Дать свет: как развивается электрическая инфраструктура России

Фото: Shutterstock

Общая протяженность электрических сетей в России растет. В прошлом году она составила 194 тыс. км, увеличившись по сравнению с 2018 годом (182 тыс. км) на 6,7%. Эти данные содержатся в приказе Минэнерго от 30 ноября 2023 года № 1095 «Об утверждении схемы и программы развития электроэнергетических систем России на 2024–2029 годы». В то же время на 1 января 2023 года общая установленная мощность электростанций Единой энергетической системы России (ЕЭС) составила 247,6 тыс. МВт — на 41% выше показателей 2022 года.

«В 2022 году в ряде регионов России были введены в эксплуатацию несколько электростанций общей мощностью 1610 МВт. Сейчас в электроэнергетический комплекс ЕЭС России входит 911 электростанций мощностью свыше 5 МВт каждая», — говорит заместитель генерального директора компании РКБ Светлана Стрелкова.

По словам эксперта, ввод в эксплуатацию новых электростанций и переоборудование существующих связаны с тем, что потребление электроэнергии в России увеличивается с каждым годом. К примеру, девелоперы вводят в эксплуатацию жилье с электрическими плитами, что увеличивает нагрузку на электросети. За модернизацию российской электрической инфраструктуры отвечает компания «Россети» — электросетевой холдинг, объединивший электроснабжение потребителей в 82 регионах страны.

Сам вопрос модернизации электрической инфраструктуры в России стоит очень остро: в распределительных сетях среднего и низкого напряжения (более 80% всей инфраструктуры) она сильно изношена и выработала свой ресурс, подчеркивает директор Центра национальной технологической инициативы Московского энергетического института (НТИ МЭИ) Александр Волошин: «Для того чтобы привести инфраструктуру в нормативное состояние, необходимы огромные ресурсы, которых нет у электроэнергетиков. Их не позволяет получить ограничение роста тарифов — это системная проблема».

Санкционный аспект

Модернизации российской электрической инфраструктуры сегодня мешает не только отсутствие ресурсов у энергетиков, но и международные санкции. По словам руководителя центра компетенций практики «Инжиниринг» консалтинговой компании Strategy Partners Ирины Долгих, в 2022–2023 годах реализация большинства крупных проектов в части электрической инфраструктуры была отменена или встала на паузу — проблемы с поставками энергооборудования ощутимы до сих пор.

«После ухода с нашего рынка Siemens и General Electric правительство России предоставило право энергетикам до конца 2022 года сдвинуть запуски проектов модернизации теплоэлектростанций и приказало обновить существующее энергооборудование, используя газотурбинные установки большой мощности российского производства», — добавляет эксперт.

Однако, по данным информационно-аналитического агентства INFOLine, в результате инфляции и роста цен на котлы и турбины пришлось отказаться от модернизации 13 энергообъектов общей мощностью 1,5 ГВт. В России сейчас нет собственных технологий, позволяющих производить турбины мощностью больше 100 МВт, а рассчитывать на полное замещение западного оборудования китайским пока нереально.

На фоне проблем с оборудованием российские регионы потребляют энергию неравномерно, что становится еще одним вызовом для энергетической инфраструктуры, обращает внимание главный специалист систем электроснабжения проектной компании WE-ON Сергей Козлов. Сегодня активно развиваются южные регионы, где строится множество крупных гостиниц, жилья и общественных зданий, напоминает он.

«Стандартом для таких зданий является центральное кондиционирование, наличие мест для зарядки электромобилей на паркинге и мощные системы приточно-вытяжной вентиляции. Но энергосистемы этих регионов не рассчитаны на такие нагрузки, а их развитие не успевает за бурным ростом строительства», — констатирует эксперт.

Кроме того, в России пока игнорируется гидроэнергетический потенциал рек Сибири, на которые приходится около 85% всего гидроэнергетического потенциала страны, добавляет Сергей Козлов. Возможности гидроэлектростанций в стране освоены всего на 20% — таких низких показателей нет ни в одной развитой стране мира. К примеру, в Северной Америке они достигают 70%, в странах Западной Европы — 75%, а в Южной Америке — 90%, сравнивает эксперт.

Сорванные провода

Проблемы, с которыми сегодня сталкивается российская электрическая инфраструктура, усугубляются изменением климата. По словам Александра Волошина, пожары, наводнения, ледяные дожди и повышенная ветровая нагрузка приводят к большому количеству аварий на линиях электропередачи (ЛЭП), которые необходимо устранять в максимально короткие сроки.

«Все аварии на воздушных ЛЭП можно разделить на два вида: аварии на магистральных воздушных ЛЭП и местных распределительных в рамках района. Первые линии есть во всех странах с генерацией электроэнергии, в том числе в США, Китае, Бразилии и Индии», — говорит Сергей Козлов.

Причина распространенности магистральных воздушных ЛЭП проста: в мире пока не удалось найти более дешевого и простого в исполнении решения для сетей напряжением от 110 кВ. Прокладка кабеля на этот класс напряжения под землей может стоить в 5–10 раз дороже воздушных ЛЭП в зависимости от рельефа и региона проведения работ. К примеру, перевод нескольких километров воздушной линии от 220 кВ под землю может стоить до 3 млрд руб. в условиях городской застройки, уточняет Козлов.

Если говорить о местных распределительных ЛЭП в рамках районов, то в крупных городах при плановой реконструкции сетей стремятся по возможности уйти от воздушной прокладки. По данным Сергея Козлова, работы в этом направлении уже ведутся. «В Москве девятый год реализуется программа «Чистое небо»: в рамках комплексного благоустройства улиц и других общественных пространств воздушные провода убираются под землю», — отмечает Светлана Стрелкова.

Смысл убирать провода под землю есть не везде. Например, протяженные линии 0,4 кВ в сельской местности не окупят затрат на такое переустройство, объясняет Сергей Козлов. В таких случаях при реконструкции линии применяют самонесущие изолированные провода (СИП) вместо голого провода АС. СИП прочнее, лучше противостоят падению веток, налипанию снега, а также снижают риск межфазного короткого замыкания при попадании различный предметов на воздушную линию.

В поисках идеала

Энергетическую стратегию до 2035 года правительство РФ утвердило еще в 2020 году. По словам Светланы Стрелковой, согласно этой стратегии, развитие энергетики должно привести к росту спроса на электрическую энергию со стороны транспорта, ЖКХ и энергоемких промышленных производств.

«Государство разработало стратегию увеличения энергетических мощностей в связи с ростом производств и увеличением запросов на электроэнергию. Создание группы «Россети», объединившей электроснабжение потребителей в 82 регионах страны, как раз работает на реализацию этой цели», — добавляет эксперт.

Решить целый ряд проблем с обеспечением надежного электроснабжения потребителей, находящихся «на краю» российской электрической сети, могло бы применение накопителей электроэнергии и интеллектуальных систем управления, считает Александр Волошин.

На необходимость полной цифровизации российской электрической инфраструктуры указывает и Сергей Козлов: к ней должны стремиться не только крупные подстанции, но и конечные трансформаторные подстанции класса напряжений 6, 10 и 20 кВ на минимальном уровне.

По словам эксперта, таким образом применение современного оборудования и связи 24/7 с диспетчерским пунктом позволит снизить риски отказов и минимизировать время поиска неисправностей. Еще одной важной составляющей инфраструктуры должны стать доступные мощные зарядные электростанции. Сейчас стандартом для большинства зарядных станций в России являются предложения на 11–22 кВт, что уже давно устарело в остальных развитых странах. «Мощные зарядные станции от 100 кВт в нынешних реалиях можно установить только около трансформаторных пунктов. Для развития электрического транспорта нам нужно пересмотреть возможные выделяемые мощности для зарядных станций и поддержать отечественных производителей этого оборудования», — считает Сергей Козлов.

Эксперт также призывает не забывать об альтернативных (возобновляемых) источниках электроснабжения, доля которых в России сегодня не превышает 1% от общей генерации (в мире — 30%, а в странах Европы — более 40%). В связи с этим важно перенимать зарубежный позитивный опыт генерации с учетом климатических зон и внедрять в России там, где возможно использование солнечных панелей, добавляет Козлов.

Электрические перспективы

В 2024 году потребление электрической энергии в России прогнозируется в объеме 1,14 млрд кВтч, а в 2029 году — 1,27 млрд кВтч при среднегодовом темпе прироста в 2,04%, говорит Ирина Долгих. На прог- нозный период планируется ввод в эксплуатацию высоковольтных линий напряжением от 220 кВ протяженностью около 6,5 тыс. км и трансформаторной мощности более 26 тыс. МВА (МВА — единица мощности трансформатора) — большая часть приходится на Урал, Сибирь и Дальний Восток. «При этом потребность в инвестиционных ресурсах на развитие генерирующих мощностей и электрических сетей напряжением 220 кВ и выше на период 2023–2029 годов оценивается в размере более 3 трлн руб.», — говорит эксперт.

В ближайшей перспективе основной упор будет делаться на модернизацию существующих АЭС, строительство новых и доведение доли генерации электроэнергии ими до 25% с нынешних 20%, отмечает Сергей Козлов. Так, уже сейчас ведется реконструкция Ленинградской и Курской АЭС. Также продолжится реконструкция тепловых электростанций, что к 2031 году приведет к обновлению порядка 45 ГВт мощностей. В распределительных сетях продолжится планомерное развитие и модернизация сетей, а в городах постепенно будут ликвидироваться воздушные линии освещения.

«Будут разрабатываться и внедряться энергоэффективные технологии, а также «умные» счетчики, которые смогут дистанционно управлять нагрузкой», — рассуждает Козлов. Незначительно возрастет доля возобновляемых источников электроэнергии в общей генерации, а также продолжится внедрение смарт-технологий в части управления распределением электроэнергии, резюмирует эксперт.