| Турбина | Год выпуска |
| Т-100-130 К-300-240 К-200-130 К-800-240 на 90 атм. (8,8 МПа) Т-250-240 К-1200-240 | 1970(1975, 1982) 1945—1950 |
«Стандартная» ПГУ, вводимая на Западе, имеет КПД на уровне 56 % и в ближайшем будущем он достигнет 60 %.
Таким образом, сегодня технический уровень оборудования, установленного на ТЭС России, существенно ниже современного, и последствия этого выражаются, прежде всего, в значительном пережоге топлива и соответственно в ухудшенных экономических показателях ТЭС.
Главной причиной технического отставания является моральное старение работающего оборудования.
Достаточно увидеть, что головные образцы паровых турбин типов Т-100-12,8, К-200-12,8, составляющие основу генерирующих теплоэнергетических мощностей (см. рис. 12.6) были изготовлены на рубеже 50— 60-х годов прошлого столетия. Их проектирование началось сразу же после Великой Отечественной войны. Уровень проектирования и изготовления в те годы, естественно, значительно отличался от современного. Хотя ряд турбин этого типа модернизирован, их технический уровень в принципе не может соответствовать современному.
Другой причиной низкого технического уровня является физическое старение из-за его длительной работы. Хотя при капитальных ремонтах происходит полное восстановление работоспособности оборудования, в процессе длительной работы возникает больший или мёньший износ элементов турбины и вспомогательного оборудования. Возникает все больше отказов элементов энергетического оборудования, ухудшаются характеристики их надежности. В конечном счете, это приводит к уменьшению абсолютного КПД ТЭС и ТЭЦ в зависимости от срока службы на 1—2 % (абс.).
Третья причина — устаревшая структура генерирующих мощностей с преобладанием установок относительно малой мощности на относительно низкие параметры пара с большим расходом топлива на собственные нужды, отсутствие современных парогазовых технологий, использующих природный газ и твердое топливо, преобладание доли базовых мощностей, затрудняющих рациональное покрытие переменной части графика нагрузок.
12.3 Электроэнергетика в энергетической стратегии России.
Энергетическая стратегия России до 2020 г. формировалась под долгосрочную программу социально-экономического развития страны, причем основной сценарий соответствовал ежегодному росту экономики в среднем на 5—5,5 % за 20-летний период. Наряду с этим проработан и менее оптимистичный (пониженный) сценарий с тем, чтобы быть готовым к разного рода неприятностям.
Рассматривая широчайший круг актуальных вопросов долгосрочного развития энергетики страны, Энергетическая стратегия вместе с тем выделила три ключевые задачи, на решение которых направлены все усилия и которые концентрируют суть энергетической политики страны.
Первая задача — коренное повышение энергетической эффективности экономии. Энергоемкость валового внутреннего продукта (ВВП) сократилась на 30—33 % в период до 2010 г. и еще на 30 % в последующие годы (рис. 12.8). Очень амбициозная задача, но из-за нашей энергетической расточительности даже при ее успешном решении удельная энергоемкость российской экономики в 2020 г. лишь достигнет сегодняшнего среднемирового показателя, но отнюдь не показателей лучших стран.
Первым и важнейшим средством повышения энергетической эффективности является структурная перестройка экономики (рис. 12.9). Россия не осилит 5 %-ные темпы роста при сохранении современной тяжелой, энергоемкой структуры экономики. Необходимо развивать высокотехнологичные отрасли и сферу услуг с тем, чтобы из 5—5,5 % среднегодового роста ВВП почти половину (2,3—2,7 %) обеспечивать за счет структурной перестройки экономики. Это колоссальная задача для всей экономики страны и ее решение напрямую связано с радикальным расширением использования особых физических свойств электроэнергии.
Потенциал организационно-технологических мер экономии энергоресурсов (2000 г.)
Таблица 12.7
| Отрасль | Электроэнергия, млрд. кВтч | Централизованное тепло, млн. Гкал | Топливо, млн. т.у.т. | Всего | |
| млн. т.у.т. | % | ||||
| Топливно-энергетический комплекс | 29—35 | 70—80 | 99—110 | 120—135 | 33—31 |
| В том числе электроэнергетика и теплоснабжение | 23—28 | 67—76 | 70—77 | 90—100 | 25—23 |
| Промышленность и строительство | 110—135 | 150—190 | 49—63 | 110—140 | 31—37 |
| Транспорт | 7—11 | — | 22—26 | 23—30 | 6—7 |
| Сельское хозяйство | 4—5 | 9—11 | 12—15 | ||
| Коммунально-бытовой сектор | 70—74 | 120—135 | 51—60 | 95—110 | 27—26 |
| Итого | 220—260 | 345—410 | 230—270 | 360—430 |
Следующим средством повышения энергетической эффективности должна стать массовая реализация сначала организационных, а затем и технологических мер энергосбережения, т.е. проведение целенаправленной энергосберегающей политики. Для этого Россия располагает большим потенциалом. В табл. 12.7 дана его экспертная оценка по состоянию производственной базы экономики к началу 2000 г.
Реализация освоенных в отечественной и мировой практике организационных и технологических мер экономии энергоресурсов способна уменьшить современный их расход в стране на 40—45 % или на 360—430 млн. т.у.т. в год. Большая и роль в этом отведена электроэнергетике. Во-первых, потенциал экономии электроэнергии в целом по России составляет более четверти ее современного потребления, что с учетом расхода топлива на ее производство составляет 20 % общего потенциала энергосбережения. Во-вторых, сегодня средний КПД электростанций (около 35 %) настолько ниже лучших технологических достижений (до 60 %), что в самом производстве электроэнергии возможности экономии топлива достигают 25 % общего потенциала энергосбережения. Таким образом, в сумме совершенствование электроэнергетики призвано реализовать до 45 % всех организационно-технологических мер экономии энергоресурсов.
Таблица 12.8
Прогноз экономии энергии* (относительно 2000 г.)
| Годы | Первичные энергоресурсы — всего, млн. т.у.т. | В том числе электроэнергия, млрд. кВт-ч |
| 38—50 | 25—35 | |
| 95—140 | 100—145 | |
| 185—270 | 185—275 | |
| 335—460 | 285—430 |
* Первыс значения — для низких цен топлива и замедленного развития экономики. Вторые значения — для высоких цен и благоприятного сценария развития экономики.
Таблицей 12.8 предусмотрено, что существующий ныне технологический потенциал энергосбережения будет полностью реализован к 2015—2020 гг.
Осуществление намеченных объемов структурного и технологического энергосбережения приведет к тому, что только 1,4—1,6% из более чем 5 %-ного роста экономики придется обеспечивать увеличением потребления (и, следовательно, наращивания производства) энергоресурсов (см. рис. 12.8).
Иная картина складывается в потреблении электроэнергии, поскольку интенсификация ее экономии должна сопровождаться противоположным процессом углубления электрификации. В советский период результирующая этих процессов приводила к тому, что в течение десятилетий на каждый 1 % роста экономики (ВВП) потребление электроэнергии увеличивалось тоже на 1 %. В переходные 90-е годы это соотношение изменилось и на каждый 1 % снижения ВВП электропотребление падало в среднем только на 0,5 %. С началом подъема экономики в 1999—2001 гг. на 1 % роста ВВП приходилось только 0,35—0,45 % увеличения потребления электроэнергии, и главной причиной этого можно считать замедление электрификации. Согласно Энергетической стратегии в ближайшее пятилетие это соотношение сохранится на уровне 0,5 %, а в последующий период углубление электрификации повысит его до 0,6 %.
Вторая коренная задача Энергетической стратегии — обеспечить ожидаемое наращивание потребления первичных энергоресурсов и их экспорт. При росте энергопотребления с темпом 1,4—1,6 % ежегодно и почти стабильном экспорте энергоресурсов (рост не более чем на 10 % за период) требования к наращиванию производственной базы энергетики на первый взгляд оказываются вполне приемлемыми — 11 % в пери-од до 2010 г. и 23 % за весь период до 2020 г. В этот период потребуется восстановить до 80 % ресурсной базы и заменить не менее 70 % существующего оборудования, т.е. за это 20-летис произойдет массовое выбытие всего, что создавалось при взлете экономики в 60—80-е годы прошлого века. Восстановление и наращивание производственной базы ТЭК потребует огромных затрат — более 500 млрд. долл. за 20-летний период.
Третья задача стратегии — обеспечить энергетическую безопасность, которой грозит стремительное скатывание страны к моногазовой структуре топливно-энергетического баланса. Доля природного газа в энергопотреблении России составляла 40 % в 1990 г. и за последние 10 лет она достигла почти 50 %. Если продолжится та же линия безудержного использования якобы дешевого газа, то возникнет предельно опасная ситуация. Она уже четко обозначилась тем, что 80 % котельно-печного топлива (не включающего светлые нефтепродукты) в европейской части страны составляет газ и при этом через Урал из Сибири в европейскую часть страны ежегодно проходит почти 1 млрд. тонн топлива.
Напряженность положения показывает сравнение с Европейским союзом. Он ограничивает 30 % поступление любого ресурса из одного источника, а европейская часть России (включая Урал) 75 % топлива получает из одного источника с дальностью транспортировки до 3000 км. Ситуацию нужно менять, хотя это очень дорого. Поэтому вместо самого привлекательного для потребителя экологически чистого топлива - газа необходимо будет использовать уголь и ядерную энергию.
Однако масштабная взаимозаменяемость главных энергоресурсов осуществима только в производстве электроэнергии и поэтому именно электроэнергетика должна внести основной вклад в обеспечение энергетической безопасности страны. Наряду с относительно дешевыми и высокоэффективными газомазутными ТЭС здесь придется во всё больших масштабах использовать пылеугольные ТЭС и АЭС, которые в 2,5—3 раза дороже по инвестициям.
Благодаря этому структура установленной мощности и производства электроэнергии в России изменится в пользу не топливных электростанций (АЭС и ГЭС, см. табл. 12.9), а увеличение использования угля позволит практически стабилизировать расход газа электростанциями (табл. 12.10).
Таблица 12.9