На шаг впереди

Открытие электриче­ского тока, способов его генерации, транспортировки и использования стало одним из важнейших этапов развития цивилизации и позволило человечеству перейти к более высокому технологическому укладу.

И все последние 200 лет энергетика фактически находилась в авангарде инноваций и являлась движущей силой научно-технического прогресса, способствуя появлению новых отраслей в мировой экономике и кардинально изменяя старые. Массовое строительство тепловых и гидроэлектростанций позволило электрофицировать нашу страну в кратчайший срок после Великой Отечественной войны и сделать её индустриальной державой. Возникновение электролитического метода выплавки алюминия породило всё современное самолётостроение. Появление ядерных энергетических установок дало возможность приступить к полноценному исследованию и освоению Арктики и способствовало созданию уникальной машиностроительной базы для производства технологических платформ по добыче нефти и газа на шельфе.

Сегодня вопрос об инновациях в отечественной энергетике стоит так же остро. Россия с каждым годом всё больше интегрируется в мировую экономику. Это означает ужесточение конкуренции с участниками мирового рынка буквально во всех отраслях. А наша страна до сих пор потребляет в 2,5 раза больше энергоресурсов на единицу ВВП, чем страны с соизмеримыми экономическими показателями. И если до вступления в ВТО ещё можно было как-то мириться с тем, что потери электроэнергии в распредсетях МРСК Северного Кавказа достигают 40%, а стоимость киловатт-часа в изолированных энергосистемах Дальнего Востока зашкаливает за 45 рублей, то после вступления в ВТО проблема повышения энергоэффективности и энергосбережение становятся краеугольными камнями национальной экономики.

Тем более что остальной мир тоже не стоит на месте. Он сейчас выходит на новый виток технологического уклада, в основе которого лежит сплав энергетики и информационных технологий. «Ещё десять лет назад сложно было представить, что телефон в руке будет более производительным, чем тогдашний компьютер. Сейчас также возможен качественный рывок, когда энергетика вместе с информационными технологиями резко изменят мир. То, каким образом будет управляться энергоси­стема, во многом и определит облик экономики уже в ближайшее время», – считает генеральный директор некоммерческого партнер­ства «Инновации в электроэнергетике» Эдуард Наумов. Поэтому у россий­ских энергокомпаний и национальной экономики нет другого выхода, кроме как интенсивно внедрять инновации в энергетике.

Три кита

«Международные эксперты считают, что в ближайшие 20–30 лет не ожидается радикальных изменений в технологиях выработки электроэнергии. Сама же структура мощностей и выработки электро­энергии во многом определяется национальными особенностями. Например, Европейский Союз сделал большую ставку на новые возобновляемые источники. В Китае – акцент на угольные технологии. В Японии – на совокупность атомной, угольной, газовой энергетики. Я полагаю, что в нашей стране будут возобладать традиционные для неё виды: тепловая, атомная энергетика, гидроэнергетика», – считает заместитель управляющего Фондом «Энергия без границ» по научной и инновационной деятельности, доктор технических наук, профессор Николай Рогалев. Во всех этих сферах генерации электроэнергии в России тон задают компании с государственным участием. Они и включились наиболее активно в инновационную деятельность.

В сфере тепловой энергетики основная задача – внедрение парогазовых ­установок (ПГУ) на станциях, работающих на газе, и переход к суперсверхкритическим параметрам пара на установках, работающих на угле. В принципе ПГУ уже освоили в мировой практике при выполнении тех проектов модернизации станций и строительства новых энергоблоков, которые были намечены при реформировании отрасли. Вопрос в том, что подавляющее большинство этих установок зарубежного производ­ства. Понятно, что мера эта вынужденная. Поэтому один из основных россий­ских тепловых генераторов – Группа «Интер РАО» вместе с корпорацией General Electric и российской госкорпорацией «Ростехнологии» сейчас создает производство высокопроизводительных и высокоэкономичных газовых турбинных установок в России.

С угольными станциям картина немного другая. Во-первых, запасов этого вида топлива в России куда больше, чем газа. Во-вторых, в нашей стране существует колоссальная научная база для эффективного развития этого направления. «КПД традиционной паросиловой станции больше 30–40%. Завтра с учётом использования топливных элементов, сложных гибридных схем можно выйти на уровень 70%. Да, мы сегодня немного отстаем в смысле экологии. Например, находясь на угольной станции в Германии, вы никогда не догадаетесь, что она работает на угле. Там носовым платком можно поверхности протирать. Но так будет и у нас в стране. Смею вас уверить, уже в ближайшее время появятся такие станции, где выбросы в окружающую среду сведены к минимуму. Так что сегодня теплоэнергетика – это грандиозная область с новыми технологическими решениями и новыми идеями», – убеждён директор Всероссийского теплотехнического института, член-корреспондент РАН Александр Клименко.

Проблема в том, что создание инновационных угольных станций по соб­ственным, российским технологиям упирается в отсутствие отечественных материалов, способных выдерживать супер- и ультрасверхкритические параметры пара. Такая работа сейчас начинается под эгидой «Интер РАО» совместно с научно-промышленной группой «ЭМАльянс», «РОСНАНО», ЦНИИТМАШ, ВТИ, БелГУ и машиностроительной корпорацией «Силовые машины». Участвует в этой работе и Центр функциональных покрытий, созданный в Курчатовском институте.

Активную инвестиционную позицию занял и государственный энергохолдинг «РусГидро» – совместно с француз­ским машиностроительным концерном Alstom он строит в Башкирии завод по производству инновационных гидротурбин малой и средней мощности. Ещё один завод по производству гидроэнергетического оборудования создаётся компанией в Саратовской области вместе с австрийской Voith Hydro.

Государственный концерн «Росатом» на первом этапе ставит своей целью повышение конкурентоспособности суще­ствующих разработок, в первую очередь, водо-водяных энергетиче­ских реакторов (проект ВВЭР-ТОИ). По мнению атомщиков, есть значительные ресурсы повышения мощности этого реактора, упрочения его корпуса, улучшения управляемости и более экономного использования топлива. Следующий шаг – реакторы на быст­рых нейтронах (новый блок с реактором БН-800 на Белоярской АЭС может быть введён в эксплуатацию уже будущей зимой). Перспективной представляется и идея создания энергоблоков на базе реакторов СВБР-100 (корабельный реактор на быстрых нейтронах со свинцово-висмутовым теплоносителем) – своеобразных «промышленных батареек» мощностью 100 Мвт. По оценкам МАГАТЭ, мировой спрос на реакторы такой мощности до 2040 года составляет до 1000 штук. Строительство первого, опытно-промышленного энергоблока в Димитровградском научно-исследовательском институте атомных реакторов «Росатом» сейчас ведёт на паях с «ЕвроСибЭнерго».

Умная сеть

Не менее амбициозной задачей является и модернизация сети, по которой происходит передача электроэнергии. С одной стороны, это вызвано технологиче­ской необходимостью, потому как даже у лидера этой сферы – «Федеральной сетевой компании» (ФСК) – срок службы более половины электросетевых объектов превышает 25 лет. С другой стороны, мировая тенденция заключается в том, что сети быстро «умнеют», то есть превращаются из простого «передатчика» электроэнергии от электростанции к потребителю в мощное средство управления энергосистемой и один из основных элементов энергосбережения. Поэтому ФСК сейчас ведёт активную работу по внедрению на своих объектах новейших образцов оборудования (элегазовые выключатели, сверхпроводящие кабели, цифровые подстанции и т. д.) и формированию основ Smart Grid. Общий объём финансирования инвестиционной программы компании за прошедшие три года составил более 500 млрд рублей, из которых 9 млрд было выделено на НИОКР. Активной инве­стиционной деятельностью занимаются и компании, входящие в «Холдинг МРСК», например «Московская объединённая электросетевая компания».

При этом процесс интеллектуализации российской электрической сети идеологически, технически и организационно тесно связан с энергосбытовой деятельностью, поскольку подразумевает чёткий учёт в реальном времени потребления электроэнергии в каждой точке подключения и возможность его оперативной регулировки. И это открывает простор для творчества на ниве энергосбережения сбытовых компаний и стоящих за ними крупных холдингов. Речь идёт не только о внедрениях систем автоматизации, двухтарифных счётчиков и т. д. – это уже само собой разумеется. Например, «Чувашская энергосбытовая компания» сейчас уже не только снабжает Чувашию электроэнергией, но и взяла на себя функции управляющей компании (УК) для восьми многоэтажных домов Новочебоксарска. Распространение подобной практики может стать одним из путей повышения энергоэффективности в жилищно-коммунальном хозяйстве в России.

Концентрация усилий

Именно крупные энергокомпании с государственным участием сейчас становятся центрами возрождения инновационного процесса в энергетике России.