Реферат: История атомной энергетики Украины

Итак, основной идеей Программы является управляемая, поддерживаемая «сверху» экспансия электротехнологий на рынке услуг по тепло- и газоснабжению бытовых потребителей и достижение на этой основе экономии в потреблении природного газа как в коммунально-бытовом секторе, так и в бюджетной сфере. Главными предпосылками реализуемости Программы авторы считают избыток электрогенерирующих мощностей в Украине и большую долю в них АЭС, а также высокую степень развитости системы учета потребления электрической энергии в быту. Они исходят из того, что атомная электроэнергетика и электротеплоснабжение (ЭТС) хорошо дополняют друг друга. По мнению авторов, использование электроэнергии, выработанной на АЭС, открывает дорогу широкому внедрению ЭТС, и что ЭТС позволит, якобы, АЭС работать в базовом режиме практически без привлечения тепловых энергоблоков в качестве регулирующих мощностей.

Действительно, из целого ряда недостатков технологического характера, органически присущих атомным энергоблокам, едва ли не центральным является невозможность активно маневрировать на протяжении суток. Но является ли ЭТС тем инструментом, с помощью которого можно выровнять суточные графики электрической нагрузки ОЭС Украины и тем самым предотвратить саму необходимость маневрирования для АЭС?

Наш опыт исследования особенностей связного потребления тепловой, электрической энергии и природного газа в быту убедительно доказывает: нет — системы ЭТС не могут служить таким инструментом! Даже если проанализировать все мыслимые варианты конструктивной реализации ЭТС, ни один из них не может претендовать на то, чтобы устроить всех заинтересованных лиц — диспетчеров энергосистемы, бытовых потребителей, местные власти. Не составляет особого труда доказать это на следующих примерах.

Вариант 1 — создание системы ЭТС за счет средств самих потребителей, о чем говорят и авторы статьи. В этом случае речь может идти об оснащении квартир бытовыми электронагревательными приборами — маслонаполненными радиаторами для отопления комнат и электроводонагревателями для подогрева горячей воды. Действительно, с каждым годом цены на эти устройства становятся все более доступными, и все больше потребителей приобретают их в качестве резервных систем, призванных в случае неудовлетворительной работы СЦТ восполнить дефицит тепла в квартире. Оставляя в стороне технико-экономические проблемы, связанные с необходимостью усиления абонентских вводов в квартиру, групповых вводов в жилые здания, которые должны решаться уже не за счет бытовых потребителей, а за счет владельцев низковольтной распределительной сети — ЖЭКов, горэнерго, облэнерго, остановимся только на одном недостатке этого варианта, связанном с эксплуатацией приборов ЭТС по свободному электрическому графику — резкопеременным режимом работы на протяжении суток.

Собранные нами данные по электропотреблению в быту свидетельствуют, что при снижении качества теплоснабжения жилых массивов от котельных и ТЭЦ электрическая нагрузка в быту возрастает, но что критически важно — в разное время суток она возрастает неравномерно. Этот феномен имеет достаточно простые и убедительные причины, среди которых можно назвать суточную неравномерность потребления горячей воды на хозяйственные нужды, уход части населения в дневные часы из дома, боязнь оставлять мощные электроприемники включенными на время ночного сна. В результате самый мощный прирост электрической нагрузки происходит в часы вечернего максимума, а самый слабый наблюдается в часы ночного провала. Иначе говоря, рост суточных объемов электропотребления в быту на цели ЭТС сопровождается усилением амплитуды переменной составляющей электрической нагрузки и, как следствие, нарастанием напряженности в энергосистеме, вызванной нехваткой маневренных мощностей. Очевидно, что для покрытия этой новой перспективной нагрузки в ОЭС нужно строить пиковые или полупиковые мощности, но только не АЭС.

Вариант 2 — создание массовой системы ЭТС, получающей питание по независимым фидерам и функционирующей по жесткому временному графику, задаваемому уже не потребителями, а диспетчерами энергопотребления в регионах. Например, включаемой на время ночного провала электрической нагрузки ОЭС: с полуночи — до шести часов утра.

В этом случае действительно можно рассматривать системы ЭТС как мощнейший потребитель-регулятор, но тогда становится весьма сомнительной их ценность как системы, призванной в первую очередь создавать комфортные, благоприятные для жизни населения условия проживания. Даже если представить себе самые ненапряженные периоды года — скажем, в начале отопительного сезона — все равно непонятно, откуда возьмется ощущение микроклиматического комфорта у потребителей, вернувшихся с работы в остывшую за день квартиру, и что им делать до включения ЭТС. Не говоря уже о зиме, когда среднесуточная наружная температура в том же Харькове снижается до 29оС. Можно, конечно, обращаться к опыту печного отопления, когда в жилых помещениях осуществляется относительно кратковременный натоп, сменяющийся более длительным периодом остывания, но ведь и натоп осуществляется вечером, а не ночью. Да и о каком социальном прогрессе, о каком улучшении качества коммунальных услуг может в этом случае идти речь?

Вариант 3 — система ЭТС типа «подогреваемых полов», работающая в квазистационарном режиме, то есть круглосуточно, и оснащенная автоматическими регуляторами внутренней температуры.

Если мысленно ограничиться каким-нибудь коротким промежутком времени, например, одними сутками и напрячь воображение, можно представить себе следующую предельно упрощенную идиллическую картину. Есть АЭС, провода от нее идут прямо к крупному городу и там подключаются к фидерам питания ЭТС. Зима, мороз. Блок вырабатывает электроэнергию, и с ее помощью происходит отопление зданий. Вроде бы, все в порядке. Но нельзя забывать, что тепловые потери зданий изменяются на протяжении отопительного сезона в зависимости от наружной температуры в 3-3,5 раза. Отопительный сезон начинается при снижении среднесуточной температуры ниже +8оС, когда перепад температур на наружных ограждениях зданий составляет около 10оС. А при экстремальном снижении наружной температуры он может увеличиться до 30-35оС! И климат у нас таков, что среднесуточная наружная температура может изменяться с темпом до 8оС в сутки, то есть достаточно быстро. Возникают вполне естественные сомнения, по силам ли будет многоблочной АЭС самостоятельно отслеживать соответствующие колебания спроса на электроэнергию, направляемую на отопление жилья. Ведь тогда придется то включать дополнительные блоки в работу на 3-5 дней, то выключать. Если к этому добавить, что отопительный сезон длится в нашей климатической зоне 6 месяцев, то мы вынуждены будем признать, что оставшиеся 6 месяцев львиная доля атомных энергоблоков, вовлеченных в теплоснабжение, будет просто простаивать. А оставшиеся в работе, чтобы покрывать нагрузку горячего водоснабжения, вынуждены будут разгружаться в ночные часы.

Нет, не та это комбинация — «АЭС+ЭТС», чтобы говорить о ней как о будущем теплоснабжения и электроэнергетики Украины. Похоже на утопию. Ради этого не стоит губить котельные и ТЭЦ с их, пусть даже сильно изношенными, тепловыми сетями.

Выход, по нашему мнению, следует искать в другом направлении — пересмотре, в первую очередь, нормативов отпуска тепла на отопление жилья, в освоении новых подходов к управлению традиционными источниками СЦТ, по-прежнему покрывающими основную часть тепловой нагрузки в быту. А если конкретнее, то в таких режимах отпуска тепла жилым массивам через СЦТ, при которых только небольшая часть бытовых потребителей прибегала бы к использованию ЭТС, в то время как основная их часть довольствовалась теми микроклиматическими условиями, которые обеспечиваются СЦТ. Такая комбинация — «СЦТ+ЭТС по варианту 1» — действительно обеспечит наивысшую экономичность теплоснабжения. Она уже начала реализовываться на практике безо всяких «подталкивающих» программ, и выполнять эту работу нужно без колебаний и оглядок.

На наш взгляд, необходимо:

1 Если говорить об обновлении структуры теплогенерирующих мощностей, то, конечно же, на месте старых неэффективных котельных нужно возводить современные высокоэффективные когенерационные установки — газотурбинные, парогазовые. Благо, в этом году принят Закон «О комбинированном производстве тепловой и электрической энергии (когенерации) и использовании сбросного энергопотенциала», который, без сомнения, будет содействовать этому процессу.

2 Никто так и не опроверг, что крупные отопительные ТЭЦ — наиболее экономичные производители тепловой и электрической энергии в ОЭС. Если здесь и остались «старые» проблемы, то это — недоиспользование их маневренного потенциала, невысокий коэффициент использования установленной мощности. Печальный опыт далеко не самого эффективного использования ТЭЦ как в советское время, так и в новейшей истории Украины свидетельствует, что часто причиной многих проблем ТЭЦ являются так называемые «запертые» тепловые мощности, вызванные противодействием старых источников теплоснабжения вхождению новых ТЭЦ в местный рынок тепловой энергии. Отсутствие механизмов прозрачной конкуренции на региональных рынках тепловой энергии, затрудняющее понимание действительной расстановки сил, — вот насущная проблема муниципальных властей. Пока не будут разработаны правила конкуренции, механизмы объективного контроля для оценки эффективности работы локальных источников теплоснабжения, на практике останутся лазейки, с помощью которых владельцы старого, изношенного теплогенерирующего оборудования будут навязывать потребителям свою продукцию, дискредитируя в глазах общества идею теплофикации. Пока это им, увы, удается. Но кроме них самих никто в сохранении существующей ситуации не заинтересован.

3 В свете получающего все более широкое признание факта, что уже сегодня произошло перерастание СЦТ в комбинированную систему «СЦТ+ЭТС», и понимания того, что ею нужно научиться управлять, перед диспетчерскими службами теплоэнерго, местными властями в крупных городах открывается обширное поле деятельности по обновлению организационно-технической базы оперативного управления теплоснабжением. Нужно смелее опираться на прогрессивные методические подходы к идентификации качества теплоснабжения, к оперативному управлению источниками теплоснабжения. Сколько можно молиться на архаичный температурный отопительный график (ТОГ), который сохранил за собой только одну функцию — оставаться зонтиком для инертного руководства муниципальной теплоэнергетикой, защищающегося с его помощью от натиска современных технологий управления? Посмотрите на два последних отопительных сезона — 2003-2004 и 2004-2005 гг. В обоих случаях зима выдалась мягкой, и за много лет представилась возможность отпускать тепло в соответствии с ТОГ. Результат хорошо известен — сплошные перетопы, духота в жилых помещениях и офисах, открытые настежь окна. А ведь перетопы несут с собой не меньше экономических ущербов, чем недотопы. И их нужно предупреждать.

4 Даже остающиеся на относительно скромном уровне масштабы использования ЭТС требуют наведения порядка с учетом электропотребления в быту. Нужно найти эффективные средства для борьбы с воровством электроэнергии, с неплатежами. Пока сохраняется проблема неплатежей, никакие организационно-технические мероприятия не приведут к желаемому результату — самоограничению пользователей в потреблении электроэнергии, стимулируемому опасениями создания слишком большой задолженности. Можете потреблять сколь угодно много, если вам разрешают не платить.

Здесь же уместно сделать еще одно критическое замечание в адрес «Концепции…» — те квартирные электросчетчики, которые получили до сегодняшнего дня наиболее широкое распространение, увы, вряд ли подойдут на случай перевода теплоснабжения на электрическую энергию. Не рассчитаны они на такую мощность, и быстро выйдут из строя. Поэтому при анализе «Концепции…» нужно иметь в виду, что с развитием ЭТС и абонентские вводы в квартиру придется усиливать, и электросчетчики полностью менять.

5 Центральной проблемой в теплоснабжении городов является не источник первичной энергии, а состояние жилого фонда. Любым видом энергии отапливать наши здания, не улучшая их теплотехнические характеристики, будет дорого. В этом направлении, бесспорно, происходят позитивные сдвиги. Приняты новые строительные нормы, новое жилье, вводимое в эксплуатацию, является более энергоэкономичным. Стали более доступными рядовому потребителю энергосберегающие конструкции и строительные материалы — те же металлопластиковые окна со стеклопакетами, минеральная теплоизоляция стен и пр. Тем не менее, без государственной поддержки энергосбережения процесс сокращения тепловой нагрузки в городах будет идти слишком медленно и чересчур долго.

Завершая обсуждение преимуществ и недостатков того или иного энергоносителя для отопления жилых зданий, отметим, что в этом вопросе не последнюю роль играют принципы справедливого тарифообразования. В обсуждаемом случае стоит вспомнить, что по сегодняшний день у нас действует механизм перекрестного субсидирования потребителей. В результате тариф на электрическую энергию для бытовых потребителей, по оценкам экспертов, составляет около половины себестоимости ее выработки. Можно ли при таком соотношении себестоимости и цены говорить о возможности увеличения объемов электропотребления в быту? Конечно, нет. Потому что это — экономический абсурд. Тарифы должны быть справедливыми, то есть, по известной формуле, основанными на затратах. Нам же до этого еще очень и очень далеко. Потому что мы продолжаем «барахтаться» на куда как более низком уровне, пытаясь добиться от бытовых потребителей своевременного и 100%-ного погашения задолженностей за потребленную электроэнергию, начисленных, исходя из уполовиненных цен.

Чем грозит электроэнергетике потеря СЦТ?

Хотя любая страна состоит из регионов, следует, по-видимому, различать такие два понятия, как энергетическая безопасность государства и энергетическая безопасность регионов. Ясно, что они тесно взаимосвязаны между собой, но обозначают несколько разные аспекты одной общей проблемы. Энергетическая безопасность государства, в первом приближении, — это его способность предупреждать кризисы, такие, как бензиновый, обеспечивать хотя бы простое, если не расширенное, воспроизводство основных фондов энергетики. Энергетическая безопасность регионов — это способность регионального ТЭК обеспечивать надежное и качественное энергоснабжение потребителей не только в штатных условиях, но и при природных или социальных катаклизмах.

В этой связи следует отметить, что безусловное преимущество ЭТС — в выполнении резервных функций по отношению к СЦТ. Видимо, именно этим ограничена верхняя граница масштабов его рационального применения. Вполне разумно не городить резервные тепломагистрали, ломать голову над наилучшим проектом кольцевания тепловых сетей, что представляет собой огромнейшую проблему в условиях уже имеющейся застройки городов, а просто содействовать развитию систем ЭТС, особенно там, где это позволяет инфраструктура электросетевого хозяйства. Аккумулированный населением электроотопительный потенциал должен быть таким, чтобы в случае аварии на теплосети потребители «продержались» на электроотоплении, пока не будет выполнен восстановительный ремонт. Но не больше.

А если, все-таки, больше? Вплоть до полного вытеснения СЦТ, чего не отрицают авторы «Концепции…»?

Здесь мы должны вспомнить, что СЦТ является крупнейшим потребителем тепловой энергии, выработанной в комбинированном цикле. Не будет ее, и резко ухудшатся условия для выживания ТЭЦ, которые, в свою очередь, представляют собой, пусть до конца не раскрытый и до сегодняшнего дня, потенциал маневренности ОЭС. По различным оценкам, ОЭС испытывает дефицит в маневренных мощностях от 2 до 7 тыс. МВт. Для его восполнения за счет строительства ГАЭС либо маломощных пиковых мощностей вроде ГТУ требуются многомиллионные инвестиции. Но ведь у нас есть ТЭЦ, способные за счет изменения соотношения в объемах производства тепловой и электрической энергии разгружаться до 50% от заявленного энергорынку технического максимума. Нет нужды доказывать, что это лучше, чем останавливать пылеугольные «двухсотки» на ночь. И не так уж и дорого, учитывая исключительно организационный характер всех необходимых для этого мероприятий. Не раз уже говорилось, что ценность ТЭЦ для ОЭС определяется не столько их квотой в объемах производства электроэнергии, сколько способностью предоставлять ресурс маневренности, а также предотвращать резкий рост электрической нагрузки в быту при снижении наружной температуры в зимние месяцы. Похоже, ни первое, ни второе из указанных обстоятельств не принято авторами «Концепции…» во внимание.

И последнее. Авторы «Концепции…» гиперболизируют степень износа тепловых сетей и чересчур оптимистично оценивают техническое состояние электросетевого хозяйства. А ведь оно находится не во много лучшем состоянии, чем теплосетевое, и нуждается не в меньших инвестициях. Майская крупная авария в энергосистеме Москвы — лучшее тому подтверждение.

Выводы

1 Расширение доли АЭС в структуре генерирующих мощностей ОЭС не является само по себе исчерпывающим по глубине вторичных последствий мероприятием, гарантирующим усиление энергетической безопасности Украины в условиях роста мировых цен на нефть. Однобокая реструктуризация генерирующих мощностей, не подкрепленная адекватным (сбалансированным) развитием источников пиковой и полупиковой мощностей, с одной стороны, а также усилением политики энергосбережения во всех секторах экономики, включая бытовой, — с другой, создает только видимость будущего благополучия электроэнергетики.

2 Как диверсификация топливной базы энергетики является необходимым условием энергетической безопасности государства, так и диверсификация источников теплоснабжения является залогом энергетической безопасности регионов. Делать ставку на монополизацию региональных рынков тепловой энергии каким-то одним типом источников теплоснабжения — что на базе тепловой энергии, выработанной котельными и ТЭЦ, что на базе электрической энергии, выработанной АЭС, — заведомо проигрышная позиция в современных условиях. Разные источники теплоснабжения, сосуществующие на общей территории, должны дополнять друг друга, создавая разумную конкуренцию и предлагая потребителям разнообразный спектр услуг разных качества и стоимости. Это не только соответствовало бы духу рыночных перемен в сфере коммунального обслуживания, но и способствовало укреплению надежности функционирования региональных энергокомплексов.

3 Думая о будущем энергетики Украины, не следует забывать трагических уроков советского прошлого. Вера в возможность решить все энергетические проблемы, понастроив АЭС или АТЭЦ и забыв об энергосбережении, — химера, за приверженность к которой общество однажды уже заплатило дорогую цену. Вряд ли стоит вступать на этот путь во второй раз.

За счет эффективного использования топлива, которое сегодня расходуется в Украине для обогрева зданий и на горячее водоснабжение, можно вырабатывать такое количество электроэнергии, которое дало бы возможность закрыть все атомные и тепловые конденсационные электростанции.

Ключевые слова: топливо, теплота, электроэнергия, энергосохранение, теплоизоляция