Электричеству нужна система
Развитие инфраструктуры должно успевать за ростом спроса
Активный рост потребления электроэнергии в России ставит сразу несколько острых вопросов к развитию как генерирующей, так и сетевой инфраструктуры. Для снижения энергопотерь и повышения надежности энергосистемы также необходимо внедрение инноваций. Все это требует четкого планирования и масштабных инвестиций.
Фото: Артем Краснов, Коммерсантъ
Динамика энергопотребления в России ускоряется в последние годы. Если в среднем в последние десять лет прирост потребления составлял 1,4% в год, то в 2022-м он был на уровне 2,2%. В 2024-м этот показатель, очевидно, продолжит расти. Исходя из прогнозов, заложенных в Схему и программу развития электроэнергетических систем до 2030 года, по итогам 2024 года потребление электроэнергии может составить около 1,16 трлн кВт•ч, что на 3,3% выше уровня прошлого года. Фактически за десять месяцев 2024-го спрос на электроэнергию увеличился на 3,7% в годовом выражении, следует из данных Системного оператора Единой энергетической системы РФ.
К 2030 году энергопотребление может вырасти до 1,3 трлн кВт•ч. «Мы наблюдаем очень резкий рост электропотребления практически по всей стране. Есть регионы, где рост более 10% к прошлому году, и это, безусловно, накладывает на нас необходимость своевременно планировать развитие в энергосистеме»,— говорил глава Системного оператора Федор Опадчий.
Ключевые вызовы
Электрическая инфраструктура России — сложный механизм, включающий генерацию, передачу, распределение и потребление электроэнергии. Каждое звено играет уникальную роль в поддержании стабильности и надежности электроснабжения. Главные источники генерации электроэнергии — тепловые, гидроэлектрические и атомные станции. Основа российской энергетической базы — тепловые электростанции, работающие на угле, газе и мазуте. Значительный вклад в общую выработку также вносят гидроэлектростанции, расположенные преимущественно в Сибири и на Дальнем Востоке. Доля атомных станций меньше, однако они обеспечивают базовую нагрузку и стабилизируют системы.
Передается электроэнергия с помощью Единой национальной электрической сети, которая объединяет региональные энергосистемы и обеспечивает перетоки между регионами. Высоковольтные линии электропередачи доставляют энергию от места производства к крупным подстанциям, откуда она распределяется по средним и низким напряжениям к конечным потребителям: промышленным предприятиям, жилым домам, коммерческим организациям и объектам социальной сферы.
Несмотря на развитую инфраструктуру, российская электроэнергетика сталкивается с серьезными вызовами, требующими срочных решений. Один из них — состояние основного оборудования, особенно трансформаторного парка, значительная часть которого была введена в эксплуатацию еще несколько десятилетий назад. Устройства были спроектированы и изготовлены с расчетом на 30-летний цикл работы, и сегодня у многих механизмов этот срок истекает. В результате Россия может столкнуться с массовыми отказами оборудования, что приведет к веерным отключениям электроэнергии.
Проблему усугубляет тот факт, что сделать капитальный ремонт старых трансформаторов очень сложно из-за отсутствия необходимой конструкторской документации. Соответственно, восстановление их работоспособности может оказаться сложным и дорогостоящим процессом. Альтернативный вариант — полная замена устаревшего оборудования — также требует значительных финансовых вложений и времени. Но даже если принять решение о полной замене трансформаторов, существует другая сложность: отечественные предприятия, производящие новое оборудование, уже перегружены. К тому же количество заводов, способных удовлетворить спрос, ограниченно и на многих очередь заказов расписана на год вперед. Таким образом, даже при наличии необходимых средств процесс замены может затянуться на очень длительный срок.
Стоит также учитывать, что в советский период подстанции строились массово, но волнообразно. Поэтому выход из строя оборудования также будет происходить неравномерно. Такая динамика может создать чрезмерную нагрузку на производственные и финансовые ресурсы в определенные периоды.
Дополнительная нагрузка
При этом сложности не ограничиваются только техническим состоянием инфраструктуры. Параллельно с модернизацией электросетей в стране активно ведется программа массовой газификации. И, несмотря на важность, эта инициатива не скоординирована с планами обновления энергетической системы. Такое рассогласование может направить ресурсы на решение одних задач, оставляя другие открытыми. Например, при одновременной замене электрооборудования и прокладке газовых сетей обе программы могут столкнуться с нехваткой финансирования или технических возможностей.
Чтобы подготовиться к потенциальным проблемам, необходимо заранее разрабатывать стратегии на уровне регионов и всей страны. Они должны включать планирование капитальных ремонтов и замену изношенных устройств, а также предусматривать меры по предотвращению дефицита производственных мощностей. Кроме того, важно развивать новые технологии и обучать специалистов для эффективного управления энергетическими системами.
Расходы на модернизацию электроэнергетической инфраструктуры могут достигать 0,5–1% от ВВП ежегодно в течение ближайших десяти лет. Эти средства должны направляться не только на закупку нового оборудования, но и на инновации, повышение квалификации персонала и создание условий для привлечения частных финансовых вложений.
Инвестиции в модернизацию ЖКХ и энергетики принесут ощутимые экономические выгоды. Надежные и современные сети позволят снизить потери энергии, повысить энергоэффективность и улучшить качество предоставляемых населению услуг. Все это положительно скажется на развитии экономики и повышении уровня жизни граждан.
Среди будущих вызовов для сектора электроэнергетической инфраструктуры — цифровизация, распределение генерации и повышение энергоэффективности. Цифровизация и создание интеллектуальных сетей (Smart Grids) автоматизируют регулирование потоков электроэнергии, снизят потери и повысят надежность снабжения. Внедрение цифровых платформ управления сетями ускорит этот процесс.
Развитие распределенной генерации, особенно в отдаленных и труднодоступных районах, уменьшит нагрузку на центральные сети и повысит устойчивость местных энергосистем. Неотъемлемой частью этой концепции станут возобновляемые источники энергии, такие как солнечные панели и ветрогенераторы.
Энергосбережение и повышение энергоэффективности также занимают важное место в повестке дня. Современные здания и сооружения проектируются с учетом минимального энергопотребления, а использование энергоэффективных технологий в промышленности и быту помогает снизить нагрузку на энергосети и уменьшить выбросы углекислого газа.
Накопители энергии (аккумуляторы) сыграют ключевую роль в создании устойчивых и надежных энергосистем, сглаживая колебания в выработке электроэнергии и обеспечивая стабильность работы сетей в периоды пиковых нагрузок. В России уже ведутся исследования и разработки в этой области.
Экологическая ответственность и декарбонизация требуют перехода на низкоуглеродные технологии и снижения зависимости от ископаемых видов топлива. Для этого необходимы значительные инвестиции в развитие возобновляемых источников энергии и новых экологически чистых технологий.
Успешная реализация этих инициатив позволит создать устойчивые, надежные и экологичные энергосистемы, соответствующие современным требованиям. А Россия будет готова занять ведущие позиции в мировой электроэнергетике и внести значительный вклад в обеспечение глобальной энергетической безопасности.