Электроэнергетика-2035: перспективы и задачи

Распоряжением Правительства РФ от 09.06.2020 г. № 1523-р утверждена Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 г. (далее стратегия). Исходя из анализа тенденций, вызовов и прогнозов развития экономики и технологий намечены цели для энергетических отраслей на ближайшие 15 лет. Рассмотрим, какие задачи ставятся перед электроэнергетикой на этом отрезке времени.

Как отмечено в стратегии, важным структурным изменением мировой энергетики станет рост доли электрической энергии в конечном потреблении — около 25 % общего энергопотребления к 2040 г. (рост примерно на 60 % по сравнению с 2017 г.) и, соответственно, рост доли первичных энергетических ресурсов, используемых для ее выработки. Ожидается, что более 40 % указанного прироста обеспечат неуглеродные ресурсы. 
Основу электроэнергетики большинства стран мира в прогнозном периоде будут составлять существующие системы централизованного электроснабжения, базирующиеся на крупных электростанциях — традиционных (тепловые электростанции, атомные электростанции, гидроэлектростанции) или ветроэлектростанциях и солнечных электростанциях, функционирующих в составе электроэнергетических систем. 
Новые технологии распределенного производства электрической энергии, микрогенерации, управляемого потребления, виртуального агрегирования ресурсов создают принципиально новые условия для развития конкурентного розничного рынка, построенного на базе автоматизированных локальных торговых площадок по торговле электрической энергией, что, с одной стороны, ведет к сдерживанию роста цен на электроэнергию, является источником дополнительных инвестиций в развитие систем управления гибкостью на стороне потребителей, а с другой стороны, снижает предсказуемость для инвесторов в отношении возврата инвестиций в объекты оптовой генерации. 
К технологиям, применение которых может повлечь за собой организационные и технологические изменения в управлении и функционировании электроэнергетических систем и способствовать переходу энергетики на новый технологический базис (так называемый «энергетический переход»), относятся сетевые технологии в электроэнергетике, в том числе активноадаптивные сети; распределенная генерация; энергоэффективные технологии в секторе жилых, коммерческих и административных зданий; информационно-технологические платформы планирования (прогнозирования) и управления энергетической инфраструктурой и энергоприемниками на стороне потребителей электрической энергии, обеспечивающие минимизацию стоимости потребляемых энергетических ресурсов за счет оптимизации режимов работы технологического оборудования у потребителей, а также способных участвовать в оптовом рынке. 

Существующая ситуация

Производство электрической энергии по сравнению с 2008 г. увеличилось на 5,3 %, потребление — на 5,4 %, установленная мощность электростанций — на 11 %. 
В период с 2008 г. по 2018 г. введено 43,4 ГВт новой установленной мощности. Введены в работу и реконструированы около 300 линий электропередачи напряжением 220 кВ и выше. В целом сформирован и успешно функционирует рынок электрической энергии и мощности. В 2015 г. внесены изменения в модель конкурентного отбора мощности, с 2019 г. конкурентный отбор мощности проводится на шесть лет вперед, что позволяет участникам оптового рынка электрической энергии (мощности) прогнозировать финансовые потоки в долгосрочной перспективе. Кроме того, проведение долгосрочных конкурентных отборов мощности обеспечивает оптимизацию операционных и инвестиционных затрат в отрасли, а также стимулирует генерирующие организации выводить неэффективное генерирующее оборудование из эксплуатации. 
С 2019 г. введен новый механизм обновления и модернизации существующих тепловых электростанций на период до 2031 г. В 2018 г. фактический удельный расход условного топлива на отпуск электрической энергии на источниках комбинированного производства электрической и тепловой энергии с установленной мощностью 25 МВт и более (пропорциональный метод разделения топлива) составил 309,8 г у.т./кВт·ч, что является минимальным значением за последние 20 лет. 

Перспективы и риски

Согласно стратегии новый импульс развития электроэнергетики может дать рост спроса на электрическую энергию со стороны сферы транспорта, жилищно-коммунального хозяйства, а также возможное развитие энергоемких промышленных производств в восточных регионах Российской Федерации и на приграничных территориях соседних государств, в первую очередь государств - членов Евразийского экономического союза, Китайской Народной Республики и других стран Азиатско-Тихоокеанского региона. 
Наряду с общими для топливно-энергетического комплекса проблемами отраслевыми проблемами и факторами риска в электроэнергетике являются: 
- диспропорция между заявляемыми характеристиками электропотребления при технологическом присоединении и их последующими фактическими значениями;
- низкая платежная дисциплина потребителей на розничном рынке электрической энергии;
- несовершенство действующей модели отношений и ценообразования в сфере энергоснабжения и теплоснабжения и недостаток конкуренции на рынках электрической энергии и мощности;
- сохранение перекрестного субсидирования, снижающее эффективность централизованной системы энергоснабжения;
- недостаточный уровень автоматизации технологических процессов и повышение уязвимости объектов, связанное с усложнением систем и алгоритмов управления этими объектами.

Цели и задачи

Целью развития энергетики страны является, с одной стороны, максимальное содействие социально-экономическому развитию, а с другой стороны, — укрепление и сохранение позиций Российской Федерации в мировой энергетике, как минимум, на период до 2035 г. 
Перед электроэнергетикой стоит задача повышения надежности и качества энергоснабжения потребителей до уровня, сопоставимого с лучшими зарубежными аналогами, с обеспечением экономической эффективности таких услуг. 
Решение этой задачи потребует поддержания установленной мощности электростанций в энергосистемах в период до 2024 г. на уровне 254 ГВт, а в период до 2035 г. — в диапазоне 251 — 264 ГВт. 
В комплекс ключевых мер, обеспечивающих решение задачи электроэнергетики, входят: 
- совершенствование системы планирования в электроэнергетике и создание института генерального проектировщика документов перспективного развития электроэнергетики;
- оптимизация структуры генерирующих мощностей с учетом их технико-экономических показателей в рамках разработки Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики с сохранением приоритета выработки электрической и тепловой энергии в комбинированном режиме и синхронизация вводов новых генерирующих объектов с ростом потребности в электрической энергии;
- снижение избытков мощности в Единой энергетической системе России и их приведение к нормированным значениям резервов мощности, в том числе путем вывода из эксплуатации или замещения неэффективных генерирующих мощностей;
- улучшение технико-экономических показателей функционирования тепловых электрических станций и электросетевого хозяйства;
- внедрение механизма управления спросом;
- формирование рынка систем хранения электрической энергии;
- создание механизма контроля и повышения качества обслуживания потребителей электрической энергии;
- постепенная ликвидация перекрестного субсидирования;
- совершенствование отраслевой системы контроля деятельности организаций электроэнергетики по подготовке и надежному прохождению объектами электроэнергетики максимумов нагрузок, в том числе в целях снижения рисков возникновения аварий в энергосистемах;
- формирование общего электроэнергетического рынка Евразийского экономического союза и обеспечение конкурентного участия в нем российских организаций;
- переход оперативно-диспетчерского управления на 100-процентное автоматическое дистанционное управление режимами работы к 2035 г. объектами электрической сети 220 кВ и выше и объектами генерации 25 МВт и выше в Единой энергетической системе России, а также объектами электрической сети 110 кВ и выше и объектами генерации 5 МВт и выше в технологически изолированных территориальных электроэнергетических системах.

Перед электроэнергетикой стоит задача повышения надежности и качества энергоснабжения потребителей до уровня, сопоставимого с лучшими зарубежными аналогами, обеспечения экономической эффективности таких услуг. 

Также будут приняты меры, направленные на развитие рыночных механизмов и усиление роли потребителей на рынках электрической энергии (мощности) и системных услуг, в том числе: модернизация конкурентных моделей оптового и розничного рынков в электроэнергетике с обеспечением равноправия поставщиков и потребителей в формировании рыночного равновесия и эффективных механизмов и ценовых сигналов для инвестиций, в том числе увеличение объемов поставок по прямым договорам; совершенствование конкурентных механизмов долгосрочной оптимизации баланса мощности, отбора и оплаты проектов в генерации и у потребителей по методам гарантирования доходности инвестиций совместно с развитием практики двусторонних долгосрочных договоров и биржевых инструментов хеджирования рисков; разработка рыночных механизмов, стимулирующих потребителей к активному участию в формировании розничного рынка электрической энергии (управление спросом посредством участия в регулировании графика нагрузки), с применением в том числе технологии хранения и аккумулирования электрической энергии и ее воспроизводства. 
Показатели решения задачи электроэнергетики включают: 
- индекс средней продолжительности отключений по системе (SAIDI): 2018 г. — 8,7 час.; к 2024 г. — 3,53 час.; к 2035 г. — 2,23 час.;
- индекс средней частоты отключений по системе (SAIFI): 2018 г. — 2,3 ед.; к 2024 г. — 1,17 ед.; к 2035 г. — 0,85 ед.
- уровень потерь электрической энергии в электрических сетях (не более): 2018 г. — 10,6 %, к 2024 г. — 9,8 %, к 2035 г. — 7,3 %;

Поэтапное решение

В электроэнергетике и теплоснабжении на I этапе реализации стратегии продолжится совершенствование существующей модели отношений и ценообразования на электрическую и тепловую энергию в целях обеспечения баланса интересов потребителей и производителей энергии, прежде всего сокращение перекрестного субсидирования цен (тарифов) между группами потребителей. 
Будет происходить сокращение накопленных избытков мощности, масштабная модернизация действующих генерирующих мощностей и вывод из эксплуатации устаревшего неэффективного генерирующего оборудования. В дальнейшем продолжится обновление генерирующих мощностей на основе перспективных инновационных технологий и оптимизация их (мощностей) структуры по типам электростанций в соответствии с динамикой спроса на электрическую энергию и мощность. 
На II этапе реализации стратегии основным содержанием преобразований станет переход к энергетике нового поколения с опорой на новые технологии, высокоэффективное использование традиционных энергетических ресурсов и новых углеводородных и других источников энергии. 

Техническая и технологическая базы

В приложении к стратегии приводится перечень оборудования и технологий, которые будут особенно востребованы для реализации задач, стоящих перед электроэнергетикой. 
В перечень технологического оборудования, создание или локализация производства которого необходимы на территории Российской Федерации до 2035 г., вошли: 
- Оборудование и технологии на сверхкритических и суперсверхкритических параметрах пара с улучшенными техникоэкономическими и экологическими характеристиками.
- Оборудование и технологии по увеличению коэффициента полезного действия турбин за счет изменений параметров и применения новых рабочих тел, в том числе углекислого газа.
- Оборудование и технологии для систем накопления электрической энергии, в том числе аккумуляторных батарей, топливных элементов.
- Оборудование и технологии автоматизированного управления и мониторинга технологическими процессами и оборудованием, интеллектуальных электрических сетей, цифровых устройств передачи информации, систем интеграции в энергосистему, управления спросом и прогнозирования выработки на основе возобновляемых источников энергии. 

С 2019 г. введен новый механизм обновления и модернизации существующих тепловых электростанций на период до 2031 г. 

- Оборудование и технологии энергетических газовых турбин с установленной мощностью 65 МВт и более, комплектующие к ним. 
- Оборудование и технологии электротехнического оборудования с элегазовой изоляцией.
- Оборудование и технологии ветроэнергетических установок мегаваттного класса.
- Оборудование и технологии высоковольтных и генераторных выключателей.
- Оборудование и технологии оптического электротехнического оборудования для измерения количества и качества электрической энергии.
- Оборудование и технологии силового электротехнического оборудования на основе полупроводниковых компонентов (статические компенсаторы реактивной мощности, инверторы, преобразователи, выпрямители).
- Оборудование и технологии высокоэффективных фотоэлектрических модулей.
- Оборудование и технологии цифровых двойников, включая средства проведения комплексных цифровых испытаний оборудования и технологий и подтверждения параметров надежности.
- Оборудование и технологии передачи электрической энергии с минимальными потерями по кабельно-воздушным линиям электропередачи постоянного и переменного тока.
- Оборудование и технологии автономных энерго-генераторных установок на основе газообразного и водородного топлива и других источников автономного энергообеспечения, предназначенных для постоянной генерации.
- Оборудование и технологии низковольтной аппаратуры.
- Оборудование и технологии комплектующих для трансформаторов 35 кВ и выше.