Для машиностроения очень важен реальный прогноз развития энергетики

 

Автор

Фадеев Евгений, Член НТС ИПЭМ, заслуженный машиностроитель,лауреат Государственной премии России, к. т. н.

 

    Энергетика (электроэнергия и тепло) — отрасль инерционная. Строительство парогазовых электрических станций длится до трех лет, атомных и гидравлических — до десяти лет, при этом с очень большими затратами, например стоимость атомного энергоблока мощностью 1000 МВт составляет более 4 млрд долл. Электростанции работают более 50 лет. В строительстве задействованы до 5 тыс. человек одновременно, участвуют тысячи предприятий практически всех отраслей. Для проектирования электростанции, конструирования и изготовления оборудования и строительства, наладки, эксплуатации требуются тысячи высококвалифицированных инженеров.
    Чтобы обеспечить надежное электроснабжение, учитывая большую инерционность энергетики, по приемлемой цене, важно точно спрогнозировать необходимый рост потребления электроэнергии и тепла на перспективу — на 10 лет, а лучше на 20 и 30 лет.
    Недостаточность мощностей в энергетике — плохой вариант, также плохо, если излишние мощности простаивают, это ведет к неоправданному росту цен на электроэнергию и тепло.
    Для машиностроения реальный прогноз развития энергетики также очень важен, поскольку необходимо определить, какой объем выпуска оборудования планировать в будущем. Так, ОАО «Силовым машинам» было предложено готовить выпуск турбин и генераторов в год общей мощностью 17 ГВт. Для этого необходимо было затратить свыше 30 млрд руб. Сегодня ясно, что 17 ГВт не потребуются. И компании не нужно замораживать огромные средства. Машиностроители тоже вынуждены сами разбираться с перспективой развития энергетики, т.к. им необходимо знать, какие и в каком количестве заказы надо будет выполнять, например, в 2015, 2020 в 2025 гг.
    Руководство страны должно в первую очередь заботиться об энергетике. Для нового правительства на период 2012—2024 гг. необходимо представить уточненную Стратегию развития энергетики до 2026 г. Предлагаю свой прогноз.
    В 2025 г. с учетом реального и необходимого ежегодного роста потребления электроэнергии на 2,5%1 в год потребуется 1480 КВт•ч.
    По АЭС

  • в настоящее время — 24,3 ГВт;
  • выбытие к 2026 г. — 7,4 ГВт;
  • вводы к 2020 г. — 8,4 ГВт;
  • вводы в 2021—2025 гг. — 9,5 ГВт;
  • всего к 2026 г. — 35,3 ГВт.
    По ГЭС
  • в настоящее время — 46 ГВт (с учетом восстановления Саяно-Шушенской ГЭС);
  • выводов не требуется. Замена турбин, модернизация;
  • новые вводы не более 0,5 ГВт в год: в Сибири — ГЭС и в Европейской части страны — ГАЭС. ГАЭС необходимы, чтобы не останавливать АЭС, и помогают плавно регулировать объемы выработки электроэнергии при неизменной и постоянной мощности АЭС;
  • всего к 2026 г. — 53,5 ГВт.
    Выработка электроэнергии в 2025 г.:
  • на АЭС — (36,4 – 22) • 8760 • 0,8 = 241 млрд КВт•ч; КУИМ = 80%;
  • на ГЭС — (53,5 – 0,52) • 8760 • 0,44 = 204 млрд КВт•ч; КУИМ = 44%;
  • на ТЭС — остается выработка 1035 млрд КВт•ч при мощности 207 ГВт; КИУМ = 57% .
    По ТЭС
  • сегодня общая мощность ТЭС сотавляет 150 ГВт;
  • вывод устаревших (построенных до 1960 г. по старым проектам и не подлежащих модернизации) мощностей — 15 ГВт;
  • резерв — 15% от 207 ГВт;
  • энергия от ВИЭ не учитывается ввиду их малого значения (не более 4,5% к 2026 г.);
  • всего к 2026 г. — 238 ГВт (из них новые вводы — 105 ГВт).
    Предлагаю обратить особое внимание на модернизацию энергоустановок, введенных в 1961—1970 гг. (35,7 ГВт) и в 1971—1980 гг. (47,7 ГВт).
    Эти установки:
  • пережигают топливо — примерно 83,4 • 106 • 50 г у.т./КВт•ч • 8760 • 0,53 • 10 – 6 = 20 млн т у.т. в год;
  • требуют ежегодно утроенных против стоимости новых энергоустановок финансовых средств на ремонт, а это десятки миллиардов рублей;
  • портят экологию;
  • создают аварийные ситуации, не исключающие возможность человеческих жертв.
    При модернизации энергетических мощностей путем замены роторов турбин, поверхностей нагрева паровых котлов, арматуры, насосов, электродвигателей, контрольно-измерительных приборов и автоматики, теплообменного оборудования можно увеличить КПД с 34 до 39—40% и мощность примерно на 5%. При более глубокой модернизации путем надстроек газовыми турбинами можно увеличить КПД до 46—48% и мощность в среднем на 30—40%. Примеры такой модернизации последних лет — Киришская и Рязанская ГРЭС.
    Финансовые затраты при модернизации первым способом составят примерно 20—30% стоимости строительства новых энергообъектов ТЭС, вторым — 50—60%. Оптимальным решением, вероятно, будет следующее соотношение: 60% от 83,4 ГВт с прибавкой мощностей до 5% и 40% от 83,4 ГВт с прибавкой мощностей до 30%. В итоге от необходимой модернизации должны получить прибавку 2,5 + 10 = 12,5 ГВт мощностей. Из оставшихся 103 – 12,5 = 90,5 ГВт предлагается увеличить мощность ПГУ и ГТ-ТЭЦ — на 60 ГВт и ТЭЦ на угольных блоках с суперсверхкритическими параметрами пара (28—30 Мпа, и 590—600/600—620 °С), с ЦКС и газификацией углей — на остальные 30,5 ГВт.
    Необходимо особо сказать о проблемах в области атомной энергетики. Росатом не может до 2020 г. пустить в эксплуатацию 20 энергоблоков, как предусмотрено, по целому ряду причин, в числе которых недостаточный объем финансирования, слабые мощности проектных институтов, строительных, монтажных и наладочных организаций. Мешает и то, что руководство Росатома и его подразделений не имеют достаточного опыта работы в этой очень сложной отрасли. Но самое главное — коррупция в стране, которая не обошла стороной и эту организацию. То есть мы сейчас, образно говоря, воду в решете носим. Денег никогда не хватит с такой коррупцией.
    Будут пущены по два блока на Нововоронежской, Ленинградской и Калининградской АЭС, по одному — на Калининской и Белоярской (БН-800).
    Неясно, что делать с выбывающими в связи с исчерпанием срока эксплуатации энергоблоками АЭС. До 2020 г. их будет девять, а до 2026 г. добавятся еще шесть общей мощностью около 4 ГВт. Такие блоки уже ничего не вырабатывают — ни электроэнергии, ни тепла для потребителей, но долгие годы требуют затрат на их эксплуатацию в режиме сна и убывания действия радионуклидов.
    Удельная стоимость сооружения энергоблоков АЭС в России за последние пять лет выросла с 2 тыс. до 4,5 тыс. долл./кВт и стала абсолютно неконкурентоспособной по сравнению с парогазовыми энергоблоками с удельной стоимостью 1—1,5 тыс. долл./кВт.
    И по срокам строительства оте­чественные АЭС сильно отстали от зарубежных АЭС (36—40 месяцев) и парогазовых электростанций (24—36 месяцев), т.е. они строятся в 3—4 раза дольше. За счет замороженных на лишние пять и более лет финансовых затрат на сооружение оте­чественных АЭС, обременение на стоимость киловатт-часа еще более возрастает.
    Ранее в СССР на АЭС в среднем ежегодно вводились энергоблоки суммарной мощностью по 3 ГВт. Это достигалось за счет мобилизация возможностей республик, заводов всех министерств. Только в машиностроительной области было задействовано восемь гражданских и шесть оборонных министерство с общим числом предприятий более 1 тыс. А всего в строительстве АЭС принимало участие более 30 министерств с 5 тыс. заводов. На строительстве АЭС было занято более 100 тыс. человек одновременно на 20 площадках. При этом, надо отметить также, было полное и своевременное финансовое обеспечение, а также жесткий контроль над каждым исполнителем. К строительству отечественных АЭС привлекались предприятия стран-членов СЭВ. Часть арматуры, насосов и приборов закупалась в капстранах.
    Монополист по изготовлению реакторов и другого корпусного оборудования (наиболее сложного и с длительным циклом изготовления) Ижорский завод, входящий в ОМЗ, завышает цены на оборудование. Поэтому я считаю, что необходимо сформировать условия для конкуренци. Этому может способствовать использование Росатомом созданных еще в советское время мощностей Атоммаша. Однако Росатом принял решение создать такие мощности на Петрозаводском заводе бумагоделательного оборудования, что потребует огромных финансовых затрат и длительного времени — не менее пяти лет. Причем предполагаются трудности с подбором квалифицированных кадров и достижением необходимого качества изготовления сложного оборудования. В итоге конкурировать будут Атоммаш и Петрозаводскбуммаш. Кроме того, в состав ОМЗ входит чешское предприятие «Шкода», которое имеет опыт изготовления специального оборудования для АЭС.
    Серьезного технологического отставания в российском атомном машиностроении сейчас не существует. Было отставание по качественной отливке заготовок поковок для корпусного оборудования АЭС массой более 400 т. Но в 2010 г. на Ижорском заводе введена в эксплуатацию электропечь немецкой фирмы Siemag, она позволяет отливать литые заготовки массой до 600 т. Это уже мировой уровень.
    В области изготовления реакторов на быстрых нейтронах Россия находится на первом месте в мире. Только Франция имела такой опыт, но ее реакторы на быстрых нейтронах «Фениксы» получились ненадежными и давно остановлены. Китай приобретет такой опыт с помощью России только через 5—10 лет.
    Считаю, что Российская машиностроительная отрасль уже сейчас готова изготовлять ежегодно по два комплекта оборудования для ВВЭР-1200, а через 3—5 лет, если потребуется, перейти к изготовлению до четырех комплектов, как в советское время. Но Росатом пока не в состоянии заказать такое количество оборудования либо осуществить его монтаж на строящихся АЭС, даже с учетом участия России в строительстве АЭС за рубежом.
    За 20 лет перестройки мы потеряли кадры. Сегодня у нас работа идет на пяти площадках, на каждой трудятся по 3 тыс. человек. А раньше работало 100 тыс. человек. ПТУ ликвидировали, инженеры уезжаю за границу. За опытных конструкторов и проектировщиков, даже если им более 70 лет, без преувеличения идет борьба. Молодежь, к сожалению, не может заменить потери старшего поколения. Российские атомщики могут выйти на серию строительства АЭС через пять лет при условии выполнения вышесказанных предложений. Но возникает вопрос, нужно ли это, когда у АЭС появился мощнейший конкурент в лице ПГУ и гидроаккумулирующие станции (ГАЭС) в нужном количестве не строятся? Эти станции необходимы для компенсации крупного недостатка АЭС, которые работают только в базовом режиме электрических нагрузок.
    Возможности энергомашиностроения приведены в таблице.
    Как иногда проводятся тендеры в энергетике — вопрос очень интересный. Характерный случай четыре года назад произошел по двум энергоблокам по 660 МВт для Троицкой ГРЭС. ОГК-2 пригласила компанию «ЭМАльянс» для технической подготовки тендера. И это правильно, т.к. только ЭМАльянс в лице ЗиО-Подольск (в то время он входил в ЭМАльянс) имел 60-летний опыт сжигания многозольного экибастузкого угля, на котором десятки лет надежно работали 11 котлов ЗиО на этой станции. Было обещано, что этот заказ достанется ЭМАльянсу. Однако по результатам тендера заказ был передан Харбинскому заводу Китая. Вся документация российской компании без разрешения тайно была отдана китайской стороне. Так как предложения ЭМАльянса были лучше китайских (по цене, КПД, ресурсу, гарантиям), то компания не смогла смириться с такой несправедливостью и обратилась к министру промышленности В. Христенко. Министр 7 декабря 2007 г. провел совещание по этому вопросу и, когда понял суть, тут же объявил (посоветовавшись с Б. Ванзихером), что экибастузкий уголь на эти блоки будет изменен на более хороший — кузнецкий.
    И на таком угле российская компания могла бы представить лучшие предложения. По правилам конкурса при смене угля должны были провести повторный тендер, но не провели. В настоящее время котел еще из Китая не поступил, а первый энергоблок должен был бы пущен уже в этом году. И цены, изначально указанные в тендерных документах, уже выросли минимум в 1,5 раза.
    В Стратегии развития энергетики РФ до 2020 г. предусмотрено сооружение 25 таких энергоблоков. Российские машиностроители возмущены тем, что китайцам несправедливо дали возможность получить референцию на такой огромный заказ.