Рост установленной мощности электростанций и протяженности электрических сетей 220–1150 кВ ЕЭС СССР

В послевоенные годы электрификация явилась основой научно‑технического прогресса страны. На ее базе происходило непрерывное совершенствование технологий в промышленности, транспорте, связи, сельском хозяйстве и строительстве, осуществлялась механизация и автоматизация производственных процессов. Рост производства электроэнергии в эти годы опережал рост произведенного национального дохода в 1,6 раза.

Общий экономический эффект за счет создания ЕЭС в сравнении с изолированной работой энергосистем оценивался снижением капитальных вложений в электроэнергетику на 2 млрд. руб. в ценах 1984 г. и уменьшением ежегодных эксплуатационных расходов на сумму 1 млрд. руб. Выигрыш в снижении суммарной установленной мощности электростанций ЕЭС оценивался цифрой порядка 15 млн. кВт. Несмотря на то что требования в отношении резервов мощности и надежности к основным электрическим сетям в ЕЭС СССР были несколько ниже аналогичных требований в энергообъединениях Западных стран, благодаря хорошо организованному управлению обеспечивалась высокая надежность электроснабжения потребителей, не было системных аварий, затрагивающих большое число потребителей, какие имели место в США (1965, 1977, 1996 гг.), Франции (1978 г.), Швеции (1979, 1983 гг.), Бельгии (1982 г.), Канаде (1982 г.).

Следующий этап в развитии электроэнергетики на территории бывшего СССР связан с происшедшими политическими изменениями в независимых государствах бывших республиках СССР.

Раздел электроэнергетической собственности между независимыми государствами – бывшими республиками СССР – обусловил необходимость перехода от централизованного планирования развития и управления функционированием ЕЭС бывшего СССР к скоординированному планированию развития и управлению функционированием объединенных энергосистем независимых государств.

В 1992 г. было заключено соглашение «О координации межгосударственных отношений в области электроэнергетики Содружества Независимых Государств». В соответствии с ним был создан электроэнергетический Совет из числа первых руководителей электроэнергетических отраслей СНГ и его постоянно работающий орган – Исполнительный комитет. Позднее к этому соглашению присоединилась Грузия.

В настоящее время внутри стран СНГ проводятся различные преобразования электроэнергетического сектора. Наиболее существенные изменения в этой области произошли в Российской Федерации. В декабре 1992 г. было организовано Российское акционерное общество энергетики и электрификации (РАО «ЕЭС России»), в уставной капитал которого переданы из районных энергосистем крупные электростанции мощностью: тепловые – 1000 МВт и более, гидравлические – 300 МВт и более, магистральные линии электропередачи высокого напряжения, формирующие Единую энергосистему Российской Федерации, ЦДУ Единой энергосистемы России, диспетчерские управления ОЭС, научно‑исследовательские и проектные организации. На базе крупных электростанций организованы дочерние акционерные общества РАО «ЕЭС России», а на базе региональных энергосистем – региональные акционерные общества АОэнерго. Создан федеральный оптовый рынок электрической энергии и мощности. Проведенные в России преобразования в электроэнергетике способствовали обеспечению устойчивой работы отрасли в тяжелых условиях экономического и финансового кризиса в стране.

В других странах СНГ процесс реформирования структур управления в электроэнергетике находится в разных стадиях развития. Наиболее продвинулась в вопросах реформирования структуры управления в электроэнергетике вслед за Российской Федерацией Украина. Существенные изменения в управлении электроэнергетикой произошли в Армении, Грузии, Казахстане и Киргизии. Ведется подготовка к структурной перестройке и в других странах СНГ.

К концу 1995 г. установленная мощность электростанций государств Содружества составила около 315 млн. кВт. Производство электроэнергии в 1995 г. составило 1260 млрд. кВт∙ч и снизилось по сравнению с 1990 г. на 27%. В структуре генерирующих мощностей доля ТЭС составляет 69%, доля ГЭС и АЭС – соответственно 20 и 11%.

Наиболее важными задачами, стоящими перед странами СНГ в области электроэнергетики, становятся: повышение эффективности производства и использования энергии; коренное совершенствование системы формирования тарифов; обеспечение надежности электроснабжения потребителей; улучшение защиты окружающей среды; обеспечение необходимых вводов и модернизация существующих электростанций и сетей с использованием новых технологий; коренное повышение технического уровня оборудования и показателей качества электрической энергии, приведение их в соответствие с мировым уровнем; создание нормативной и законодательной базы, обеспечивающей устойчивое развитие электроэнергетики государств Содружества.

Важнейшее значение приобретают углубление интеграции стран СНГ в области электроэнергетики и организация эффективного оперативно‑технологического взаимодействия объединенных энергосистем государств Содружества. Это позволит оптимальным образом развивать электроэнергетику, уменьшить объем необходимых инвестиций, повысить надежность электроснабжения потребителей, улучшить использование первичных энергоресурсов, осуществлять взаимовыгодные обмены электроэнергией, уменьшить затраты на топливо для электростанций и оказать в целом положительное влияние на экономику стран СНГ, повысить ее конкурентоспособность на мировом рынке.

5.1.4. ИНТЕГРАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В МИРОВОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

Развитие электроэнергетики в последнее десятилетие характеризуется созданием крупных государственных и межгосударственных энергообъединений. Накоплен положительный опыт создания и функционирования крупных энергообъединений в Западной Европе, Северной Америке, на территории бывшего СССР и стран Восточной Европы.

Изменение политических условий в странах Восточной Европы и в новых независимых государствах – бывших республиках СССР создало экономические предпосылки для интеграции энергосистем. Вопросы интеграции энергосистем стали предметом обсуждения на крупных международных конгрессах и конференциях.

В формировании единого электроэнергетического пространства Евразиатского континента особую роль играет Россия, обладающая большими топливно‑энергетическими ресурсами: на ее территории, составляющей около 10% территории Земли, сосредоточено 45% мировых запасов газа, 13% нефти, 23% угля, 14% урана и создано крупнейшее в мире централизованное управляемое энергообъединение РАО «ЕЭС России».

До разделения СССР на независимые государства на Европейском континенте было три крупных энергообъединения: энергообъединение 12 стран Западной Европы (Бельгии, ФРГ, Испании, Франции, Греции, Италии, Югославии, Люксембурга, Нидерландов, Австрии, Швейцарии, Португалии) UCPTE; энергообъединение четырех стран Северной Европы (Норвегии, Дании, Финляндии, Швеции) Nordel System и энергообъединение «Мир» (стран – бывших членов Совета Экономической Взаимопомощи). Асинхронно с UCPTE через кабель постоянного тока работает энергосистема Великобритании.

Установленная мощность электростанций, входящих в UCPTE, составляет более 390 млн. кВт, в Nordel System – 85 млн. кВт, в «Мир» – более 400 млн. кВт. Энергообъединение «Мир» было связано с UCPTE тремя вставками постоянного тока суммарной мощностью 1750 МВт и с Nordel System – вставкой постоянного тока мощностью 1100 МВт. Электрические связи между энергосистемами стран Восточной Европы и ЕЭС бывшего СССР включали три воздушные линии электропередачи (ВЛ) напряжением 750 кВ, четыре ВЛ напряжением 400 кВ и четыре ВЛ напряжением 220 кВ, по которым осуществлялись значительные поставки электроэнергии из СССР в страны Восточной Европы. В отдельные годы они составляли около 40 млрд. кВт∙ч.

В настоящее время в энергообъединениях UCPTE и Nordel System интеграционные процессы усиливаются. В течение 1994 г. была введена в коммерческую эксплуатацию кабельная линия электропередачи постоянного тока между Швецией и Германией длиной около 250 км, мощностью 600 МВт. Рассматриваются два проекта межсистемных связей между Норвегией и континентальной Европой. Одна из них соединит Норвегию и Германию, другая – Норвегию и Голландию. Выполнено технико‑экономическое обоснование межсистемной линии электропередачи постоянного тока между Швецией и Польшей. В дальнейшем рассматривается возможность присоединения энергосистем Латвии, Литвы и Эстонии к Nordel System и UCPTE.

В 1994 г. объем обменов электроэнергией, включая третьи страны, в UCPTE составил 155,9 млрд. кВт∙ч, или 10% производимой электроэнергии в странах UCPTE, а в Nordel System – 39,3 млрд. кВт∙ч, или 11,2%.

Иная картина оказалась в энергообъединении «Мир», где после разделения СССР на независимые государства начались дезинтеграционные процессы, а взаимовыгодные обмены электроэнергией внутри энергообъединения стали сокращаться. В 1994 г. объем экспорта электроэнергии из стран СНГ в страны Восточной Европы составил всего 1,7 млрд. кВт‑ч и уменьшился более чем в 20 раз по сравнению с концом 80‑х годов.

В октябре 1995 г. к UCPTE присоединилось энергообъединение CENTREL, включающее энергосистемы Венгрии, Чехии, Словакии и Польши и энергосистему восточной части Германии. При этом установленная мощность расширенного энергообъединения UCPTE стала составлять более 470 млн. кВт. Имеются планы присоединения к UCPTE энергосистем Болгарии и Румынии. В конце сентября – начале октября 1995 г. энергосистема Болгарии отключилась от ОЭС Украины и переключилась на синхронную работу с энергосистемами Румынии, Греции, Албании, бывшей СФРЮ. Этот эксперимент рассматривается как этап по подключению энергосистем стран южной части Европы к UCPTE. Следующий кандидат на подключение к UCPTE – Турция. Рассматривается развитие связей энергосистемы Турции с энергосистемами стран, входящих в экономическую зону Mashreq (от Египта до Сирии). После ввода в эксплуатацию в 1996 г. подводного кабеля переменного тока между Испанией и Марокко к UCPTE присоединятся энергосистемы Марокко, Алжира, Туниса и Ливии (страны зоны Maghreb). Проводятся исследования по развитию связей между энергосистемами стран Maghreb и Mashreq. Таким образом, стоит вопрос о создании большого энергообъединения стран бассейна Средиземного моря, которое будет работать параллельно с UCPTE. Намечается проведение исследований по оценке возможностей совместной работы энергосистемы Турции с энергосистемами Закавказских республик: Армении, Грузии и Азербайджана.

Вместе с тем продолжает функционировать ЕЭС России, которая работает синхронно с энергосистемами стран Балтии, Беларуси, Украины, Молдовы и Казахстана. Сохранили возможность параллельной работы с ЕЭС России энергосистемы Азербайджана, Армении и Грузии.

В этих условиях центральной проблемой сотрудничества стран на Европейском континенте в области электроэнергетики стало использование уже существующих 11 ВЛ между странами СНГ и Восточной Европы, в строительство которых были вложены значительные средства. Предполагаются различные варианты дальнейшего развития этих связей. Одним из вариантов предусматривается перенос вставок постоянного тока на границы стран СНГ и стран Восточной Европы.

Длительный период успешной работы объединенной энергосистемы «Мир» показал, что нет принципиальных технических ограничений на размеры синхронно работающего энергообъединения.

Могут также рассматриваться различные варианты развития в целом энергетического сотрудничества на Европейском континенте в рамках Европейской энергетической хартии. По первому варианту кооперация может состоять в строительстве тепловых электростанций большой мощности в местах расположения дешевых углей и использовании мощностей крупных ГЭС в Сибири с передачей электрической энергии и мощности по линиям электропередачи (ЛЭП) сверхвысокого напряжения в страны Восточной и Западной Европы. Согласно второму варианту кооперация может состоять в преимущественной поставке первичных энергоресурсов из стран СНГ в европейские страны, а электрические связи могут использоваться для взаимовыгодных обменов электроэнергией с учетом разновременности максимумов нагрузки и большего использования тепловых электростанций с меньшей стоимостью электроэнергии. Для повышения эффективности сотрудничества России с зарубежными странами в области энергетики необходимо, чтобы варианты развития электрических связей со странами ближнего и дальнего зарубежья рассматривались совместно с вариантами развития систем транспорта первичных энергоресурсов и чтобы в целом определялись наиболее рациональные соотношения между транспортом электроэнергии и первичных энергоресурсов, а выгоды от такого решения распределялись между различными субъектами хозяйствования.

Выбор наилучшего пути развития сотрудничества на Евразиатском континенте должен быть направлен на создание общего рынка электроэнергии и мощности как основы единого энергетического пространства. На решение этой задачи направлен ряд международных проектов.

Балтийское электроэнергетическое кольцо. Этот проект имеет целью создание мощной электрической сети, связывающей энергосистемы 11 стран региона Балтийского моря: Дании, Швеции, Норвегии, Финляндии, России, Эстонии, Латвии, Литвы, Беларуси, Польши, Германии. По существу, частью этого проекта является другой проект энергомоста Восток – Запад, предусматривающий сооружение электропередачи постоянного тока мощностью 4000 МВт, связывающей энергосистемы России, Беларуси, Польши и Германии.

Предполагается, что Балтийское кольцо позволит улучшить эффективность работы энергосистем участвующих стран и будет в целом способствовать экономическому развитию стран региона Балтийского моря.

В Копенгагене в 1996 г. состоялось совещание 17 электроэнергетических компаний из 11 стран региона, посвященное проблеме создания Балтийского электроэнергетического кольца. В соответствии с договоренностью, достигнутой на этом совещании, РАО «ЕЭС России» подготовлены проекты меморандума о сотрудничестве в реализации международного проекта «Балтийское электроэнергетическое кольцо» и положения о Балтийской электроэнергетической ассамблее.

В основу указанных документов положены следующие принципы:

направленность интеграции энергосистем 11 государств Балтийского региона на удовлетворение национальных интересов;

принцип ненарушения существующих структур энергообъединений;

выработка недискриминационной формы участия энергосистем региона в проведении исследований.

Меморандум о сотрудничестве уже парафирован руководителями ряда энергокомпаний. Координационный комитет консорциума, который будет проводить исследования по созданию Балтийского электроэнергетического кольца, взял на себя обязательства обратиться в электроэнергетические компании Балтийского региона с предложением подписать меморандум о сотрудничестве в реализации проекта.

Необходимо отметить, что к настоящему времени накоплен положительный опыт совместной работы ЕЭС России с энергообъединением Nordel System. Ведутся работы по увеличению мощности вставки постоянного тока с Финляндией до 1400, а в перспективе – до 2000 МВт. Рассматривается возможность создания новых связей Карельской и Кольской энергосистем со странами, входящими в Nordel System.

Черноморское энергообъединение. При активной поддержке большинства стран – участниц Черноморского экономического сообщества (ЧЭС), включая Украину, Румынию и Болгарию, начата проработка предложения РАО «ЕЭС России» по проблеме создания объединенной энергосистемы ЧЭС. Создание этой объединенной энергосистемы имеет целью объединение энергосистем региона в мощные электрические сети, часть из которых уже существует. Такое объединение могло бы позволить более оптимальным образом развивать электроэнергетику всего региона, рационально использовать энергоресурсы, повысить надежность электроснабжения потребителей, осуществлять взаимовыгодные обмены мощностью и электроэнергией и оказать в целом положительное влияние на экономику всех стран региона. Основу объединенной энергосистемы Черноморско‑Каспийского региона должны составить электрические сети высших классов напряжения, созданные странами – членами Совета Экономической Взаимопомощи: на Юго‑западе это сети напряжением 400 и 750 кВ, связывающие Россию, Украину, Молдову, Болгарию и Румынию; на Юго‑востоке – сети напряжением 330 и 500 кВ, связывающие Россию, Грузию, Армению и Азербайджан, и ВЛ напряжением 220 кВ между странами Закавказья и Турцией. Первый вариант концепции создания Черноморского энергообъединения, разработанный при финансовой поддержке России, был обсужден на совещании экспертов рабочей группы в апреле 1996 г.

Другие электроэнергетические проекты. Рассматриваются варианты развития связей между объединенными энергосистемами Средней Азии и энергосистемами Ирана и Турции, прорабатываются вопросы развития связей между энергообъединениями России и Китая, Японии, Кореи, энергообъединениями России и США.

Электроэнергетика Китая развивается быстрыми темпами; производство электроэнергии увеличивается ежегодно на 7–9%. Общее ежегодное производство электроэнергии в Китае превысило 900 млрд. кВт∙ч. Китайской стороной проявлен интерес к передаче электроэнергии из России. Потенциальные источники электроэнергии для экспорта могут находиться как в районах Сибири – Богучанская, Братская, Усть‑Илимская ГЭС и Березовская ГРЭС, так и в районах Дальнего Востока – АЭС в Хабаровском крае, ГЭС и ТЭС в Амурской области и в Якутии, приливная электростанция на юге Охотского моря. В качестве вариантов передачи электроэнергии могут рассматриваться ВЛ напряжением 500 кВ переменного тока со вставками постоянного тока, передача постоянного тока пропускной способностью 1,5–2 млн. кВт. В ОЭС Востока в качестве передающих рассматриваются Амурская, Хабаровская, Дальневосточная энергосистемы. Для экспорта электроэнергии рассматриваются ВЛ разного класса напряжения – до 500 кВ включительно.

Главные предпосылки для импорта электроэнергии Японией состоят в отсутствии собственных топливно‑энергетических ресурсов и чрезвычайно высокой плотности населения. Потенциальные источники электроэнергии в России для экспорта в Японию: тепловые электростанции на Сахалине, сжигающие шельфовый газ или южно‑сахалинский уголь; ГЭС и АЭС в объединенной энергосистеме Дальнего Востока; приливная электростанция на юге Охотского моря. Электропередачи для экспорта электроэнергии в Японию могут быть сооружены либо через о. Сахалин с пересечением двух проливов небольшой ширины и глубины (Татарский и Лаперуза), либо через территории Китая и Кореи с пересечением Корейского пролива шириной 200 км.

Транспорт электроэнергии в США с учетом большой дальности линий электропередачи пока прогнозируется в небольшом объеме и при условии, что основная часть затрат на сооружение перехода ВЛ через Берингов пролив и освоение труднодоступных подходов к нему будет отнесена на строительство трансконтинентальной железной дороги через Берингов пролив.

Реализация рассмотренных международных проектов, а также намечаемых вариантов усиления межсистемных связей позволит сформировать мощную протяженную цепь: Япония – Китай – Сибирь – Казахстан – Европейская часть России – другие страны СНГ – Восточная Европа – Западная Европа и явится важным этапом в создании Единого энергообъединения на Евразиатском континенте, суммарная мощность которого составит порядка 60% мощности всех электростанций мира и в котором ЕЭС России в силу своего геополитического положения может стать центральным связующим звеном.

Необходимую пропускную способность межсистемных связей в этом энергообъединении можно приближенно оценить на основе рекомендаций, апробированных практикой создания ЕЭС бывшего СССР, согласно которым суммарная пропускная способность межсистемных связей в сечениях, делящих мощное энергообъединение на две части, должна составлять порядка 2–3% максимума нагрузки меньшей из рассматриваемых частей энергообъединения. С учетом этого условия необходимые пропускные способности межсистемных связей в Евразиатском энергообъединении на территории России и Казахстана составят более 10 ГВт. Достижение таких пропускных способностей возможно лишь с использованием линий электропередачи сверхвысокого напряжения (1150 кВ переменного и 1500 кВ постоянного тока).

Среди других рассматриваемых в настоящее время проектов, имеющих межгосударственное значение, необходимо отметить следующие:

электропередача от мощных ГЭС на р. Конго (Заир) в Египет и далее в Западную Европу длиной более 5000 км и пропускной способностью более 10 ГВт;

ряд электропередач, формирующих энергообъединение юга Африки от Заира и Танзании до ЮАР;

трансамазонская система электропередач в Бразилии от комплекса крупных ГЭС на р. Амазонке к развитым юго‑восточным районам страны;

межгосударственная электропередача Колумбия – Панама – Коста‑Рика – Никарагуа – Гондурас – Сальвадор – Гватемала – Мексика в Центральной Америке;

электропередача Китай – Индия и ряд других.