Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

Энергетическая революция: проблемы и перспективы
 

Энергетическая революция: проблемы и перспективы

Колташов В. и др.

 

 

Кризис российской электроэнергетики

Современное состояние российской электро­энергетической отрасли является отражением общего системного кризиса отечественной науки, образования и промышленности. При этом оно неот­делимо от мирового экономического кризиса и кри­зиса в энергетике, как его составной части.

Кризис в российской энергетической сфере во многом обусловлен еще ее приватизацией. Особое значение имеют те формы, которые прива­тизация приняла. РАО ЕЭС, будучи больше заин­тересовано в получении прибыли, чем в развитии отечественной энергетики, во многом «выплывало» за счет советских мощностей, разработок и спе­циалистов с советским же образованием. Но дан­ный запас прочности оказался не бесконечен, что наглядно показала авария на подстанции Чагино в мае 2005 года, когда половина Москвы оказалась без света.

В 2008 году РАО ЕЭС подверглась реструкту­ризации. Принимавшие это решение чиновники из Минэнерго ссылались на западный опыт, когда генерацией, распределением и продажей электроэнергии занимаются различные компании. Появились отдельные компании по генерации (ОГК — объединенные генерирующие компа­нии), дистрибуции (ФСК — Федеральная сетевая компания для линий электропередачи напряже­нием более 220 кВ, и МРСК — межрегиональные сетевые распределительные компании для ЛЭП напряжением менее 220 кВ) и продаже электро­энергии. Например, в Москве продажей электро­энергии занимается Мосэнергосбыт. Отдельно для ГЭС была организована государственная ком­пания РусГидро. Одним из первых итогов данной реструктуризации стала замена специалистов-ИТР на «эффективных менеджеров». Последствия не заставили себя ждать.

17 августа 2009 года на Саяно-Шушенской ГЭС произошла крупная авария. В результате катастрофы погибло 75 человек. Был нанесён серьёзный ущерб оборудованию и помещениям станции. Ее работа по производству электроэнергии оказалась приостановленной. Саяно-Шушенская авария отразилась на экологической ситуации в акватории, прилегаю­щей к ГЭС, на социальной и экономической сферах региона. В результате проведённого расследования непосредственной причиной аварии было названо усталостное разрушение шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата, что привело к её срыву и затоплению машинного зала станции. За фор­мулировкой «усталостное разрушение» кроется следующее: среди «неэффективных» технических специалистов, не вписавшихся в новую парадигму и оставшихся за бортом, оказались, в том числе, спе­циалисты по прочности металлов. Изношенное обо­рудование не ремонтировалось и не модернизиро­валось вовремя. Это и привело к аварии. Подобные специалисты остались, в крайне малом количестве, только в отдельных НИИ, или же, в тех ОГК, которые были приватизированы с участием иностранного капитала, такие специалисты приглашаются из-за рубежа.

Когда чудом оставшиеся «динозавры»-специалисты увидели, в каком состоянии находилось оборудо­вание Саяно-Шушенской ГЭС, они пришли в ужас. Ресурс металла был выработан чуть ли не двадцать лет назад. Приток молодых специалистов в россий­скую энергетику невысок, а кризис образования ста­вит под вопрос если не само существование техни­ческого, в частности, энергетического, образования в России, то его качество. Такой подход бюрокра­тии, представляющей интересы сырьевых корпора­ций, к сохранению и умножению кадров вскрывает узкий потребительский подход к электроэнергетике страны. Государством и монополиями она не рассма­тривается как самоценная отрасль, имеющая собст­венный потенциал развития. Разрушение ее образо­вательной и научной базы препятствует развитию не только энергетики, но и всех отраслей индустрии.

Саяно-Шушенская ГЭС — лишь самый вопи­ющий пример деградации российской электроэнергетики. 19 апреля 2011 года на ТЭЦ-2 города Ярославля произошла авария. Причиной аварии стала поломка барабана котла-утилизатора (КУ). А причина поломки была очень проста: по ГОСТ срок службы барабана КУ может составлять 40 лет. Руководствуясь этой нормой, а также экономиче­скими соображениями (дороговизна техники и др.), оборудование заставляют служить до последнего предела. В случае обнаружения трещин в барабане КУ в первый раз их заваривают, и барабан про­должает работать. В случае повторного обнаруже­ния трещин поступают точно так же. Но повтор­ное растрескивание свидетельствует об усталости металла и необходимости срочной замены обору­дования. Итогом игнорирования этого требования и стала авария в Ярославле. В данном случае всё обошлось — никто не пострадал. Но так бывает не всегда, а финансовые последствия подобных аварий перекрывают любую «экономию».

Плохое состояние оборудования ТЭЦ, прак­тически необновлявшегося в течение последних 20 лет, приводит к росту аварийных ситуаций и риску возникновения техногенных катастроф. Основные мощности ТЭЦ вводились в 1950 — 1960-е годы прошлого века. Пик ввода приходится на 1959 — 1988 годы — в этот период было введено 75,5% всей установленной мощности современных ОГК и ТГК. За последние 20 лет введено всего 16,2 % мощности. Если в 60-е годы вводилось 6 — 7 ГВт мощ­ностей в год, то в последние 10 — 15 лет — 1 — 1,5 ГВт. В 2009 году был введен всего 1 ГВт. 2010-2011 годы ситуация к лучшему не изменилась. Вводимых мощ­ностей недостаточно даже для компенсации вывода из эксплуатации устаревшего оборудования.

Высокая степень изношенности основного обо­рудования ТЭС приводит к снижению его эффективности: КПД ТЭС в России составляет 36,6%, а в развитых странах — 39 — 41,5%, технические параметры пара российских ТЭС, включая давление и температуру, также уступают аналогичным пока­зателям в мире. На фоне высокого износа обору­дования растет энергопотребление, следовательно, увеличивается нагрузка. Это приводит к росту ава­рийных ситуаций, риску возникновения техноген­ных катастроф. За 2010 год прирост аварий на ТЭЦ России составил 13% по сравнению с аналогичным периодом 2009 года.

Себестоимость производства 1 кВт·ч электро­энергии в России составляет от 0,60 до 1,20 руб. Потребители электроэнергии платят примерно 5 — 6 руб. за 1 кВт·ч. Они перекрывают себестоимость энергии на 300 — 900%, обеспечивая компаниям огромную прибыль. Теоретически подобная немалая дельта позволяет ремонтировать инфраструктуру и обновлять оборудование. Но вносимые потребителями электроэнергии деньги зачастую уходят по раз­личным коррупционным схемам, выводятся из энер­гетического сектора в другие компании. Серьезный ремонт электроэнергетической инфраструктуры осуществляется только post factum, после аварий той или иной степени серьезности.

Один из самых ярких примеров «нечистых схем» можно было наблюдать в Москве несколько лет назад. В порядке эксперимента тогдашний сто­личный мэр Юрий Лужков предложил, чтобы в двух московских округах продажей электроэнергии насе­лению занимался не Мосэнергосбыт, а другая компания. Цены на электроэнергию возросли вдвое. Как затем выяснилось, Лужков и его родственники имели в той компании свой интерес. «Эксперимент» прекратили, но история характерна.

Национализация энергетики и централизованная комплексная реорганизация системы на этой основе даже не рассматривается властями в каче­стве рецепта спасения отрасли. Решения ищутся в другой плоскости: крупные предприятия все чаще обзаводятся автономными источниками энергии (мини-ТЭС, котельные, газопоршневые агрегаты), видя в этом решении экономическую целесообразность и гарантию надежного бесперебойного электропитания. Обычным потребителям остается только платить все больше за электроэнергию или искать пути автономной генерации. В сельских районах многие приобретают бензиновые элек­трогенераторы. Популярность данных агрегатов ограничивается их ценой, ценой бензина, плохой экологичностью — шумом, загрязнением воздуха продуктами горения бензина, и прочими обстоя­тельствами, но никак не отсутствием необходимости в них. Все это «раздробление отрасли» является ито­гом ее глубокого кризиса и разрушения.

«Распад связи времен» остается одним из наи­более ярких выражений кризиса российской энергетики. Молодежь стала проявлять больше инте­реса к техническим факультетам, но налицо другая проблема — старение преподавательских кадров. Обновление его невозможно во многом из-за чрезвычайно низкой оплаты. Благодаря неолиберальному курсу правительства система образования разру­шается, и качество подготовки молодых специали­стов снижается. В основном современные молодые специалисты нацелены на работу либо в предста­вительствах западных компаний, либо за границей. Многие вынуждены трудиться не по специальности. Студентам зачастую приходится работать, что плохо отражается на уровне их итоговой подготовки.

На сегодняшний день производство тур­бин в России практически остановилось. Вымер Уральский турбинный завод, изготавливавший тур­бины высокой мощности. Идет постепенное вымира­ние Калужского турбинного завода (турбины малой мощности). На место старых специалистов не прихо­дит достаточно молодых. Отечественная школа про­ектирования энергетического оборудования практически разрушена. В некоторых отраслях (например, химводоочистка) кризис был заложен ещё в совет­ское время: отрасль практически не развивалась, и когда на рынке появилось более качественное и современное западное оборудование, отечествен­ные ХВо-установки не смогли с ним конкурировать. Чуть лучше ситуация с проектированием и изготов­лением котлов-утилизаторов.

Неудивительно, что на подобном фоне на рос­сийском энергетическом рынке активизировались западные компании. Первой ласточкой стало стро­ительство блока № 8 московской ТЭЦ-26 франко- швейцарской фирмой Alstom. Заказчиком строи­тельства выступило Мосэнерго. Строительство было закончено весной этого года. Мосэнерго не было довольно затягиванием сроков строительства и несовпадением западных стандартов (ASME, DIN и т.д.) с российскими ГОСТ, из-за чего приходи­лось тратить много времени на их согласование. В настоящее время Alstom практически свернул работу в России. Западные компании ожидают, что в не столь отдаленном времени их будут чаще привлекать для проектирования и строительства в России, поскольку оборудование уже и так прак­тически повсеместно закупается за рубежом.

На конференции, посвящённой повыше­нию надёжности и увеличению ресурса работы оборудования, в ноябре 2011 года прошедшей во Всероссийском теплотехническом институте, доклады были в основном посвящены именно западному оборудованию (Siemens, GE, Kawasaki). Колоссальные интеллектуальные усилия были при­ложены к поиску возможностей обоснования как можно большего продления работы оборудования. То, что данная картина символизирует полнейший упадок энергетики, осталось незамеченным даже большинством докладчиков. С другой стороны, это указывает на подход компаний к энергетике как способу извлечения капитала из созданных прежде предприятий.

Российский энергетический бизнес не демон­стрирует интереса к обновлению оборудования, совершенствованию и технологическому разви­тию генерирующих мощностей. Не уделяется вни­мания даже сохранению имеющегося потенциала. Не менее потребительским и недальновидным оста­ется отношение к кадрам. Кризис российской элек­троэнергетики является не только технологическим, но и всеобщим. Для его преодоления не достаточно замены устарелого и изношенного оборудования, энергетика нуждается в качественном обновлении. Однако без глубоких общественных преобразова­ний (включая кардинальную смену экономической и политической модели России) не приходится рассчитывать на перемены к лучшему.

Отечественные корпорации ориентируются на вывоз сырья. Владея отдельными генерирую­щими компаниями, они даже в условиях ВТО рассчи­тывают получать дешёвую электроэнергию. По их расчетам, замену вышедшего из строя оборудования могут при необходимости осуществлять иностран­ные компании: производство средств производства жертвуется нефтегазовой Россией в пользу Запада. Страна, по планам правящего класса, должна будет остаться периферийной по характеру экономики. Глобальный экономический кризис и начавшийся в России политический кризис (как его следствие) нарушат эти планы и откроют путь для возрождения электроэнергетики уже на новой — революционной базе.

 

ОС Новейшие технологии и перспективные направления

С кризисом традиционной углеводородной энер­гетики человечество столкнулось ещё в начале 1970-х годов XX века. Официальная наука, признав, с ого­ворками, наличие кризиса, в качестве выхода ука­зала на атомную энергетику. Когда стало очевидно, что возможности атомной энергетики более чем скромные, начали рекламировать как далекую пер­спективу термоядерные электростанции на основе ТОКАМАКа. Эксперименты в этой области продол­жаются уже в течение полувека, а электростанций пока нет. Но за эти полвека, практически без под­держки официальных научных структур, а часто и вопреки ним, сформировалось новое направле­ние исследований, которое с полным правом можно называть инновационной энергетикой.

После кризисных для мирового капитализма 1970-х годов последовал продолжительный экономический подъем. В его основе не лежало обновление энергетики или всеобщее распространение в произ­водстве робототехники, ее ограниченное внедрение соединилось с применением дешевой низкоквали­фицированной рабочей силы. Энергия человеческих мускулов, беспощадно эксплуатируемых в странах периферии, стала источником неолиберальной «энергетической» революции. К 2008 году ее воз­можности оказались исчерпанными. В условиях сов­ременного кризиса необходима новая — подлинная, а не либерально-потогонная, революция в энерге­тике. Без нее невозможно разрешить накопленных противоречий и выйти на качественно новый этап экономического развития.

Традиционная энергетика нуждается не столько в дополнении, сколько в вытеснении, скорейшей замене ее инновационными технологиями. Это озна­чает неминуемость своего рода «инвестиционного шока», когда одновременно будут обесценены значи­тельные инвестиции, сделанные ранее и возникнет потребность в массированных новых инвестициях. Развитие в таких условиях вряд ли может быть обес­печено без активного участия государства и наци­онализации отрасли, позволяющей ей не только выдержать «инвестиционный шок», но и осущест­вить преобразование комплексно и эффективно на основе единого сценария. Парадоксальным образом кризисное состояние российской энер­гетики делает нашу страну более подготовленной к подобному перевороту, поскольку распад старой энергетики и без того подошел к критическому уровню и массированное обновление основных фондов в любом случае является необходимостью. Вопрос лишь в том, чтобы изношенное оборудование не было заменено новыми техническими проектами, которые на самом деле будут страдать от «мораль­ного износа» уже в момент их реализации.

На начало 2010-х годов обозначилось порядка десяти перспективных подходов развития принципиально новой энергетики. В одних областях поиска уже получены определённые практически значи­мые результаты, в других исследования ведутся на уровне лабораторных или полупромышленных моделей. В России практически все работы корпора­тивным сектором и государством игнорируются, что является вполне нормальным для неолиберальной периферийной экономики. Даже в США и ЕС, правительства и крупный бизнес со скрытым страхом относится к ученым, мечтающим опрокинуть старую энергетику. Ещё не очевидно, какое из направлений окажется наиболее эффективным для производства энергии, главным образом — электричества.

На сегодняшний день известны следующие раз­новидности инновационной энергетики (приводим их краткое описание):

а)  установки для нагрева жидкости — вихре­вые теплогенераторы (существуют и другие назва­ния этих установок). Жидкость прокачивается электронасосом через конструкцию определенным образом соединённых труб и нагревается до 90 гра­дусов. Эти теплогенераторы давно используются для отопления помещений, но общепризнанной теории процессов, приводящих к нагреву жидкости, пока нет. Есть конструкции, в которых в качестве рабо­чего тела пытаются использовать воздух;

б)   «холодный ядерный синтез». Попытки извлечь ядерную энергию без применения сверхвысоких температур предпринимаются с конца 1980-х годов. Недавно итальянскими инженерами было заявлено, что им такая попытка удалась, правда от наименования холодный ядерный синтез они отказываются. Но суть в том, что в их катализаторе энергии тепло получают в результате слияния ядер химических элементов. Установка готова для прак­тического использования;

в)  магнитомеханический усилитель мощности. По уверению авторов этого изобретения им удаётся использовать магнитное поле Земли для увеличения частоты вращения вала генератора или электромо­тора. Тем самым увеличивается количество электро­энергии, получаемой от генератора или уменьшается потребление энергии электромотором из сети. Такие устройства находятся на стадии полупромышленных образцов;

г)  индукционные нагреватели. Индукционный нагрев с помощью электричества используется в про­мышленности давно, но этот процесс удалось усовер­шенствовать. Теперь индукционный электрокотёл даёт больше тепловой энергии при тех же затратах электроэнергии. Предлагаемый электрокотёл, бла­годаря усовершенствованию, по эксплуатационным затратам будет на уровне газовых котлов;

д) двигатели без выброса массы. Лабораторные образцы таких двигателей, не потребляющих топлива, демонстрируются в одном из космических исследовательских институтов (НИИ космических систем). Был проведен эксперимент с таким двига­телем на спутнике. Перспективы этого направления пока не ясны;

е)  плазменные генераторы электроэнер­гии. Эксперименты с различными конструкциями ведутся давно в основном на лабораторном уровне;

ж)   напряженные замкнутые контуры. По утверждению энтузиастов этого подхода сущест­вуют такие кинематические схемы, реализация кото­рых позволяет извлечь дополнительную энергию. Демонстрировались возможности таких схем в кон­струкциях мельниц для измельчения отходов полимерных материалов. Затраты энергии на измель­чение в этих мельницах меньше, чем в мельницах традиционных конструкций;

з)  энергоустановки на основе динамической сверхпроводимости. Разработчики этих потенциаль­ных генераторов электроэнергии утверждают, что при определённой скорости вращения дисков воз­никает эффект динамической сверхпроводимости тока, что позволяет генерировать мощные магнитные поля. А уже эти поля можно использовать для генера­ции электроэнергии. В ходе экспериментов накоплен большой массив информации по необычным физи­ческим эффектам. Есть возможность не только гене­рировать энергию, но и создать двигатель для тран­спортных средств. Это направление выглядит одним из самых перспективных в новой энергетике;

и)  атмосферная электроэнергетика, объеди­няет различные способы и проекты получения накапливаемой в атмосфере электрической энергии. Наиболее очевидный путь состоит в захвате колос­сальной энергии молний. Данное направление новой энергетики обладает немалым потенциалом.

Приведенный перечень исследований, направ­лений и готовых установок не является исчерпывающим. Однако он позволяет сделать вывод, что общество может приступить к осуществлению круп­ных проектов в инновационной энергетике, чтобы создать и развить принципиально новые техноло­гии генерирования энергии. Благодаря этому будет создано важное условие выхода из тупика, как энер­гетической отрасли, так и всей экономики.

Крайне сомнительно, что нынешние руковод­ство РАН и правительство России способны разра­ботать целевую комплексную программу НИОКР в области новейших методов получения дешевой энергии на базе научных идей тех ученых и изо­бретателей, которые не могут до сих пор прорвать блокаду консервативной среды. Российские власти прямо заинтересованы в сохранении энергетического status quo на планете. Борьба начальства РАН с лженаукой обернулась забраковкой актуальных научных работ. Был зарублен «холодный синтез»; не видно развития других направлений энергетики в рамках официальной науки. Однако остановить прогресс в энергетической сфере невозможно. Его блокировка в России может лишь осложнить судьбу господствующих сырьевых монополий.

 

 

 
 
Полное содержание статьи Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  ©  Колташов В. и др. Энергетическая революция: проблемы и перспективы. Вести в электроэнергетике, №  3,  2012.– С.3-18.
Материал размещен на www.transform.ru: 6.09.2012 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????