Энергетика как система будущего

Состояние отрасли ЭМС в России, по крайней мере с точки зрения наращивания перспективных научно-технологических компетенций, можно назвать скорее депрессивным. Довольно большой рынок модернизации объектов электроэнергетики, существующий в стране, даёт почву для поддерживающих инноваций, и крайне редко — свыше того. Самый лакомый кусок энергомашиностроительного рынка для современной России — энергетическое газотурбиностроение отдано на откуп крупным транснациональным компаниям.

Что касается новых областей техники, можно вспомнить медленные паровые турбины для АЭС, технологию выпуска которых разработали и освоили в «Силовых машинах» и производства которых до недавнего времени на территории России просто не существовало. Российская атомная промышленность занимается тем, что на фоне увеличивающихся заказов, в основном эволюционно, развивает старые советские проекты — только на базе современных технологий проектирования, конструирования и организации работ. Свинцовые технологии реакторов на быстрых нейтронах и смежные с ними — материаловедческие и топливные, которые прочили в качестве прорывных три года назад, пока тихо развиваются в лабораториях, а в пуск готовят многострадальный (с точки зрения истории развития) натриевый быстрый реактор на 800 МВт с использованием нового у нас уран-плутониевого топлива.

В то же время глобальная электроэнергетика и энергетика в целом переживают переход к новой фазе своего технологического развития. Усиливается роль интеллектуальных сетей, идёт ломка традиционной структуры генерации: растёт доля малых электростанций, отмечается существенный прирост низкоуглеродной или безуглеродной энергетики, причем в этой сфере у нас фактически нет собственных разработок. Все это касается не только «умных» сетей и возобновляемых источников — ветровой и солнечной энергетики, но и технологий, знаменующих качественный скачок в развитии энерготехнологий традиционных: переход на суперсверхкритические параметры пара в угольной энергетике, развитие тех же газовых турбин для ТЭЦ с газификацией угля и т. д.

В западных программах развития энергетики существует перечень технических заданий и требований к новым энергетическим объектам, и одним из главных среди них стоит «обязанность» нового генератора отпускать электроэнергию по стоимости, равной уровню или ниже рыночной, которая существует на тот момент. Это во многом определяет эффективность проводки энергопроектов от разрешительной документации до строительства. У нас — наоборот: генераторы, пока работали договоры по предоставлению мощности с возвратом инвестиций, пускали новые мощности. Но зачем им заниматься своей эффективностью, модернизацией сейчас, когда топливо они получают по внерыночной заниженной цене, а тариф на электроэнергию при этом в разы выше, чем в США, — они проживут без всякого регулирования. О каком регулировании, даже краткосрочном со стороны государства, которое определяло бы развитие отрасли, в этом случае можно говорить, есть ли польза от существующей энергетической стратегии для ликвидации таких искажений и перекосов? Такое положение сдерживает в итоге и инновационное развитие того же отечественного энергомашиностроения, электротехнической промышленности — базовых высокотехнологичных отраслей экономики.

Долгоживущим российским заблуждением остаётся постулат о том, что рынок может поправить складывающиеся дисбалансы в экономике и энергетике и даст простор развитию необходимых рынку продуктов. Но для технологий энергетики, как и для многих других промышленных технологий, ценность этот постулата ничтожна. Скажем, в России стоимость электроэнергии для предприятий в два раза выше, чем в Штатах. Даже в речах убелённых сединами технократов с советской ещё закалкой уже можно услышать: «надо скорректировать рынок, и рынок поправит ценовые диспропорции». Это заблуждение, утверждают эксперты: нас отзомбировали словом «рынок» применительно к инфраструктурным вещам. У нас малоизвестно, что, например, в США 60% крупной промышленности находится под госрегулированием, здесь происходит жесточайшее регулирование энергетической отрасли, включая тарифное управление, требования к долгосрочным программам и конкретным проектам. Почему-то отечественные «рыночники» не вспоминают опыт подобных программ в зарубежной энергетике, таких как, к примеру, японская Cool Earth, европейская AD700, американская Vision XXI или международная FutureGen (исследования в рамках этих программ зачастую переплетены и взаимодополняемы). Но этот опыт надо использовать и России.

Что касается улучшающих инноваций, то c этим справляются мощные НИОКР-департаменты энергомашиностроительных компаний. Но когда речь заходит о стратегических высокотехнологических проектах, рассчитанных на использование в средней и дальнесрочной перспективе, где масштаб НИОКР накладывает серьёзные ограничения на внутренние возможности по самостоятельному финансированию всей необходимой инфраструктуры научных исследований, которые к тому же могут привести к непрогнозируемому результату, то в эти проекты, не стесняясь своей «нерыночности», финансово и организационно включаются государства развитых «рыночных» стран. Мало того, зачастую они сами инициируют НИОКР-программы.

Так, европейская технологическая инициатива с мощным финансированием AD700 была запущена в рамках программ Евросоюза ещё в начале 1990-х годов с целью разработки спектра современных материалов для угольных энергоблоков. Выполнение программы во второй стадии позволило перейти от сверхкритических технологий сжигания угля с КПД около 35% к оборудованию, работающему на USC-параметрах (ультрасверхкритических), с температурой пара около 600 °C и КПД 45%.

Сейчас идёт третья фаза мультидисциплинарных исследований этого стратегического проекта Comtes700 (инициатива EMAX Power Plant) — в теплофизике, материаловедении, металлургии и т. д. — с участием десятков компаний, институтов и университетов. Цель её — создание оборудования с параметрами advanced USC на 700 °C и выходом на КПД угольных энергоблоков 52%. Другое направление исследований — разработка эффективной технологии IGCC, или комбинированного цикла комплексной газификации угля с последующим сжиганием полученного из угля синтез-газа в парогазовых установках.

Осенью 2008 года в ЕС в рамках стратегии по выходу европейской экономики из кризиса, предусматривающей ряд долгосрочных мер структурного характера, был принят так называемый SET-plan (Strategic Energy Technology Plan), стимулирующий увеличение расходов на НИОКР через новую индустриализацию в энергетической сфере. В рамках СЕТ-плана приняты семь европейских промышленных инициатив (European Industrial Initiatives) — отраслевых объединений: по ВИЭ, увеличению эффективности традиционной энергетики с улавливанием и хранением выбросов, по интеллектуальным электросетям, «умным» городам и управляемому термоядерному синтезу. Разработаны амбициозные задачи и «дорожные карты» до 2020 года, уже идёт планирование до 2035 года.

Продолжение следует