Теория относительности и изменение структуры в энергетике1

 

Автор

Фисун Андрей, Директор по организационному развитию ОАО «Энергострой-М.Н.»

 

    Энергетические компании, на которые делает ставку РФ, тоже сталкиваются с определенными трудностями на энергетическом рынке, несмотря на то что в структуре производимой электроэнергии ТЭС принадлежит 68%, ГЭС — 18%, АЭС — 14%, доля ВИЭ (по возможности) будет в ближайшее время увеличена до 5%. Рассмотрим ряд общих проблем участников энергетического рынка.
    В атомной энергетике:

  • самая высокая стоимость генерации на оптовом рынке, несмотря на ежегодные субсидии на строительство новых АЭС;
  • отсутствует тенденция к удешевлению электроэнергии (АЭС являются дополнением нефтегазовой энергетики);
  • риск заражения обширных территорий в случае аварии, огромный ущерб в результате техногенных катастроф на АЭС, радиоактивные выбросы при безаварийной работе;
  • опасность работы в режиме регулирования пиков нагрузки и провалов потребления (АЭС рассчитаны на базисную нагрузку), наличие в объединенных энергетических систем (ОЭС) резерва генерации не менее 60% (маневренные генерирующие мощности: тепло- и газовые электростанции, гидро- и гидроаккумулирующие электростанции).
    В гидроэнергетике:
  • замораживание (невозможность) строительства на собственные средства ОАО «РусГидро» новых мощностей, если это неэффективно с точки зрения бизнеса, хотя в целом экономика ГЭС базируется на нескольких рыночных моделях;
  • услуги ГЭС (по одной из схем) — системные (регулирование частоты, напряжения, содержание аварийного резерва, регулирование пиков нагрузки и провалов потребления) и недостаточно включены в тариф;
  • неокупаемость отдельных станций, особенно гидроаккумулирующих. при работе в режиме готовности и покрытия пиковых нагрузок (возврат инвестиций около 20—25 лет);
  • отсутствие собственных средств в гидроэнергетической компании на сооружение новых и неэффективных с точки зрения бизнеса мощностей, которые нужны в основном для технологического процесса регулирования в ОЭС (особенно если основная генерация от АЭС), что сдерживает развитие маневренных станций в России;
  • вред экологии в связи с затоплением значительных земельных площадей при строительстве и эксплуатации гидроэлектростанций;
  • неучастие компаний энергорынка в технологических процессах ГЭС, хотя с технологической и экономической точек зрения в сооружении и работе ГЭС, ГАЭС заинтересованы все игроки рынка, а именно:
  • Системный оператор — при «быстром» изменении баланса генерации и потребления своевременно принимает решение и способствует восстановлению рабочего режима с помощью резервной генерации или нагрузки;
  • атомные станции — поддерживают экономичные режимы и безопасную генерацию в базисе;
  • ГРЭС, ТЭС, ТЭЦ — поддерживают экономичные режимы (низкоманевренные тепловые блоки функционируют в базисе);
  • ВИЭ — обеспечивают стабильность выдачи в сеть балансовой мощности и исключение возможности выпадения объекта электрической мощности из энергетического баланса энергосистемы;
  • сетевые компании — обслуживают электросетевое оборудование без перегрузов, которые сокращают срок его службы и период межремонтных работ, увеличивают частоту профилактических работ, выводят из строя оборудование или приводят к авариям.
    Важно отметить, что экономичес­кие показатели ОАО «РусГидро» и режимы работы ГЭС во многом зависят и от природных факторов, среди них короткий паводок, засушливый год, длительный период маловодности (приточность) рек. Кроме этого надо иметь в виду, что общее снижение объема генерации ГЭС увеличивает загрузку угольных и газовых мощностей и еще больше ограничивает доходы ОАО «РусГидро».
    Нет сомнения в том, что в эксплуатации гидроэлектростанций заинтересованы все участники рынка, но ни желающих инвестировать в их строительство и реконструкцию, ни механизмов взаимодействия всех игроков, как и правовой базы, нет.
    В теплоэлектроэнергетике:
  • дальность транспортировки и рост себестоимости продукции — главные потребители энергии находятся в Европейской части РФ, а 80% геологических запасов топливных ресурсов сосредоточено в восточных районах России;
  • ежегодное удорожание исчерпаемых источников энергии (газа, угля, нефти) и высокая загрузка угольных и газовых мощностей для производства электроэнергии на ГРЭС, ТЭС и ТЭЦ;
  • загрязнение окружающей среды при выработке тепла и электроэнергии на угольных и газовых станциях, а также в процессе добычи, транспортировки и сжигания топлива2;
  • неэффективность станций и дополнительный расход топлива при участии низкоманевренных тепловых блоков в регулировании частоты, напряжения, пиков нагрузки, необходимость содержания аварийного резерва, увеличение издержек, сокращение доходов ГРЭС, ТЭС и ТЭЦ и, как результат — повышение тарифа на производство электроэнергии и рост конечной цены для потребителя;
  • возможность полного истощения невозобновляемых источников энергии в ближайшей перспективе из-за безудержного энергопотребления и загрузки угольных, нефтяных и газовых мощностей;
  • значительные дополнительные затраты на добычу угля, нефти и газа на новых труднодоступных месторождениях, как следствие — рост цен на невозобновляемые источники энергии;
    Электросетевые компании:
  • удаленность источников энергии (генерации) от промышленно развитых территорий и населенных пунктов с малыми и средними предприятиями, большая протяженность электрических сетей высокого и сверхвысокого класса напряжения (линий электропередачи регионального и федерального значения), значительные технологические и коммерческие потери при передаче электроэнергии;
  • необходимость грамотного размещения энергообъектов в «энергосетевом пространстве», в том числе и ВИЭ, для эффективного естественного снижения потерь и увеличения пропускной способности линий электропередачи;
  • износ электрооборудования (более 50%), частая внеплановая профилактика, техническое обслуживание и ремонты, срочные замены установок, требующие дополнительного финансирования;
  • необходимость «естественного» снижения технологических потерь при передаче электроэнергии на большие расстояния по федеральным и региональным линиям электропередачи;
  • управление электросетью с быстро изменяющейся нагрузкой и нестабильным источником генерации, особенно с подключением распределительной генерации (в том числе ВИЭ);
  • инвестиции в обеспечение электрических подстанций (внедрение технологий «цифровые подстанции») современным электрооборудованием для передачи и гарантированной доставки сообщений и трансляции выполненных команд управления диспетчерских служб СО (ЦДУ, ОДУ и РДУ) на федеральном и региональном уровне; эксплуатационных и диспетчерских служб СО (ЦДУ, ОДУ и РДУ) — современными цифровыми системами сбора информации: для первых — с электросетевых объектов для оценки технического состояния электрооборудования (диагностика) и своевременного планирования вывода агрегатов из работы в ремонт по текущему состоянию, для последних — с объектов федерального и регионального значения для анализа режимов и управления сетью с малым период постоянства;
  • перекрестное субсидирование, непрозрачность процесса формирования тарифа для населения, увеличение сверхнормативных (коммерческих) потерь, необходимость создания механизма «последней мили»3.
    Можно много спорить и ждать от государства поддержки в виде инвестиций и изменения правовой базы, как, например, в Японии после аварии на АЭС, но так и не решить в короткие сроки поставленные государством задачи. Сокращение затрат и сдерживание роста тарифов, энергосбережение и экологическая безопасность, внедрение инноваций и надежность энергосистем (в том числе сетей районного масштаба), улучшение качества предоставляемых услуг (в частности, по поставке электро­энергии во все регионы страны) — все эти вопросы были актуальными еще 10 лет назад и остались таковыми до сих пор.
    Все относительно, поэтому нужно вместе рассматривать те же проблемы в ином ракурсе и недостатки превратить в преимущества с дальнейшей выгодой для каждого участника энергорынка, ведь что не запрещено ФЗ «Об энергетике», то позволено в отрасли.
    Возьмем, к примеру, строительство за свой счет и эксплуатацию новых мощностей, неэффективных с точки зрения бизнеса компании, но технологически необходимых: один участник рынка по закону имеет на это право и обязан это делать, но не может (ОАО «РусГидро»), зато другой таких прав не имеет, но может частично и с выгодой для себя использовать ресурс другого и по закону никому ничего не обязан (ГК «Рос­атом»). Конечно, при отсутствии совершенной правовой базы решать проблемы можно только методом переговоров и путем создания альянсов. Результатом переговоров является подписание соглашений между заинтересованными компаниями, задействованными в технологической цепочке, с указанием роли каждого участника проекта на каждом этапе и сложением плюсов и минусов под единым знаменателем. Все компании являются генеральными инвесторами (гарантами) проекта и принимают решение о необходимости привлечения соинвесторов к долевому участию (в том числе ОАО «Атомэнергомаш» для выпуска отечественного энергооборудования, собственных ВЭС безредукторного и закрытого типов) и создания совместных предприятий с комбинированным производством.
    Конфигурации альянсов и сов­местных предприятий могут быть и гораздо шире, главное — обойтись без монополий, чтобы участники проекта имели возможность осуществлять технологический и управленческий контроль в области генерации, распределения и сбыта для дальнейшего сокращения и компенсации потерь, а также выполнения Поручения В.В. Путина от 12.06.10 № ВП-П9-3955.
    Альянсы (такие, как АЭС — ГЭС, ГРЭС — ГЭС, ГЭС — ВИЭ, ВИЭ — маневренные газовые станции и т.д. совместно с сетями федерального и регионального уровня на подключение к ЦПС) могут продвигать совместные комплексные проекты по созданию совместных предприятий по строительству, эксплуатации и реконструкции энергообъектов. Формирование таких альянсов не зависит от формы собственности участников проекта, т.к. распределение долей в СП можно расценивать в качестве активов, внесенных на каждом этапе проекта в соответствии с утвержденной соглашением ролью. Полномочия по контролю и управлению определяются не только долями, но и соглашением акционеров совместного предприятия. Очевидно, что этот симбиоз выгоден всем (каждому игроку энергетического рынка) — как технологически, так и экономически. Осталось только одно: кто возложит на себя функции так называемого пятого элемента, постоянного лидера, временно объединяющего независимые предприятия и организации с целью координации их предпринимательской деятельности. (Прим. автора: тогда этот неблагодарный труд тоже должен считаться долевым участием в проектах.)
    Как пример — альянс по комплексному строительству малых и средних станций (распределительной генерации, в том числе ВИЭ от 5 до 50 МВт) и цифровых подстанций нового поколения с подключением к неэффективным линиям электропередачи (вразрез, а не отпайкой в удаленные и протяженные ЛЭП) положительно скажется на работе ОЭС и обеспечит живучесть сетей регионального и федерального уровня. Вблизи источников энергии будут развиваться инфраструктура, промышленность, малый и средний бизнес, вырастут города и поселки в удаленных районах России. Такой симбиоз становится значимым, эффективным и выгодным для каждого участника комплексного комбинированного проекта и государства в целом.
    Многие нерешенные проблемы на стыке взаимодействия компаний при проектировании (грамотное размещение энергообъектов), строительстве, запуске и эксплуатации снимаются с повестки дня, т.к. теперь участники проекта являются не оппонентами, а союзниками и равно заинтересованы в его реализации. Появляются рентабельные и быстроокупаемые комплексные объекты, работа которых не наносит вреда экологии. В этих совместных проектах нового поколения участвуют все игроки энергорынка, в том числе и инвесторы (дольщики), заинтересованные в гарантиях и быстром возврате вложенного капитала в виде дивидендов.
    В мировой практике при отсутствии необходимого правового поля создаются альянсы разной формы и на основании практического опыта утверждают регламенты взаимодействия, которые закрепляются соглашением или договором. Эффективность работы станций в альянсах оценивается по интегральной совокупности затрат, которые несет или могла бы нести энергокомпания в целом. Происходит так называемая структурная адаптация функционала во времени. Далее альянс на уровне государства предлагает внести поправки в подзаконные акты для решения проблем, касающихся всех участников технологического процесса и рынка.
    Если предлагаемая модель верна, то надежность ОЭС зависит не только от наличия крупных энергообъектов (ГРЭС, АЭС, ГЭС), подключаемых к сетям федерального значения, но и от сбалансированного наращивания мощностей распределительной генерации (от 5 до 50 МВт, в том числе ВИЭ), подключаемых к межрегиональным распределительным сетям. А правильное расположение «комплексной распределительной генерации» (ТЭЦ, ВИЭ, ГАЭС, ГЭС и маневренных газовых станций, присоединяемых к сети через ЦПС) и включение их в существующие удаленные нерентабельные сети (не отпайкой, а в разрез) с учетом развития производства в удаленных населенных пунктах (бытовые и прочие потребители), естественно, позволит сократить нормативные и сверхнормативные (коммерческие) потери и повысить живучесть РЭС и ОЭС. Долевое участие в проектах даст распределительным сетевым компаниям (РСК) возможность контролировать генерацию, присоединенную к межрегиональным распределительным сетям, и сбыт потребителям электроэнергии от РСК, а также закупки на рынке у производителя «зеленой» электро­энергии от ВИЭ, и направить усилия на покрытие своих нормативных потерь в соответствии с Поручением В.В. Путина № ВП-П9-3955.
    Многолетний опыт работы в энергетике позволяет мне сделать вывод о том, что энергетическая отрасль сейчас находимся лишь в начальной стадии своего развития. Биотопливная, геотермальная, гелио-, ветро- и водородная энергетика не может способствовать окончательному решению проблемы, а управляемый термоядерный синтез остается на базе научных исследований. Альтернативная энергетика сейчас является существенным дополнением к углеводородной энергетике, но не заменяет ее. Мы пытаемся известными нам физическими законами описать происходящие процессы и управлять ими. Но энергетика как живой организм подвластна и другим «природным законам». Поэтому обратимся к восточной мудрости и по-иному посмотрим на энергетический потенциал земли: на карте четко видны четыре основных элемента: ветер (ВЭС), солнце (солнечные батареи), вода (ГЭС, ГАЭС, приливные) и земля (уголь, газ, ГРЭС, АЭС и геотермальные источники). Однако все они активны в определенные периоды года и в разных частях планеты либо той или иной страны. Но между этими элементами существует некая взаимосвязь — они периодически подпитывают и контролируют, сменяют и исключают друг друга во время резких изменений климата, поддерживая тем самым необходимый природный баланс: паводок — засуха, ураган — штиль, зной — ливень, прилив — отлив — цунами, мороз — оттепель, вьюга — солнце, вулканические извержения — землетрясения и т.д. Значительные отклонения от так называемых относительных норм вызывают техногенные аварии на АЭС, газопроводах, ГРЭС, ГЭС, угольных шахтах и т.д. Без питания и контроля не будет сбалансированного роста и развития, а ведь самый главный принцип в энергетике — это сохранение баланса. Система живет тогда, когда в ней присутствуют все четыре элемента. Очевидно, что при отсутствии какого-либо из них ОЭС, относящаяся к данному элементу, будет энергетически слабой и склонной к функциональным нарушениям. Но даже если в карте представлены все четыре элемента, говорить о надежности и живучести ОЭС нельзя из-за возможных столкновений элементов и их неконтролируемого количества. Поэтому необходим «пятый элемент», дающий «жизнь» всем четырем составляющим в ОЭС. По ряду объективных причин смею утверждать, что это должны быть усиленные распределенной генерацией межрегиональные распределительные сетевые компании, объединенные управляющей компанией.
    Выводы
    Человеку свойственно стремиться к систематизации и классификации знаний, их обобщению, искать общее в частном, и наоборот, и это позволяет ему анализировать и делать прогнозы, т.е. заглядывать в будущее. Знание теории относительности дает возможность создавать модели управления в государстве, предприятии или любой организации с различными культурами и точками зрения.
    Все относительно, а постоянство в современном мире сохраняется недолго. В банковских операциях, на биржах, в технологических процессах оно исчисляется секундами, на предприятиях и в организациях — месяцами, в государстве — годами. На продолжительность этого периода в основном влияют новые технологии в управлении, достижения науки и техники, политика и принятые топ-менеджерами на перспективу сбалансированные управленческие решений с учетом внешних и внутренних факторов. Практика в управлении электрическими сетями Системным оператором с подключением распределительной генерации, в том числе ВИЭ, еще раз убеждает в том, что «постоянство» в современной энергетике весьма относительно. Объединение усилий по решению проблем — это источник развития и еще один шаг к интеллектуальной энергетике с активно-адаптивной сетью, а по сути — модель управления электричес­кими сетями «с малыми периодами постоянства»3.
    В основе уверенного движения вперед лежат не только бесконечные инвестиции на всех уровнях и рост тарифов, но и усиление организационной ответственности за «единство в энергетике» всех участников энергорынка (государства и компаний) и выполнения самой главной задачи — создание «умной энергетики» («умная» генерация, интеллектуальные сети, «умный» сбыт).
    Политика государства и госкомпаний по стимулированию инвестиций в производственную инфраструктуру и внедрение инноваций, в том числе в сферу высоких технологий, способствовала изменению архитектуры подрядных организаций в области оказания услуг и возведения энергетических объектов. Например, генеральный подрядчик ОАО «Энергострой–М.Н.» по строительству объектов ОАО «ФСК ЕЭС» основал в своем обществе Центр внедрения инновационных технологий, внес коррективы в структуру компании. У ОАО «Энергострой–М.Н.» появилась возможность предложить заказчикам инновационные услуги в электроэнергетической отрасли по реализации проектов цифровых подстанций и сделать реальным внедрение Smart Grid с разработкой комплексных решений и поставкой необходимого электрооборудования от ведущих производителей. Еще одно перспективное направление в работе центра — реализация проекта типовой экологически чистой, пожаро- и взрывобезопасной элегазовой подстанции с использованием элегазовых трансформаторов. Такие подстанции можно разместить в парковых зонах, жилых кварталах, офисных центрах, они востребованы в мегаполисах, где мало свободного пространства, в распределительных сетях. ОАО «Энергострой–М.Н.» также является подрядчиком строительства генерирующих объектов (ГЭС), в том числе ветровых, солнечных и малых газотурбинных станций, что позволяет сдавать «под ключ» комплексные объекты нового поколения — распределительные генерирующие возобновляемые источники энергии, подключаемые к цифровым подстанциям с врезкой в существующие межрегиональные распределительные сети. Благодаря объединению объектов и их концентрации в одном месте сокращаются сроки строительства, улучшается качество работ и существенно снижается капитализация объекта. Очевидно, что изменение организационных структур и методологических подходов подрядных организаций сильно зависит от «спроса» на рынке заказчиков, с которыми сотрудничают данные компании.
    P.S. Статья посвящается В. Высоцкому. Песня «Все относительно» заставила автора пересмотреть некоторые свои взгляды на проблемы в отрасли. «Вот уж действительно, все относительно! Будьте же бдительны — все относительно. Все! Все!»