В прогнозируемый период будут развиваться прежде всего традиционные направления научно-технического прогресса: единичная мощность энергетических объектов и пропускных способностей электрических сетей, диапазон используемых в энергетике температур и давлений; автоматизация и точность управления энергетическими процессами.
Развитие энергетических систем будет активно стимулировать и новые, прорывные направления НТП, связанные с коренным совершенствованием технологий, использованием ядерной энергии, твердого топлива, нетрадиционных возобновляемых источников энергии и созданием качественно новой энергетики - сверхпроводящих электрических генераторов, и т. д., водородной энергетики и топливных элементов; мембранных технологий переработки топлива и т. д.
Наряду с развитием системной энергетики будут развиваться новые направления НТП, способствующие индивидуализации (автономизации) энергоснабжения в производстве конечных потребительских продуктов и услуг. Этому будет способствовать широкое распространение высокоэкономичных дизельных и газотурбинных установок средней и малой мощности, высокоинтенсивных теплогенераторов и других средств электро- и теплоснабжения отдельных домов и малых предприятий.
Во многих странах ведутся разработки топливных элементов для прямого преобразования химической энергии топлива (водорода и метана) в электроэнергию, а также разнообразных аккумуляторов, в том числе и с использованием сверхпроводимости. Уже созданы полностью автоматизированные компактные газотурбинные установки, которые работают с использованием биомассы, полученной путем газификации отходов лесной промышленности и сельского хозяйства, и способны обеспечивать электроэнергией отдельные дома, фермы и т. п.
2.3 Перспективы развития электроэнергетики России.
Электроэнергетика обеспечивает потребности в электроэнергии национального хозяйства и населения, более 45% суммарной потребности промышленности и коммунально-бытового сектора в тепловой энергии, а также экспортируется в страны СНГ и дальнего зарубежья. На конец 2005 г. общая установленная мощность электростанций страны составляла 219.2 млн. кВт, в том числе ТЭС - 149.5 млн. ГЭС - 46 млн. и АЭС - 23.7 млн. кВт. Линии электропередачи (ЛЭП) всех классов напряжения имеют общую протяженность более 2.5 млн. км, в том числе ЛЭП напряжением от 220 до 1150 кВ - около 150 тыс. км.
Более 90% этого потенциала объединяет Единая энергетическая система (ЕЭС), охватывающая территорию страны от европейской части до Дальнего Востока.
В 2005 г. электростанции России произвели 952 млрд. кВтч, в том числе на ТЭС - 627 млрд., ГЭС - 175 млрд. и АЭС - 150 млрд. кВтч. В соответствии с "Энергетической стратегией России на период до 2020 г." (одобрена правительством России, распоряжение N 1234-р от 28 августа 2003 г.) производство электроэнергии по среднему варианту сценариев развития экономики страны должно возрасти по сравнению с 2000 г. на 16% в 2010 г. и на 38% в 2020 г. При этом в структуре производства электроэнергии доля ГЭС снизится с 19 до 16%, а АЭС возрастет с 15 до 19%.
Из-за быстро нарастающего старения оборудования электростанций (их износ достиг почти 65%) и необходимости его вывода из эксплуатации в перспективе должен быть обеспечен более интенсивный рост мощности новых генерирующих источников по сравнению с ростом суммарной установленной мощности. Иначе не будут обеспечены растущие потребности страны в электроэнергии в условиях продолжающего экономического роста.
Для обеспечения прогнозируемых уровней электро- и теплопотребления при умеренном варианте экономического развития страны на электростанциях России до 2020 г. потребуется ввести в действие (с учетом замены и модернизации) 120 млн. кВт генерирующих мощностей, в том числе на гидро- и гидроаккумулирующих электростанциях - 7 млн., на АЭС - 17 млн. и на ТЭС - 96 млн. кВт (из них с парогазовыми и газотурбинными установками - 32 млн. кВт).
Гидроэнергетика будет развиваться в основном в Сибири и на Дальнем Востоке. В период 2011 - 2020 гг. должно быть закончено сооружение Богучанской, Нижне-Бурейской и Вилюйской ГЭС на Дальнем Востоке, Заромагской, Зеленчукских и Черекских на Северном Кавказе. В европейской части страны намечается продол жить сооружение гидроаккумулирующих электростанций.
В атомной энергетике ожидаются вводы новых энергоблоков в европейской части страны (Ростовской, Калининской, Курской АЭС и др.), а также продление проектного срока службы ряда ядерных энергоблоков на 10 лет. Кроме того, предполагается начать строительство в качестве автономных источников децентрализованного энергоснабжения АЭС малой мощности (от 1 до 50 МВт) в труднодоступных и удаленных районах на Севере и Дальнем Востоке (в том числе и в плавучем исполнении с использованием ледокольных судов). Одновременно к 2020 г. намечено вывести 12 энергоблоков первого поколения на Билибинской, Кольской, Курской, Ленинградской и Нововоронежской АЭС.
Необходимость наращивания мощностей АЭС в европейской части России обусловлена, во-первых, тем, что здесь ТЭС на угле менее экономичны по сравнению с АЭС с энергоблоками 1000 МВт и выше, и, во-вторых, необходимостью сокращения неоправданно высокой доли использования на ТЭС природного газа.
Существующие резервы урана и промышленные структуры достаточны для 4-х кратного увеличения существующих мощностей АЭС. Кроме того, имеются строительные заделы для АЭС суммарной мощностью 10 ГВт, завершение которых потребует меньших удельных капиталовложений, чем строительство новых энергоблоков.
Стратегия развития атомной энергетики России предусматривает обеспечение возможно более высокого уровня безопасности ядерных реакторов АЭС в процессе их эксплуатации. Кроме того, будут приняты меры по повышению заинтересованности общественности в развитии атомной энергетики, особенно населения, проживающего вблизи АЭС, например, льготные тарифы на электроэнергию для населения в 30-километровой зоне вокруг станций.
В теплоэнергетике намечается трансформация топливного баланса тепловых электростанций в сторону снижения в 2020 г. по сравнению с 2000 г. доли природного газа почти на 10% в связи с повышением цены на природный газ до оптимального уровня, учитывающего теплотворную способность различных энергоносителей. В настоящее время цены на газ у потребителей примерно в 1.3 - 1.4 раза ниже цен угля.
Особенно остро с точки зрения энергетической безопасности страны стоит проблема снижения доли природного газа в топливном балансе ТЭС европейской части России, включая Урал, где она превышает 70%. Определенная роль в решении этой проблемы принадлежит атомной энергетике и использованию угля для ТЭС из восточных районов страны (Кузнецкого, Канско-Ачинского), а также экибазстузского угля из Казахстана.
В целом в соответствии с Энергетической стратегией электроэнергетика в период до 2020 г. будет развиваться с учетом следующих приоритетов территориального размещения генерирующих мощностей. В европейской части России - максимальное развитие АЭС, модернизация ТЭС на газе с заменой паросиловых турбин парогазовыми и строительство новых угольных ТЭС в районе Урала; в Сибири и на Дальнем Востоке - развитие ГЭС, угольных ТЭС, а в отдаленных районах - газовых ТЭС; в малообжитых, труднодоступных районах страны - строительство АЭС малой мощности и мини ГЭС.
Развитие электрических сетей. В соответствии с Энергетической стратегией суммарный ввод линий электропередачи напряжением 330 кВ и выше в период до 2020 г. составит около 30 тыс. км. Для повышения надежности снабжения энергодефицитных районов (Северный Кавказ, Дальний Восток и др.) предусматривается:
- усиление межсистемных связей транзита между объединенными энергосистемами (ОЭС) Северо-Запада, Урала, Средней Волги и Северного Кавказа;
- развитие электрической связи между ОЭС европейской части России ОЭС Сибири и ОЭС Востока;
- сооружение между восточной и европейской частями ЕЭС России линий электропередачи напряжением 500 и 1150 кВ, что позволит за счет транспортирования электроэнергии в западном направлении заметно сократить завоз восточных углей для ТЭС.
Это даст возможность частично избежать дорогостоящих перевозок угля из Кузбасса и КАТЭКа за счет их использования на местных ТЭС с выдачей 5 - 6 млн. кВт мощностей на Запад и 2 - 3 млн. кВт на Восток. Кроме того, использование маневренных возможностей ГЭС Ангаро-Енисейского каскада частично снимает напряженность регулирования графика электрической нагрузки в энергосистемах европейской части России.
В целом российской электроэнергетике на перспективу до 2020 г. свойственны те же тенденции, что и мировой, а именно сохранение состава первичных энергоресурсов при небольшом изменении их структуры, дальнейшее развитие электроэнергетической системы и ее интеграция с энергосистемами стран СНГ и Западной Европы, усиление процесса автономизации электроснабжения.
Основными проблемами российской электроэнергетики являются:
- нарастающий процесс старения генерирующего и электротеплосетевого оборудования, снижение эффективности использования имеющихся электро- и теплогенерирующих мощностей и надежности топливообеспечения электростанций;
- низкая инвестиционная привлекательность электроэнергетики, распыленность и неэффективность использования инвестиционного капитала;
- сокращение объемов продукции отечественного энергомашиностроения, энергостроительного и научно-технического потенциала страны, низкий технический уровень оборудования;
- серьезное отставание в сфере технического совершенствования производственного аппарата отрасли;
- громоздкая структура холдинга РАО "ЕЭС России" и ослабление управленческих функций региональных АО-энерго, и как следствие - снижение управляемости отраслью.
Негативное действие этих факторов привело к снижению экономической эффективности электроэнергетики (повышение удельных расходов топлива на выработку электроэнергии и тепла на ТЭС, рост штатного коэффициента, замедление вводов новых мощностей и др.), а также понижению уровня энергетической безопасности отдельных регионов страны (Северный Кавказ, Дальний Восток и др.) до критического.