Как нам электрифицировать Россию

Со спутника хорошо видны все прорехи, связанные с реализацией реформы электроэнергетики. Фото NASA

Рассматривая сегодняшнее состояние электроэнергетики в России, отметим, что 2015 год – третий год снижения электропотребления в единой энергетической системе (ЕЭС) России. По данным ОАО «СО ЕЭС», за год электропотребление в ЕЭС сократилось на 0,5%. Свыше половины регионов России электродефицитны; курс на строительство местных ТЭЦ в областных и некрупных городах опрометчиво отвергается. Принятые решения о развитии электрических сетей 220 кВ и выше, строительстве ТЭЦ мощностью до 10 млн кВт в единице, сооружении линий электропередачи 1500 (1150) кВ четко свидетельствуют о приоритете курса на централизацию и монополизм.

Подводя итоги электрификации

Сейчас стало очевидным, что проведенную реформу электроэнергетики можно считать несостоявшейся, так как основные ее цели не достигнуты. Принятый в 2003 году закон «Об электроэнергетике» соответствовал российскому оптимальному плану 1913 года, однако предложенный прогноз на 20 лет по вводу генерирующих мощностей и выработке электроэнергии оказался завышенным в 1,5 раза. Встает вопрос о необходимости новой идеологии, о том, что принимаемая энергетическая стратегия до 2035 года, включая энергосбережение, не будет выполнена. Вновь, как и 100 лет назад, актуализируется вопрос о научной концепции развития электроэнергетики, об устойчивом до конца века обеспечении электроэнергией потребителей.

Мировое прогнозирование электропотребления корреляционно связано с численностью населения планеты и рассматривается как масса энергозатрат человечества. Получается обнадеживающий результат, обращенный на десятилетия в прошлое и будущее. Однако подобный наш прогноз по России дал неудовлетворительный результат. Поэтому встал вопрос, что есть электрическое хозяйство потребителя.

Подводя итоги электрификации страны и предлагая пути развития электроэнергетики на обозримое время, следует опираться и на интересы электрики. Надо формировать представление об области производственной деятельности, обеспечивающей проектирование, создание, эксплуатацию, энергосбережение и менеджмент объектов электрического хозяйства предприятий, организаций, учреждений (специальность, преподаваемая на 01.01.15 в 53 вузах Российской Федерации).

Своевременен вопрос о путях развития электроэнергетики. Напомним, что в период индустриализации именно электрики промышленности выдавали задания на источники питания и ЛЭП, на границу раздела «предприятие – энергосистема». В начале 60-х произошел поворот, когда электроэнергетика под обещание довести электричество «до каждого станка, коровника, розетки» стала выдавать технические условия на присоединение, запретила потребителю иметь собственные генерирующие мощности, а технологические условия для потребителя часто стали «неподъемными» из-за обилия бумаг и требований.

Действующая в стране система нормирования и лимитирования основана на ошибочных теоретических положениях, главное из которых – возможность расчетом нормировать удельные расходы электроэнергии «по среднему». Постулаты теоретических основ электротехники имеют ограниченное применение и неприменимы для электроценозов («сообществ» электрических устройств и оборудования).

Необходимо отказаться от строительства крупных электростанций и линий сверхвысокого напряжения. Снижение же энергоемкости и энергосбережение требуют учета индивидуальности потребителя, отказа от отраслевых норм и «среднего».

В режиме стагнации

После принятия в 2003 году закона «Об электроэнергетике» и решения о разработке долгосрочных программ развития последовательно принимали разработки, среди которых выделялась «Программа модернизации электроэнергетики России до 2030 года» (май, 2011) с выделением окончательной редакции до 2020 года.

Фактически цели реформы не стали ближе. Конкуренция не осуществилась, снижения цен не произошло, развитие отрасли скукожилось. Рынки остаются монополизированными, потребители продолжают обслуживаться у энергосбытовых компаний со статусом гарантирующих поставщиков, электросетевая инфраструктура изнашивается. У генерации (профицит мощностей), сбыта (неотключаемые потребители) и сетей (перекрестное субсидирование и дробление сетей) есть масса проблем, которые не дают развиваться.

Пока же, в 2013–2015 годах, не только экономика, но и электроэнергетика находятся впервые в режиме стагнации, а в отдельные месяцы потребление меньше такого же в предыдущем году, и сравнение с развитыми странами не в нашу пользу. Минэкономразвития определяет дефицит бюджета в 2015–2016 годах в 0,4–1,0% ВВП, в 2017 году – 0,8–1,8%. Фактическое годовое электропотребление составило в России (млрд кВт-ч/год): 2008 год – 1022,7; 2009 год – 977,1; 2011 год – 1041,1; 2013 год – 1054,8; 2015-й (прогноз) – 1076. Располагаемая мощность по России составила в 2011 году 218 ГВт; в 2014-м – 228; на 2018 год по прогнозу – 248 ГВт. 

Международное энергетическое агентство (МЭА) оценивает потребность ТЭК РФ в инвестициях до 2035 года в 2,5 трлн долл. Собственные нужды электростанций – 6,5%; потери в электрических сетях общего пользования – 10,1%.

Для сравнения: в 2011 году годовое электропотребление Китая составило 4664 млрд кВт-ч; США – 4356 млрд кВт-ч; Индии – 1080 млрд кВт-ч. Затраты в электроэнергетику составили: в Китае – 3,6 трлн долл.; в США – 2 трлн долл.; в РФ – 614 млрд долл.

 Расходы на энергоэффективность: в США – 1,3 трлн, в Китае – 1,6 трлн, в РФ – 212 млрд долл. К 2050 году энергоэффективность в мире возрастет втрое (данные МЭА).

Наш ценологический прогноз, основанный на структурно-топологической динамике статистики электропотребления по всем регионам России за 1990–2015 годы, дает величину на 2050 год – 1500 ТВт-ч. Причем это величина предельная, в США ее принимают на уровне 6000 ТВт-ч (в начале 1980-х годов эту цифру на 2000 год для СССР назвал Институт им. Кржижановского). В развитых странах (США, Швейцария) ВВП растет, а электропотребление не увеличивается за счет энергосбережения и применения энергоменеджмента.

Такое отличие нашего подхода от официального объясняется следующим: ранее считалось, что производство электроэнергии должно опережать рост производительности труда и объем выпуска продукции. Однако очередным постановлением правительства РФ «Энергоэффективность и развитие энергетики РФ до 2030 г.», принятым 03.04.13, потенциал энергосбережения оценивался в 45%. Минэнерго РФ в ноябре 2013 года скорректировало эту величину до 22% (Дмитрий Медведев говорил о 40% снижения энергоемкости ВВП за период 2007–2020 годов).

Новые требования к электроэнергетике

Источники: НП Совет рынка, СО ЕЭС

По существу, наряду с программой развития электроэнергетики, предполагающей развитие генерации до 25 МВт и выше, должна быть и программа электрообеспечения поселений и малого бизнеса, включая всю глубинку. Здесь следует обратить внимание, что на 2030 год структура электропотребления США (промышленность, транспорт, коммерция, население) отличается от России и прогнозируется в следующих пропорциях, ТВт-ч/%: США – 1380/23,6; 90/1,5; 2350/39,6; 2000/34,3; всего 5800/100. Россия – 900/45,0; 240/12,0 (включая сельское хозяйство); 400/20; 460/23; всего 2000/100.

Концепция новых требований к электроэнергетике – доступность, надежность, экономичность, эффективность, органичность взаимодействия с окружающей средой, безопасность, технологическое единство. Необходимо применение метода тарифного регулирования в электросетевом комплексе, основанного на принципе доходности вложенного капитала на 20 лет. Кстати, в США цены на электроэнергию уже 20 лет неизменны.

Энергоэффективность России определяется 70 нормативными правовыми актами. Однако задачу повышения эффективности энергетики до общемирового уровня рынок не решает. Проблема эффективности распределения ресурсов в долгосрочной основе остается без правильных ценовых сигналов для развития. Поэтому требуется внедрение системы энергоменеджмента, принятие решения о внедрении которой на предприятии обусловлено потребностью в управлении производством и потреблением энергоресурсов на основе мировой практики. Определение экономического, корпоративного, имиджевого эффекта от внедрения системы возможно, если руководствоваться правилом: нельзя управлять, не измеряя.

Считая курс на сооружение гигантов энергетики ошибочным, а названные Генсхемой цифры, темпы роста Энергетической стратегии до 2030 года завышенными вдвое, мною предлагается осуществлять стратегию развития России, опираясь на ценологически распределенную генерацию, ориентированную на глубинку и пригороды.

Тысячи энергоисточников

Электрификация всей страны не состоялась; 2/3 территории России без света и находятся в зоне децентрализованного и автономного энергоснабжения. Более 50 регионов энергодефицитны, ставя собственную и страны энергобезопасность под угрозу (стоимость 1 кВт-ч в глубинке до 100 руб. и выше). Надежность электроснабжения в развитых странах – 7–10 часов перерывов в год, у нас – 70–100 часов, в Японии – минуты.

Электрическая генерация, использующая возобновляемые и вторичные источники энергии и малую, на традиционных видах топлива, завершит электрификацию, будет способствовать энергосбережению, позволит остановить обезлюживание страны и осуществить подъем глубинки; обеспечит надежное автономное электроснабжение частных домов в пригородах, способствуя появлению «умных домов»; даст работу частному сектору.

Уточним понятие ВИЭ: возобновляемые источники энергии – энергия солнца, энергия ветра, энергия вод (в том числе сточных), за исключением гидроаккумулирующих станций, энергия приливов, энергия волн водных объектов, в том числе водоемов, рек, морей, океанов, геотермальная энергия, низкопотенциальная тепловая энергия земли, воздуха, воды с использованием специальных теплоносителей, биомасса, включая специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья, а также отходы производства и потребления, биогаз, газ, выделяемый на свалках, газ угольных разработок.

Стимулирование использования ВИЭ предполагает формирование тарифной политики и механизмов инвестиционной деятельности, применение эффективных технологий и установок.

Таким образом, речь идет о гарантированном подключении к государственным энергетическим сетям установок с использованием возобновляемых источников энергии, с обязательным приобретением государственными энергоснабжающими организациями электроэнергии, поставляемой производителями энергии из возобновляемых источников энергии в государственные энергетические сети, и ее оплата по стимулирующим тарифам, дифференцированным в зависимости от вида используемого возобновляемого источника энергии.

В США тысячи муниципальных электрокомпаний обслуживают половину потребителей, вырабатывая единицы процентов электроэнергии. Принципиально: для России необходим поворот, осуществляемый во всех развитых странах и заключающийся в строительстве некрупных электростанций, в обращении к широкому применению возобновляемых источников электроэнергии.

Человечество не может выйти на американский уровень потребления. На планете просто нет таких ресурсов. Во всех приоритетных направлениях всегда есть энергоэффективность и энергосбережение. Но здесь мало прорывных НИОКР. К 2050 году в Европе 90% электроэнергии намечают  получать от ВИЭ.

Многократно отставание России в использовании ВИЭ. Но если в 1990-е годы оно было в разы, то сейчас на 2–3 порядка от США, Германии, Испании. С 2000 по 2010 год мировая мощность ветровых электростанций возросла с 18 до 176 ГВт, солнечных – с 1,8 до 23,4 ГВт. Энергосбережение не может быть реализовано без широкого использования возобновляемых, попутных, вторичных энергоресурсов. 

В России в энергетических целях технически возможно использовать до 800 млн тонн древесной биомассы, до 400 млн тонн органических отходов. Президент России в 2011 году поставил задачу к 2030 году ввести 170 ГВт новой генерации, не упомянув необходимость перестройки отрасли на основе малой и возобновляемой энергетики.

Опять же для сравнения: Европа к 2050 году намерена удовлетворять 90% потребности в электроэнергии от ВИЭ (в США уже существуют ветроэлектрические установки мощностью 35,2 млн кВт, в Германии – 25,8 млн, а в России говорят лишь о 15 тыс. кВт). В 2014 году мощность всех ВИЭ достигла 667 ГВт, в том числе 370 ГВт – ветроэнергетика, 181 ГВт – солнечная. В 2015 году ВИЭ достигли 12% в совокупных установленных мощностях мировой электроэнергетики. В Финляндии, где солнце светит лишь сотню дней в году, компания Ruukki Construction реализовала проект дома нулевого потребления, Zero Conception, когда здание независимо от внешних источников.

Малая генерация

Для России назрела необходимость интенсифицировать процесс развития малой энергетики. Это утверждение теоретически опирается на фундаментальные законы общей и прикладной ценологии, изучающей целостные объекты, которые устойчивы к воздействию внешних и внутренних возмущений, сохраняя масштабную инвариантность структуры.

Очевидно, ценологический анализ дополняет и уточняет подходы к сооружению новых генерирующих мощностей (и другой инфраструктуры), позволяя снизить капитальные затраты и повысить их эффективность в масштабах предприятия, региона, отрасли, государства. Также рейтинги в частности и ценологический подход в целом позволяют выявить важные тенденции и соотношения внутри рассматриваемых множеств субъектов (объектов) по годам.

Здесь ключевым вопросом является проектирование как вид человеческой деятельности. Опираясь на ценологический закон разнообразия и обязательность соотношения «крупное–мелкое» для существующей и эволюционирующей технической реальности, подведем общие итоги.

1. Электрообеспеченность потребителей Российской Федерации в 17 раз ниже, чем в развитых странах Европы, где она составляет 862 МВт-ч в год на 1 кв. км. Сейчас 20 млн человек не могут повысить свой жизненный уровень без достаточного количества электричества (и дорог). Следует обеспечить строительство некрупных электростанций по РФ для ликвидации энергодефицита в регионах. Одновременно необходимо вывести малую генерацию из подчинения электроэнергетике, передав функции финансирования, управления и инвестиционного строительства этой генерации в регионы (муниципалитеты).

2. Отметим, что в 1926 году население всех 405 тыс. существовавших деревень составляло 76,3 млн человек. В 1989 году в оставшихся 153 тыс. деревень проживало уже 39,6 млн человек. Сейчас среднегодовое сокращение сельского населения составляет 0,39%. За межпереписной период 2002–2010 годов исчезло 8,5 тыс. поселений, а в 11,4 тыс. поселений никто не проживал. Обрекая глубинку на вымирание, власть закрывает малокомплектные школы, фельдшерские пункты, почты, рейсовые автобусы, малые аэродромы, магазинчики и ларьки, малый бизнес вообще.

3. Следует наконец отказаться от монополизации и централизации электроэнергетики, вернуться к лозунгу «Электрифицировать всю Россию!», включая глубинку и пригороды. При этом следует опираться на малую генерацию и ВИЭ (ветер, солнце, ГЭС, геотерм, биогаз). У нас сейчас 50 тыс. мелких автономных электростанций средней мощностью 340 кВт, в основном на органическом топливе, где стоимость доходит до 100 руб./кВт-ч, а в 60–70-е годы, напомним, в стране было уничтожено свыше 100 тыс. мелких электростанций.

4. Ставя вопрос о модернизации и инновациях, следует обратиться к инвестиционному проектированию. По инвестиционному климату у нас 120-е место в мировом рейтинге. В частности, в сельском хозяйстве 80% субсидий выделяется крупным хозяйствам, мелким же и средним – 20% (а это 250 тыс. фермеров и 18 млн частных хозяйств). Обратная пропорция была бы не только торжеством ценологической теории, но и началом подъема глубинки.

5. Проблема электрификации связана с общей переписью поселений и определением затрат на их электроснабжение. Нами подобная работа была выполнена для нескольких регионов, в частности для Астраханской области, где в каждом из 428 поселений живет меньше 500 человек, где за три года 20 поселений исчезло, а в 11 никто не живет. Из 11,1 трлн руб., выделяемых на энергетику до 2020 года, следует часть перенаправить на ВИЭ глубинки. В развитых странах 70% населения живет в собственных домах, у нас 70% живет в многоэтажках. Надо ежегодно строить до 2 млн индивидуальных деревянных домов, установить безусловное право на частную собственность, включая индивидуальный электрифицированный жилой дом и земельный участок в объеме, необходимом для товарного производства.

6. Должно быть четко осознано, что потребитель имеет границу раздела с субъектами электроэнергетики и использует электротехническую продукцию. Эта постановка тесно связана с введением системы Smart Grid, реализация которой целесообразна для населения и потребителей городов, но неприменима для крупных предприятий и высокотехнологичных потребителей, которые не могут допустить регулирование нагрузки лицам, не связанным с технологией данного производства.

7. Разрешить покупку, установку, включение сертифицированных устройств малой генерации, руководствуясь заявительным, а не разрешительным принципом; предусмотреть государственное финансирование 40–60% первоначальных затрат на установку ВИЭ с погашением кредита в течение 20 лет (с существенными льготами при рождении детей, с освобождением старшего сына от призыва).

8. Обязать большую электроэнергетику приобретать у потребителя электроэнергию, получаемую им от возобновляемых и вторичных источников энергии, по тарифу, согласованному на период 10–20 лет.

9. Разрешить потребителю ВИЭ выбор субъекта электроэнергетики для присоединения и продажи электроэнергии.

10. Считать необходимой и неизбежной разработку Государственного плана рыночной электрификации России, который предполагает принятие Федерального закона о потребителе электротехнической продукции и электрической энергии (отличающегося от закона «О защите прав потребителей» вообще). Закон должен учитывать уровни системы электроснабжения и классификацию потребителей по величине электропотребления и мощности.