Коронакризис ураганом пронесся по мировым энергорынкам. Попутно он проверил на прочность и российскую электроэнергетику. Несмотря на то, что год выдался сложным, отрасль выстояла. В 2020 году реализован ряд крупных проектов, активно развилась «зеленая» энергетика, внедрялись цифровые технологии, а в светотехнике появился непрогнозируемый спрос на продукцию отдельных направлений.
Электроэнергетика является базовой отраслью отечественной экономики. Она обеспечивает электрической и тепловой энергией потребности промышленного сектора, АПК и населения страны. 90% энергогенерирующих объектов функционируют в составе Единой энергосистемы, охватывающей большую часть территории РФ. ЕЭС России является одним из крупнейших в мире централизованно управляемых энергообъединений.
2020 год охарактеризовался рекордным падением объемов генерации электроэнергии в энергосистеме России. Отрицательная динамика объясняется сокращением внутреннего потребления, которое произошло из-за аномально теплой зимы, снижения добычи нефти и газа, а также падения объемов первичной переработки нефтяного сырья на нефтеперерабатывающих заводах.
Кроме того, на уровень потребления электричества повлияло введение карантинных ограничений, вызванных пандемией коронавируса. В период с 30 марта по 20 апреля энергопотребление в России в среднем снизилось на 4%. В некоторых регионах, например, в Поволжье, снижение достигло 10%, в энергосистеме Москвы и Московской области – 7%.
В период нерабочих дней наиболее уязвимой отраслью промышленности оказалось машиностроение. В этом секторе энергопотребление сократилось на 14,5%. Высокие темпы снижения потребления показали также железные дороги – 6,5% и металлургия – 3,4%.
В первом полугодии 2020 г. также сократился объем экспорта электрической энергии. Это явление аналитики объясняют падением спроса в странах Балтии и Скандинавии.
Раннее половодье и высокая водность рек способствовали увеличению выработки на гидроэлектростанциях, в то время как генерация ТЭС значительно уменьшилась. Это привело к заметному снижению цен на оптовом рынке электроэнергии и мощности по сравнению с аналогичным периодом 2019 года.
Если говорить о региональных энергосистемах, то самое сильное падение генерации произошло в энергетической системе Тюменской области из-за резкого сокращения нефтедобычи. Максимальный прирост выработки электроэнергии в физическом выражении зафиксирован в Воронежской области в связи с пуском в эксплуатацию новых генерирующих мощностей.
По оценкам аналитиков универсального рейтингового агентства «РИА Рейтинг», по итогам 2020-го объем выработки электроэнергии в России снизится на 3% по сравнению с аналогичным показателем предыдущего года.
ВИЭ в России
В последние годы на мировых энергорынках генерация на основе ВИЭ уверенно вытесняет традиционную. Ежегодно в мире вводятся в эксплуатацию сотни гигаватт «зеленых» электростанций, а суммы глобальных инвестиций в ВИЭ превышают 300 млрд. долл.
Наметившийся тренд на декарбонизацию свидетельствует о том, что драйвером развития мировой электроэнергетики стали возобновляемые источники энергии. Отправной точкой эксперты называют запрос общества на снижение выбросов в атмосферу углекислого газа и борьбу с негативными изменениями климата.
Стремление к выработке мер, направленных на снижение выбросов парниковых газов, способствовало формированию взрывного спроса на безуглеродные технологии генерации. Это привело к постоянному совершенствованию технологических решений, снижению стоимости оборудования и строительству энергообъектов за счет высокой конкуренции. В результате солнечная генерация и ветроэнергетика во многих странах стали дешевле традиционных технологий.
По оценкам аналитиков, ВИЭ наиболее эффективно развиваются при наличии сформированного в стране технологического кластера, который состоит из 4-х основных элементов:
- Генерация;
- Производство;
- Проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ;
- Подготовка кадров.
При этом необходимо, чтобы объем производства в кластере удовлетворял потребности генерации внутреннего и внешнего рынков, а объем и качество научных решений соответствовали спросу, предъявляемому производствами. Технологии должны соответствовать лучшим практикам, ценовая политика – мировому уровню, а сам кластер должен отличаться устойчивым экспортным потенциалом.
Россия, как один из наиболее крупных участников мирового энергорынка, не осталась в стороне от текущих процессов. В стране уже сформирован такой кластер. В рамках Первой программы поддержки возобновляемых источников энергии в РФ построено около 0,5 ГВт ветряных и 1,2 ГВт солнечных электростанций.
Но даже такой, казалось бы, сравнительно небольшой спрос за счет требований по локализации, предусмотренных программой поддержки ВИЭ, и наличия собственных компетенций в энергетическом машиностроении позволил создать в России производственную базу для объектов возобновляемой энергетики.
Это направление заинтересовало крупных инвесторов, которые выделили средства на формирование сегментов машиностроения и генерации технологического кластера ВИЭ. Благодаря их усилиям на рынке появились наукоемкие технологии солнечной и ветровой энергетики, локализованные предприятия, выпускающие элементы фотоэлектрических модулей с КПД более 20% и ветроустановок. Кроме того, наработан опыт строительства и эксплуатации объектов «зеленой» энергетики, реализованы первые поставки оборудования ВИЭ на экспорт.
Увеличение количества собственных СЭС и ВЭС закономерно формирует спрос на высококвалифицированные кадры и проведение НИОКР в этой сфере. За несколько лет молодая для России отрасль уже снизила стоимость проектов более чем в 2 раза, по капзатратам на строительство электростанций на базе ВИЭ приблизившись к мировому уровню, повысила свою эффективность и готова поставлять на рынок не менее 1,6 ГВт энергооборудования ежегодно.
В 2018 году доля солнечной и ветровой генерации едва достигала 0,9% (от общего количества электростанций в стране), сейчас она превысила отметку в 2%. Однако главным источником ВИЭ в России остается гидроэнергия. Работа ГЭС ежегодно предотвращает 10–15% выбросов СО₂ в атмосферу от общего объема техногенных выбросов в России (примерно 100–200 млн. тонн в год).
Энергетический потенциал российских рек огромен. Отечественная гидроэнергетика ежегодно демонстрирует высокие темпы развития. В 2020 году прирост установленной мощности ГЭС в структуре установленной электрической мощности электростанций России составил 477,5 МВт. Дополнительная среднегодовая выработка электроэнергии оценивается в 1 480 млн. кВт*ч, в том числе за счет:
- Увеличения КПД гидроагрегатов – 400 млн. кВт*ч;
- Снижения удельных расходов – 790 млн. кВт*ч;
- Уменьшения холостых выбросов в периоды половодья – 290 млн. кВт*ч.
Выработка электроэнергии на гидроэлектростанциях позволяет снизить уровень выбросов углекислого газа на десятки миллионов тонн в год. Это обеспечивает нашей стране огромный потенциал прироста низкоуглеродных мощностей, что вносит весомый вклад в обеспечение экологической безопасности России и соответствует требованиям международного сообщества по сокращению техногенных выбросов в окружающую среду.
Кроме того, гидроэнергетика может помочь в решении проблемы энергоснабжения отдаленных населенных пунктов на севере страны, где отсутствует централизованное энергообеспечение. В таких поселках электричество генерируют дорогие в эксплуатации дизельные электростанции. С целью экономии электроэнергия в дома жителей подается с перебоями.
Выходом из сложившейся ситуации может стать компактный гидроагрегат с понтоном, разработанный российскими учеными. Мини ГЭС представляет собой турбину со встроенным насосом, которая функционирует за счет свободного речного течения скоростью не менее 1 м/с. Вырабатываемая электроэнергия экологичнее и дешевле дизельной генерации.
Разработка прошла серию испытаний в дельте реки Лена. Результаты исследований показали, что гидроагрегат можно использовать не только для выработки электричества, но и для орошения сельскохозяйственных земель. Кроме того, он может подавать воду в системы очистки и опреснения речной и морской воды.
Цифровая трансформация энергетики
Энергетика – одна из самых капиталоемких отраслей. Наибольших инвестиций требуют поддержание технического состояния энергооборудования и обеспечение надежного электроснабжения потребителей. Энергокомпании стремятся повысить качество и эффективность своей работы за счет внедрения цифровых решений и модернизации платформ управления.
В 2012 году АО «СО ЕЭС» приступило к активной фазе реализации проекта по созданию единой информационной модели ЕЭС России с одновременным переводом на нее части производственных процессов. На сегодняшний день ЕИМ объединяет более 6 млн. объектов и функционирует в исполнительном аппарате на всех 56 филиалах компании. Она используется для выполнения ряда важных функций:
- расчет электрических режимов;
- оценка состояния энергосистем;
- формирование перечней объектов диспетчеризации;
- согласование графиков плановых ремонтов;
- управление оперативными диспетчерскими заявками и др.
В настоящее время на базе единой информационной модели создается новое поколение оперативного информационного комплекса (ОИК). По сути, это основное программное обеспечение, обеспечивающее оперативное управление электроэнергетическим режимом Единой энергосистемы России.
Результатом этой работы станет единый комплекс автоматизированных систем оперативно-диспетчерского управления, построенных на основе ЕИМ, оперирующих данными в рамках единого информационного пространства, которые реализованы на российской компонентной базе и надежно защищены от взлома.
Важной инфраструктурной отраслью энергетики является электросетевой комплекс, который призван обеспечивать бесперебойное электроснабжение потребителей. В 2020 году ключевыми трендами развития сетевой инфраструктуры стали цифровая трансформация (создание цифровых электрических сетей, РЭС и Единых центров управления сетями), внедрение интеллектуальных решений, систем мониторинга, управления работой электросетей и учета энергопотребления.
Череда событий, связанных с пандемией, лишний раз подтвердила необходимость цифровизации сетевой инфраструктуры и продемонстрировала отсутствие альтернативных решений. Благодаря тому, что в последние годы ПАО «Россети» уделяло большое внимание вопросам цифровой трансформации, энергетикам удалось в сжатые сроки провести переналадку всех рабочих процессов без ущерба для управляемости и снижения надежности энергообеспечения потребителей. Кроме того, компания смогла обеспечить оперативный перевод части персонала на работу в удаленном режиме.
Рынок светотехники в условиях пандемии
В 2019 г. рынок светотехники в денежном эквиваленте и в единицах продукции увеличился на 12% по сравнению с аналогичными показателями 2018 г. На 2020 год эксперты строили оптимистичные прогнозы и отмечали позитивные перспективы.
Однако с началом пандемии рынок заштормило. Уже в феврале стали прослеживаться панические настроения бизнеса, а шкала потребительского спроса резко сместилась в новую плоскость.
Именно распространение коронавирусной инфекции спровоцировало рост продаж в секторе бактерицидных излучателей. Светотехническое оборудование, которое раньше использовалось только в лечебных учреждениях для дезинфекции помещений, в 2020-ом стало нормой для общественных помещений всех типов.
Помимо этого, эксперты отметили еще одну тенденцию. Ранее российские производители выпускали сравнительно небольшое количество ультрафиолетовых ламп из увиолевого стекла, обладающего повышенным пропусканием ультрафиолетового излучения.
В 2020 г. компания LEDVANCE локализовала свое производство на территории Российской Федерации на заводе в Смоленске и с июня начала выпускать ультрафиолетовые лампы с высоким бактерицидным потоком. По состоянию на октябрь текущего года с конвейера ежемесячно сходит около 1 млн. бактерицидных источников света.
На данный момент в России функционируют сотни километров морально устаревших сетей и тысячи единиц изношенного энергооборудования. Поэтому сегодня особую важность приобретают технологии, направленные на повышение стабильности и надежности электроснабжения и минимизацию затрат на содержание и обслуживание.
Автор: Андрей Метельников
