Развитие генерирующих мощностей ЕЭС России и условия топливообеспечения электростанций в период до 2020 г.
Чемоданов В. И., Бобылева Н. В., Челнокова Н. Г., Соколова Н. Ю.
Работы по формированию и развитию Единой энергосистемы, начиная с момента создания института Энергосетьпроект в 1962 г., были важнейшими в его деятельности.
При выполнении крупных комплексных работ по развитию ЕЭС приходится решать большое количество проблем и вопросов, включая оценку спроса на электрическую и тепловую энергию, структуру и режимы работы различных типов электростанций, топливообеспечения генерирующих источников на органическом топливе, развитие электросетевого хозяйства и др.
ч
Рис. 1. Существующее состояние электроэнергетики:
а - структура установленной мощности электростанций России в 2000 г.; б - структура производства электроэнергии на электростанциях России в 2000 г.; в - расход органического топлива централизованными тепловыми электростанциями России в 2000 г. (в миллионах тонн условного топлива)
На современном этапе развития обострились проблемы топливообеспечения электростанций, в привлечения в топливный баланс различных видов органического топлива, что делает необходимым проведение анализа изменения перспективной структуры генерирующих мощностей в увязке с их топливообеспечением.
Показатели, характеризующие существующее состояние электроэнергетики, приведены на рис. 1.
Установленная мощность электростанций России и структура генерирующих мощностей за последние 10 лет практически не изменилась и на 1/1 2001 г. составила 212,8 млн. кВт, в том числе 21,3 млн. кВт (10%) АЭС, 44,3 млн. кВт (более 20%) ГЭС и 147,2 млн. кВт (около 70%) ТЭС.
С 1999 г. впервые за последние десять лет наметился устойчивый рост абсолютных объемов электропотребления. За 2000 г. прирост электропотребления составил 3,8%, или 30,6 млрд. кВт-ч, а общий объем спроса на электроэнергию - 863,7 млрд. кВт-ч. Увеличение спроса на электроэнергию наблюдалось во всех отраслях промышленности и экономики: в промышленности - на 4%, в транспорте - на 0,5%, в строительстве - на 11,4%.
Производство электроэнергии по России в целом в 2000 г. составило 877,8 млрд. кВт-ч, в том числе АЭС - 129 млрд. кВт-ч, ГЭС - 165,4 млрд. кВт-ч, ТЭС (с блок-станциями и децентрализацией) - 583,4 млрд. кВт-ч. Рост производства по отношению к 1999 г. на АЭС составил 7,5%, на ТЭС - 3%, на ГЭС - около 2%.
Объем экспорта электроэнергии из ЕЭС России в 2000 г. составил 14 млрд. кВт-ч, в том числе в дальнее зарубежье порядка 5 млрд. кВт-ч, в страны ближнего зарубежья - около 9 млрд. кВт-ч.
В 2000 г. топливопотребление на ТЭС страны составило 277,2 млн. т условного топлива, в том числе : 176,3 млн. т газа, 79,6 млн. т угля и 14,5 млн. т мазута. На ТЭС РАО “ЕЭС России” и AO-энерго израсходовано 243,2 млн. т условного топлива, в том числе: 155,5 млн. т газа, 74,4 млн. т угля и 12,5 млн. т мазута. При этом потребление угля на ТЭС увеличилось по сравнению с 1999 г. на 10%, а газа только на 2%. Потребление нефтетоплива снизилось на 20%. В структуре топлива, потребленного на ТЭС в 2000 г., доля газа осталась на прежнем уровне - 64%, доля угля увеличилась с 29 до 31 %, доля мазута уменьшилась с 7 до 5%.
Рис. 2. Изменение структуры производства электроэнергии
На этом топливе тепловыми электростанциями РАО “ЕЭС России” и AO-энерго в 2000 г. было выработано 534,6 млрд. кВт-ч электроэнергии (на 17,1 млрд. кВт-ч больше по сравнению с 1999 г.), отпущено 530,3 млн. Гкал тепла (на 6,7 млн. Гкал меньше, чем в 1999 г.).
По сравнению с максимальным потреблением топлива в 1990 г., в 2000 г. на ТЭС сократилось потребление всех основных видов топлива, но в наибольшей степени природного газа - более чем на 42 млрд. м3.
По итогам 1999-2001 гг. в электроэнергетике России появился или получил дальнейшее развитие ряд положительных тенденций, к наиболее значимым из которых можно отнести:
Единая энергетическая система работала устойчиво, сохранялась параллельная работа с энергосистемами Балтии, Белоруссии, Украины, ОЭС Казахстана и ОЭС Сибири;
повысилось качество электроэнергии: среднее значение частоты электрического тока в 2000 г. составило 49,99 Гц (в 1998 г. - 49,92 Гц), а число технологических сбоев оборудования за этот же период времени сократилось на 25%;
улучшилась ситуация по расчетам с поставщиками топлива.
В то же время работа ЕЭС России осложнялась рядом серьезных проблем:
- В 2001 г., как и в предыдущие годы, в трудных условиях проходит обеспечение электростанций топливом. Доля расхода газомазутного топлива на ТЭС составляет 70% в целом по стране и 85% - по европейским районам, а доля угля и прочих твердых видов топлива на ТЭС европейских районов не превышает 15%. Это ставит топливо- обеспечение электростанций в зависимость от бесперебойности поставок газа в необходимых для отрасли объемах. Поставки всех видов топлива осложнялись систематическими неплатежами потребителей за поставленную электрическую и тепловую энергию, что приводило к недоплатам энергетиков за газ, мазут и уголь, и, следовательно, к систематическим ограничениям по газу, недопоставкам угля и мазута особенно на ТЭС РАО “ЕЭС России”. Эти обстоятельства приводили к недопустимым сработкам запасов топлива.
- Нарастает процесс физического и морального старения генерирующего и электросетевого оборудования. В настоящее время выработали ресурс 34 млн. кВт, или 16% мощности электростанций России, в том числе ГЭС - 22 млн. кВт, ТЭС - 12 млн. кВт. Особенно сложная ситуация складывается со старением ГЭС в европейской части страны, где они обеспечивают более 20% потребности в электрической энергии. При этом необходимо иметь в виду, что основные фонды в электроэнергетике самортизированы более чем на 50%, что снижает финансовые ресурсы для замены устаревшего оборудования. Нарастание объема износа оборудования и отсутствие возможности его восстановления вводит энергетику в зону повышенного риска технологических отказов и аварий не только оборудования, но и систем автоматического регулирования, релейной защиты и противоаварийного управления
3. Недостаточная пропускная способность электрических сетей в ряде регионов России приводит к ограничению использования мощности и электроэнергии ряда электростанций, снижает надежность электроснабжения потребителей и выдачи мощности электростанций:
Рис. 3. Потребность в топливе ТЭС России (по первому варианту)
отсутствует возможность выдачи мощности тепловых электростанций Сибири и, в первую очередь, мощности Березовской ГРЭС-1, использующей дешевые канско-ачинские угли, в европейскую часть страны, а также использования в этих регионах свободной мощности сибирских ГЭС;ограничивается использование мощности и электроэнергии Саяно-Шушенской ГЭС, Печорской ГРЭС и Кольской АЭС;недостаточная пропускная способность электрической сети снижает надежность электроснабжения потребителей Карельской энергосистемы, северной части Кольской энергосистемы, энергосистемы Коми, Бурятской, Читинской и Дальневосточной энергосистем.
- Проведение государством политики сдерживания цен на продукцию электроэнергетики по сравнению с ценами на промышленную продукцию и ценами на органическое топливо привело к непропорционально быстрому увеличению себестоимости производства электроэнергии и тепла, которое не компенсировалось адекватным ростом тарифов на электро- и теплоэнергию. Сохранение перекрестного субсидирования разных категорий потребителей создает дополнительную нагрузку на промышленных потребителей продукции электроэнергетики, что еще более усугубляет кризис неплатежей.
Энергетическая стратегия России на период до 2020 г., основные положения которой одобрены решением Правительства РФ в ноябре 2000 г., ориентирована на сценарий экономического развития страны, предполагающий форсированное проведение социально-экономических реформ с темпами роста производства валового внутреннего продукта 5 - 6% в год и соответствующим устойчивым ростом электропотребления порядка 3% в год. В результате, потребление электроэнергии достигнет в 2010 г. 1135 млрд. кВт ч, а в 2020 г. - 1545 млрд. кВт-ч. Соответственно уровень максимального потребления электроэнергии 1990 г. будет превышен уже в 2010 г. на 6%.
Эта тенденция характерна для европейских регионов России, включая Урал. В регионах Сибири и Дальнего Востока, учитывая сохранение их сырьевой ориентации и инвестиционную привлекательность, намечаются более высокие темпы роста уровня электропотребления.
В соответствии с Энергетической стратегией России (с учетом увеличения эффективного экспорта электрической энергии) к 2010 г. производство электроэнергии должно достичь 1168 млрд. кВт-ч, а к 2020 г. - 1620 млрд. кВт-ч. При этом намечается значительный рост производства электроэнергии: на АЭС - со 129 млрд. кВт-ч в 2000 г. до 335 млрд. кВт-ч в 2020 г., в том числе в европейской части страны, включая Урал, до 326 млрд. кВт-ч.; на ГЭС - со 165,4 млрд. кВт-ч в 2000 г. до 216 млрд. кВт-ч в 2020 г. в основном за счет освоения гидроресурсов сибирского и восточного регионов страны (рис. 2).
Ожидается, что производство и отпуск тепла от электростанций по сравнению с 2000 г. увеличится в меньшей степени: на 15% к 2010 г. и на 35% к 2020 г., что обусловлено предполагаемой реализацией большого потенциала теплосбережения и изменением технологий производства в ряде теплоемких отраслей промышленности. При этом уровень отпуска тепла от электростанций 1990 г. не будет достигнут до конца рассматриваемого периода.
Рис. 4. Структура ввода энергетических мощностей
