Энергетическая стратегия Томской области:

Энергетическая стратегия Томской области:
насколько точны прогноз и решение строить атомную станцию?
В 2007-2008 годах исполнительной и законодательной властями Томской области велась
работа по разработке Энергетической стратегии Томской области на период до 2020 года1
(далее Стратегии). После внесения Губернатором Томской области Государственная Дума
Томской области одобрила Стратегию Постановлением №1008 от 28 февраля 2008 года.
В настоящей статье предлагается оценка проекта2 Стратегии с точки зрения
корректности выбранных вариантов развития энергетического комплекса области. Среди всех
частей энергетического хозяйства, рассматриваемых Стратегией, одними из наиболее важных
для жителей региона являются электропотребление и производство электрической и тепловой
энергии, поэтому предметом настоящей статьи является электроэнергетика и тепловое
хозяйство.
Электропотребление
По сложившейся (не только в России) традиции, энергопотребление рассматривается
исключительно с точки зрения необходимости его ускоренного роста. Считается, что чем
выше рост, тем это лучше для экономики. Предлагаемая Стратегия для Томской области не
является исключением. Классический подход к развитию энергетики просматривается даже в
терминологии: низкий рост электропотребления в 2% в год характеризует
«пессимистический» сценарий, и наоборот, максимальный рост электропотребления – 4-5% в
год должен, по замыслу авторов Стратегии, вселять оптимизм: прогноз и сценарий при таком
росте обозначен как «оптимистический».
При этом удельное потребление электроэнергии в Томской области - 8 200 кВт-ч на
человека в год - уже превосходит среднероссийские показатели (6 600 кВт-час) и показатели
для развитых стран, например, удельный уровень электропотребления Германии - 7 000 кВт-ч
на человека в год.3
Несмотря на очевидный изначально высокий удельный уровень электропотребления,
Стратегия нацеливает на его дальнейший рост до 11 000–16 300 кВт-ч на человека в год к
2020 г. при росте абсолютных показателей электропотребления с нынешних 8,5 млрд. кВт-ч
до 11,5-16,9 млрд. кВт-ч к 2020 году. (С учетом депопуляции области, удельное
электропотребление будет еще выше).
Авторы Стратегии объясняют необходимость такого значительного роста вводом в
действие Бакчарского ГМК, ростом нефтегазовой, деревообрабатывающей отраслей и
развития нефтехимии.
Однако, в соответствии с той же Стратегией, добыча нефти в области будет только
падать: даже в соответствии с непессимистическим, «стратегическим» вариантом развития –
почти на 20% к 2020 году. Причем такое падение связано не столько с недостатком
капиталовложений в нефтедобычу, а с выработкой основных месторождений. Даже в 2006
году, когда объемы геологоразведочных работ вышли на уровень требуемых показателей для
Полное название «Энергетическая стратегия Томской области на период до 2020 года».
На момент подготовки статьи.
3
Потребление электроэнергии по данным на 2005 г. составило 8,513 млрд. кВт-часов. Население области на
2005 г. – 1 млн.. 35 тыс. человек.
1
2
обеспечения минимально необходимого производства, компенсация добычи запасов
составила только 27,9%.
Ситуация с добычей газа также несильно отличается. В лучшем случае к 2020 году
удастся сохранить нынешний уровень добычи 4,79 млрд. м3 против 5,04 млрд. м3 в 2005 г.
Говоря о развитии деревообрабатывающей отрасли, последняя может во многом
обеспечивать себя за счет отходов лесопереработки.
Рост электропотребления очевиден в жилищной и коммунальной сфере (где российские
показатели, пока отстают от показателей развитых стран), а также нефтехимии и металлургии
с вводом Бакчарского ГМК. Отсутствие расчетных данных по этим секторам не позволяет
оценить, насколько корректно почти двукратное увеличение электропотребления.
Почему так важна оценка и прогноз электропотребления? В зависимости от точности
прогноза, а также готовности властей и бизнеса рационализировать нынешнее
электропотребление зависят инвестиционные планы по строительству новых электрических
мощностей.
Дополнительные 8 млрд. кВт-часов электроэнергии будут означать необходимость
строительства или закупки, как минимум, дополнительных 1 450 МВт 4 мощности (при
нынешнем коэффициенте использования установленной мощности – 63%5). Для сравнения:
это почти в 1,5 раза больше, чем вся современная установленная мощность Томской области
(до вывода реактора по наработке плутония на СХК). А стоимость строительства только 1 500
МВт атомных мощностей, которыми предлагается закрывать дефицит, оценивается
приблизительно в 75 млрд. рублей. Для сравнения: бюджет Томской области составляет
порядка 20 млрд. рублей.
Руководство области намерено развивать экономику классическим путем по принципу
«увеличение топливопотребления = увеличение ВВП». А именно: ежегодный 6% рост ВРП
области (после 2010 года) будет обеспечиваться 4-5% ростом электропотребления. При этом
опыт развития индустриальных и постиндустриальных стран показывает, что каждый
процент роста ВВП может сопровождаться 0,3% и ниже ростом энергопотребления.
По иронии судьбы в 2006 и 2007 гг., когда разрабатывалась Стратегия, темпы роста
электропотребления составили 1% и 0,1% (!) по отношению к предыдущему году
соответственно. При этом рост валового регионального продукта (ВРП) составил 15,4% в
2006 г. и 18,5% в 2007 г. Несмотря на то, что оценка роста ВРП дана с учетом цен
соответствующих лет, даже с учетом инфляции можно утверждать что рост ВРП Томской
области значительно (в несколько раз) превышал в эти годы 1% и уж тем более 0,1% рост
электропотребления.
В итоге выбранный для Томской области подход означает технологическую стагнацию и
исключает провозглашенную президентом страны инновацию и модернизацию российской
экономики.
Кроме того, такой подход является одним из обоснований для строительства в области
атомной станции, что ведет к дополнительным экологическим и экономическим рискам для
всего региона. В соответствии со Стратегией, «при сдерживающих темпах
4
Без учета нынешнего дефицита мощности.
При установленной располагаемой электрической мощности на территории Томской области 989 МВт г. выработка электроэнергии
составила в 2005 г. 5,47 млрд. кВт-часов, что означает, что коэффициент использования установленной мощности составляет 63%.
5
электропотребления [порядка +2% в год, прим. авт.] развитие ядерной энергетики до 2020 г.
вряд ли обоснованно».
Справедливости ради необходимо отметить, что Стратегия включает мероприятия по
энергосбережению на стадии конечного потребления. Более того, «создание условий для
перевода региона на энергосберегающий путь развития и организации системы
рационального использования топливно-энергетических ресурсов в энергетике и в других
отраслях хозяйственного комплекса области» является одним из приоритетов развития ТЭК
области.
Однако содержание Стратегии заставляет усомниться, что это направление является
приоритетным. Общий потенциал энергосбережения области (не только в тепло- и
электроэнергетике) составляет 1,47 млн.. тонн условного топлива (т у. т.) при общем
энергопотреблении, по разным оценкам, 8,1 млн. т у.т.6 или 7,86 млн.. т у.т.7 (в том числе
4,67 млн. т у.т. на предприятиях электроэнергетики и теплового хозяйства). Соответственно,
это 18-19% от общего объема всей первичной производимой энергии.
Несмотря на почти 20% теоретический потенциал энергосбережения, Стратегия
фактически одобряет тезис, что экономически целесообразный потенциал энергосбережения
для регионов Сибири составляет – 7-10% от теоретического энергопотребления. Более того, в
соответствии со Стратегией, экономически реализуемый потенциал энергосбережения по
всем отраслям (не только в тепло- и электроэнергетике) по оценкам, приводимым в
Стратегии, еще ниже - 8,2, 52,9 и 495 тыс. т у. т. (последний показатель к 2012 г.) или 0,1%,
0,67% и 6,3% от общего энергопотребления в 7,86 млн. т у.т. соответственно.
При этом в Стратегии не дана финансовая оценка мероприятий по энергосбережению,
как и оценка снижения спроса на электро- и тепловую энергию в перспективе за счет
рационализации энергопотребления.
Потребление тепловой энергии
Всего область производит и потребляет 12,30 млн. Гкал тепловой энергии из них:
- 5,65 млн. Гкал в промышленности,
- 6,65 млн. Гкал в коммунальном и бытовом хозяйстве,
- 1,44 млн. Гкал (11,7%) теряется при транспортировке в магистральных сетях (данные
на
2005 г.)
С 2000 г. идет постоянное снижение теплопотребления, причем как в коммунальнобытовом (на 16,3%), так и промышленном (на 10,3%) секторах (приведено к данным 2005 г.)
В соответствии со Стратегией, «в дальнейшем не следует ожидать значительного
роста коммунально-бытовых услуг, обеспечиваемых с помощью тепловой энергии». Это
подтверждается прогнозом обеспеченности жилищным фондом области – площадь жилых
помещений практически не растет (рост с 20,3 до 22,32 м2 на человека к 2020 г.) При этом
опыт строительства показывает, что новые дома, как правило, более эффективны с точки
зрения теплопотребления и в сочетании с выводом из эксплуатации ветхого жилого фонда
здесь следует ожидать снижения удельного и абсолютного теплопотребления.
6
7
Табл. 1.2. Стратегии
Оценка на основе потенциала энергосбережения по отраслевым комплексам Томской области, табл. 5.7 Стратегии.
С другой стороны, Стратегия утверждает, что благодаря развитию в области малого
бизнеса,
торговли,
сферы
услуг,
расширению
жилищного
строительства
в
непроизводственной сфере возможен рост потребности в тепловой энергии на 10-30%. 30%
рост – это значительный рост, а с учетом имеющегося потенциала энергосбережения в
коммунально-бытовой сфере такой рост будет означать дальнейшее нерациональное
использование энергоресурсов.
Рост теплопотребления также связан с промышленным сектором и населенными
пунктами, где сократилась подача тепла в связи со снижением производства тепла на
ведомственных производственных котельных.
Стратегия не дает детальную оценку роста потребления тепла в промышленности на
перспективу до 2020 года, что усложняет оценку корректности роста. Общая оценка
Стратегии – рост на 200-300 тыс. Гкал в год или приблизительно на 2,2-3,3 млн. Гкал к 2020 г.
Итоговое теплопотребление в промышленности составит таким образом 7,8-9 млн. Гкал. Для
сравнения: пик потребления тепла в промышленности (1990 г.) составлял почти 10 млн. Гкал.
Исходя из принятого варианта развития теплового хозяйства, общее потребление тепла
должно вырасти с 12,3 млн.. Гкал до 18,35 млн. Гкал (свыше 6 млн. Гкал или +49%, из
которых примерно половина приходится на промышленность и половина на коммунальнобытовой сектор). Рост в значительной степени будет обеспечиваться за счет котельных (+4,2
млн. Гкал).
Такой рост (если он реально состоится) может быть компенсирован значительной
экономией тепловой энергии, например, в жилом секторе. Например, в соответствии с
проектом городской целевой программы "Энергосбережение в городе Москве на 2009-2013
гг. и на перспективу до 2020 года" предполагается при реконструкции и капремонте жилья
экономить «85 кВт ч тепловой энергии с 1 кв. м. в год, из которых 20 кВт ч тепловой
энергии с 1 кв. м. в год за счет использования НВИЭ, ВЭР и теплонасосных систем
теплоснабжения, а остальное за счет приведения ограждающих конструкций и инженерных
систем в соответствие действующим нормативам, включая обязательную замену
элеваторов на ИТП, балансировку стояков отопления, установку терморегуляторов и
организацию индивидуального учета».
Можно с уверенностью утверждать, что современная ситуация с потенциалом экономии
за счет оптимизации отопления жилья в Томской области незначительно отличается от
ситуации в Москве, при условии, что затраты на отопление выше. Если учесть, что размер
только жилищного фонда Томской области составляет 20,3 м2 на человека (табл. 2.3.
Стратегии), то экономия только 65 кВт-ч тепловой энергии с каждого квадратного метра в
сумме обеспечит экономию 1,14 млн. Гкал тепловой энергии или 9,2% от современного
теплопотребления в области.8 (С учетом нынешних потерь при транспортировке тепла эта
цифра может быть увеличена до 10%).
В соответствии со Стратегией, «оценка экономии тепловой энергии при реализации
энергосберегающих мер в жилых зданиях, тепловых сетях и угольных котельных
показывает, что годовой потенциал энергосбережения может составить 30-45 % тепла,
потребляемого жилыми зданиями с центральным и централизованным теплоснабжением».
К сожалению, Стратегия не рассматривает возможность реализации этого потенциала.
8
По России среднее значение около 400 кВт-ч на м2 в год.
Производство электроэнергии и тепла
Установленная располагаемая электрическая мощность электростанций, снабжающих
область, составляла до вывода из эксплуатации оружейного реактора на СХК 989 МВт.
Ежегодно на этих мощностях производилось порядка 5,5 млрд. кВт-часов электроэнергии
(данные на 2005 год).
При этом в области потребляется 8,51 млрд. кВт-часов в год (2005 г.) Таким образом,
область является электродефицитной. Дефицит мощностей оценивается в 692 МВт (2005 г.)
Область импортирует из соседних регионов 3,04 млрд. кВт-ч электроэнергии.
Мощности электроэнергетики Томской области (после вывода из эксплуатации
оружейного реактора на СХК) представлены в основном следующими предприятиями:
- ГРЭС-2,
- ТЭЦ-3,
- ТЭЦ СХК (все работают на угле и газе),
Из целого ряда вариантов комбинаций развития указанных и планируемых мощностей
был выбран ядерно-угольный. Сценарий предполагает следующие основные мероприятия9:
• строительство Северской АЭС электрической мощностью 2300 МВт;
• строительство двух угольных блоков мощностью 2х225 МВт на ТЭЦ-3;
• строительство ТЭЦ либо ГРЭС на базе Бакчарского ГМК10;
• строительство ГТЭС на попутном нефтяном газе суммарной электрической
мощностью 70 МВт11;
• строительство автономных мини-ТЭЦ на газе суммарной электрической мощностью 80
МВт;
• ввод дополнительных мощностей после реконструкции и модернизации ГРЭС-2 и ТЭЦ
«СХК».
Такая комбинация объясняется необходимостью ликвидации дефицита мощностей и
основана на максимальном сценарии роста электропотребления до 2020 года (о корректности
прогноза спроса на электроэнергию см. выше). В основе комбинации – строительство
Северской АЭС, которая будет обеспечивать до 66% электропотребления области.
Ключевые характеристики энергосистемы Томской области в настоящем и в
перспективе приведены на рис. 1 и в табл. 1.
Стоимость предложенного сценария оценивается в 166,4 млрд. рублей, из которых на
строительство Северской АЭС приходится 68% и ЛЭП для выдачи мощности 22%. При этом
стоимость мероприятий в области энергосбережения не приводится, как и не приводится
сравнительная стоимость мероприятий по вводу новых мощностей и снижения потребляемой
мощности. Руководство области отказывается управлять спросом на энергию, и вместо этого
пытается обеспечить экономику новыми мощностями, не оценивая, чем такая Стратегия
Планы разрабатываемой Энергетической стратегии Томской области не совпадают с планами, заявленными в Генеральной схеме
размещения объектов электроэнергетики до 2020 года, утвержденной распоряжением правительства РФ 22 февраля 2008 г. за №215-р
(далее Генсхема). В соответствии с Генсхемой, на ТЭЦ-3 предполагается строительство двух угольных блоков по 115 МВт вместо 225
МВт. Кроме того, Генсхемой предполагается строительство Таловской ТЭС (ТЭЦ-4) с двумя или четырьмя блоками на угле
мощностью 660 МВт каждый.
10
Мощность 660 МВт.
11
Далее в Стратегии говорится о строительстве 36 МВт мощностей на попутном нефтяном газе, что противоречит заявленным здесь 70
МВт.
9
обернется через 20-30 лет, с учетом того, что инвестиционные циклы в энергетике составляют
десятилетия.
Рис 1. Производство первичной энергии на предприятиях электроэнергетики и теплового хозяйства Томской
области в соответствии с принятым сценарием (млн. т у.т.) 12 13 14 15 16
10
8
атомная
прочие
6
уголь
4
газ
2
0
импорт
2005
1 г.
2020
2 г.
атомная
0,55
4,09
прочие
0,11
0,28
уголь
1,03
1,5
газ
1,79
2,38
импорт
1,2
0
Некоторые негативные последствия развития атомной генерации в Томской
области
Помимо социально-экологических проблем, которые несет развитие атомной генерации в
Томской области, существуют и проблема технического свойства. В соответствии со Стратегией,
доля атомной генерации к 2020 году составит 66% (11,1 млрд. кВт-ч при максимальном уровне
потребления в 16,87 млрд. кВт-ч). Скорее всего, уровень потребления в Томской области будет
значительно ниже, что приведет к увеличению доли атомной генерации до 70-80%. При этом
крайне желательно, чтобы атомная генерация работала в базовом режиме, то есть, не снижая
мощности (из соображений безопасности эксплуатации ядерной установки). Амплитуда
суточных колебаний потребляемой мощности может достигать 40%. Для Томской области с
прогнозируемым максимумом нагрузки 2 766 МВт к 2020 г. это будет означать ночные
«провалы» до 1900 МВт потребляемой мощности (с учетом резерва 15%). То есть в ночной
период все тепловые ТЭС должны отключаться от сети и вся потребляемая мощность должна
покрываться атомной генерацией (которая несмотря на полное отключение всех ТЭЦ и ГРЭС от
сети, должна быть также частично понижена). Это ведет к неэффективному использованию
углеводородного топлива на ТЭЦ и ГРЭС.
12
Объем первичной энергии для импортируемой электроэнергии рассчитан исходя из КПДэл. 33,3%.
Доля первичной энергии, производимой на оружейном реакторе СХК в 2005 г. требует уточнения, так как данные, приводимые в
Стратегии разнятся: 0,76 млрд. кВт-ч при 292 МВт установленной располагаемой электрической мощности в табл. 5.4 и 1,5 млрд. кВт-ч
при 432 МВт установленной электрической мощности в табл. 5.33-5.36, 5.29, 5.30, 5,25, 5.26. В предлагаемой схеме принято второе
значение – 1,5 млрд. кВт-ч.
14
Для расчета первичной энергии, производимой на оружейном реакторе на СХК принят КПДэл. 33%.
15
Расчет первичной энергии, производимой на Северской АЭС для Томской области, сделан исходя из разницы всей производимой на
АЭС энергии и экспорта в соседние регионы – 33,3 млрд. кВт-ч первичной энергии или 4,095 млн. т.у.т.
16
Рисунок схематично представляет разницу энергопотребления в 2005 и 2020 гг. без данных в промежутках этого периода. С учетом
реальной картины, например, рост атомной энергетики не будет иметь линейный характер: до 2015 года ее доля будет равна нулю, а с
2015 года предполагается значительный рост атомной энергии в общем балансе с вводом первого и затем второго энергоблоков
Северской АЭС.
13
Кроме того, возможны аварийные остановы, которые случаются с вероятностью 41% в
пересчете на одно срабатывание аварийной защиты на реактор в год (по статистике, на
российских АЭС происходит 13 срабатываний в год на 31 промышленном реакторе). Аварийные
остановы ведут к исчезновению из сети сотен мегаватт одномоментно. Аварийный останов
одного из реакторов Северской АЭС с понижением мощности на 100% приведет в этом случае к
потере 1000 МВт. Наихудший сценарий тот, при котором останов произойдет во время
прохождения ночного минимума в зимний период. Это будет означать обесточивание половины
потребителей области со всеми вытекающим последствиями и в первую очередь для
теплоснабжения.
Вызывает также сомнение оценка себестоимости атомной генерации, приводимая в
Стратегии, – 35,1 коп./кВт-час. Во-первых, эта себестоимость значительно занижена благодаря
многочисленным государственным субсидиям примерно на треть.17 С учетом растущих
потребностей на реализацию программы нового строительства себестоимость атомной
генерации может вырасти еще в два раза. Ситуация усугубляется еще и тем, что ОАО
«Атомэнергопром», в ведении которого находятся все АЭС в России, реализует или планирует
ряд экономически крайне невыгодных проектов – серия плавучих АЭС и атомнометаллургический комплекс для получения алюминия.
Во-вторых, после либерализации рынка в 2011 году себестоимость как фактор выбора
способа генерации потеряет смысл (его уже почти нет сейчас), так как продаваемые мощность
и электроэнергия на рынке обезличены и цена ориентируется не на себестоимость, а в
основном на баланс спроса и предложения. Продавать свою электроэнергию по себестоимости
акционерное общество «Атомэнергопром» явно не будет, о чем неоднократно и справедливо
замечал руководитель атомного концерна С. Кириенко.
Стратегия содержит оценку финансовых рисков развития ТЭК региона в перспективе,
показывающую очень высокий риск превышения плановых затрат в ядерных вариантах
стратегии. Тем не менее, эта оценка рисков строительства АЭС отвергнута.
Возможные альтернативные пути развития электроэнергетики Томской
области
Оценивая альтернативные пути развития электроэнергетики области необходимо
уточнить следующие макропоказатели:
- качество использования традиционных энергоресурсов (иными славами эффективность
производства электроэнергии и тепла на ТЭЦ и ГРЭС),
- возможности реализации потенциала возобновляемых источников энергии,
- потребности в электроэнергии с учетом электросбережения на стадии конечного
потребителя.
Качество использования традиционных энергоресурсов
В таблицах 1 и 2 приведены балансы электроэнергетики и качество использования
углеводородных энергоресурсов в электроэнергетике Томской области.
17
См. В. Чупров «Сколько стоит ядерное электричество и стоит ли инвестировать в строительство новых реакторов», М.2004
http://www.greenpeace.org/russia/ru/press/reports/163305
Табл. 1 Балансы электроэнергетики Томской области на 2005 и 2020 гг.
Источник
Установ
ленная
эл.
мощност
ь (МВт)
2005 г.
ТЭЦ
«СХК»
599
АЭС
«СХК»18
432
ГРЭС-2
281
ТЭЦ-3
140
ТЭЦ-4
0
Потребляемое
топливо/первичная
производимая
энергия
(млн. т у.т./млрд.
кВт-ч)
Газ
Уголь
0,24/1,96
0,75/6,12
Мазут
0,026/0,2
Уран
0,55/4,55
Газ
0,6/4,89
Уголь
0,12/0,99
Газ и
мазут
0,41/3,34
Газ
ГТУДЭС
40
0
Производимая
электроэнергия
2005 г.
(млрд. кВт-ч)
Средний
КПДэл. 2005
г.
Производств
о/отпуск
тепла, млрд.
кВт-ч
Коэффици
ент
использова
ния
топлива
(КИТ)
1,67
20,2%
2,6
51%
1,5
33%
2,0
1,48
25,3%
2,66
0,76
22,8%
0
-
0
Дизтопливо 0,024/0,20
692
Потребляемая электроэнергия
(млрд. кВт-ч)
18
237
2300
(из них 2040
для нужд
Томской
области)
70%
81,7%
345
370
190
0,06
?
Соседние
регионы
1,97
Установленная
эл. мощность
2020 г. (МВт)
30,71%
-
1,2
3,04 (импорт
из соседних
регионов)
8,51
Потребляемое
топливо/первичная
производимая энергия
(млн. т у.т.)
Газ
Уголь
0,31/2,53
0,37/3,02
Мазут
0,018/0,15
Уран
6,12/49,9
Газ
0,78/6,36
Уголь
0,22/1,79
Газ и
мазут
0,44/3,59
Уголь
0,49/4,0
Газ
0,17/1,39
Дизтопливо
0,035/0,28
-
-
Производим
ая
электроэнерг
ия 2020г.
(млрд. кВт-ч)
Средний КПДэл.
2020 г.
Производство/
отпуск тепла,
млрд. кВт-ч
Коэффициент
использования
топлива (КИТ)
1,36
23,93%
1,84
56,1%
14,95
33%
2,8
1,90
23,3%
2,9
58,9%
2,22
29,3%
4,8
92,5%
0,29
17,4%
- 3,84
(экспорт
атомной
генерации в
соседние
регионы)
16,87
Здесь приведена общая установленная мощность, которая значительно выше располагаемой установленной мощности. Располагаемая мощность составляла 292 МВт. С июня 2008 г. реактор АЭС
«СХК», представленная оружейным реактором выведена из эксплуатации.
Табл. 2. Качество использования традиционных углеводородных энергоресурсов на входе и выходе системы электроснабжения (только крупные ТЭЦ и ГРЭС-2) при
различных технологиях получения электроэнергии.
Энергоносители,
потребляемые
на ТЭЦ и
ГРЭС области
Объемы энергоносителей,
используемые в
2005 г.,
млн.. т у.т./млрд.
кВт-ч
Количество
электроэнергии,
полученной в
2005 г.,
млрд. кВт-ч.
Количество
тепла,
полученного
в 2005 г.,
млрд. кВт-ч,
КИТ 60%
Возможное
количество
электроэнергии,
получаемое при
КПДэл. 40% (уголь)
и 40% (газ) в 2005 г.,
млрд. кВт-ч
Возможное
количество тепла,
получаемого при
среднем КПДэл.
40% (уголь) и 40%
(газ) в 2005 г.,
КИТ 80%, млрд.
кВт-ч
Объемы
энергоносителей,
планируемые к
использованию в
2020 г.,
млн.. т у.т. /
млрд. кВт-ч
Планируемое
количество
электроэнергии к 2020
г.,
млрд. кВт-ч
Планируемое
количество
тепла, в 2020 г.
КИТ 66%,
млрд. кВт-ч
Возможное
количество электроэнергии, получаемое
при КПДэл. 40%
(уголь) и 40% (газ) в
2020 г., млрд. кВт-ч
Газ
1,25/10,2
4,08
1,70/13,87
5,55
Уголь
0,87/7,09
2,84
1,08/8,81
3,52
Всего
2,12/17,29
3,91
6,59
6,9
6,9
2,78/22,68
5,48
9,54
9,07
Возможное
количество тепла,
получаемого при
КПДэл. 40% (уголь)
и 40% (газ) КИТ
80% в 2020 г., млрд.
кВт-ч
9,07
Средний КПДэл. мощностей в газовой и угольной энергетике области составляет исходя из данных, представленных в Стратегии, 22,6%19 20
(КПДэл ГРЭС-2 чуть повыше - 25,3%), что является нерациональным при доступных технологиях, имеющих КПДэл 60% и более. К 2020 г.
ситуация в тепловой электроэнергетике не улучшится кардинально. Средний КПДэл. по тепловой электроэнергетике составит 24,2%.21
При общем росте потребления угля и газа на 31% предполагается увеличить отпуск тепла на 32% и электроэнергии на 40%. Средний
коэффициент использования топлива, составлявший 60% в 2005 г., увеличится до 66% в 2020 г.
При условии модернизации тепловых мощностей с переводом сжигания газа на парогазовый цикл (ПГУ-ТЭЦ) со средним КПДэл. 40% (с
учетом теплофикационного режима) и строительством новых угольных ТЭЦ со средним КПДэл. 40% (с учетом теплофикационного режима)
можно в основном обеспечить электропотребление области за счет внутренних ресурсов – 6,9 млрд. кВт-ч при потребляемых 8,51 млрд. кВт-ч.
Эффект достигается за счет более высокого коэффициента использования топлива (электроэнергия + энергия для теплового хозяйства), который
при новых технологиях может достигать 80%. Причем эти технологии позволяют работать станциям в теплофикационном режиме без ущерба для
теплового хозяйства.
19
20
21
КПДэл. 3,91/17,3=0,226
В Стратегии топливо пиковой резервной котельной, учет которого значительно повышает КПДэл. на ТЭС, выведен отдельно от топливопотребления ТЭС.
КПДэл. 5,48/22,68=0,242
Потенциал модернизации газовой и угольной генерации с учетом безъядерного сценария и
отказа от импорта электроэнергии из соседних регионов представлен на рис. 2.
Рис. 2. Потенциал модернизации угольной и газовой генерации (млрд. кВт-ч в год).
10
8
газ + уголь
6
атомная
4
импорт
2
0
2005
1 г.
2020
2 г.
газ + уголь
3,91
9,07
атомная
1,5
0
импорт
3
0
Возможность использования новых технологий рассматривается в одном из непринятых
вариантов развития энергетики области, в котором предполагается газ ГРЭС-2 и ТЭЦ-3 в
объеме 800 млн. м3 или порядка 1,078 млн. т у.т. (вместе с мазутом) использовать на ПГУ450Т, размещаемой на ТЭЦ-3. Характеристики ПГУ-450Т: получение электроэнергии 2,7
млрд. кВт-ч, тепла 2,855 млн. Гкал (3,3 млрд. кВт-ч), при КПДэл. – 40%, коэффициенте
использования топлива с учетом отпускаемого тепла - 77,8%. При этом заявленные
показатели могут быть превышены.
Разработанная Институтом систем энергетики СО РАН (г. Иркутск) в 2002 году
Энергетическая стратегия Томской области на период до 2020 года делала ставку на как раз
электрогенерацию от ТЭЦ на базе газотурбинных установок. В первоначальной редакции
Стратегии указывалось на значительные преимущества газотурбинной электрогенерации по
сравнению с ядерной.
Особого внимания заслуживает проблема утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ).
Как следует из Стратегии, предполагается частичная утилизация попутного газа с вводом
дополнительных 36 МВт ГТУ для двух групп месторождений с доведением установленной
мощности ГТУ до 60-70 МВт. Можно предположить, что объем газа, утилизируемый на этих
ГТУ составит примерно 50 млн. м3. При этом суммарный объем попутного газа, который
может быть вовлечен в экономику Томской области оценивается в 250-350 млн. м3.
Энергетическая емкость аналогичного объема природного газа составляет порядка 2,5-3,5
млрд. кВт-ч. Утилизация такого объема природного газа на ПГУ-ТЭС позволяет получить
1,2-1,7 млрд. кВт-ч электроэнергии (14-20% от нынешнего уровня электропотребления).
Но вследствие отсутствия экономической заинтересованности попутный газ в основном
выжигается.22 Решить проблему нерационального использования ПНГ может повышение
В соответствии со Стратегией, себестоимость добычи и транспортировки ПНГ в Томской области достигает 600-650 руб. за 1000 м3.
при закупочной цене 60-90 руб. за 1000 м3.
22
норматива платы за выбросы метана в атмосферу. Правительством Российской Федерации
постановлением от 1 июля 2005 г. № 410 Об увеличении нормативов платы за выбросы
отдельных веществ в атмосферу, уже был увеличен норматив платы за выбросы в
атмосферный воздух метана с 0,05 до 50 руб. за 1 т в пределах установленных допустимых
нормативов выбросов (приблизительно столько же за 1000 м3). Установление этой платы не
является прерогативой регионального уровня, но руководство Томской области могло бы
выступить с инициативой повышения нормативных плат как минимум на порядок с целью
заинтересовать нефтяные компании утилизировать ПНГ с получением электроэнергии или
другой полезной продукции.
Использование когенерации вместо котельных
В Стратегии предусмотрен суммарный рост выработки электроэнергии малых ТЭЦ и
ДЭС к 2020 г. с 60 до 290 млн. кВт-ч и тепловой энергии с 0,022 до 0,555 млн. Гкал (в обоих
вариантах прогноза энергопотребления). При этом планируется рост выработки тепла
котельными с 4,217 до 8,276-9,8 млн. Гкал (для разных вариантов прогноза). Т.е. рост
выработки тепла при комбинированном производстве запланирован на уровне лишь 10-13%
от роста выработки тепла котельными.
Понятно, что значительная доля планируемых к строительству котельных слишком мала
для комбинированного производства. Тем не менее, тот факт, что при всех вариантах
прогноза использован только один прогноз ввода мини-ТЭЦ, показывает, что возможности
увеличения комбинированного производства тепла и электроэнергии на мини- ТЭЦ и
уменьшения строительства котельных явно недоцениваюются.
Потенциал нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ)
Технический потенциал НВИЭ для получения электроэнергии Томской области
оценивается в 125-435 млрд. кВт-ч электроэнергии, что в десятки раз превышает нынешний
уровень электропотребления. Подавляющая часть потенциала – это потенциал энергии ветра.
Малые ГЭС имеют потенциал 4,1 млрд. кВт-ч, биомасса 4,7 млрд. кВт-ч, солнечная – 15-25
млрд. кВт-ч в год.
Как видно из приводимых данных, электропотребление области (порядка 8 млрд. кВт-ч)
может быть полностью обеспечено за счет НВИЭ. К периоду, когда будут исчерпаны нефть,
газ, а использование угля будет иметь жесткие лимиты, переход на НВИЭ состоится в любом
случае. Единственными известными на сегодня «соперниками» возобновляемой энергетики
являются плутониевая и термоядерная энергетика. Но здесь следует отметить, что
технические ограничения, имеющиеся в НВИЭ, гораздо менее сложны с инженерной точки
зрения, чем в плутониевой и термоядерной энергетике. С экономической точки зрения,
удельные капитальные вложения в ядерную и ветровую энергетику уже сравнимы (с учетом
удорожания АЭС в процессе строительства примерно в 3 раза).23 По оценке зарубежных
экспертов, в ближайшие годы солнечная энергетика может отказаться от субсидий [в отличие
от атомной, удельная капитальная стоимость которой растет гораздо быстрее, чем в любой
другой отрасли энергетики - прим. авт.] Биомасса активно используется уже сегодня во всем
мире и России.
Потенциал биомассы - одного из самых доступных НВИЭ для Томской области представлен отходами лесной промышленности в объеме 260 000 тонн в год. При утилизации
23
См. «Заключение экспертной комиссии общественной экологической экспертизы на строительство 2-ой очереди (доработка)
Балаковской АЭС, дополнительных материалов к разделу 12 проекта 2-ой очереди Балаковской АЭС, содержащих оценку воздействия
на окружающую среду» - М. 2005, стр. 63-64.
этого количества с помощью газогенераторных технологий (КПДэл. 20%), рассматриваемого
Стратегией, можно получить 0,16 млрд. кВт-ч электроэнергии. Здесь можно добавить, что
другие технологии получения электроэнергии на ТЭЦ, работающих на древесине с КПДэл.
30%, могут обеспечить до 0,24 млрд. кВт-ч.
Среди предлагаемых к реализации технологий на основе НВИЭ в Стратегии выбраны
ветровые турбины и газогенераторные станции для районов децентрализованного
энергоснабжения. Оценочный потенциал использования этих НВИЭ составляет 8,7 млн. кВтч и 20,6 млн. кВт-ч соответственно (0,1% и 0,24% от нынешнего уровня электропотребления).
К сожалению, Стратегия не решает вопрос, как будет строиться энергетическая
политика в долгосрочной перспективе, что важно, так как инвестиционные циклы в
энергетике составляют десятилетия. С учетом того, что доля НВИЭ в энергобалансе области
будет расти, закладывать перспективные технологии НВИЭ (в т.ч. крупные ветропарки и ТЭЦ
на древесном топливе) необходимо уже сегодня. Руководство Томской области может
инициировать такие проекты, тем более, что в ближайшее время будет принят ряд
постановлений федерального правительства с целью развития и поддержки НВИЭ.
Электросбережение
Потенциал экономии электроэнергии составляет, по разным оценкам, приводимым в
Стратегии, от 1,3 до 1,8 млрд. кВт-часов. Это до 21% от всей потребляемой в области
электроэнергии (8,51 млрд. кВт-часов).
В Стратегии не приведена отраслевая и технологическая раскладка потенциала за
исключением оценки потенциала в агропромышленном секторе – 0,15-0,2 млрд. кВт-ч и
промышленном комплексе – 0,2 млрд. кВт-ч.
Другими секторами, где могут быть эффективно реализованы мероприятия в области
электросбережения, являются электросети и жилищно-коммунальный сектор.
Потери электроэнергии в сетях в Томской области оцениваются в 11%. По оценкам
РАО «ЕЭС России», потери в сетях должны быть снижены до 5-6 %. Для области
сокращение потерь до этого уровня может ежегодно экономить 0,4 млрд. кВт-ч
электроэнергии.
Спецификой Томской области является низкий уровень газификации квартир (8%).
При этом область располагает значительными ресурсами природного газа. В этой связи
было бы интересно оценить потенциал электросбережения при переводе жилфонда с
электроплит на газовые плиты.
Среди интересных решений, которые могут быть предложены руководству области –
бесплатная замена ламп накаливания для льготных категорий населения, получающих
субсидии за электроэнергию, оборудование подъездов датчиками движения для
оптимизации освещения лестничных клеток и т.д.
Заключение
Стратегия предлагает достаточный массив информации для оценки условий развития
электроэнергетики и теплового хозяйства. Однако в Стратегии явно недостаточно
проработана оценка спроса на тепловую и электроэнергию и меры по управлению этим
спросом. В результате, выбранный сценарий развития базируется на явно завышенном росте
спроса (4-5% в год), под который подстраивается вся инвестиционная стратегия. В итоге, к
2020 году в области предполагается иметь удельный уровень электропотребления,
сравнимый с потреблением в США и Канаде.
При реализации потенциала электросбережения – 1,8 млрд. кВт-ч или 21% от
нынешнего уровня электропотребления – возможно снижение заложенных темпов роста
(явно нереалистичных, что показывают темпы роста в 2006 и 2007 гг.) с 4-5% до 3-4% в год.
Предполагается, что (явно завышенный) уровень электропотребления будет обеспечен
в основном за счет атомной энергетики. В Стратегии не рассматривается вопрос о решении
проблемы базовой нагрузки атомной генерации и рисках, возникающих с явно высокой
долей атомной электроэнергии в электрическом балансе области.
Параллельно с вводом атомной генерации предполагается увеличить объемы
потребляемого газа и угля на 36% и 24% соответственно (для крупных ТЭЦ и ГРЭС-2).
Предполагается, что эффективность технологий в тепловой энергетике останется на
нынешнем уровне с КПДэл. 24,2%, что означает продолжение практики крайне
неэффективного использования углеводородного сырья: при общем росте потребления угля
и газа на 31% предполагается увеличить отпуск тепла на 32% и электроэнергии на 40%.
Средний коэффициент использования топлива, составлявший 60% в 2005 г., увеличится до
66% в 2020 г.
Стратегия нацеливает на значительный – свыше 6 млн. Гкал или +49% - рост
потребления тепла, а значит рост теплофикационной нагрузки на ТЭС. Это в свою очередь
снижает показатели выработки электрической энергии на ТЭЦ и ГРЭС. При этом потенциал
энергосбережения может составить 30-45% тепла, потребляемого жилыми зданиями с
центральным и централизованным теплоснабжением. Но Стратегия не рассматривает
возможность реализации этого потенциала
Кроме того, отсутствие плана действий по теплоизоляции зданий приводит к росту
использования электрообогревателей, а значит росту электропотребления там, где его
можно избежать.
Стратегия не оценивает перспективы дальнейшего (после 2020 г.) развития
электроэнергетики на основе НВИЭ.
В качестве альтернативного сценария для Томской области может быть предложен
безъядерный вариант развития, основанный на трех составляющих:
- более эффективное использование углеводородного сырья со средним КПДэл. 40%,
- реализация потенциала электросбережения (1,8 млрд. кВт-ч или 21% от уровня
электропотребления) и потенциала энергосбережения в тепловом хозяйстве,
- увеличение доли НВИЭ в балансе электроэнергетики и теплового хозяйства.
С учетом заложенных показателей объемов использования угля и газа к 2020 году,
выработка электроэнергии с использованием эффективных технологий может обеспечить
нынешний уровень электропотребления за счет внутренних ресурсов области.
Разработанная Институтом систем энергетики СО РАН (г. Иркутск) в 2002 году
Энергетическая стратегия Томской области на период до 2020 года делала ставку на
электрогенерацию от ТЭЦ на базе газотурбинных установок. В первоначальной редакции
Стратегии указывалось на значительные преимущества газотурбинной электрогенерации по
сравнению с ядерной.Реализация потенциала электросбережения с ростом использования НВИЭ может
обеспечить рост ВВП без значительного роста электропотребления и позволит отказаться от
атомной генерации.
Такая задача требует отдельных расчетов. Но уже сейчас можно сказать, что такая
задача выполнима как с точки зрения технологической, так и финансовой. При этом
вопросы финансирования не являются принципиальными. Например, для реализации
атомной программы государство выделило только на строительство новых атомных
энергоблоков свыше 600 млрд. рублей.
Отказ от атомной генерации позволит не только снизить риски, но и более эффективно
использовать имеющиеся финансовые ресурсы, направив их на модернизацию тепловой
энергетики. Так, инвестирование в ПГУ-ТЭС, с точки зрения стоимости капвложений для
экономии единицы объема природного газа, на 23% выгоднее, чем инвестирование в АЭС.
Кроме того, это быстрее по срокам строительства и количеству вводимых мощностей в
пересчете на единицу вкладываемых средств.24
См. «Обоснование выгодности реновации газовых ТЭС» Гринпис России, 2006 http://www.greenpeace.org/russia/ru/press/reports/1060229 и
«Сокращение потребления природного газа и перспективы электроэнергетики: «атомный» и «парогазовый» сценарии» И.В. Бабанин, В.А.
Чупров. М. 2006 http://www.greenpeace.org/russia/ru/press/reports/493895
24