ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСА
- ОПТИМАЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ ПРЕДПРИЯТИЙ КОМПЛЕКСА
После того, как установлен состав и специализация комплекса, возникает вопрос о мощности его отдельных предприятий.
Выбору оптимальной мощности предприятий посвящено много работ ведущих советских экономистов [Л. 19, 37, 45]. В этих работах детально рассматриваются разнообразные факторы, оказывающие влияние на оптимальные мощности предприятий. Поэтому ниже мы остановимся только на чертах, характерных для энергопромышленных комплексов, возникающих на базе ГЭС. К таковым относятся: необходимость взаимосвязи интересов энергосистемы и промышленных предприятий, входящих в состав комплекса; необходимость оптимизации мощностей предприятий строительной базы и инфраструктуры в целом с учетом их использования в период эксплуатации комплекса; изменение транспортно-географических условий в связи с созданием регулирующих сооружений и образованием водохранилищ.
Правильный учет этих обстоятельств позволяет существенно повысить народнохозяйственную эффективность создаваемого энергопромышленного комплекса.
Интегрирование интересов промышленных предприятий комплекса и энергосистемы достигается благодаря оптимальному сочетанию мощности и состава предприятий — потребителей электроэнергии ГЭС с задачами гидроэлектростанции как энергоисточника с особыми системными функциями.
В данном случае в противоречие вступают два фактора:
необходимость размещения в энергопромышленном комплексе как можно более крупных производств, что диктуется нуждами и экономикой развития отрасли. Это требует значительных масс электроэнергии, которая должна вырабатываться в режиме, подчиненному режиму работы предприятий;
выполняемые энергоисточником системные функции требуют иного режима и могут ограничить количество подаваемой энергии, что может действовать в сторону снижения мощности предприятий.
Таким образом, далеко не всегда экономические интересы отрасли пли предприятия совпадают с интересами всего народного хозяйства. Часто то, что эффективно для предприятия, неэффективно для экономики в целом и наоборот. Подобные противоречия следует преодолевать путем нахождения оптимального решения с позиций народного хозяйства в целом, т. е. за счет проведения мероприятий, требующих наименьших затрат всего общественного труда, а не только наименьших его затрат в данной отрасли или на предприятии.
Приведем несколько примеров, встречающихся в практике проектирования энергопромышленных комплексов.
При рассмотрении размещения алюминиевых предприятий в Восточной Сибири на базе гидроэлектростанций Ангаро-Енисейского каскада было выявлено, что если мощность предприятия выбирать в соответствии с количеством энергии, вырабатываемой на каждой установке, единичная мощность предприятия может быть принята равной от 1 до 1,5 млн. т алюминия в год. В Средней Азии при размещении па базе наиболее дешевых гидроэнергетических ресурсов эта величина была определена в 200—400 тыс. г в год.
Алюминиевые заводы, так же, как и ряд других электроемких производств, характеризуются очень плотным графиком нагрузки и практически не имеют снижения электропотребления ни в вечернюю, ни в ночную смену. Число часов использования максимума нагрузки в год достигает 8 000.
В условиях максимального использования энергии ГЭС для производства энергоемкой продукции гидроэлектростанции должны полностью отказаться от выполнения присущих им системных функции: покрытия пиковой части графиков нагрузки, несения различных видов резервов. Это потребует снижения установленной мощности на ГЭС, что может оказаться экономически неэффективным.
Так, при использовании энергии гидроэлектростанции только для энергоемких производств, мощность должна сократиться примерно вдвое, что приведет к значительному удорожанию установленного киловатта. Вместе с тем известно, что размещение различного вида резервов на тепловых станциях, а также покрытие пиковых нагрузок тепловыми станциями связано с большими дополнительными затратами. Это обстоятельство требует в ряде случаев значительно снизить мощность заводов против той, которая могла бы быть создана при условии полного использования электроэнергии ГЭС. Кроме того, как показали проработки, сокращение мощности заводов целесообразно не только по энергетическим соображениям, но и позволяет улучшить технико-экономические показатели самих заводов.
Чрезмерное увеличение мощности завода создаст определенные трудности в обеспечении завода сырьем, организации территории, значительно усложнит коммуникационное хозяйство на заводской площадке и т. д. Все это требует дополнительных затрат и снижает эффект, достигаемый концентрацией мощностей. Расчеты показывают, что сокращение мощности алюминиевого завода примерно на 100 тыс. г позволяет в средних условиях увеличить мощность ГЭС для использования в пиковой части графика нагрузки примерно на 1 млн. квт*.
*Эта величина зависит от зоны, в которой участвует ГЭС в покрытии пиков нагрузки энергосистем.
Введение дополнительного киловатта установленной мощности на ГЭС Ангаро-Енисейского каскада требует от 20 до 40 руб. капиталовложений, в то время как на тепловых электростанциях эта величина определяется в 110—130 руб., т. е. при отказе от возложения на ГЭС режимных и резервных функций прямой ущерб в капиталовложениях составит примерно 90 млн. руб. на 1 млн. квт [(120 руб.—30 руб.) X 1000 000)].
Чтобы получить недостающие 100 тыс. т алюминия нужно вложить в дополнительную энергобазу (допустим, что это будет ГРЭС) порядка 20—30 млн. руб. Таким образом, учет системных функций ГЭС позволяет обеспечить экономию до 60—70 млн. руб.
Выбор мощности некоторых предприятий комплекса при необходимости сочетания строительного и эксплуатационного периодов лучше всего проиллюстрировать па примере лесной промышленности, предприятия которой входят в состав многих энергопромышленных комплексов северных и восточных районов страны. Как известно, мощность лесоэксплуатационных предприятий определяется объемом заготовляемой древесины.
В районах гидроэнергостроительства лесоэксплуатационные предприятия возникают с началом строительства гидросооружений или несколько ранее, когда появляется необходимость подготовить ложе будущего водохранилища, очистить его от лесной растительности. Лесоэксплуатация, производимая с этой целью, характеризуется рядом специфических условии, определяемых характером работ в зонах затопления, конфигурацией водохранилища, размещением запасов па его территории.
Одной из главных задач лесной промышленности при планировании лесосводки в зонах намечаемых водохранилищ является сохранение созданных производственных мощностей и максимальное использование их для дальнейшего развития лесозаготовок в прилегающих районах. Отсюда следует, что расчетный годовой объем лесосводки в ложе водохранилище должен быть установлен в таких размерах, чтобы созданные в период строительства ГЭС производственные мощности по лесозаготовкам в максимальной степени корреспондировали объемом последующей лесоэксплуатации.
Как показали проектные проработки, расчетный годовой объем лесозаготовок, который мог быть рекомендован для Братской ГЭС, исходя из обеспечения постоянства лесопользования, был определен примерно в 5 млн. м3. Учитывая, что трудоемкость работ по вырубке леса и лесоочистке в ложе водохранилища примерно на 20% выше трудоемкости работ по лесозаготовкам за его пределами расчетный годовой объем лесосводки в зоне затопления Братского водохранилища был установлен в размере 4 млн. м3.
Такой подход позволил значительно повысить использование мощностей лесозаготовительных предприятий.
Если раньше к использованию после проведения лесосводки в зонах водохранилищ оставалось порядка 65— 70% всех мощностей, го в районах, где мощности на период лесосводки были выбраны с учетом перспективы, процент их использования достигает 80—85.
Экономическая эффективность подобных мероприятий изложена в гл. 4.
Выше уже говорилось, что гидроэлектростанции, сооружаемые в лесных районах, создают возможность использовать богатые лесные ресурсы. Водохранилища увеличивают протяженность сплавных путей и позволяют осваивать новые недоступные до постройки ГЭС лесные массивы. С другой стороны, гидротехнические сооружения, перегораживая реки, прерывают единый сплавной путь, ограничивая сырьевую базу, которая тяготеет к данному створу, так как перевалка древесины через плотины неэкономична. Поэтому оптимальный размер лесопромышленного комплекса должен определяться объемами сырья, тяготеющего к данному водохранилищу. Проведенные расчеты показывают, что оптимальным размером намечаемых в Ангаро-Енисейском районе лесопромышленных комплексов, является такой, при котором перерабатывается 3—6 млн. м3 древесины в год. Увеличение мощности лесопромышленных предприятий сверх указанного значительно усложняет обеспечение комбината сырьем, так как связано с доставкой его из более далеких районов, чрезмерно удлиняет причальный фронт, создает трудности по сплаву, выгрузке и хранению древесины.
Оптимальный размер химических предприятий, которые возможно разместить в энергопромышленных комплексах Средней Азии, будет в значительной степени определяться затратами на доставку и очистку воды. При этом первостепенное значение будут иметь затраты па очистку воды. Это связано с тем, что затраты в схему водоснабжения предприятий определяются с учетом водо-природо-охранных мероприятий не столько стоимостью доставки воды, сколько стоимостью ее отведения. Достаточно сказать, что на 1 м3 воды, затрачиваемой па производство волокна нитрон или шелка лавсан в условиях Средней Азии, расчетные затраты (при подаче воды каналом) составляют 1,7 коп. В то же время очистка 1 м3 отведенной с этого производства воды требует свыше 3 руб. расчетных затрат. В этих условиях большое значение приобретает захоронение стоков, для чего в Средней Азии, особенно в западной ее части, имеются достаточно благоприятные условия.
В настоящее время проводятся опытные работы, позволяющие вести технологический процесс на некоторых химических предприятиях без воды. Одновременно разрабатываются методы безводной технологии охлаждения конденсата на ТЭЦ, которые являются непременным участником любого топливно-энергетического комплекса.
Здесь упомянуты наиболее видимые связи, влияющие па оптимальный размер предприятий комплекса. Вопрос о том, где граница этих связей, какие сопряженные объекты в наибольшей степени влияют на размер предприятия и т. д., зависит от конкретных условий, характерных для того или другого района.
Как правило, при создании энергопромышленного комплекса в первую очередь обосновывается мощность трех-четырех предприятий, составляющих его базу. Обычно это те предприятия, которые потребляют значительную долю вырабатываемой энергии (до 70—80%) и в наибольшей степени влияют на параметры и режим работы электростанции.
