Энергосистема — это, пожалуй, самый сложный технологический комплекс, созданный человечеством. Российская ЕЭС имеет практически вековую историю, и сегодня она удовлетворяет главному требованию — надежности. Но в то же время в отрасли есть множество проблем, создающих очаги неэффективности.
Единая энергосистема России сегодня насчитывает 232,5 ГВт установленной мощности и по этому показателю занимает пятое место в мире. Впереди Китай с 1300 ГВт мощностей, США (около 1100 ГВт), Индия (258 ГВт) и Япония (240 ГВт). При этом в Китае, например, есть шесть фактически отдельных региональных энергетических систем, что повышает риски локальных дефицитов электроэнергии. КНР пытается объединить их в единый комплекс, разворачивая строительство десятка сверхкрупных ЛЭП. В России же все 69 региональных энергосистем работают в синхронном режиме.
Сетевое хозяйство ЕЭС России насчитывает более 10 700 линий электропередачи класса напряжения 110–1150 кВ. Есть связи с соседними странами: параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы Белоруссии, Эстонии, Латвии, Литвы, Грузии, Азербайджана, Казахстана, Украины и Монголии. Через преобразовательные устройства постоянного тока есть связи с Финляндией и Китаем.
Сегодня ЕЭС России состоит примерно из 700 крупных электростанций. Ее основу составляют крупные тепловые электростанции (158,4 ГВт), АЭС (26,2 ГВт) и ГЭС (47,7 ГВт). Ежегодно все станции вырабатывают около одного триллиона кВт•ч электроэнергии.
Вековая история
История российской энергетики ведет своей отсчет с 1913 года, когда в Пятигорске легендарный ученый Михаил Шателен организовал первую в мире гибридную энергосистему из тепловой электростанции (Пятигорской дизельной) и ГЭС «Белый уголь». Важной вехой считается 22 декабря 1920 года — день принятия плана ГОЭЛРО. Эти буквы — аббревиатура Государственной комиссии по электрификации России, которая разработала грандиозный по тем меркам план строительства 30 генерирующих электростанций, а также масштабного промышленного комплекса для обеспечения этих проектов. План ГОЭЛРО был перевыполнен по всем основным показателям: через 15 лет (к 1935 году) вместо 30 было построено 40 электростанций, причем 14 из них — мощностью более 100 МВт. Установленная мощность всех ТЭС и ГЭС страны составила 6,9 ГВт. По производству электроэнергии Советский Союз занял второе место в Европе и третье в мире. Промышленное развитие продолжалось, и к 1940 году мощность электростанций страны практически удвоилась — до 11,2 ГВт.
Годы Великой Отечественной войны стали периодом тяжелых испытаний для советской энергетики. Соломон Совалов, доктор технических наук и заслуженный энергетик СССР, пишет в книге «История создания и развития Единой энергетической системы»: «Было полностью разрушено энергетическое хозяйство Украины, Белоруссии, прибалтийских республик и ряда западных районов РСФСР. Оборудование многих электростанций было демонтировано и вывезено на восток. В наиболее тяжелый первый период войны установленная мощность электростанций снизилась более чем в два раза по сравнению с довоенным уровнем». Но уже во второй период войны энергетический комплекс начал восстанавливаться, и к 1946 году суммарная мощность электростанций достигла довоенного уровня. После войны в Советском Союзе было завершено строительство первой в мире атомной электростанции — Обнинской АЭС мощностью 5 МВт, запущенной в эксплуатацию в 1954 году.
В течение следующих 30 лет в стране появились все те станции, которые сегодня составляют костяк ЕЭС: огромные Саяно-Шушенская, Красноярская и Братская ГЭС, одна из крупнейших в мире тепловых электростанций — Сургутская ГРЭС-2, целый «веер» атомных станций. Были запущены такие уникальные для нашей энергосистемы объекты, как экспериментальная Кислогубская приливная электростанция, остающаяся единственной ПЭС в России, и геотермальная Паужетская электростанция на Камчатке.
Все эти годы велась работа по формированию региональных, а затем объединенных энергосистем и соединению их между собой. Началом формирования Единой энергосистемы считается включение 30 апреля 1956 года первой цепи линии электропередачи 400 кВ Куйбышев—Москва и соединение на параллельную работу энергосистем двух удаленных одна от другой зон европейской части страны (Центра и Средней Волги).
ЕЭС России изначально строилась с прицелом на создание единого технологического комплекса с централизованным управлением, и в этом ее отличие от энергосистем многих других стран. «Например, в США и странах Европы создавались отдельные энергозоны с собственной экономикой процесса, и лишь затем при объединении они договаривались о принципах технологического взаимодействия», — рассказали в «Системном операторе ЕЭС».
Признаки стагнации стали проявляться в электроэнергетике страны в 1980-х годах. В 1990-е годы, в период общеэкономического кризиса в России, на фоне падения спроса на электроэнергию процесс обновления мощностей практически прекратился. Это стало причиной запуска процессов реформирования отрасли, которые привели к разделению конкурентных и монопольных видов деятельности, уходу государства из части генерации и сбыта электроэнергии. Был создан конкурентный рынок электроэнергии и мощности. Реформа электроэнергетики до сих пор вызывает у экспертов споры насчет ее целесообразности, но фактом остается то, что она позволила запустить процессы повышения эффективности компаний и существенно увеличила объемы инвестиций в отрасль. Впервые за много лет начались массовое строительство новых электростанций, реконструкция подстанций, сооружение новых ЛЭП.
По данным «Системного оператора ЕЭС», в 2014 году в России был введен рекордный объем генерирующего оборудования в постсоветской истории российской энергетики — 7,3 ГВт. Больший объем генерации в границах Единой энергосистемы России в последний раз был зафиксирован в 1985 году, когда в эксплуатацию было введено более 8,5 ГВт, в том числе три энергоблока Курской, Смоленской и Балаковской атомных электростанций мощностью 1000 МВт каждый.
В минувшем году электроэнергию в сеть начали выдавать более 20 новых единиц оборудования в объединенных энергосистемах Центра, Урала, Юга и Сибири. Наиболее крупные из них — блок № 3 Ростовской АЭС, парогазовые установки (ПГУ) на Няганской ГРЭС, Череповецкой ГРЭС, ТЭЦ-16 «Мосэнерго», Южноуральской ГРЭС-2, Нижневартовской ГРЭС, три гидроагрегата Богучанской ГЭС.
Аварийная ситуация
Ликвидировав проблему потенциального дефицита мощностей, энергосистема встретилась с «обратной стороной медали»: генерации стало слишком много. На конкурентном отборе мощности (КОМ) в 2014 году «лишними» оказались около 15 ГВт. Строго говоря, по итогам КОМ можно лишь условно судить об объеме действительно лишних электростанций, но вопрос процедуры вывода или консервации энергоблоков встал перед отраслью, как говорится, «ребром».
При этом избыток неэффективных мощностей — далеко не единственная проблема, которая есть сегодня в отечественной энергетике. Существует также проблема «безответственного прогнозирования» потребления — когда при планировании развития энергосистемы владельцами объектов или местными властями закладываются завышенные прогнозы, под них энергетиками строится инфраструктура, а в результате она не используется с полной отдачей. А если смотреть с системного уровня, то ключевой проблемой является отсутствие нормативной регламентации технологической деятельности. В последнее время в ЕЭС растет число аварий, обусловленных технологическим несоответствием нового оборудования параметрам и требованиям российской энергосистемы. Например, из-за некорректной работы управляющей автоматики, настроенной на основании регламентов европейских системных операторов, которые не соответствуют требованиям ЕЭС России, в августе 2013 года (а перед этим и в 2011 году) были остановлены парогазовые энергоблоки Калининградской ТЭЦ-2 и без электричества на несколько часов остались более 640 тыс. человек.
На другом уровне лежат вопросы регулирования и распределения выручки, получаемой с потребителей. Несовершенные правила конкурентного отбора мощности, отсутствие процедур по выводу и консервации лишних энергоблоков, завышенные инвестпрограммы сетей, дополнительная нагрузка из-за развития ВИЭ, «зависшие» проблемы в теплоснабжении — все это приводит к тому, что в электроэнергетике остается множество очагов неэффективности. Неудивительно, что средний бизнес уже много лет развивает собственную генерацию, решив, что проще один раз построить небольшую электростанцию для себя, чем жить в условиях перманентного и мало предсказуемого роста платежей.
«С точки зрения экономики в электроэнергетике есть несколько крайне важных проблем, — рассказал аналитик Deutsche Bank Дмитрий Булгаков. — Неэффективность инвестиций в сетевом комплексе (около 250 миллиардов рублей в год), рост цены на электроэнергию для конечных потребителей из-за высокой сетевой валовой выручки». Также требует решения проблема ухода крупных промышленных потребителей с оптового рынка и от распределительных компаний через строительство своих генерирующих мощностей и разрыв договора последней мили — эта тенденция приводит к росту нагрузки на прочих потребителей и перекладыванию сетевой необходимой валовой выручки на меньшее потребление.
Со второй половины 2014 года в отрасли растут долги по всей цепочке. «В условиях роста стоимости ставок по кредитам потребителям стало экономически выгодно кредитоваться за счет электроэнергетики, — отметила Наталья Порохова, главный эксперт Центра экономического прогнозирования Газпромбанка. — Поэтому вновь обострилась проблема неплатежей. Долги на рынках электроэнергии и тепла нарушают финансовую устойчивость компаний сектора и ограничивают возможности для инвестирования».
Надежная работа
В то же время главное, что характеризует работу отрасли, — это надежность. В энергосистеме одновременно непрерывно взаимодействуют, влияя друг на друга, сотни крупных, тысячи средних и миллионы мелких объектов и устройств. В таком сложном комплексе неизменно происходят аварии и технологические нарушения. По данным «Системного оператора», в течение 2014 года в среднем 1,5% от установленной мощности российских электростанций ежемесячно находилось в аварийном ремонте. В осенне-зимнем периоде-2013/14 (данных за этот год пока нет) произошла 21 авария, оказавшая заметное влияние на энергосистему в целом.
Но в то же время потребители этих инцидентов практически не замечают. Надо признать, что в России, при всех сложностях в работе Единой энергетической системы, давно не было аварий, в результате которых без света оставались миллионы человек.
Как, например, в США в августе 2003 года, когда из-за короткого замыкания на ЛЭП в результате каскадной реакции без электроэнергии остались более 50 млн человек, причем часть людей сидели без света более недели. В Бразилии в 2009 году нарушение электроснабжения также затронуло более 50 млн человек. В Индии в 2012 году на момент пика энергетического кризиса без электроэнергии оставались более 600 млн жителей страны. Не работало метро в Дели, пассажиров выводили со станций пешком. Выключились городские светофоры, было приостановлено движение сотен поездов. Этот сбой называли самым крупным в мировой истории: без света осталась примерно десятая часть населения Земли...
Так что можно сказать, что российская энергосистема почти что за сто лет своей жизни доказала и продолжает доказывать свою жизнеспособность. Ну а грядущие инновационные изменения непременно пойдут на пользу и производителям, и потребителям энергии.