обезлюживание
страны и осуществить подъём глубинки содействием товарному производству;
• обеспечить надёжное автономное
электроснабжение частных домов в пригородах, способствуя появлению «умных
домов»;
• даст работу частному сектору.
Всё это
возможно, если закон "О потребителе…":
• не будет требовать никакого разрешения для
частного владельца на покупку, установку и включение в энергосистему
электрогенератора, использующего ВИЭ;
• введёт систему возмещения 40–60 % затрат
владельца генератора на покупку и установку;
• обяжет субъектов электроэнергетики покупать
электроэнергию у владельцев генераторов, использующих ВИЭ, по фиксированной
цене и на несколько лет вперёд;
• предоставить право потребителю электроэнергии
и владельцу генератора, использующего ВИЭ, свободный выбор субъекта электроэнергетики,
которому будет осуществляться продажа или покупка электроэнергии;
• создать государственный фонд из средств,
получаемых электроэнергетикой для стимулирования развития рынка ВИЭ;
• вывести область ВИЭ и "малой энергетики"
из отрасли "электроэнергетика", подчинив структурам, отвечающим за
экономику, модернизацию, развитие регионов, а финансирование осуществлять на
уровне муниципальных образований, учитывая фактически сделанное.
Стратегия энергоэффективности
Сделаем
общие выводы по стратегии энергоэффективности и электроснабжения потребителей
до конца XXI.
1. Решив
электроснабжение крупных городов, крупной промышленности, объектов оборонки и
космоса, отечественная электроэнергетика и сейчас не обеспечивает надёжное
бесперебойное электроснабжение массы потребителей, оставляя дефицитными регионы
и не электрифицированной 2/3 территории страны. Ключевые задачи, поставленные
ГОЭЛРО 100 лет назад, не выполнены, следование прежней концепции – ошибочно,
поэтому необходим переход к региональным программам энергосбережения и электроэффективности.
2.
Пересмотреть Энергетическую стратегию до
3. Отечественная электроэнергетике поставить задачу,
характеризующую ряд развитых стран, о пределе годового потребления, обеспечив
анализ состояния энергоёмкости по регионам.
4. Стратегия – комбинированная ВИЭ (речушка, ветер, солнце, биогаз, геотерм) каждой семье в глубинке, домам пригородов (элита
ориентируется на "умные" дома – должна быть сформулирована для
каждого региона, но отделена от Минэнерго, как имеющая проивоборствующие
интересы.
5. Сформулировать
требования к субъектам электроэнергетики и потребителям о полном дистанционном
учёте энергоресурсов, ориентируясь, в пределе, Smart Grid.
5. Ежегодно строить до двух миллионов индивидуальных домов, особенно
вблизи моногородов, опираясь на опыт США, Канады и Англии, где 70–90 %
населения живут в индивидуальных домах (в России – 77 % в многоквартирных).
6. Следует
содействовать фермерству и малому предпринимательству на отдалённых и необжитых
территориях, обеспечивая ценологически
распределённую генерацию.
7. Решить вопрос о
собственности на дом и землю (в размерах, достаточных для товарного хозяйства и
использования ВИЭ).
ЛИТЕРАТУРА
1. Ленинскому плану
ГОЭЛРО – 60 лет // Специальный номер "Электрические станции", 1980, №
12. – 80 с.
2. План ГОЭЛРО.
2-изд. – М.: Госполитиздат, 1955. – 670 с.
3. 80 лет развития энергетики.
От плана ГОЭЛРО к реструктуризации РАО «ЕЭС России». Под общ.
ред. А. Б. Чубайса. – М.: АО "Информэнерго",
2000. – 528 с.
4. Кудрин Б.И. О
государственном плане рыночной электрификации России.
– М.: Изд-во Ин-та народнохозяйственного
прогнозирования РАН, 2005. – 205 с.
5. Кудрин Б.И.
50-летняя стратегия развития электроэнергетики России // Экономические стратегии,
2010, № 4. С.40–47.
6. Магнитогорский
металлургический завод (Проект). ГУМП ВСНХ СССР. – Л.: Издание Гос. ин-та по проект. новых металлозаводов, 1929. – 720
с.
7. Урало-кузнецкий
комбинат. Ин-т пром.-эконом. исслед. ВСНХ
СССР. – М.-Л.: Соцэкономгиз, 1931. – 206 с.
8. Экономика
социалистической промышленности. Ин-т экономики Комакадемии.
– М.-Л.: Соцэкономгиз, 1931. – 560 с.
9. О состоянии техники и предварительные соображения её развития
на 1960–1975 гг. в электроэнергетике СССР. – М.: ГКНТ Совмин СССР, 1960. 117 с.
10. Кудрин Б. И.
Стратегия развития электроэнергетики до 2060 года. Открытый семинар "Экономические
проблемы энергетического комплекса", 109 заседание 30.03.2010 Ин-та народнохозяйственного
прогнозирования РАН. – М.: Изд-во ИНП, 2010. 32 с.
11.
Кудрин Б.И. Через тернии к общей и прикладной
ценологии. Основы ценологии, технетики, электрики / "Ценологические
исследования". Вып. 57/30. М.: Технетика, 2016. – 550 с. ISBN 978-5-902926-35-1.
12. Энергетика
России: проблемы и суждения: тр. науч. сессии РАН:
Общ. собрание РАН 19-21
декабря
13. Макаров А.А.
Электроэнергетика России в период до 2030 года; контуры желаемого будущего. –
М.:ИНЭИ РАН, 2007. – 192 с.
14. Не новые новости.
Будни неприятия ценологии. Ценологические обыденности или к чему мы идём / "Ценологические
исследования". Изд. 3-е. Вып.
[1] Замечу: 80 лет
замалчивалось [2, 3], что в
[2] Развиваемая нами
ценологическая теория устанавливает соотношения крупное–среднее–мелкое,
позволяющие обеспечить наибольшую надёжность функционирования сообществ
технических изделий (техноценозов). В случае
электроэнергетики, надёжность электроснабжения потребителей обеспечивается
научно обоснованными соотношениями крупных, средних и малых генераторных
мощностей. Развитие малой энергетики Генеральной схемой не предусматривается,
что делает невозможным доведение электричества до “каждой розетки” российской
глубинки.
[3] Розданные депутатам Государственной
думы 200 экз. плана в их деятельности не проявились.
[4] Фактически –
863,7 ТВтч, т.е. прогноз завышен в 3,7 раза.
[5] В рамках первой классической
электромеханической научной картины мира (НКМ) Ньютона–Максвелла события
рассматриваются как детерминированные определёнными законами, которые можно
познать, а результат вычислить по формулам. Дискуссия Эйнштейна и Бора сделала
фактом принятие научным сообществом нового миропонимания – второй НКМ, которая
ввела вероятностные представления в описание физического, а затем и
биологического, технического, информационного и социального. При этом всегда
предполагалось, что действуют центральная предельная теорема и закон больших
чисел. Ни жёсткая каузальность первой НКМ, ни общность нормального гауссового распределения не могут объяснить и служить
моделями для управления сложными системами в режиме реального времени и для
прогноза эволюции систем. Следует говорить о третьей ценологической
НКМ, основанной на принципах глобального эволюционизма.
Строго математически: первая НКМ – математическое ожидание
определено, дисперсия равна нулю; вторая НКМ – математическое ожидание
определено, дисперсия определена и конечна; третья НКМ – математическое ожидание
не определено, дисперсия стремится к бесконечности.
[6] Термин, использовавшийся в Харькове во время НЭПа, введён автором в
практику электрификации потребителя и в науку (1971), уже получил права
гражданства: в Яндексе на 31.10.2017 г. на него 229 млн обращений (798 тыс./месяц), на
электротехнику – 71 млн (113 тыс. /месяц), на
электроэнергетику – 118 млн обращений (всего 604
тыс./месяц).
[7] Мною выдвинута гипотеза о законе информационного отбора для
техногенного мира, определяющего направленность и необратимость техноэволюции и
включающего в себя представления о естественном отборе. Изменчивость и
наследственность технического определяется изменением документа, выполняющего
по аналогии с биологией, роль генотипа. Существенной разницей является то, что документ
отделён от изготавливаемого в соответствии с ним технического изделия. В следствии чего техноэволюция многократно ускоряется – ещё не
отжили своё особи iPhone V, снятого с производства
как вид, а уже появился iPhone Х. Любой документ –
изменяется; изменение изделия как вида есть следствие изменения документа.
Существование изделия как особи никак не влияет на существование вида.
[8] Рассматривая
(техно)ценоз как систему,
подчеркнём размытость границ, слабые связи между элементами, отсутствие
обратной связи. С статистической точки зрения, к ценозам не применимо понятие «среднее» – математическое
ожидание отсутствует; дисперсия стремится к бесконечности – ошибка в любой
точке может быть сколь угодно большой. Традиционно системный подход к проблемам
прогнозирования, проектирования и решения оптимизационных задач, хорошо отвечал
многим потребностям, если совокупности элементов, находящихся в отношениях и
связях между собой, образуют сложную большую систему кибернетического типа, в
которой каждый элемент детерминирован. Исследование ценозов потребовало
разработки специальных методов рангового анализа, а также новых философских
подходов в рамках третьей научной картины мира.