О вопросах государственного стратегического планирования в энергетической отрасли России

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. От плана ГОЭЛРО - к Энергетической стратегии России

В отечественной энергетике, нет, пожалуй, документа, на который бы в производственной, научной и политической литературе ссылались чаще, чем на план ГОЭЛРО - государственный план электрификации России, одобренный в декабре 1920 г. VIII Всероссийским съездом Советов. Выступая на съезде, В.И. Ленин назвал план ГОЭЛРО второй программой партии, выдвинув известный политический лозунг: "Коммунизм - это есть Советская власть плюс электрификация всей страны".

Однако этот документ не был простой политической декларацией, которую многие враги социализма внутри и вне страны, недруги Советской власти, да и просто обыватели уничижительно окрестили "электрофикцией". Вслед за политическим одобрением план ГОЭЛРО в октябре 1921 г. был детально рассмотрен на 8-м электротехническом съезде, а в декабре 1921 г. - принят постановлением Совета народных комиссаров и утверждён IX Всероссийским съездом Советов, что придало плану необходимую силу закона.

Такое внимание руководства страны к плану ГОЭЛРО обусловлено тем, что это был план развития не одной энергетики и даже не просто общеэкономический народно-хозяйственный план. Это был "ленинский план создания материальной основы социализма в нашей стране на базе её электрификации, первый государственный план восстановления и социалистической реконструкции народного хозяйства Советской России на высшей технической основе", - писал позднее Г.М. Кржижановский, руководитель комиссии по разработке плана ГОЭЛРО, к составлению которого были привлечены более 200 деятелей науки и техники.

Понаслышке о плане ГОЭЛРО знают все, но, к сожалению, читали сводный том плана (650 стр. текста с картами и схемами электрификации районов) увы, немногие. В 1920 г. план был напечатан и роздан делегатам Съезда весьма ограниченным тиражом из-за элементарной нехватки бумаги, а переиздан только спустя 35 лет (в 1955 г.).

Третье издание плана ГОЭЛРО вышло в свет ещё через 50 лет в качестве первого тома двухтомника "Энергетика России (1920-2020 гг.), подготовленного сотрудниками Института энергетической стратегии и Издательского дома "Энергия" в 2006 г. Второй том содержит стратегические программные документы, отражающие энергетическую политику России на рубеже веков: от Энергетической программы СССР до Энергетической стратегии России на период до 2020 г. (ЭС-2020) [1].

На наш взгляд, выпуск этого двухтомника преследовал две задачи. Во-первых, дать возможность современному читателю (специалисту-энергетику, экономисту и политическому деятелю) обратиться к первоисточнику, который является не отраслевой программой, а одновременно стратегией и планом переобустройства России как социально ориентированной индустриальной державы, планом (говоря современным языком) её "модернизации" и "инновационного развития".

В то время именно электрификация была тем качественно новым фундаментом, который обеспечивал переход страны на рельсы индустриализации и коллективизации как основы современной системы хозяйствования. В отличие от "плана" Троцкого (тезисы 1919 г.) "хозяйственного возрождения России на основе массового применения к обломкам довоенной промышленности труда неквалифицированной крестьянско-рабочей массы (трудармии)" план ГОЭЛРО был одновременно техническим, финансовым и социальным планом качественного возрождения России.

Во-вторых, очень важно проследить преемственность и исторический генезис (развитие) энергетической политики России (и бывшего СССР), которая все меньше становилась социально ориентированной государственной политикой, оставаясь преимущественно отраслевым набором документов. Нельзя сказать, что энергетика утратила свою фундаментальную роль в деле социально-экономического развития страны. Напротив, за последние годы существенно возросла доля топливно-энергетического комплекса в формировании макроэкономических показателей (бюджет страны, экспорт и внутренний валовый продукт). Но при этом за "лесом" общегосударственных цифр перестали просматриваться "деревья" показателей, дающих блага конкретному человеку. Почему и современные Энергетические стратегии (ЭС-2010, ЭС-2020 и ЭС-2030), утверждённые в свое время Правительством России (да и ранее принятые Энергетические программы СССР), не стали общенациональным достоянием, как это имело место в отношении плана ГОЭЛРО.

В связи с этим сегодня следует вернуться не к изложению основных позиций этого плана (все читатели сами могут обратиться к документу - 3-е стереотипное со 2-м издание плана ГОЭЛРО имеется в анналах ИД "Энергия" - www.energypublish.ru), а к той социальной направленности плана, которая и формировала требования к соответствующему развитию энергетики.

Необходимо отметить три ключевых фактора, которые легли в основу плана ГОЭЛРО и не потеряли своего значения для сегодняшней России.

1.1 Целенаправленность: максимальный результат при минимальных усилиях

"Целью всякой хозяйственной деятельности (писали авторы документа в 1920 г.) является достижение наибольших результатов при наименьших усилиях, т.е. максимальная её производительность". Как это созвучно сегодняшним призывам власти к повышению эффективности экономики (системы хозяйствования) за счёт снижения затрат (энерго- и ресурсосбережения).

В плане ГОЭЛРО подчеркивается, что производительность (ныне - эффективность) достигается, во-первых, за счёт интенсификации труда (сегодня об этом забыли); во-вторых, путём механизации и электрификации; в-третьих, путём рационализации и организации труда (ныне - использования инноваций и структурных реформ на межкорпоративном и внутрикорпоративном уровне).

Как видим, новое - это хорошо забытое старое. И формируя новые подходы к модернизации нашей экономики сегодня, полезно разобраться, как это предлагали сделать почти 100 лет назад на базе электрификации, оценить, что из этого опыта можно и нужно взять на вооружение, а что следует оставить в благодарной памяти.

1.2 Электрификация - движущая сила развития экономики страны

В начале социалистического переустройства России электрификация была главным текущим и перспективным средством решения задачи создания новой экономики и нового общества. "Составить проект электрификации России - это означает … построить основные леса для реализации единого государственного плана народного хозяйства", - писали авторы плана. Взамен "восстановления главнейших элементов нашей прошлой экономики" план ГОЭЛРО предлагал её полное переустройство, масштабное наращивание электрического хозяйства страны, преимущественно за счёт крупных (для того времени) тепловых и гидростанций.

По плану ГОЭЛРО за 10 лет необходимо было соорудить 30 районных станций с установленной мощностью в 1,75 млн. кВт. Для сравнения напомним: в 1916 г. (до разрухи, связанной с Октябрьской революцией и гражданской войной) в России насчитывалось 250 станций общественного пользования и 6000 частных фабрично-заводских станций общей мощностью 1,5 млн. кВт, т.е. требовалось не только удвоить мощность, а сделать это путём резкого роста единичной мощности электрических станций и их агрегатов. Если действующие станции имели среднюю единичную мощность 200-250 кВт, то новые - 60 тыс. кВт. Это был гигантский количественный скачок, создающий качественно новый эффект за счет концентрации мощностей электрических станций.

Но, главное, названные цифры не были придуманы "кремлевскими мечтателями", они базировались на том, что может и должна дать электрификация всех районов Советской России и всех отраслей промышленности и транспорта. Предполагалось электрифицировать до 90 % всей промышленности, масштабы которой росли быстрыми темпами вследствие перехода на рельсы индустриализации.

Для каждого из восьми экономических районов были приняты направления и масштабы промышленного производства, требующие соответствующего уровня электрификации. Так, главнейшим богатством Уральского района, определяющим его роль в народнохозяйственной жизни страны, признаны его ископаемые; для Южного района - добыча угля и производство чугуна; для Центрально-промышленного района - добыча железной руды, торфа и развитие текстильной промышленности на базе местного льна и привозного хлопка; для Северного района - лесное хозяйство; для Кавказского района - горное дело и сельское хозяйство.

Одновременно для каждого района был намечен план его не только промышленного, транспортного, сельскохозяйственного, но и социального развития. Например, имелся план строительства и электрификации основных железных дорог. "Электрическая сверхмагистраль обращается в широкую культурную полосу, по оси которой движется мощный поток товаров, что позволяет в 2,5-3 раза повысить экономическое сближение страны, а рядом - формировать новые поселения и предприятия". Не игнорировались также перевозки и по водным путям при учёте особенности грузовых потоков. Так, к железным дорогам тяготеет хлеб и каменный уголь, к водным путям - лес и нефть. И уже тогда встал вопрос о развитии автомобильного сообщения и нефтепроводов.

Электрификация транспорта требовала не только развития электрических мощностей, но и создания принципиально нового оборудования - электровозов, гидроэлектрических силовых установок, электрических погрузочных портовых кранов, дизелей; не был забыт и автомобильный транспорт.

Для каждого из обрабатывающих производств в текстильной, бумажной, химической, лесоперерабатывающей промышленности были определены не только необходимые объемы электрификации, высвобождающей рабочие руки для развития новых отраслей, но и дана схема размещения этих производств и соответствующих объектов электроснабжения (источников энергии, линий и оборудования).

Разработчики плана ГОЭЛРО много внимания уделили развитию и электрификации сельского хозяйства. Проведя детальный анализ плюсов и минусов российского земледелия с учетом климата, плодородия почв, структуры посевов, авторы убедительно показывают, что именно "электрификация является надежным орудием концентрации … в применении к крупным сельскохозяйственным единицам". "Электричество может сослужить колоссальную работу по быстрейшему изживанию зияющего противоречия между новым городом и новой деревней".

Разве не актуально это и сегодня? Ведь в какой-то сотне километров от Москвы люди живут от рассвета до заката, не всегда имея возможность воспользоваться даже "лампочкой Ильича", потому что нет собственных генерирующих источников, а линии электропередачи, связывающие глухомань с энергетическими центрами, увы, часто выходят из строя и подолгу не работают.

Разумеется, для энергоснабжения всех потребителей по каждому из экономических районов были разработаны планы развития энергетических мощностей, их топливообеспечения либо оценены запасы водных ресурсов, а также составлены карты электрических связей между станциями и потребителями.

Для большинства районов были даны детальные пообъектные характеристики как оборудования станций, так и силовых установок у потребителей: котлов и питательных насосов, паропроводов и турбогенераторов, трансформаторов, электрических столбов и меди для проводов, тракторов и лампочек, электровозов и водопроводных установок.

Сегодня такую детализацию: сколько и где построить станций и подстанций, железных дорог и водных каналов; сколько это потребует материалов, рабочих рук и денег - трудно даже себе представить. Не только в Энергетической стратегии и Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики, но в местных энергетических программах и даже в сводных проектных материалах.

А ведь тогда, в 1920 г. всё это было сделано менее чем за год силами экспертов комиссии по разработке плана ГОЭЛРО, в состав которой входили 20 человек, а привлечено к работе было свыше 200 деятелей науки и техники. Воистину титаническая многогранная работа!

1.3 "Громадьё" планов - необходимость и возможность

Для реализации намеченных задач развития экономики страны нужно было масштабное (и колоссальное по тому времени) развитие новых энергетических источников. И план ГОЭЛРО базировался на максимально возможном использовании всех имеющихся энергетических ресурсов: воды и угля, торфа и дров, нефти и горючих газов. При этом первостепенное внимание уделялось местным ресурсам и региональной (районной) энергетике, а также необходимому развитию энергомашиностроения и электротехники, находящихся в то время в сильной зависимости от зарубежных поставок.

В 1916 г. основой топливоснабжения России были дрова, покрывавшие 60 % потребления, и донецкий уголь, обеспечивавший 26 % общего потребления. План ГОЭЛРО сделал ставку на интенсивное развитие гидроэнергетики. Его авторы, проведя кадастр всех отечественных водных ресурсов, предложили объёмную программу строительства ГЭС (ДнепроГЭС мощностью 558 тыс. кВт, Волховской ГЭС с первой очередью 60 тыс. кВт, каскад Свирских ГЭС - 200 тыс. кВт, ГЭС на реке Катунь на Алтае, реке Чирчик в Туркестане, реке Чусовая на Урале мощностью 45-50 тыс. кВт каждая и др.) общей мощностью гидроэлектростанций 1 млн. кВт.

Мощность районных тепловых электростанций по плану ГОЭЛРО должна была составить 1,75 млн. кВт. Однако она достигла 3 млн. кВт. К началу Великой Отечественной войны общая мощность всех электростанций страны составляла 11,2 млн. кВт, а годовое производство электроэнергии превышало 48 млрд. кВт·ч. В конце 1941 г. почти половина всех действующих мощностей была выведена из строя, тем не менее к концу войны (май 1945 г.) энергетический потенциал был восстановлен полностью, а в 1952 г. - удвоен.

Темпы энергетического строительства, заложенные в плане ГОЭЛРО, сохранились и в дальнейшем. Так, общая мощность всех электростанций Советского Союза на конец 1990 г. составила 341 млн. кВт (в том числе в РФ - 213, 3 млн. кВт), было выработано электроэнергии 1,17 трлн кВт·ч и 1,08 трлн кВт·ч соответственно.

В течение следующего десятилетия электрическая мощность в стране осталась практически неизменной. И при отсутствии вводов генерации это привело к существенному старению основного оборудования.

За счёт общего экономического спада и падения спроса потребление электроэнергии в 2000 г. снизилось до 862 млрд. кВт·ч (на 20 % по сравнению с 1990 г.). И даже сегодня (по оценкам на 2009 г.) потребление, равное 978 млрд. кВт·ч, не достигает уровня 1990 г.

Именно в условиях, когда темпы развития электроэнергетики, с одной стороны, резко снизились, а с другой стороны, спрос диктует производство, опыт ГОЭЛРО особенно важен, и скорее - не как количественная оценка "громадья" планов, которая была необходима в тот исторический отрезок времени, а как документ комплексного сбалансированного развития энергетики и всего народного хозяйства.

К сожалению, предлагавшиеся программы развития электроэнергетики, в том числе и нашумевший доклад под амбициозным названием ГОЭЛРО-2, рисовавший целевое видение РАО ЕЭС на период 2007-2020 гг. с гигантскими количественными показателями ввода мощностей и производства электроэнергии (удвоение за 13 лет), не имеют под собой не только выверенных экономических расчетов, но даже ответа на простой вопрос: а кому и зачем это надо? "Хотелки" - да и только, дабы поднять свой имидж в собственных глазах и "впечатлить" власть. Ныне - совсем другое время.

В 20-х годах XX века электрификация была базой индустриального возрождения России, и при этом план ГОЭЛРО исходил из того, что можно и нужно сделать для развития промышленности и сельского хозяйства на качественно новой основе - повышения электровооружённости и производительности труда.

Принципиальное отличие нынешнего времени от прошлого периода заключается в том, что между этими понятиями уже нельзя ставить знак равенства. Сегодня дело не в простом наращивании объёмов производства электроэнергии, а в повышении эффективности использования энергии. Электрификация хотя и является инфраструктурной базой экономического и социального развития страны, но это - не механическое увеличение душевого энергопотребления.

Не дефицит мощностей, а энергорасточительство является сегодня угрозой номер один. Предстоит поэтому одновременно решать две отчасти противоречивые задачи.

Во-первых, обеспечивать энергетическую безопасность России и её регионов, понимая под этим ресурсную достаточность поставок и надежность энергоснабжения, экономическую доступность таких поставок для потребителей и технологическую (в том числе экологическую) допустимость соответствующего производства.

Во-вторых, заботиться об энергетической эффективности, имея в виду при этом энергосбережение, снижение инвестиционной нагрузки и модернизацию электроэнергетики не в количественном, а в качественном выражении - на базе инновационных технологий построения "умной" энергетики.

Названные и многие другие новые подходы заложены в проекте Энергетической стратегии России на период до 2035 г. (ЭС-2035) [2], а также в новой уточнённой генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики.

Выводы

1. Учиться у наших предшественников-энергетиков, создавших и осуществивших план ГОЭЛРО, надо не букве и цифре долгосрочного планирования, а органичной комплексности и сбалансированности всех аспектов подхода к той или иной проблеме прогнозирования.

2. План ГОЭЛРО и новую Энергетическую стратегию России объединяет одно - стремление выстроить слаженную систему взаимосвязи энергетики, экономики и экологии, перейти от чисто отраслевого подхода к комплексному прогнозированию развития всего народного хозяйства страны, где электроэнергетика поменяет свою роль, превратившись из "локомотива" индустриального развития в гаранта инновационного инфраструктурного эффективного использования энергетического потенциала страны.

2. Инновационное развитие электроэнергетики России (общее представление)

Глубокая электрификация страны признана одним из важнейших приоритетов новой Энергетической стратегии России.

Среди основных вызовов современности, оказывающих наибольшее влияние на характер развития электроэнергетики, выделяются: постоянный рост энергопотребления, в том числе, электропотребления; повышение требований к надежности энергоснабжения и качеству услуг конечных потребителей; стремление к использованию все более экологически чистых источников энергии и минимизации негативного воздействия на природу; глобализация рыночных отношений на континентальном и межконтинентальном пространстве, в том числе, внедрение рыночных отношений в электроэнергетику.

Так, на период до 2035 года предполагается рост электропотребления в 1,6 раза, а к 2050 году - в 2 раза по сравнению с 2010 годом с темпами, существенно превышающими спрос на ТЭР в целом. Но стратегически важен не только количественный масштаб развития электроэнергетики, а качественная структурно-технологическая трансформация как самой отрасли, так и всех связанных с ней сегментов энергетического и энергопромышленного сектора.

К сожалению, основная технологическая база электроэнергетики имеет не только "почтенный" физический возраст (почти 50 % всего оборудования электростанций и ВЛ-электропередач проработали более 40 лет), но и устарела "морально" (70 % распределительных электрических сетей выработали нормативный срок).

В ответ на вызовы современности изменяется направление развития электроэнергетики, как симбиоз гармоничного развития "большой" и "малой" энергетики, при котором потребитель играет все более значимую роль.

В целом, электроэнергетика требует не только технической модернизации, но и инновационной перестройки материальной базы, организационной структуры и системы управления функционированием и развитием единой системы: потребитель - поставщик - производитель (нагрузка - сеть - генерация).

Это - и развитие "электрического мира" потребителей, и поиск новых источников энергии, в т.ч. и нетопливных, для централизованного и децентрализованного энергоснабжения, и формирование Единой энергетической системы нового поколения ЕЭС - 2.0 с управляемой инфраструктурой.

Обновление электроэнергетики на новой технологической основе требует решения трех основополагающих (и фундаментальных и практически обусловленных) задач:

? проведение структурно-технологического форсайта и формирование нового облика энергетики будущего, а в соответствии с этим формирование банка инновационных технологий на среднесрочную и долгосрочную перспективу;

? создание целостной системы инновационного развития - от фундаментальных путей и прорывных технологий до интеллектуального проектирования не только отдельных энергоустановок, но и энергетических комплексов, а также подготовка кадров для их освоения;

? разработка частно-государственного партнерства с целью экономического, инвестиционного и институционального стимулирования качественного обновления систем и обеспечения общих интересов науки и бизнеса, власти и общества.

В данной статье работе делается попытка показать возможные пути и приоритеты решения этих задач для всего электроэнергетического комплекса. При этом электроэнергетика не рассматривается как независимая совокупность генерации, распределения и нагрузки, и даже не как отрасль, целью которой является обеспечение необходимого объема энергопоставок (либо предоставления мощности).

Электроэнергетика - это мета-система (SoS - System of System, "система систем"), которая объединяет всех участников общего процесса энергоснабжения в единое целое, включая не только их синхронную работу, но и взаимоувязанное по целевой задаче и конечному результату функционирование и развитие всего комплекса.

Целью электроэнергетики нового поколения является как надежность и эффективность (экономическая, технологическая и социальная) всей системы энергоснабжения на территории страны, так и ее стимулирующая роль драйвера экономического развития регионов.

Главным инструментом достижения этого целевого развития электроэнергетики является инновационность, обеспечивающая качественно новый облик "электрического мира" потребителей и Единой энергетической системы ЕЭС-2.0. энергетическая стратегия политика инновационное

Это достигается также путем развития инфраструктуры, обеспечивающей как интеграцию регионов (крупных территориально-производственных комплексов и рассредоточенных потребителей) в единый электроэнергетический комплекс, так и стимулирование появления новых потребителей в коммунально-бытовой, транспортной и промышленной сферах для роста качества жизни населения и производительности труда за счет глубокой электрификации.

Структурно-технологический форсайт (целевое видение) электроэнергетики - это, прежде всего, тренды и прогнозы развития спроса и производства (масштабы и направления электрификации, анализ структурных схем межрегиональных энергообъединений и локальных энергетических систем, формирование новой технологической платформы интеллектуальной (энергоинформационной) энергетики и банка новых прорывных технологий генерации, передачи и комплексного использования новых типов энергоустановок у потребителя.

К сожалению, в полной мере такого форсайта в нашей стране так и не проведено. Существуют отдельные обстоятельные исследования по вариантам развития ВИЭ, электромобильного транспорта, Единой национальной электрической сети (ЕНЭС), но все они проведены с позиции лоббирования тех или иных инноваций, оставляя без внимания общий качественный облик электроэнергетики в целом. Такая фундаментальная задача - это прерогатива не отдельных компаний и даже не министерств, а, прежде всего, Российской академии наук, где, к сожалению, пока что отсутствует комплексная программ системного развития электроэнергетики. Множество работ посвящено отдельным фундаментальным исследованиям новых принципов генерации (три-генерация, электровзрывные генераторы, импульсные и вихревые энергоустановки, электрохимические источники тока, термоядерные реакторы и реакторы на быстрых нейтронах, отдельные схемы солнечной энергетики и т.п.). Но в целом из этих разрозненных работ, проводимых во множестве лабораторий и институтов РАН, пока не складывается тот будущий облик электроэнергетики, который будет основан на прорывных технологиях, позволяющих существенно расширить арсенал новой генерации.

А эта новая генерация, как и электроэнергетика, в целом неминуемо будет многоукладной. Неправомерно говорить об "альтернативной" энергетике: или на базе топливной генерации (угольных и газовых ТЭС) или с помощью ВИЭ; АЭС (включая реакторы на БН) или ГЭС (включая приливные станции); космические электростанции или мини-аккумуляторы для бытовых электроприборов.

"Электрический мир" потребителя чрезвычайно многогранен. Это - "умные" энергоэффективные дома, оборудованные различной техникой для обеспечения комфорта и удобства жизни. В мире известно более 500 различных видов бытовой электротехники: от индивидуальных биоэнергетических и физиологических медицинских приборов до осветительных установок без использования ламп накаливания, от строительных конструкций и панелей со встроенными электронагревателями до управляемых установок климат-контроля (кондиционеров и воздухообогревателей, вентиляторов и увлажнителей, ламп Чижевского и инфракрасных излучателей), не говоря уже о кухонных комбайнах, установках пищеприготовления и утилизаторах бытовых отходов. И хотя сегодня большая часть этой бытовой техники питается от розетки, быстро растет доля устройств со встроенными источниками питания, в т.ч. микроаккумуляторами. А еще быстрее - новые виды электрофизических и электрохимических приборов, работающие не на традиционных источниках (переменного или постоянного тока с адаптерами) и не с помощью зарядных устройств, а на биорезонансных принципах, пьезокристаллических эффектах, волновых усилителей различного происхождения.

Еще более широкий спектр возможных энергоустановок связан с транспортно-промышленным сектором.

Помимо развития литий-ионных и водородных аккумуляторов для электромобилей (личного и общественного транспорта), разрабатываются и находят все более широкое применение импульсные, термомеханические и взрывные установки для обработки материалов.

Электрохимия и нанотехнологии позволяют создавать новые материалы и конструкции с заданными структурными механическими и физическими свойствами. При этом все возможные физико-химические реакции основаны на использовании процессов преобразования одних видов электрической энергии в другие, не ограничиваясь только стандартными электромагнитными процессами частотой 50 Гц.

Это понуждает более широко рассматривать всю совокупность энергетических преобразователей, служащих как для изменения параметров электрического тока, так и решения более широкого класса задач формирования "электрического мира", в том числе и согласования новых потребителей и новой генерации.

Так, например, для получения тугоплавких материалов с помощью токов сверхвысокой частоты обычные энергоустановки не годятся, а с успехом используются концентраторы солнечной энергии.

Для нанесения тонких покрытий на материалы могут быть использованы не традиционные гальванические установки, а специальные электрохимические электролизеры. Суперконденсаторы могут создаваться с использованием мембранных биоэнергетических технологий.

Атомные станции имеют возможность не только генерировать электрическую энергию по графику нагрузки, но и вместе с мощными накопителями, запасающими энергию в ночные часы, будут представлять энергетические центры для питания крупных потребителей теплом и электрической энергией.

Три-генерация тепла, электрической энергии и холода может быть адекватна потребителям, в равной степени заинтересованным в использовании всех этих ресурсов, например, предприятиям криогенного профиля.

Гидроэнергетические установки целесообразно использовать не только для производства электрической энергии, но и для управления водными потоками для ирригации и борьбы с наводнениями, а также для электролиза воды и получения водорода.

Примеров такого нестандартного (не моно-специализированного) подхода к генерации и потреблению энергетических ресурсов достаточно много уже сейчас, а будущая энергетика станет комплексом для широкого использования всех видов энергии, для соответствующих потребителей широкого профиля.

Применение новых материалов для силового энергетического и электротехнического оборудования позволило увеличить плотность энергии, преобразуемой на объектах электроэнергетики, а также повысить ресурс и продолжительность межсервисного (межремонтного) интервала. Развитые информационные системы диагностики и контроля состояния оборудования, в том числе, встроенные системы диагностики, предоставили возможность гибкого подхода к определению допустимой нагрузки и необходимости проведения технического обслуживания.

Особенно интенсивное развитие технологий в настоящее время наблюдается в области сверхмощных дальних электропередач, необходимых для связи крупных источников электроэнергии и центров потребления, и распределительного сектора ЭЭС, что отражает общую тенденцию к возрастанию роли потребителей и веса распределенной генерации. В связи с этим необходимо выделить развитие высоковольтной преобразовательной техники и высокоамперной техники на низком напряжении.

Технологическое развитие связано не только с ростом технических параметров силового высоковольтного оборудования. Например, развитие электротехнической промышленности позволило повысить надежность выключателей, кабельных линий, преобразователей вида тока, что положительным образом сказывается на надежности функционирования ЭЭС и предоставляет новые возможности для новых схемных решений в развитии электрической сети, коммутационных узлов ЭЭС, схем электроснабжения потребителей.

Поэтому одной из важных задач энергетического форсайта должно стать формирование банка новых технологий, построенного не по отраслевому принципу, а по принципу модульного построения системы. Эта система собирается на базе отдельных блоков - отдельных технологических установок, реализующих тот или иной энергетический процесс, но системно конструируемых и интегрируемых в общую многосвязную сеть. Тем самым могут быть получены (синтезированы) технологические системы с заданными свойствами, либо обеспечивающими качественно новый эффект.

Идеология построения такого банка представлена в работах ИЭС [3], но задача - сделать его предметом многостороннего формирования и использования для инновационного развития электроэнергетики.

Инновационность - это не самоцель, а только средство для создания энергоэффективной электроэнергетики, которая должна отличаться не только энергосберегающими характеристиками, но и новым результатом, расширяющим спектр энергетических услуг для населения, и создающим возможности качественного улучшения производственных и социальных характеристик использования электроэнергии.

Костяк банка должны составить прорывные технологии, требующие как использования новейших фундаментальных знаний в энергетике и смежных науках, так и организации всего цикла - от идеи до замкнутой широко используемой технологической системы.

Ключевым звеном в такой системе станет творческий человек, способный понимать и формировать исходный замысел SoS, участвовать в интеллектуальном проектировании многоукладной и многосвязной энергетики на базе Smart- и Super Grid, а также способный обучаться новейшим технологиям и учить этому подрастающее поколение.

Под разработку инновационных технологий необходимо формирование новых творческих коллективов из числа специалистов РАН, ВУЗов, отраслевых НИИ, бизнес-компаний и государственных структур.

Но главным в этих коллективах должен стать системотехник - идеолог и системный менеджер для постановки задач и совместной организации работы. Поэтому до рассмотрения предложений по финансированию таких комплексных работ необходимо выделение специальных грантов под идею и под возможный качественно новый результат формирования таких технологических цепочек из общего Банка. По сути дела, Банк новых технологий должен стать ядром физического и финансового формирования инновационной энергетики будущего. А его обеспечение должно стать предметом заботы как государственных (бюджетных) фондов, так и частного бизнеса - потребителя новых технологий.

Еще одной крупной проблемой инновационного развития электроэнергетики должно стать формирование Единой энергетической системы нового поколения ЕЭС - 2.0. В отличие от ЕЭЭС советских времен, являющейся образцом супер-объединения для своего времени, ЕЭС - 2.0 должна формироваться не только как совокупность физических (линейных и подстанционных объектов, сетевых и межсистемных преобразователей) коммуникаций, но и как SoS-единство всех систем, энергетических, транспортных, в т.ч. с перевозками сырьевых и переработанных товаров со скрытой энергией (угля, водорода, цветных металлов, СПГ, моторного топлива и др. энергохимических продуктов), а также информационных (в т.ч. рыночных) сигналов, институциональных связей. ЕЭС - 2.0 охватывает не только зону синхронных связей между отдельными межрегиональными и межгосударственными системами, но и является глобальной сетью Super Grid - инфраструктурой всей Евразии.

Ее отличительные особенности:

? разрешение ограничений параллельной работы систем за счет создания межсистемных преобразований (ВПТ, СПИН, кабельных сверхпроводящих вставок и системных накопителей различного механического, индуктивного, гидроаккумулирующего, пневматического типа), обеспечивающих эффект "складирования" энергии;

? возможность интеграции с другими транспортными связями за счет согласованного использования сырьевых энергокоммуникаций (газопроводов, углевозных дорог, водных маршрутов), ВЛ-электропередач и перевозкой энергоносителей в переработанном виде;

? интеллектуализация связей, объединяющих отдельные региональные и монопродуктовые системы за счет информационного единства и согласованного управления.

ЕЭС - 2.0 - это интеллектуальная и саморазвивающаяся Super Grid, создающая условия для подключения к ней как больших генерирующих центров, так и распределенной по территории генерации, крупных территориально-промышленных комплексов и локальных потребителей.

Тем самым она обеспечивает объединение районов с богатыми запасами природных ТЭР и центров их промышленной переработки и использования, объединение централизованных и децентрализованных систем энергоснабжения.

Структура ЕЭС - 2.0 - это сочетание цепочечных схем объединяемых энергосистем Урала, Сибири и Д. Востока, а также ячеистых схем по ходу объединения отдельных широтных и меридиальных направлений: вдоль Транссиба и ВСТО, БАМа и газопровода "Сила Сибири", вдоль Севморпути и "Нового шелкового пути", в рамках общего Трансевразийского пояса развития [4].

Принципиальной особенностью ЕЭС - 2.0, как и всей инновационной электроэнергетики, является то, что она представляет собой не статическую физико-техническую систему с информационными связями, а "живую" человеко-машинную (эргатическую) систему, которая не просто обслуживает Homo sapiens и общество в целом, а делает "человека социального" творцом и конструктором будущего. Интеллектуальность Smart Grid и ЕЭС - 2.0 достигается не за счет роботизации техники, а за счет нового мета-системного принципа объединения физических возможностей новых технологических комплексов и человеческого фактора.

Электроэнергетика при этом становится не средством жизнеобеспечения потребностей социума, а вместе с человеком - системой жизнедеятельности общества и государства.

Литература

1. Энергетика России (1920-2020 гг.). Т. 1. План ГОЭЛРО, М.: ИД "Энергия", 2005, 1068 с. Т.2. Энергетическая политика на рубеже веков, М.: ИД "Энергия", 2008, 1002 с.

2. Энергетическая стратегия России на период до 2035 г. (проект Минэнерго РФ, URL: www.minenergo.gov.ru).

3. Материалы проекта "Банк энергетических технологий". М.: Мировая энергетика, 2012.

4. Якунин В.И., Осипов Г.В., Садовничий В.А. Единая евразийская инфраструктурная система. М.: ИСПИ РАН, 2013.

Размещено на Allbest.ru