Централизованное теплоснабжение на электричестве как ответ на газовый вызов

10 августа, 2007, 15:31 Распечатать Выпуск №29, 10 августа-17 августа

Стремительный рост цен на газ, имевший место в последние годы, и перспективы дальнейшего их повышения требуют переосмысления стратегии функционирования и развития многих секторов экономики...

Стремительный рост цен на газ, имевший место в последние годы, и перспективы дальнейшего их повышения требуют переосмысления стратегии функционирования и развития многих секторов экономики. В частности, есть над чем задуматься электро- и теплоэнергетикам, потребляющим примерно треть всего природного газа, добываемого и импортируемого Украиной. Именно в этих двух секторах экономики можно было бы решить проблему перманентного роста цен на природный газ самым радикальным образом: полностью отказавшись от его использования или, по крайней мере, сведя сжигание газа до минимума.

Газ как главная проблема отечественной энергетики

Кардинальные изменения ценовых соотношений в рыночных условиях приводят к большим структурным сдвигам в экономике, чем решения компартийных съездов во времена командно-административной экономики. Так, после нефтяных кризисов, сопровождавшихся ростом цен как на нефть, так и на продукты ее переработки, использование мазута в качестве топлива в энергетике практически сошло на нет. Ядерная энергетика, наоборот, получила мощный импульс для своего развития. Не предостережения ученых о неизбежном исчерпании углеводородов, а резкий рост цен на них способствовал зарождению энергосбережения как направления общественной деятельности и сферы инвестирования капитала. Повышение цены на природный газ, который в сфере отопления и в Украине, и на Западе занял доминирующие позиции, требует переосмысления старых представлений об эффективной организации процесса производства и тепла, и электроэнергии.

В электроэнергетике природный газ в качестве топлива используют тепловые электростанции (ТЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). В частности, для газомазутных блоков ТЭС мощностью 800 и 300 кВт газ — это основный вид топлива. В последние годы эти блоки не работают и, соответственно, не сжигают газ. Остальные блоки ТЭС, запроектированные работать на угле, используют газ для подсвечивания на стадии запуска в работу и в режиме глубокой разгрузки. С сокращением потребления газа на этих блоках в последние годы наблюдаются заметные сдвиги. Улучшение качества используемого угля и некоторые технические меры позволили уменьшить использование газа на ТЭС только за последний год почти вдвое. Нынче доля природного газа в топливной составляющей ТЭС не превышает 7%.

Исключительно или преимущественно на природном газе работают большинство теплоэлектроцентралей, комбинированно производящих электричество и тепло, а также крупные коммунальные котельные — основные производители тепла и горячей воды в стране. На ТЭЦ и котельные приходится до 30% потребления всего газа в Украине. За небольшим исключением, абсолютное большинство ТЭЦ и котельных имеют физически изношенное и морально устаревшее оборудование, не отвечающее современным требованиям по экологичности и экономичности. На повестке дня их коренная реконструкция, а это немалые средства, которые приведут к повышению тарифов на тепло, а относительно ТЭЦ — и на электроэнергию.

Второй проблемой этих промышленных объектов является топливо, которое они используют и которое перманентно растет в цене. Даже при нынешних ценах на природный газ предприятия, эксплуатирующие ТЭЦ и котельные, едва сводят концы с концами и постоянно страдают от нехватки оборотных средств. В свою очередь, отсутствие средств мешает реализации любых планов по модернизации технической базы и периодически создает проблемы с оплатой закупок газа. По этим же причинам в большинстве городов Украины централизованное теплоснабжение осуществляется в «обрезанном» виде — без горячего водоснабжения, а именно централизованное теплоснабжение, точнее, его качество, вызывает многочисленные нарекания потребителей.

В первом квартале 2007 года впервые за всю историю существования Оптового рынка электроэнергии (ОРЭ) Украины средний тариф на про­изводство электроэнергии теплоэлектроцентралями превысил уровень тарифа на электроэнергию тепловых электростанций. И это при том, что подавляющее большинство ТЭЦ работают в базовом режиме, то есть имеют ровный график нагрузки. Вмес­те с тем ТЭС генерирующих компаний работают в более сложном режиме регулирования нагрузки и произво­дят более ценную пиковую и полупиковую электроэнергию. Таким образом, комбинированное производство электроэнергии и тепла на ТЭЦ в целом перестало быть конкурентным способом производства электроэнергии. О причинно-следственной связи этого явления с изменениями цен на газ свидетельствует сравнительная динамика цен по видам генерации и цен на природный газ для промышленных потребителей (см. рис. 1).

Слабое звено

В ОРЭ свою электроэнергию продают свыше двух десятков ТЭЦ, которые по эффективности работы можно условно разделить на три группы. Первую группу составляют киевские ТЭЦ-5 и ТЭЦ-6 и харьковская ТЭЦ-5, имеющие более или менее современное оборудование и стабильный спрос на свою тепловую энергию. Эти ТЭЦ работают по ценовым заявкам и пока успешно конкурируют на Оптовом рынке электроэнергии с угольными ТЭС.

Вторая группа — это ТЭЦ с довольно изношенным оборудованием, которое, впрочем, поддерживается благодаря ремонтам в трудоспособном состоянии. Они имеют хоть и недостаточную, но стабильную тепловую нагрузку. Тариф на электроэнергию для этих ТЭЦ всегда был ниже, чем для ТЭС, и только в последнее время из-за подорожания газа они утратили это конкурентное преимущество. В эту группу входят Дарницкая ТЭЦ «Укр-Кан Пауэр», Белоцерковская ТЭЦ, Черниговская ТЭЦ «ТехНова» и некоторые другие.

Третья группа — это ТЭЦ, имеющие крайне низкие технико-экономические показатели работы, являющиеся следствием подорожания природного газа, физического износа и моральной устарелости оборудования и очень низкой тепловой нагрузки из-за отсутствия спроса на тепло. Затраты на производство и, соответственно, тарифы для этих ТЭЦ чрезвычайно высокие и сформировались в результате воздействия отдельных или всех перечисленных факторов. В эту группу входят: Севастопольская ТЭЦ — тариф
41 коп. за кВт•час, Харьковская ТЭЦ «ЭСХАР» — 37,2 коп., Зуевская экспериментальная ТЭЦ — 38,8 коп. и некоторые другие. Указанные тарифы на 60—80% превышают средний тариф, формирующийся на ОРЭ для тепловых электростанций, и примерно в четыре раза — тариф для атомных электростанций Украины.

Теплоэлектроцентрали этой группы стали лидерами в формировании чрезвычайно высокой динамики роста оптовой рыночной цены на электроэнергию. Затраты на производство, в том числе удельный расход топлива, на многих из них достигли действительно астрономических величин. Так, на государственном предприятии ТЭЦ «ЭСХАР», где тепловая нагрузка колеблется на уровне 1—5%, удельный расход условного топлива составляет 567 г на кВт•час отпущенной электроэнергии, что более чем вдвое превышает этот показатель для современных ТЭЦ. Похожая картина и на других теплоэлектроцентралях этой группы.

Оптовый рынок электроэнергии Украины и, соответственно, потребители электрической энергии, оплачивая чрезвычайно высокие закупочные цены теплоэлектроцентралей, фактически субсидируют их. Здесь просматриваются сразу два негативных момента. Первый — высокие тарифы ТЭЦ увеличивают и без того высокий тариф на ОРЭ. Второй негативный момент — теплоэлектроцентрали, имеющие преобладающее право реализовывать свою электроэнергию в энергорынок, фактически сокращают рынок сбыта для атомных и тепловых электростанций, которые могли бы производить этот объем электроэнергии по значительно меньшей цене. Тогда как АЭС и ТЭС страдают от недозагрузки своих мощностей. Особенно сложное положение складывается с загрузкой как тепловых, так и атомных электростанций в ночное время суток летом. Если бы объем электроэнергии, которую производят ТЭЦ второй и третьей группы, произвели атомные электростанции, то потребители каждый год экономили бы около 800 млн. грн.

Выходом из этой ситуации может стать скорейшая реконструкция или закрытие наиболее устаревших и неэффективных теплоэлектроцентралей. Однако реконструкция требует вложения немалых инвестиций, что при наличии избыточных генерирующих мощностей вряд ли целесообразно. Учитывая, что оборудование большинства отечественных ТЭЦ давно отработало свой ресурс, реальным путем решения этой проблемы является снятие их с эксплуатации.

Национальная комиссия регулирования электроэнергетики Украины несколько лет подряд ставит вопрос о необходимости именно такого решения проблемы относительно ТЭЦ «ЭСХАР» и Зуевской экспериментальной ТЭЦ. В таком же положении находятся и такого же решения требуют Севастопольская ТЭЦ, которая входит в «Крымские генерирующие системы», и некоторые другие ТЭЦ. Основное объяснение, почему эти ТЭЦ продолжают эксплуатировать, — отсутствие альтернативных источников отопления близлежащих населенных пунктов. Однако эти объяснения, звучащие из года в год, слишком дорого стоят потребителям электроэнергии, чтобы их можно было воспринимать и в дальнейшем, а плата за консервацию ситуации из года в год растет.

Централизованное теплоснабжение на основе электроэнергии

Сегодня можно эффективно решить проблему централизованного отопления населенных пунктов, потребляющих тепло от устаревших ТЭЦ, с помощью установок гидродинамического нагрева воды (УГД) «Термер», работающих на электроэнергии в комплексе с системой аккумуляции тепла. Эти установки выпускает отечественное акционерное общество «ТАСР». Строительство на их базе электрокотельных не требует много времени и осуществляется по модульному принципу.

Дополнительным преимуществом этих установок является то, что они экологически чистые и не потребляют дефицитный газ. Поскольку они рассчитаны на потребление электрической энергии в ночное время, их работа способствует выравниванию графика нагрузки энергосистемы и позволяет дополнительно загрузить атомные и тепловые электростанции в часы ночного провала.

Кроме того, УГД «Термер» могут без вреда для производства тепла эффективно выполнять функции синхронного компенсатора реактивной электроэнергии и тем самым способствовать уменьшению потерь электроэнергии в сетях. Электрокотельная на базе УГД «Термер» уже четыре отопительных сезона успешно работает в с. Моспино Донецкой области.

Вместе с тем две небольшие газовые котельные, недавно построенные в г. Зугрэс в рамках плана поэтапного выведения из эксплуатации Зуевской экспериментальной ТЭЦ, продемонстрировали ошибочность газового пути в теплоэнергетике. Даже при нынешнем уровне цен на газ тариф на тепло, который местные власти утвердили для этих котельных, побил все рекорды — 352 и 376 грн. за 1 Гкал. Это при том, что Зуевская ТЭЦ отпускала и продолжает отпускать тепло бюджетным учреждениям и промышленным предприятиям, оставшимся у нее на обслуживании, по 222 грн. за 1 Гкал. (Для справки: тариф на тепло для промышленных и бюджетных потребителей в Киеве — 130,6 грн. за 1 Гкал; Донецке — 190; Луцке — 193 грн. за 1 Гкал.)

«Поэтапная замена части систем генерации тепла на органическом топливе (читай: на природном газе. — В.К.) системами аккумуляционного электродинамического нагрева» является частью утвержденной правительством Энергетической стратегии Украины до 2030 года. Однако роль первопроходца в централизованном теплоснабжении на основе электроэнергии Украине не угрожает, ведь электроэнергия для обогрева помещений широко используется в мире, и прежде всего в странах, где большая доля в ее производстве приходится на гидроэлектростанции (ГЭС). Это объясняется тем, что, даже когда газ был дешевым, электроэнергия ГЭС как источник получения тепла все равно имела ценовые преимущества.

К тому же гидроэлектростанции работают на возобновляемом источнике энергии и создают минимальную нагрузку на экологию. И хотя потребление тепла, особенно в жилом секторе, совпадает со временем пиковой нагрузки в энергосистеме, гидроэлектростанции способны покрывать пиковую нагрузку без каких-либо проблем. Страны — лидеры потребления электроэнергии ГЭС: Норвегия (доля ГЭС в производстве электроэнергии 98%) — на основе электроэнергии покрывается 60% тепловой нагрузки жилищно-коммунального хозяйства; Швеция (удельный вес ГЭС в производстве электроэнергии 50%) — прямой резистивный электрический обогрев помещений в системе децентрализованного теплоснабжения — 40%, в централизованном теплоснабжении использование электроэнергии составляет 20%.

В Украине гидроэлектростанции тоже производят самую дешевую электроэнергию, однако их мощности ограничены и полностью задействованы в часы пиковой нагрузки в энергосистеме. Строительство же новых крупных гидроэлектростанций невозможно, поскольку гидроресурсы больших рек уже освоены. Поэтому электроэнергия ГЭС не может стать источником для централизованного теплоснабжения.

Газо-мазутные блоки 800 и 300 МВт из-за высокой цены на газ уже сейчас простаивают. Тем меньше вероятность их использования в будущем на фоне роста цены на природный газ. Недостаточно загружены сегодня и блоки ТЭС, работающих на угле, особенно в ночное время, но затраты на производство и цена электроэнергии этих блоков экономически не вписываются в ценовой диапазон, что позволяет использовать электроэнергию для производства тепла. Расчеты показывают, что экономическая целесообразность эксплуатации УГД «Термер» при существующих тарифах на теплоснабжение находится в диапазоне цены на электроэнергию 7—12 коп. за кВт.

Приемлемой по цене и экологичности сейчас и в отдаленной пер­спективе является электроэнергия АЭС. Некоторый излишек мощностей на атомных электростанциях существует уже сегодня. Из-за сетевых ограничений не в полной мере используются мощности Запорожской, Хмельницкой и Ривненской АЭС. Строительство линии электропередачи для выдачи мощности на За­порожской АЭС и подстанции Ки­евская снимет эти ограничения и позволит использовать незадействованные мощности АЭС, в том числе и для производства тепла. В среднесрочной перспективе в случае планомерного отказа от природного газа как источника энергии для централизованного теплоснабжения возникнет необходимость строительст­ва новых атомных энергоблоков.

На сегодняшний день по развитию атомной энергетики Украина находится в первой десятке стран и имеет хорошие предпосылки для ее дальнейшего развития. В частности, уже в период независимости на Запорожской, Ривненской и Хмельницкой АЭС достроены и введены в эксплуатацию три энергоблока мощностью 1 млн. кВт каждый. Приобретенный опыт может пригодиться, ведь на Хмельницкой АЭС ждут решения своей судьбы еще два законсервированных энергоблока мощностью 1 млн. кВт каждый.

Сооружение этих блоков началось еще в советские времена, а их строительная готовность превышает 50%. Кроме того, в Украине есть высококвалифицированные специалисты, способные надежно эксплуатировать атомные электростанции, существует собственный центр подготовки кадров для АЭС в Севастополе. И, наконец, Украина имеет значительные запасы природного урана, достаточные для обеспечения как существующих, так и новых энергоблоков АЭС на десятилетия вперед.

В свою очередь, переведение централизованного теплоснабжения на электроэнергию вместо газа делает строительство новых атомных энергоблоков не просто желательным, а крайне необходимым.

От газа — к электроэнергии

Мы должны понимать, что у Украины неприемлемо высокий уровень зависимости от внешних источников поставок природного газа, особенно с учетом монопольного характера этой зависимости. Импорт из России превышает 75% общего потребления газа, тогда как в Европе нормой является доля поставки из одного источника на уровне 30%. Кроме того, у Украины нет долгосрочного контракта на поставку газа, следовательно, существует неопределенность в отношении цены импортного природного газа даже на ближайшие два-три года. С учетом этого и для смягчения ценового удара, который экономика страны может испытать практически в любой момент, крайне желательно в кратчайшие сроки радикально сократить потребление природного газа.

К тому же примерно треть ресурсов природного газа, потребляемого в Украине, сжигается на тепловых электростанциях, теплоэлектроцентралях или в коммунальных котельных для производства электроэнергии и для централизованного теплоснабжения. Хотя технически возможно и экономически целесообразно постепенно отказаться от использования природного газа для централизованного теплоснабжения и, по крайней мере, вдвое сократить его использование при производстве электроэнергии на ТЭЦ и ТЭС.

Большинство работающих нынче ТЭЦ и котельных требуют полной реконструкции или строительства новых предприятий. Вместо существующих ТЭЦ и котельных, работающих на природном газе, целесообразно постепенно строить электрокотельные, которые будут использовать относительно дешевую «ночную» электроэнергию. Выравнивание графика нагрузки в энергосистеме, которое будет при этом иметь место, позволит расширить сферу применения атомной электроэнергии и уменьшить количество неэкономичных и экологически наиболее вредных пусков и разгрузок тепловых электростанций.

Со временем использование природного газа в производстве электроэнергии на тепловых электростанциях и ТЭЦ можно будет свести к минимуму. Вместе с тем целесообразно в кратчайшие сроки нарастить мощность атомных электростанций, электроэнергия которых по своим ценовым параметрам наиболее приемлема для использования в системах централизованного электроотопления и горячего водоснабжения.

Принципиально важно и то, что уменьшение сжигания природного газа и замещение его электроэнергией, вырабатываемой атомными электростанциями, снизит загрязнение окружающей среды, в частности за счет сокращения выбросов углекислого газа, и позволит Украине получить от этого выгоду согласно Киотскому протоколу.

Вместе с тем внедрение предложенных мер будет способствовать стабилизации тарифов на электроэнергию и теплоснабжение и уменьшит динамику их роста в будущем.

Оставайтесь в курсе последних событий! Подписывайтесь на наш канал в Telegram
Заметили ошибку?
Пожалуйста, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter
Добавить комментарий
Осталось символов: 2000
Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Всего комментариев: 0
Выпуск №47, 8 декабря-14 декабря Архив номеров | Содержание номера < >
Вам также будет интересно