CC BY
51
ПРИОРИТЕТЫ РОССИИ
28 (121) - 2011
УДК 338.332
проблемы эксплуатации и развития энергосетевого комплекса как точка бифуркации энергоэффективности
экономики россии
е. л. логинов,
доктор экономических наук,
лауреат премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники, вице-президент Национального института энергетической безопасности E-mail: evgenloginov@gmail. com
и. в. шевченко
доктор экономических наук, профессор, лауреат премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники, декан экономического факультета Кубанского государственного университета E-mail: decan@econ. kubsu. ru
н. л. деркач,
бухгалтер ОАО «Межрегиональная распределительная сетевая компания Юга» E-mail: instityteb@mail. ru
Статья посвящена исследованию проблем эксплуатации и развития энергосетевого комплекса России. Сделан вывод о необходимости усиления внимания к проблемам обеспечения надежности и безопасности, а также к внедрению в электроэнергетике «интеллектуальных сетей» (smart grid).
Ключевые слова: электроэнергетика, интеллектуальные сети, энергоэффективность, безопасность, снижение рисков, приоритеты.
Тенденции устойчивого развития экономики России, сложившиеся в предкризисный период, выделили электроэнергетическую доминанту, которая во многом определяет успешность развития всех других отраслей экономики и жилищно-
коммунального сектора, т. е. потенциал экономического и социального благополучия [6].
В то же время авария на Саяно-Шушенской ГЭС, а также ранее происходившие аварии (на электроподстанции № 510 «Чагино», расположенной на юго-востоке Москвы, в районе Капотня и др.) выявили накопившиеся в постсоветский период системные недостатки в работе объектов критической инфраструктуры и систем жизнеобеспечения (объекты выработки, транспортировки, распределения, потребления электроэнергии, газа, тепла, воды и т. п.), которые чреваты возникновением системных аварий и могут спровоцировать каскадные отключения в масштабах целых субъектов РФ.
Запас прочности систем жизнеобеспечения, заложенный в советский и определенный постсоветский период, позволил объектам критической инфраструктуры в сравнительно безаварийном режиме функционировать до настоящего времени. Однако к настоящему периоду большинство систем жизнеобеспечения выработало нормативный ресурс — 25—40 лет согласно ГОСТ (см. рисунок).
При этом вложения средств в капитальный ремонт этих систем в период 1992—2002 гг. практически не происходило по объективным финансовым причинам, а после 2002—2003 гг. финансовые средства вкладывались в основном в новое строительство: по причинам более высокой нормы прибыли, чем при ремонтных работах и более высокой социально-политической презентационной значимости. В результате этого системы жизнеобеспечения в обычных условиях работают сравнительно нормально, но в кризисных (природного, технологического и т. п. характера) ряд участков этих систем подвержены крайне высокому риску аварийности, возрастающему со степенью нагрузки, превышающей нормативную. Сочетание (взаимное наложение) кризисных факторов приводит в ряде случае к высокой вероятности аварийного отключения участков этих систем, что вызывает многократное усиление нагрузки на другие участки и приводит к каскадному отключению или же выходу из строя систем жизнеобеспечения целых районов, в результате чего на долгий срок нарушается энерго-, газо- и теплообеспечение населенных пунктов.
Администрациями субъектов РФ совместно с уполномоченными ведомствами (Ростехнадзор, иные технические инспекции, структуры федеральных министерств и ведомств) и предприятиями критической инфраструктуры часто не учитывается специфика старения сетей, не проводится прогнозная проверка соответствия планового баланса мощности по основным параметрам (выработка, транспортировка, распределение, потребление) и режима работы энерго-, газо- и теплосетей в возможных чрезвычайных ситуациях (аномально низкие температуры, стихийное бедствие, террористический акт, криминальное посягательство и т. п.) требованиям нормативных документов к области допустимых режимов работы, в том числе расчеты режимов на период максимума нагрузки с учетом прогнозного возрастания потребления и
Возрастная структура линий электропередачи [1]
отработка конкретных организационных действий межведомственного характера.
Аварийные отключения одной из систем энерго-, газо- и теплообеспечения происходят в условиях, сопровождающихся повышенной выборкой — потреблением из других аналогичных систем, устранение которых не может быть обеспечено только увеличением подачи поставщиками ресурсов в такой сети и закономерно приводит к долговременному режиму форсирования энерго-, газо- и теплоподачи в сетях, что носит опасный характер вследствие значительного превышения расчетных эксплуатационных характеристик генерирующего, транспортного, распределительного, потребляющего уже изношенного оборудования, значительная часть из которого и так уже выработала нормативные сроки эксплуатации (25—40 лет).
Имеют место также низкий уровень телемеханизации и недостаточность дистанционных средств контроля за состоянием сетей и управления ими, не позволяющие оперативному персоналу эксплуатирующих организаций в аварийных ситуациях принять и реализовать правильные решения при недостатке предписанных режимных мероприятий.
Для избежания катастрофических ситуаций и снижения рисков каскадных нарушений в системах жизнеобеспечения необходимы следующие безотлагательные меры изменения приоритетов в процессах проектирования, строительства, реновации, эксплуатации и регулирования энерго-, газо- и теплокомплекса объектов критической инфраструктуры и систем жизнеобеспечения: > изменение направленности первоочередного финансирования: сочетание нового строительства и массового капитального ремонта,
- 3
реконструкции и модернизации на основе инновационных образцов оборудования для улучшения параметров объектов комплекса систем жизнеобеспечения (надежность, управляемость, экономичность эксплуатации);
> изменение принципов замещения оборудования: с выбывающего по выработке ресурса на замену по результатам технической диагностики (определения) его реального остаточного ресурса в зависимости от технического состояния и условий эксплуатации каждой значимой единицы оборудования в прошлых и прогнозируемых будущих периодах;
> внесение изменений в законодательство о полномочиях федеральных и региональных органов государственного управления: в отношении регулирования и координации деятельности субъектов естественных монополий для ликвидации угроз потери контроля за технологической целостностью сетей критической инфраструктуры, в первую очередь уточнение прав и обязанностей по экспертной оценке и согласованию инвестиционных программ как в объектном, так и в сетевом аспектах на предмет уровня прогрессивности заложенных в них технических решений, энергосбережения, тарифной нагрузки на потребителя;
> изменение подходов к тарифно-ценовому регулированию (ФСТ России, региональные энергетические комиссии): переход от индексации затратной базы предыдущего периода к расчету нормативов эксплуатации и учету результатов диагностики оборудования;
> обязательный расчет при новом строительстве окупаемости и определение источников компенсации инвестиционных затрат собственника объекта и будущих эксплуатационных (в том числе на капитальный ремонт и модернизацию) затрат обслуживающей организации с учетом необходимости развития совокупного энерго-, газо- и теплокомплекса критической инфраструктуры в рамках субъекта РФ;
> выявление наиболее слабых ирискованных звеньев систем жизнеобеспечения (расчетным моделированием), в том числе с учетом приращенных участков в постсоветский период и будущего приращения и прогнозное моделирование работы систем критической инфраструктуры в кризисных условиях (аномально низкие температуры, стихийное бедствие, террористический акт, криминальное посягательство и т. п.);
> выработка упреждающих механизмов обеспе-
4 -
чения жизнеспособности систем критической инфраструктуры в аварийных условиях (заколь-цовка; дублирование; возможность работы в течение аварийного срока в максимально интенсивном режиме; аварийный запас материалов, комплектующих и техники; территориально-отраслевой пообъектный план привлечения техники и персонала в условиях ЧС; изменение и поддержание режимов работы других систем жизнеобеспечения и др.);
> уточнение генеральных схем и схемразвития кри-тической инфраструктуры в рамках субъекта РФ, большинство из которых исчерпано или безнадежно устарело, их обязательная увязка с необходимостью использования современного оборудования для управления и регулирования объектов критической инфраструктуры;
> изменение действующих редакций нормативных актов: приведение в соответствие ГОСТов, ПУЭ, техрегламентов, СНиП и т. п. с изменившимися параметрами новых образцов оборудования и вышеперечисленной смены приоритетов в процессах проектирования, строительства, реновации, эксплуатации и регулирования объектов критической инфраструктуры;
> внесение изменения в действующее законодательство: об усилении и конкретизации ответственности руководителей и собственников (членов советов директоров) за выполнение обязательств по обеспечению устойчивого энерго-, газо- и теплоснабжения потребителей, так как оно не должно зависеть от возможного неисполнения обязательств субъектом ре-сурсоснабжения по причинам незаинтересованности корпоративных собственников или менеджеров (например снижение рентабельности) или иным причинам;
> внедрение средств телекоммуникации производс -твенно-технического управления и регулирования сетевых объектов, что в конечном итоге повысит прозрачность и эффективность работы всего комплекса критической инфраструктуры в рамках субъекта РФ за счет использования службами эксплуатации и технологического контроля возможностей по повышению надежности, пропускной способности, динамической устойчивости (особенно на стыках систем и процессов генерации, распределения и потребления).
Тенденции стандартизации и унификации
организационных структур, информационно-коммуникационных средств, форм взаимодействия
технических систем и корпоративных оргструктур, синхронизация технологических платформ и корпоративных инновационных программ, реализуемые за рубежом убедительно подтверждают тот факт, что только дальнейшая активизация работы по координированному межкорпоративному и межотраслевому созданию и развитию инновационных механизмов может вывести на путь стабильного, долговременного социально-экономического подъема нашей страны и создать условия для решения задач модернизационного характера [5].
Таким образом, опыт развитых и новых индустриальных стран подчеркивает необходимость перехода от реализуемого в нашей стране подхода на основе сегментивных отраслевых и корпоративных модернизационных стратегий к качественно новому уровню интеграции и координации всей совокупности участников модернизационных процессов в энергетике. Стратегическим стержнем такой интеграции модернизационных процессов является концепция «интеллектуальных сетей» (smart grid) [3].
Понятие «умная сеть» (smart grid) охватывает сегодня во всем мире одно из важнейших направлений развития рынка и технологий, представленных на нем в сфере передачи и распределения энергии. По сути дела, речь идет о технологиях, которые способны сделать электрическую сеть и ее нагрузку транспарентными и управляемыми:
• зарубежные «умные сети» — это реализация двусторонних коммуникативных обменов в цифровом формате всех участников производства, распределения, накопления и потребления электроэнергии;
• российские «умные сети» — это комплексная модернизация и инновационное развитие всех субъектов электроэнергетики на основе передовых технологий и сбалансированных проектных решений глобально на всей территории страны [1].
Принципиально новыми являются подходы, при которых ведущая роль отводится ядру электроэнергетической системы — электрической сети как структуре, обеспечивающей надежность и эффективность связи генерации и потребителя. Современные технические средства корректировки параметров электрических сетей вместе с новыми системами сбора, передачи и обработки информации, быстродействующими программами оценки состояния (текущего режима) и прогнозирования будущих узких мест энергосистемы, а также гибкой системой управления (сочетание централизованного и локального управления) всеми ее элементами
способны вывести электроэнергетику на качественно новый уровень.
В российской электроэнергетике для подобной структуры целесообразно ввести новое понятие — «интеллектуальная электроэнергетическая система России с активно-адаптивной сетью» (ИЭС ААС), что подчеркивает новый статус сети в электроэнергетической системе. Реализация данного подхода требует организации четкого взаимодействия всех технологических устройств электроэнергетической системы (электроустановок потребителей, генераторов и сетей различного назначения) на основе единых принципов управления с общей информационно-технологической платформой и управляющей системой всей технологической инфраструктуры Единой национальной (общероссийской) электрической сети (ЕНЭС) России [2].
По инициативе ОАО «ФСК ЕЭС» и ФГУ «Российское энергетическое агентство» для разработки соответствующей концепции была создана рабочая группа, включающая академиков РАН, представителей Минэнерго России (ФГУ «РЭА»), представителей ведущих энергокомпаний России и профессионального сообщества экспертов в области энергетики. ОАО «НТЦ электроэнергетики» при участии рабочей группы была подготовлена «Концепция развития интеллектуальной электроэнергетической системы России с активно-адаптивной сетью», которая в настоящий момент проходит обсуждение в заинтересованных российских энергетических корпорациях и государственных ведомствах.
ФГУ «Российское энергетическое агентство» с учетом положений «Концепции развития интеллектуальной электроэнергетической системы России с активно-адаптивной сетью» сформирована Технологическая платформа «Интеллектуальная энергетическая система России», которая проходит сейчас соответствующее оформление и детализируется по срокам и участникам. Участниками Технологической платформы «Интеллектуальная энергетическая система России» выразили желание стать более 100 предприятий, организаций и государственных ведомств [4].
Внедрение в российской экономике интеллектуальных сетей Smart Grid позволит:
1) России занять свое место как участника авангарда «гонки инновационных технологий» с перераспределением в свою пользу существенной части мирового «пирога» сверхприбылей или, как минимум, консолидированной добавленной стоимости в рамках сложившегося и будущего международного разделения труда, так как внедрение
- 5
Smart Grid конфигурирует:
• технологическую и территориальную структуру национальной экономики, в том числе структуру инновационности производства и оптимальности формирования и реализации энергохозяйственных взаимосвязей;
• организационно-технологические условия вхождения энергетики России в объединяющиеся межстрановые энергетические рынки и перелива энергоресурсов с соответствующей «плавающей» доходностью этого вида деятельности для российской стороны;
• эффективность использования национальных государственных и корпоративных финансовых ресурсов и привлеченных иностранных инвестиций, вкладываемых в электроэнергетические инвестиционные проекты, и степень мультиплицирующей роли этих ресурсов при генерации экономического эффекта как для национального хозяйства, так и для инвестора;
• степень «откачивания» за рубеж: а) «интеллектуальной ренты» в пользу государств, экспортирующих в Россию технологии Smart Grid (США, Германия и др.); б) «индустриальной ренты» в пользу государств, экспортирующих в Россию оборудование для Smart Grid (Китай, Южная Корея и др.); в) «финансовой ренты» в пользу государств, участвующих в финансировании этих проектов; г) «экспортной ренты» в пользу государств, куда Россия поставляет энергетические и сырьевые ресурсы (часто по недостаточно выгодным ценам) для получения финансовых средств, чтобы расплатиться за поставки из-за рубежа вышеперечисленных инновационно-индустриально-финансовых и т. п. продуктов. Даже при финансировании таких проектов российскими структурами реальным источником финансовых ресурсов инвестора очень часто являются заимствования на международных финансовых рынках;
• структуру реально складывающегося в стране баланса топливно-энергетических ресурсов, включая: а) соотношение различных видов топлива и энергии; б) их использование при производстве электроэнергии и тепла; в) формирование соответствующих производящих, транспортных, распределительных мощностей и сбытовой инфраструктуры и вытекающие отсюда тарифно-ценовые диспропорции по регионам, дотационность региональных бюджетов, отсутствие равных конкурентных условий для производителей, снижение числа рабочих мест, социальную напряженность населения в стаг-
6 -
национных регионах и населенных пунктах;
2) создать основу для системной оптимизации энергоэффективности всей экономики страны, включая ЖКХ, по цепочке энергетических, энергоемких или энергозависимых бизнесов с повышением конкурентоспособности продукции всех отраслей как ориентированной на внутреннее потребление, так и ориентированной на экспорт;
3) снизить объемы нового строительства в электроэнергетике с соответствующим снижением тарифно-ценовой нагрузки на потребителей и экономией финансовых средств государства;
4) создать основу для повышения эффективности управления в различных сферах предметной деятельности:
• взаимодействие «интеллектуальных сетей» внутри отраслей: между электроэнергетикой, газоснабжением, теплоснабжением («умная энергетика — умные газовые сети», «умная энергетика — умные теплосети», «умная энергетика — умный энергосбыт», «умная энергетика — умный дом»);
• взаимодействие «интеллектуальных сетей» между отраслями: «умная энергетика — умное энергопотребление предприятий»; «умная энергетика — умные дороги (транспорт)» и т. п.;
• постепенную интеграцию такого интеллектуального управления в бизнес-секторе с проектами развития электронных информационных систем органов государственного управления:
а) отраслевого управления (ситуационно-кризисные центры федеральных министерств);
б) регионального управления (ситуационные центры администраций областей и проекты электронного правительства);
• в перспективе возможно использование формирующихся в рамках Smart Grid вычислительных мощностей для создания (корпоративных, территориальных, отраслевых и межотраслевых) компьютерных кластеров и систем распределенных вычислений (grid), используемых для решения оптимизационных задач в автоматизированном режиме в бизнесе и государственном управлении на качественно более высоком уровне оптимизируемых объектов, объемов информации, количестве показателей и с неизмеримо большей степенью детализации, чем сейчас;
5) создать основу для регулирования оптового и розничного рынка (вплоть до отдельного потребителя) с элементами саморегуляции с учетом идущего перехода от прямого государственного тарифно-ценового регулирования (через ФСТ России и РЭК регионов) к полному рыночному ценообразованию
и рынкам электроэнергии и мощности, природного и сжиженного газа и т. п.;
6) создать основу для повсеместного внедрения малой и альтернативной, включая возобновляемую, энергетики;
7) сформировать самовосстанавливающуюся структуру энергоснабжения с повышением «живучести» систем энергоснабжения, надежности качества поставок электроэнергии, снижения аварийности и сроков восстановления при авариях и происшествиях;
8) обеспечить повышение технологической и экономической эффективности эксплуатации энергосистем за счет оптимизации режимов эксплуатации, текущего и капитального ремонта, реконструкции и модернизации.
Прообразы описываемых организационных и информационных механизмов уже создаются в ряде ведущих российских корпораций, таких как «ФСК ЕЭС», «Росэнергоатом», «РусГидро» и могут быть транслированы на межкорпоративные и межотраслевые управленческие решения, обеспечив достижение определенных Президентом РФ и Правительством РФ приоритетов.
Список литературы
1. Бударгин О. М. Умная сеть — платформа развития инновационной экономики. Доклад на заседании «круглого стола» Петербургского международного экономического форума (2010 г.): «Умные сети — Умная энергетика — Умная экономика».
2. Дорофеев В. В., Макаров А. А. Активно-адаптивная сеть — новое качество ЕЭС России // Энергоэксперт. 2009. № 4.
3. Зеленин Д. В., Логинов Е. Л. Новая парадигма управления экономикой: переход к «умным сетям» различного управленческого назначения // Экономические науки. 2010. № 9.
4. Иванов Т. В., Конев А. В. Интеллектуальная энергетическая система России // Энергоэксперт. 2010. № 6.
5. Логинов Е. Л. Проблемы повышения надежности управления объектами критической инфраструктуры на основе методов композиционного и нейросетевого моделирования. М. : НИЭБ, 2011.
6. Светлицкий С. Ю. , Иванов С. Н. , Логинов Е. Л. , Михайлов С. А. Модернизация энергетики России: проблемы, пути решения, перспективы. М. : НИЭБ, 2010.
