25.04.2011 Журнал «Газпром» № 4
Престижную премию получили авторы исследования по развитию теплофикации
ОАО «Газпром» является одним из учредителей и спонсоров престижной международной премии «Глобальная энергия», присуждаемой за выдающиеся достижения в области энергетики. Параллельно с вручением основной премии Некоммерческое партнерство по развитию международных исследований и проектов в области энергетики «Глобальная энергия» проводит Общероссийский конкурс молодежных исследовательских проектов в области энергетики «Энергия молодости». Среди победителей VII конкурса оказалась работа «Исследование перспектив развития теплофикации (когенерации) в России на долгосрочную перспективу».
Авторы этого исследования – Андрей Хоршев, начальник лаборатории моделирования и методов оптимизации развития электроэнергетики, Ирина Ерохина и Татьяна Панкрушина, сотрудники этой лаборатории, а также их научный консультант – Алла Макарова. Все они трудятся в Институте энергетических исследований Российской академии наук (ИНЭИ РАН).
Вопросы теплофикации имеют к «Газпрому» двоякое отношение. Во‑первых, «Газпром» – один из основных владельцев генерирующих активов в РФ. При этом большинство газпромовских электростанций работают в теплофикационном цикле (этот вид станций называется теплоэлектроцентраль – ТЭЦ), когда имеется возможность отобрать часть тепловой энергии пара после того, как он выработает электрическую энергию, в целях дальнейшего использования для производственных нужд, отопления и горячего водоснабжения.
Во‑вторых, «Газпром» – крупнейший поставщик топлива для отечественных тепловых электростанций, работающих на природном газе, которые обеспечивают выработку свыше 40 % всей электроэнергии в стране. С учетом того что комбинированная генерации тепла и электроэнергии позволяет значительно увеличить эффективность использования топлива, вопросы дальнейшего развития когенерации в России являются для «Газпрома» весьма актуальными.
Перспективы теплофикации
О результатах получившего престижную премию исследования мы побеседовали с Андреем Хоршевым.
– Андрей Александрович, если в двух словах: каковы перспективы теплофикации в России?
– Наше исследование показывает, что теплофикация на базе использования ПГУ (парогазовых установок) и ГТУ (газотурбинных установок) имеет большие перспективы. Особенно в регионах, где замыкающими электростанциями (производящими наиболее дорогую электроэнергию среди всех электростанций, участвующих в покрытии потребности данного энергорайона) являются АЭС и особенно угольные КЭС.
Согласно нашим расчетам, оптимальная мощность ТЭЦ может существенно увеличиться к 2030 году по сравнению с текущим состоянием: при наиболее оптимистичном сценарии развития экономики страны, рассмотренном при корректировке Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики, – на 19 ГВт, а при базовом – на 13 ГВт, то есть на 23 % и 15 % соответственно. При этом больше всего мощность ТЭЦ может быть увеличена в Объединенной энергетической системе (ОЭС) Центра – на 6,8–4,6 ГВт в зависимости от сценария; ОЭС Урала – на 3,8–2,2 ГВт и ОЭС Северо‑Запада – на 2,2–1,6 ГВт, на долю которых приходится примерно две трети суммарного прироста мощности ТЭЦ за период.
Если же говорить об энергоэффективности, то проведенное исследование показало, что создание благоприятных условий для развития теплофикации (прежде всего за счет снижения стоимости ТЭЦ) даст к 2030 году экономию примерно в 6 г у. т. на 1 кВт/ч за счет увеличения доли комбинированной выработки.
– От каких факторов зависят перспективы теплофикации?
– Ключевой фактор – это цена газа. Понятно, что в ближайшие годы она будет расти, но мы, как видите, рассматриваем более долгосрочную перспективу. Так, в исследовании мы использовали расчеты нашего института, исходя из которых базовая экспортная цена газа на западной границе будет к 2030 году составлять 237 долларов за 1 тыс. куб. м. Другими важными факторами являются соотношение удельных капиталовложений в крупные системные электростанции – АЭС и КЭС на угле – и величины удельных капиталовложений в новые ТЭЦ, а также в замену оборудования действующих ТЭЦ. Еще один существенный фактор – величина платы за эмиссию парниковых газов, если, разумеется, она будет введена в РФ.
– Последний из факторов – единственный, который поддается четкому регулированию со стороны государства. То есть он может быть целенаправленно использован для стимулирования теплофикации ввиду ее высокой энергоэффективности?
– Фактически так, поскольку с ростом платы за выбросы парниковых газов основной прирост мощности ТЭЦ приходится на ПГУ‑ТЭЦ и ГТУ‑ТЭЦ, тогда как мощность паротурбинных электростанций на газе и угле начнет неуклонно снижаться. Но, безусловно, к применению этой платы надо подходить с большой осторожностью. Если, как говорится, переборщить, то можно существенно замедлить темпы развития экономики.
ТЭЦ большие и малые
– Хочу добавить еще один важный момент: рост эффективности за счет увеличения доли комбинированной выработки будет во многом зависеть от правильного выбора мощности новых ТЭЦ для конкретного населенного пункта. В нашем исследовании мы используем показатель плотности населения в городах. Сразу скажу, что комбинированное энергоснабжение предпочтительно, грубо говоря, для любого населенного пункта, расположенного в Центральной России и с населением свыше 100 тыс. человек. Но при плотности менее 5 тыс. чел./кв. км наиболее эффективны ГТУ‑6, а более 10 тыс. чел./кв. км – ПГУ‑70. Что касается крупных ТЭЦ (на базе ПГУ‑450), то их предпочтительность очевидна лишь при высокой плотности населения в городах‑миллионниках. Если этот показатель свыше 10 тыс. чел./кв. км, то именно крупные ТЭЦ имеют наибольшие экономические преимущества не только перед раздельной, но и перед комбинированной схемой энергоснабжения на базе мелких и средних ТЭЦ.
Поэтому одним из главных результатов исследования является вывод о высокой эффективности использования именно некрупных ТЭЦ на газе (на базе ГТУ и ПГУ) в большинстве регионов страны даже при самых неблагоприятных для теплофикации условиях.
– В связи с этим – нужно ли разрабатывать специальную программу (включающую ряд стимулов для собственников генерирующих компаний) по строительству таких электростанций в российских городах?
– Безусловно, поскольку кроме преимуществ от самой теплофикации это стало бы стимулом для развития отечественного энергомашиностроения. Получение серийного заказа позволило бы заводам, с одной стороны, снизить цены на свои изделия, а с другой – дало бы толчок к разработке более совершенного оборудования. Сейчас, кстати, Минэнерго разрабатывает программу модернизации электроэнергетики – возможно, в нее было бы уместно включить и эти предложения. Но необходимы и другие меры – например, возвращение к советской практике подготовки схем энергоснабжения городов, ведь уже 20 лет этим практически никто не занимается. При разработке же генеральных планов городов теплоснабжению отводится несколько строчек без какоголибо детального технико‑экономического обоснования.
Иными словами, для развития теплофикации необходим комплексный подход.