Энергокомплекс Среднего Урала: от реактора на быстрых нейтронах до энергосбережения

Стратегия и практика

«В конце 90-х  – начале 2000-х годов в регионе не было построено ни одного крупного генерирующего или сетевого объекта, – рассказывает  министр энергетики и ЖКХ Свердловской области Юрий Шевелев. –  Минимальные тарифы на электроэнергию дали возможность укрепиться фундаменту уральской промышленности – гигантам черной и цветной металлургии, машиностроительным предприятиям, жилищному строительству, но уменьшили инвестиционные возможности самой энергетической отрасли».

К 2005 году для специалистов стала очевидной необходимость серьезной корректировки и модернизации энергосистемы Свердловской области. «Крест Чубайса» – растущая потребительская нагрузка при дефиците мощности – региону не грозил, возникли проблемы другого рода: «Перед отраслью встала задача «расшить» узкие места. Нагрузка распределялась по энергосистеме неравномерно: она упала в одних узлах и возросла в других – там, где строились новые предприятия и производства», – свидетельствует Юрий Шевелев.

В 2006 году региональное Правительство утверждает стратегический программный документ: «Основные направления развития энергетического комплекса Свердловской области до 2015 года». Обобщив основные проекты в металлургической отрасли (а это более половины регионального потребления электрической мощности), планы строительства и ввода жилых комплексов, энергетики смогли рассчитать темпы и объемы роста нагрузок.

Электрическая нагрузка Свердловской энергосистемы на рубеже веков снизилась с 7000 МВт до 6000 МВт, но к середине 2008 года вновь возросла до 7000 МВт. Было подсчитано, что для покрытия растущей нагрузки к 2015 году необходимо ввести 5000 МВт дополнительной мощности, а до 2020 года плюс к этому – еще около 4000 МВт, параллельно выводя из эксплуатации стареющие энергоблоки.

Регенерация генерации

Один из наиболее значимых проектов по развитию свердловской генерации – возведение ПГУ-410 МВт на Среднеуральской ГРЭС (входит в ОАО «Энел ОГК-5»). Столь крупные энергообъекты не вводились на территории Свердловской области почти 30 лет. Пуск ПГУ-410 намечен на конец 2010 года. На строительной площадке полностью завершены работы по монтажу металлоконструкций, стеновых панелей и кровли зданий газовой и  паровой турбины, блочного щита управления и электрооборудования.

Завершается монтаж металлоконструкций здания сетевых насосов энергоблока, бетонирование фундамента газовой турбины. Продолжается монтаж основного энергооборудования: смонтировано 65 м дымовой трубы и 320 т конструкций котла-утилизатора. Работы по строительству ПГУ-410 на СуГРЭС выполнены на 56%.

Рис 1. Главный корпус ПГУ-410 СуГРЭС

До конца октября 2009 года на СуГРЭС ожидается поставка всех комплектующих паровой турбины и генератора (производства Skoda Power, Чехия); в ноябре – газотурбинной установки с генератором (производства General Electric, США). Это будет первая газовая турбина 4-го поколения в энергосистеме Свердловской области.

«Если лучшие советские энергоблоки 1960-70-х годов имели КПД 40 %, то новый энергоблок (ст. № 12) Среднеуральской ГРЭС будет иметь КПД более 57 % – это скажется на уменьшении потребления топлива при сохранении чистоты воздуха  и источников водоснабжения», – говорит директор Среднеуральской ГРЭС ОАО «Энел ОГК-5» Борис Тарасов.

В Свердловской области продолжается строительство энергоблока с реактором на быстрый нейтронах БН-800 (Белоярская АЭС-2): проект мирового масштаба, открывающий доступ к новой ресурсной базе атомных станций – урану-238. Возведение БН-800 началось в 1983 году, завершение запланировано на 2012 год. Капиталоемкость – более 65,5 млрд руб. В 2008 году в рамках строительства освоено 12,5 млрд руб. Экономический кризис не изменил и не отодвинул сроков ввода БН-800. По словам руководителя проекта сооружения Белоярской АЭС-2 Олега Сараева, график строительно-монтажных и пуско-наладочных работ  в 2009  году будет выдержан.

И все-таки, новая экономическая реальность, обусловленная начавшимся в 2008 году финансовым кризисом, повлияла на пересмотр отдельных инвестиционных планов. На Серовской ГРЭС (входит в ОАО «ОГК-2») к 2012 году предполагалось ввести две ПГУ по 300 МВт, т. е. 600 МВт замещающей мощности. В 2009 году «ОГК-2» обратилась в Минэнерго РФ с предложением об изменении инвестпрограммы. Теперь на Серовской ГРЭС планируется построить только один энергоблок 300 МВт со сроком ввода в эксплуатацию к 2015 году. Предложение пока не получило окончательного одобрения.

В среде энергетиков не первый год обсуждается вопрос о возведении 11-го энергоблока на Рефтинской ГРЭС  – крупнейшей в Европе угольной станции (3800 МВт, входит в ОАО «Энел ОГК-5»), расположенной в Свердловской области. Очевидно, кризис окончательно переведет этот проект, далеко не бесспорный с точки зрения безопасности, в разряд нереализуемых. Но и без этого Рефтинская ГРЭС была, и в обозримой перспективе останется, самой крупной электростанцией Среднего Урала. В последние годы здесь реализуется масштабная инвестпрограмма по реконструкции и модернизации:

«Концепция модернизации и реконструкции станции базируется на двух принципах, – рассказывает заместитель главного инженера по инвестициям и техперевооружению – начальник службы технического перевооружения и реконструкции Рефтинской ГРЭС Анатолий Мингалев. – С одной стороны, это ремонты, призванные минимизировать потери из-за отказов, снижения технико-экономических показателей оборудования, ухудшения экологических параметров. С другой – мероприятия, обеспечивающие стабильную работу ГРЭС в долгосрочной перспективе».    

Рис. 2. Рефтинская ГРЭС – самая крупная электростанция Свердловской области.

В 2010 году энергоблок № 5 Рефтинской ГРЭС будет остановлен на капитальный ремонт. Для «пятерки» уже получен новый статор генератора (харьковского завода «Электротяжмаш»), на 70 % изготовлена новая турбина (производитель – уральская компания «Теплоэнергосервис»). Ротор генератора меняться не будет – он модернизирован два года назад. При сохранении тех же объемов пара на котле (950 т\ч) новая турбина станет мощнее на 25 МВт. Но если в ходе реконструкции паропроизводительность все-таки удастся увеличить, мощность энергоблока достигнет 333 МВт. 

По требованию Европейского банка, кредитующего проект, экологические показатели обновленного энергоблока № 5 должны соответствовать нормам Европейского Союза. На котле установят модернизированные экономичные горелки, позволяющие довести выбросы NОx до 200 мг\куб. м.

Электрофильтры на блоке № 5 планируется заменить  рукавными – это в разы снизит выбросы золы. Также будут заменены дымососы.  Наконец, завершающим этапом реконструкции пятого энергоблока станет полномасштабное внедрение АСУ ТП, необходимой для управления и контроля режимов работы котла и первичного регулирования частоты тока (требование Системного Оператора).
Реконструкция обеспечит работу энергоблока № 5 с улучшенными технико-экономическими показателями в течение 25 лет. 

В ближайшие годы на территории Свердловской области должны появиться и совсем новые ТЭС. Крупнейшее предприятие цветной металлургии – «УГМК-холдинг» решает вопрос о строительстве угольной станции установленной мощностью 1000 МВт. Промплощадка для этого энергообъекта, который будет пущен в эксплуатацию к 2014 году, уже выбрана – г. Староуткинск.

Наконец, еще одно направление развития региональной генерации – строительство ТЭС на местном топливном ресурсе – торфе.

В структуре топливно-энергетического баланса Свердловской области на уголь приходится 27 %, газ – 49 %, продукты переработки топлива (в основном нефти) – 20 %, доменный газ – 3 % и прочие виды топлива – 1 %. Суммарное потребление топлива Свердловской области в 2008 году составило 47 млн т.у.т. При этом в структуре топливопотребления ТЭС уголь составляет 53 %, газ – 46 %, мазут – 1 %. Практически весь уголь на Среднем Урале дальнепривозной. Торф – основной энергоресурс, запасами которого Свердловская область обладает в значительном количестве.
Прогнозируемые запасы торфа превышают 3 млрд тонн, балансовые – 1,6 млрд тонн. Инвестиционный потенциал вовлечения торфа в энергетику Свердловской области – более 1 млрд евро. В том числе, 200 миллионов евро необходимо для разработки месторождений, 500 млн евро – для строительства генерирующих мощностей и 300 млн евро – для строительства комплекса по переработке торфа.

Правительством Свердловской области подписано распоряжение о разработке программы комплексного освоения и использования торфяных ресурсов региона. В качестве первого этапа рассматривается реализация пилотного проекта ТЭС 50 МВт на торфе Басьяновского месторождения в районе г. Нижняя Салда. Уже разработано предТЭО. Ориентировочный объем инвестиций – 90 млн евро. К участию в проекте приглашена компания «Фортум» – владелец нескольких генерирующих активов в Челябинской и Тюменской областях.

Сети в сетях тарифа

Проблемы развития электросетевого комплекса во многом обусловлены принадлежностью электрических сетей компаниям с государственным участием в уставном капитале. Инвестиционная составляющая закладывается в тариф и в плату за техприсоединение. В нынешних – кризисных – условиях,  чтобы реализовать на территории Свердловской области всю программу сетевого строительства, необходимо резко увеличить тариф и плату ха присоединение к сетям. Но на деле идет корректировка объемов и пересмотр сроков ввода энергообъектов.

По словам министра энергетики и ЖКХ Свердловской области Юрия Шевелева, корректировка областной программы электросетевого строительства идет постоянно: «Это сложный процесс, потому что с одной стороны – мы не можем перестать строить, с другой – загрузить потребителя резким повышением тарифов. Необходимо искать баланс. Объемы финансирования и корректировка программ зависят от предельной величины тарифа в 2010 году».

В 2009 году ФСК ЕЭС инвестирует с развитие электросетевого комплекса Свердловской области 3 млрд руб. Инвестпрограмма МРСК Урала по Свердловской области на 2009 год –1,348 млрд руб.

Вплоть до конца 2008 года на территории Свердловской области действовало три подстанции 500 кВ: «Южная», «БАЗ», «Тагил» и ОРУ 500 кВ Рефтинской ГРЭС. В декабре 2008 года завершилось строительство ОРУ 500 кВ и установлена первая автотрансформаторная группа мощностью 501 МВА подстанции 500 кВ «Емелино». В мае 2009 года на этом объекте введена вторая автотрансформаторная группа 501 МВА и шунтирующий реактор 180 МВА. Подстанция «Емелино» обеспечивает электроснабжение Первоуральского новотрубного и Нижнесергинского метизно-металлургического заводов.

Рис. 3. Подстанция 500 кВ «Емелино».

В Свердловской области продолжается строительство ВЛ 500 кВ «Северная-БАЗ». Линии 500 кВ не строились на Среднем Урале более 20 лет (в 80-е годы построены ВЛ 500 кВ «Тагил-БАЗ» и «Рефтинская ГРЭС – Тюмень»).
Ввод ВЛ 500 кВ «Северная-БАЗ» увеличит надежность сети и позволит разгрузить Серово-Богословский узел Свердловской энергосистемы – один из наиболее энергодефицитных и проблемных районов Объединенной энергосистемы Урала. Сейчас в случае аварийного отключения действующей ВЛ требуется ввод ограничения нагрузки для всех потребителей. Это сдерживает развитие таких крупных промышленных предприятий, как Богословский алюминиевый завод, Серовский завод ферросплавов, Богословское рудоуправление, а также социального сектора Серова, Краснотурьинска, Карпинска, Североуральска.

В июне 2009 года, накануне саммита Шанхайской организации сотрудничества (ШОС), в Екатеринбурге состоялся пуск новой подстанции 110 кВ «Авиатор». По словам председателя Правительства Свердловской области Виктора Кокшарова, эта подстанция открывает хорошие перспективы для развития международного аэропорта Кольцово, прилегающего жилого комплекса, строительства гостиничных и других объектов. Подстанция «Авиатор» оборудована элегазовыми выключателями 110 кВ, разъединителями с дистанционным управлением, двумя силовыми трансформаторами мощностью 40 МВА каждый. Для возведения подстанции, расположенной в болотистой местности, уровень земли был поднят на 2 метра – понадобилось более 100 тысяч тонн привозного скального грунта.

Рис. 4. Подстанция 110 кВ «Авиатор».

В декабре 2008 года ОАО «МРСК Урала» приступило к строительству подстанции 220 кВ «Анна», предназначенной для электроснабжения строящейся пятой технологической линии ОАО «Сухоложскцемент» – одного из крупных производителей строительных материалов на Урале. Сейчас на подстанции установлены почти все металлоконструкции и произведен монтаж основного силового оборудования. Пуск в эксплуатацию намечен на конец 2009 года, инвестиционная емкость проекта – более 1 млрд руб.

В этом году также завершится реконструкция ВЛ 110 кВ «Тура – Кварц» общей протяженностью 20 км. Сметная стоимость проекта – 85 млн рублей. Новая линия обеспечит электроснабжение г. В.Тура и г. Лесного, а также предприятия «Электрохимприбор». Эта линия также обеспечит транзит мощности в наиболее дефицитный Серово-богословский узел Свердловской энергосистемы.

Ранее «МРСК Урала» объявляла о планах реализации в 2009 году строительства подстанции 110 кВ «Белогорье» с ВЛ 110 кВ «Черноисточинск – Белогорье», которая должна обеспечить электроснабжение горнолыжного комплекса «Гора Белая», промышленных и сельскохозяйственных потребителей, котельные населенных пунктов Уралец, Висим, Усть-Утка. Ряд работ по этому объекту уже выполнено, но завершение строительства с 2009 года перенесено на 2010.


Энергосбережение – государственная задача

Доля энергоемких отраслей (металлургия, ТЭК, строительство) в структуре промышленности Свердловской области достигает 70 % (средний показатель по РФ – 54,6 %). По оценкам экспертов, Свердловская область может экономить до 48 % энергоресурсов, т. е. при нынешнем уровне потребления – примерно 23 млн т.у.т. в год. Основной потенциал сосредоточен в промышленности и строительстве – около 12 млн. т.у.т., ЖКХ – порядка 6 млн. т.у.т., в электроэнергетике – 5 млн. т.у.т. Для решения этой глобальной задачи под личным контролем губернатора Свердловской области Эдуарда Росселя на Среднем Урале реализуется целый комплекс мер по снижению затрат на тепловые и энергетические ресурсы, повышению эффективности их использования.
Реализация областной государственной программы «Энергосбережение» уже позволила снизить энергоемкость валового регионального продукта (ВРП) на 36,5 %. В 2000-е годы высоким темпам промышленного производства соответствовал незначительный рост энергопотребления. Так, на каждый процент прироста ВРП рост потребления топлива в среднем составил не более 0,3 %. В целом по области снижение энергопотребления в 2000-2007 г.г. достигло 76 млн т.у.т.

В 2009 году началась реализация крупной программы за счет привлеченных инвестиционных ресурсов «Внешэкономбанка». Этот проект, объемом 4,8 млрд руб. – результат соглашения между правительством Свердловской области, компанией «ИТЕРА» и «Внешэкономбанком», предполагает строительство и модернизацию муниципальных и районных котельных. Планируется построить 233 современных котельных, модернизировать имеющиеся, а также ввести в эксплуатацию установки комбинированного производства тепла и электроэнергии. Эти меры существенно повысят потенциал энергосбережения. Мощность новых котельных – около 400 МВт; комбинированных установок – 60 МВт. Вообще в области планируется запустить более 60 когенерационных установок суммарной мощностью до 100 МВт. Параллельно будет развиваться и малая гидроэнергетики: запланировано строительство 15 микрогидроэлектростанций общей установленной мощностью до 30 МВт.

В Свердловской области реализуется программа перевода котельных на местные виды топлива. С 2005 по 2008 год в 19 муниципальных образованиях реконструировано и переведено на альтернативные и местные виды топлива более 70 котельных. Средний срок окупаемости инвестиций – 2-3 года.

В феврале 2009 года подписано соглашение между правительством области, министерством по защите окружающей среды, безопасности ядерных реакторов Федеративной Республики Германия, министерством энергетики Российской Федерации и компанией «Сименс». Проект предполагает ряд мероприятий под общим названием: «Екатеринбург – энергоэффективный город»: санация общественных зданий, ремонт тепловых и водопроводных сетей. Работа по санации ведется в Свердловской области не первый год и уже доказала свою высокую эффективность. Потери тепла на некоторых социальных объектах удалось снизить на 15 – 20 %.

Энергосберегающие технологии будут широко применяться при застройке крупнейшего екатеринбургского района «Академический». Достигнута договоренность между дирекцией «Реновы-СтройГрупп» и Институтом энергосбережения, в рамках которого будут проведены работы по повышению энергоэффективности жилья, позволяющие уже на стадии проектирования и строительства заложить минимальные теплопотери и сократить нагрузку на сети. Основные мероприятия: использование тепловизоров для поиска теплотехнического брака, установка приборов для измерения и регулирования количества подаваемого тепла, двухтарифных счетчиков. К слову, в соответствии с областной программой узлы учета тепловой и электрической энергии установлены во всех областных бюджетных учреждениях.

Рис. 5. При застройке нового екатеринбургского района «Академический» будут широко применяться энергосберегающие технологии.

Планируется, что в результате реализации комплекса энергосберегающих мероприятий к 2015 году расходы на отопление жилого сектора в Свердловской области будут снижены в 2 раза.

Правительство, министерство энергетики и ЖКХ Свердловской области обратились в Минэкономразвития России, Минэнерго, Минфин и Минпромторг РФ с целым рядом инициатив по стимулированию реализации энергосберегающих проектов. В частности, предлагается освободить от налога на прибыль инвестиции в проекты по энергосбережению, принять нормы, устанавливающие ускоренную амортизацию энергосберегающего оборудования, создать федеральный и территориальные внебюджетные фонды энергосбережения и разработать порядок и механизм их финансирования.
По мнению министра энергетики и ЖКХ Свердловской области Юрия Шевелева, «Уральский федеральный округ, куда входит и наш регион, – территория, обладающая высоким потенциалом для повышения энергоэффективности. При высокой доле энергоемких производств УрФО демонстрирует хорошую динамику темпов снижения энергоемкости. В 2003-2007 г.г. энергоемкость валового регионального продукта УрФО снизилась на 26,5%. Для сравнения, в Центральном округе этот показатель составил 8%, в Северо-Западном – 10,4%, Дальневосточном – 12,8%. Принятие федерального закона «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» и на его основе – региональных нормативных актов, позволит ускорить процесс внедрения энергоэффективных технологий и дальнейшего снижения энергоемкости российской экономики».

Константин Литвиненко, Energyland.info