Генсхема размещения энергообъектов скорректирована. Для чего и как?

Принятой в начале 2008 г. Генеральной схеме размещения энергообъектов потребовались изменения. О причинах и деталях ее корректировки специально для «ЭЖ» рассказывает один из ее разработчиков и ведущих специалистов страны, генеральный директор Агентства по прогнозированию балансов в электроэнергетике (ЗАО «АПБЭ»), к.э.н. Игорь Кожуховский.

По результатам мониторинга Генеральной схемы, проведенного в 2009 г., были выявлены существенные отклонения от прогнозных показателей, в том числе в части электропотребления, вводов генерирующих мощностей и выводов из эксплуатации ТЭС.

Отклонения показателей оказались настолько существенными, что потребовалась корректировка Генеральной схемы (табл. 1).

Ключевым пунктом в новой схеме стало изменение прогноза роста электропотребления в РФ. В частности, первоначальная Генсхема (до 2020 г.) предусматривала ежегодный рост на 4,1%, в скорректированной схеме (на 2010—2030 гг.) — 3,1 и 2,2% (по максимальному и базовому вариантам). В результате объем электропотребления к 2030 г. должен вырасти в 1,5—1,8 раза, что потребует значительного увеличения мощности. Этот прогноз подготовлен на основании прогноза ВВП, повышения энергоэффективности экономики и роста электронасыщенности труда.

Прогнозная динамика электропотребления основывается на структуре спроса на электроэнергию. В структуре электропотребления на период до 2030 г. сохраняется доля промышленного электропотребления в пределах 55%. Возрастает доля обрабатывающих производств.

Анализ показал, что у 52% турбин из общего количества 2180 штук общей мощностью 145,3 ГВт срок эксплуатации — от 30 до 50 лет, а у 7% турбин — более 50 лет.

Из общего количества котлов 3136 штук срок эксплуатации от 30 до 50 лет у 59%, более 50 лет — у 21% (табл. 2).

На основании проведенного анализа оборудования был сделан вывод, что продолжается «котельнизация» России, стремительно растет число мелких котельных.

Современное состояние и отдельные проблемы электроэнергетики России (показатели эффективности) приведены на графиках.

Для удовлетворения растущего спроса на электрическую энергию планируется ввести к 2030 г. 173 ГВт новых генерирующих мощностей (в базовом варианте). Ранее планировался ввод 186,1 ГВт, в максимальном варианте — 228,5 ГВт. За период с 2008 по 2030 г. предполагается вывести 67,7 ГВт. Мощность действующих электростанций и потребность в установленной мощности приведены в табл. 3.

К выводу планируется неэффективное оборудование на газе старше 50 лет, имеющее низкие параметры пара (9 МПа и ниже), и оборудование, находящееся в консервации более одного года.

Указанный объем вводов генерирующих мощностей позволит также реализовать задачу модернизации электроэнергетической отрасли, основная идея которой состоит в выводе из эксплуатации устаревшего генерирующего оборудования с заменой его на новые современные образцы.

Проект Генеральной схемы на стадии разработки рассматривался в энергетических и инфраструктурных компаниях и обсуждался широкой энергетической общественностью. 3 июня 2010 г. новая Генеральная схема в основном одобрена на заседании Правительства Российской Федерации.

К сведению

• Реконструкция существующих ТЭЦ с переходом на парогазовый цикл позволяет в 2, а в отдельных случаях и в 3 раза увеличить выработку электроэнергии на тепловом потреблении и полностью обеспечить необходимый прирост электроэнергии до 2020 г. без ввода таких мощностей на ГРЭС.

Дополнительная экономия топлива могла бы составить еще около 20 млн т условного топлива в год. «К этому следует добавить, что ТЭЦ расположены рядом с потребителями. Такое расположение позволяет сократить потери при транспортировке электроэнергии приблизительно на 3%, что принесло бы еще дополнительную экономию топлива около 10 млн т в год», — считает эксперт. Дополнительным аргументом в пользу централизованного теплоснабжения на основе ТЭЦ является более низкая стоимость тепловой энергии. Так, стоимость для населения вырабатываемого ими тепла получается в 3—4 раза ниже, чем тепла от котельных.

• Генеральная схема создает новые возможности и комфортное пространство для развития новой энергетики в России.

Предполагается, что Генсхема должна реализовываться по трем направлениям: через инвестиционные программы компаний, схему развития ЕЭС России, схемы развития электроэнергетики регионов.

Для ее реализации необходимы программа модернизации, дополняющая Генсхему, стимулирование малой и распределенной генерации, совершенствование правил рынков электроэнергии и тепла, реальный запуск пилотных проектов по новым технологиям.

• В период до 2030 г. потребность в капиталовложениях на развитие электростанций составит 9,8 трлн руб. (49% всех капитальных вложений). Потребность в капиталовложениях на сооружение электросетевых объектов оценивается в 10,2 трлн руб.

Семь принципов и идеи развития электроэнергетики,  заложенные в корректировку Генсхемы

1. Переход от политических установок к экономическим критериям оптимизации структуры мощностей

Для обоснования оптимального развития и размещения разных типов электростанций в региональном разрезе был использован критерий минимума полных дисконтированных капитальных и эксплуатационных затрат.

Ограничениями при оптимизации выступили:

1) потребность в мощности по зонам (пиковая, маневренная, базовая) исходя из характеристик перспективных графиков нагрузки;

2) прогноз ресурсов и стоимость основных видов топлива.

Структура установленной мощности в 2008-м и прогнозируемой на 2030 г. приведена в табл. 4.

Основную часть потребности в новой мощности должна будет обеспечить тепловая генерация.

2. Опережающее развитие сетевой инфраструктуры (базовый вариант)

Суммарная протяженность электрических сетей напряжением 330 кВ и выше к 2030 г. должна составить 108 000 км (рост на 53 000 км), трансформаторная мощность — 330 000 МВА (рост на 165 000 МВА).

До 2020 г. необходимо ввести 25 500 км ВЛ 330 кВ и свыше. В период 2010—2020 гг. требуется ввести 9500 км ВЛ 330 кВ и свыше для выдачи мощности новых общесистемных станций, 16 000 км ВЛ 330 кВ и свыше для усиления межсистемных и межгосударственных связей и повышения надежности электроснабжения потребителей.

Планируемая к реализации модернизация электросетевого комплекса позволит снизить показатели потерь электроэнергии в сетях с 12% в 2010 г. до 8% в 2030 г.

3. Оптимальное сочетание крупных системообразующих и локальных (распределенных) источников мощности

Предполагается сочетание двух тенденций: развитие ЕЭС России (в том числе крупной системной генерации) и распределенной генерации. Объем вводов распределенной генерации оценивается в объеме 5% суммарной потребности во вводах.

обратите внимание

4. Сохранение незначительного опережения темпов развития угольной генерации

В кратко- и среднесрочной перспективе газовая генерация остается более эффективной по сравнению с угольной, ожидать масштабного развития угольной генерации в России можно только после 2020—2025 гг.

Рост платы за выбросы и возможное введение платы за СО₂ сделает производство электроэнергии на угле по традиционным технологиям еще более неконкурентоспособным. Необходимо внедрение чистых угольных технологий — ЦКС, ССКП, генерации на основе газификации угля. Структура топливного баланса приведена на диаграмме.

5. «Принудительная» модернизация

В качестве основных экономических механизмов и стимулов предполагается использовать долгосрочный рынок мощности, договоры на предоставление мощности, рост цен на газ, рост экологических платежей.

Наравне с экономическими стимулами должны быть задействованы административные механизмы:

• принятие технических регламентов, определяющих требования к эффективности энергетического оборудования, в том числе предельные сроки эксплуатации устаревшего оборудования;
• разработка и принятие программы модернизации электроэнергетики, реализующей и конкретизирующей положения Генеральной схемы применительно к модернизации действующего энергетического оборудования.

обратите внимание

6. Переход от раздельного производства электроэнергии и тепла преимущественно к когенерации

Перевод котельных в режим когенерации может обеспечить рост производства электроэнергии до 500 млрд кВт·ч. Типовое решение состоит в замене котельных на ГТУ-ТЭЦ и ПГУ-ТЭЦ в сочетании с тепловыми насосами, переводе существующих котельных в пиковые режимы.

Для реализации данного принципа необходимо провести комплексную модернизацию систем централизованного теплоснабжения и тепловых сетей. Для когенерации необходима и новая модель регионального рынка, поскольку электроэнергия и тепло, производимые в режиме когенерации, должны продаваться на едином региональном рынке энергоснабжения территории электроэнергией и теплом.

Развитие когенерации в городах позволит повысить коэффициент полезного использования топлива до 85%, изменить потребности в топливе, вовлечь в теплоэнергетику местные виды топлива, улучшить экологию городов и поселений.

7. Инновационное развитие

Инновационное развитие включает в себя:

1) определение перспективных технологий:

• переход на парогазовый цикл, вывод из эксплуатации устаревшего паросилового оборудования, освоение выпуска газовых турбин мощностью 65—350 МВт и ПГУ на их основе 400—800 МВт;
• переход на чистые угольные технологии (суперсверхкритические параметры пара, циркулирующий кипящий слой, ПГУ с газификацией угля);
• развитие систем конгенерации на базе высокоэффективных ПГУ-ТЭЦ (с удельной выработкой электроэнергии на тепловом потреблении 1200—1500 кВт·ч/Гкал);
• минимизация типоразмерного ряда оборудования, модульные поставки, типовое проектирование;
• создание пилотных интеллектуальных активно-адаптивных (SMART GRID) сетей;

2) планирование и стимулирование создания демонстрационных объектов;

3) развитие отечественного энергомашиностроения, электротехпрома, проектной деятельности. Генсхема дает основу для формирования долгосрочной потребности в энергетическом оборудовании. Например, по газовым турбинам (ГТ) на период с 2010 по 2020 г. потребуется 53 ГТ мощностью 60—80 МВт и 70 ГТ мощностью 100—160 МВт. На период 2021—2030 гг. — 25 ГТ и 62 ГТ соответственно. В совокупности на 20 лет с 2010 по 2030 г. — 78 ГТ и 132 ГТ соответственно.

Результаты мониторинга* реализации Генеральной схемы, утвержденной в 2008 г. (показатели за период с 2006 до 2020 г.) (таблица 1)

* Мониторинг — это прогноз развития отрасли исходя из существующих тенденций.

Оборудование ТЭС России (таблица 2)

Источник: данные формы Росстат 1-ТЕП

Мощности действующие и требуемые, ГВт (таблица 3)

Структура установленной мощности (таблица 4)