Эксперт № 30 (2014)

Как избавить Крым от пиков Семенов Виктор, генеральный директор ОАО «ВНИПИэнергопром»

Решая проблемы энергоснабжения Крыма, важно не только наращивать мощности в регионе, но и не снижать максимумы потребления

section class="box-today"

Сюжеты

Промышленность:

Четко просчитанный венчур

Всегда быть в тонусе

/section section class="tags"

Теги

Промышленность

Русский бизнес

Бизнес

Крым

Энергетика

/section

Отключение Крыма от энергосистемы Украины обойдется России в 130 млрд рублей. Такова оценка министра энергетики Александра Новака . За эти деньги планируется построить на полуострове две-три электростанции общей мощностью 770 МВт. Кроме того, энергосистему Крыма соединят с российской через Керченский пролив при помощи двух высоковольтных линий. Однако вряд ли этим вложения в энергетику Крыма ограничатся. Еще столько же потребуется инвестировать в увеличение мощности внутригородских электрических и тепловых сетей и инженерных систем зданий. 40 млрд рублей может пойти на прокладку газопровода с Кубани к электростанциям. Итого порядка 300 млрд рублей. Помимо этого необходимо решить вопрос собственности энергетических активов Крыма, часть которых принадлежит украинскому бизнесу. Не стоит забывать и про всегдашний рост строительных смет.

figure class="banner-right"

var rnd = Math.floor((Math.random() * 2) + 1); if (rnd == 1) { (adsbygoogle = window.adsbygoogle []).push({}); document.getElementById("google_ads").style.display="block"; } else { }

figcaption class="cutline" Реклама /figcaption /figure

Основной потребитель электроэнергии Крыма — население, а тарифы для него остаются заниженными, даже по сравнению с тарифами в остальной России. Энергетика региона полностью дотационна. В таких условиях массовое строительство новых энергетических мощностей рискует не то что не окупиться, а лечь тяжелым бременем на всю энергосистему страны, и так зажатую в тиски экономии.

Но озвученные Минэнерго планы — это стандартный экстенсивный путь. Тогда как существуют возможности для заметного сокращения затрат путем снижения пиков энергопотребления и применения современных технологий.

Десятилетия незалежности

Крым еще в советские времена был энергодефицитным регионом. Для покрытия дефицита начали строить АЭС, но после чернобыльской катастрофы завершенную на 85% стройку заморозили. А проблема нехватки энергетических мощностей на полуострове в начале 1990-х неожиданно разрешилась сама собой. Резко снизилось промышленное потребление (с 9 млрд кВт∙ч до 6 млрд), и в Крыму сложилась сбалансированная система энергоснабжения.

До 75% электроэнергии на полуостров поступало от Запорожской АЭС, а четыре крымские ТЭЦ работали по тепловой нагрузке в экономичном режиме. Электрические сети вполне обеспечивали сниженную нагрузку. Емкость украинской энергосистемы компенсировала пики и провалы электропотребления. При этом сама энергосистема Украины профицитна по электроэнергии. Это подстегнуло правительство страны целенаправленно снижать потребление газа, замещая его электричеством.

Такая политика ударила в первую очередь по тепловикам. Для ТЭЦ и котельных были введены лимиты на газопотребление. В подъездах жилых домов демонтировали батареи, ликвидировали тамбуры и устанавливали металлические неутепленные и неплотные входные двери. Похолодания в Крыму сопровождаются сильным ветром, и тепло из зданий просто выдувается, а каждый подъезд работает как огромная вытяжка. Более того, практически во всех городах было ликвидировано централизованное горячее водоснабжение. Жители вооружились электрическими калориферами и водонагревателями. Снизившееся электропотребление снова начало расти. Сказалось и стремительно возросшее использование электроэнергии для отопления рынков, магазинов, временных строений.

Нужно учитывать, что централизованные системы электроснабжения не могут без реконструкции обеспечить любую мощность любому потребителю. Каждая подстанция еще в советские годы строилась под конкретную нагрузку, и те из них, что расположены в жилом секторе, быстро оказались перегружены. Только в Севастополе при сильных похолоданиях бывает до ста отключений электроэнергии в день.

Не так быстро, но проявилась и вторая проблема — рост летнего пика электропотребления. Отдыхающие в Крыму все взыскательнее, и сдать на лето квартиру без кондиционера стало сложно. В домах, расположенных ближе к морю, владельцы квартир начали ставить сплит-системы, и пик электропотребления в жаркие дни вырос, приблизившись к зимнему максимуму. Кратно увеличились потери электроэнергии, превращающейся в тепло в сетях и трансформаторах, а отводить это тепло от энергооборудования в жаркую погоду непросто.

Сказалась и общая проблема постсоветского пространства — продажа электробытовой техники без устройств компенсации реактивной мощности. Энергосберегающие лампочки, холодильники, сплит-системы в больших объемах потребляют так называемую реактивную энергию, что приводит к дополнительной перегрузке сетей, трансформаторов и, соответственно, к частым отключениям.

В итоге Крым вновь был объявлен зоной энергодефицита, и киевские власти занялись крупными инвестициями.

В попытках самообеспечения

В Крыму стали ориентироваться на альтернативную энергетику. С начала 1990-х было построено около 90 МВт государственных ветроэлектростанций (ВЭС), а в последние годы грандиозная стройка распространилась и на солнечную энергетику. Построено около 400 МВт солнечных электростанций (СЭС), из которых 300 МВт включены в работу. Основным инвестором выступила австрийская компания Activ Solar GmbH, но корни у нее оказались украинские. «Зеленый» тариф, установленный для солнечной генерации, составил около 20 руб./кВт∙ч, а оплачивали его методом усреднения все потребители Украины. После присоединения Крыма к России и возникших из-за этого юридических коллизий СЭС были отключены от энергосистемы.

Да и в процессе эксплуатации альтернативной энергетики выявились проблемы. В частности, ВЭС негативно влияют на качество электроэнергии в общей сети. СЭС работают только днем, тогда как пик потребления приходится на 21.00 по местному времени, а объемы выработки на СЭС при большой установленной мощности оказались минимальны. Фактически ее хватает на то, чтобы жители могли нагреть горячую воду (в большинстве городов централизованное горячее водоснабжение от котельных ликвидировано).

При этом генерация на СЭС и ВЭС нестабильна и требует 100% резервирования, то есть наличия сопоставимой по мощности классической генерации. Сейчас эту проблему решает энергосистема Украины. Она поддерживает частоту в сети и покрывает до 86% пиковой нагрузки региона.

Ясно, что зависимость от украинской энергосистемы — это постоянный форс-мажор. Чтобы обеспечить независимость республики от поставляемой с Украины электроэнергии, нужно строить новую генерацию. АЭС, гидроэнергетика и уголь по разным причинам отпадают. Остается одна альтернатива — газ.

Ставка на газ

Открытое в 1991 году Глебовское подземное хранилище, накапливая газ летом, позволяло полуострову мягко проходить зимний пик газопотребления. Но пики все время повышались. Параллельно шло освоение шельфа полуострова, и, хотя Крым и смог фактически выйти на газовую самообеспеченность, возникли две новые проблемы: недостаточная пиковая пропускная система газопроводов и весьма высокая стоимость шельфового газа при заниженных тарифах на электроэнергию и тепло. В итоге, даже обеспечив себя газом, Крым так и не смог добиться рентабельной выработки электричества и тепла из него. Все действующие ТЭЦ полуострова убыточны, и для продолжения их работы необходимы существенные дотации. И весь этот клубок проблем теперь необходимо решать России.

Одной из первых российских мер стал ввоз в Крым жидкотопливных электростанции общей мощность около 500 МВт. Но дизельное топливо крайне дорого, и сейчас генерацию используют как резервную. Ясно, что решение это временное, а не системное.

Не стоит забывать и о том, что с присоединением Крыма к России есть надежда на восстановление промышленности. Параллельно благосостояние граждан будет расти, а за ним начнет повышаться потребление электроэнергии. Сегодня кондиционеры установлены только в 5% квартир, в жару крымчане предпочитают возвращаться домой после захода солнца. В ближайшее время эти простые устройства постараются поставить многие, в итоге летнее пиковое потребление вырастет и угнаться за этим пиком будет чрезвычайно сложно и дорого. Опыт Сочи показал, что и при отсутствии системного энергодефицита продолжаются многочисленные локальные отключения. В итоге, даже если все обозначенные Минэнерго планы будут реализованы в срок, все равно велик риск, что уже в среднесрочной перспективе введенных мощностей окажется недостаточно.

Распутать клубок

Модернизация Крымской энергосистемы должна базироваться не только на строительстве новой мощности, но и на борьбе с пиковым потреблением. Преимущества этой борьбы понятны: затраты существенно снижаются, электрические сети разгружаются, потребители платят меньше.

Но в российской практике это новация. Например, даже государственная программа «Энергоэффективность и развитие энергетики» написана словно про две разные цивилизации — в первом разделе мы экономим, а во втором увеличиваем мощность. В итоге и в территориальных программах потребление мощности рассматривается как что-то незыблемое, хотя методы управления спросом известны и широко применяются во всем мире.

Анализ структуры энергопотребления в Крыму и взаимовлияния потребления газа, тепловой и электроэнергии выявляет весьма простые методы снижения затрат на энергоснабжение.

Так, в крымских условиях наибольший эффект даст уменьшение использования электроэнергии для обогрева и охлаждения помещений. Конечно, эти меры нужно реализовывать совместно с муниципалитетами, что организационно сложно, но необходимо.

Во-первых, нужно восстановить теплоснабжение и утепление зданий. Во-вторых, ввести хотя бы минимальные требования энергоэффективности к объектам, обогреваемым электричеством, а параллельно стимулировать использование накопителей тепла и холода, потребляющих электроэнергию только ночью.

Для снижения летнего пика кардинальной мерой является перевод зданий на централизованное холодоснабжение с подачей охлажденной воды по существующим тепловым сетям. Понадобятся абсорбционные машины, вырабатывающие холод за счет горячей воды или сжигания газа. В прибрежных районах можно через теплообменники использовать морскую воду, имеющую на глубине относительно низкую температуру даже летом. Возможно также применение электрических агрегатов с ночным потреблением электроэнергии и аккумуляторами холода.

Конечно, эти мероприятия недешевы, но только они смогут обеспечить разгрузку электрических сетей и подстанций. Вполне реально в короткие сроки снизить максимум потребления электрической мощности в Крыму с 1434 до 1000 МВт при кратно меньших затратах на высвобождаемый киловатт в сравнении с увеличением мощности системы.

В итоге за меньшие деньги мы получим тот же результат, выиграем время и решим реальные проблемы теплового комфорта для людей.

Ставка на ТЭЦ и малую генерацию

Снижение пиков нагрузки — это лишь часть мер. Другая часть — модернизация имеющихся в Крыму ТЭЦ. Самая «молодая» из работающих сегодня в регионе электростанций была запущена в 1958 году. Все электростанции разных типов, строившиеся позже, либо не закончены, либо демонтированы, либо отключены. В итоге КПД работающих «динозавров» крайне низок.

В режиме тригенерации (одновременной выработки тепла, электричества и холода) кроется резерв эффективности южных ТЭЦ. Любая ТЭЦ будет суперэкономична только при полном использовании тепла, образующегося как побочный продукт выработки электроэнергии. Но в Крыму отопительный сезон составляет всего 120 дней, а в остальные дни существующие ТЭЦ дешевле просто отключать, что в основном и делается.

Имеющиеся ТЭЦ необходимо модернизировать, тем самым будет ликвидирован системный источник убытков. Их тепловую нагрузку можно увеличить, переведя часть котельных в пиковый режим работы, а при организации холодоснабжения сделать ее почти круглогодичной. Существующее оборудование крымских ТЭЦ может обеспечить около 200 МВт. Их мощность и выработку электроэнергии можно увеличить вдвое — при том же потреблении газа.

В результате модернизации мы получим высокоэффективные маневренные ТЭЦ с возможностью регулирования электрической мощности в большом диапазоне, не выходя из экономичного теплофикационного режима. Это особенно важно для Крыма, где ночью потребление мощности по сравнению с вечерним пиком уменьшается почти вдвое. Строительство же новых тепловых станций без режимов продажи тепла будет проигрывать закупкам электроэнергии с Украины, так как КПД таких станций в реальных режимах не превысит 40%. Они просто будут сжигать много дорогого газа.

Еще три решения — за малой генерацией. Во-первых, это ставка на завезенные в Крым жидкотопливные генераторы. Их можно использовать вместе с СЭС и ВЭС, как это уже делается в Сибири и на Дальнем Востоке; в такой паре дизели будут выступать резервом для СЭС и ВЭС. Нужно рассчитать необходимую длительность топливного режима, и, если она будет невелика, включить возобновляемую энергетику в общий энергобаланс с уменьшением потребности в новых тепловых электростанциях.

Во-вторых, распределенная генерация. Современные малые энергоцентры в сочетании с холодильными машинами и тепловыми насосами в условиях Крыма могут работать с коэффициентом использования топлива выше 200%. Особенно при использовании морской воды — неисчерпаемого источника тепла зимой и холода летом. Проблема только в том, что крупный бизнес не станет возиться с одним центром, так как удельные издержки будут чрезмерно высоки. Поэтому необходимо сформировать экономическую модель, учитывающую системные эффекты, и вывести проект из муниципального ведения на федеральный уровень с планируемой мощностью 200–300 МВт. А чтобы ускорить появление новой электрической мощности, проект можно осуществлять поэтапно, начиная с простых малых ТЭЦ, устанавливаемых вместо котельных. Ну и в-третьих — сжигание мусора.

Принципиально важно, что на создание такой энергетики благодаря оперативному использованию резервов и снижению издержек нужно меньше времени и средств. В итоге мы получим комплексное решение проблемы мирового уровня. Этим путем уже давно идут все развитые страны мира. Все системы энергоснабжения создаются не как вещь в себе, а как комплексное решение для потребителя. Добиться того, чтобы в крымских домах за доступные деньги было тепло зимой, прохладно летом и всегда светло, можно, лишь создав электростанции, которые решают весь комплекс задач, а не только вопрос со светом.