Растерянность без отваги (гашо, марцинкевич)…- или новые контуры энерго-прорыва

 

кризис.. - откуда у нас кризис в разгар лета..?

Энергетический кризис бодро шагает по миру – это теперь уже никому не нужно доказывать. А какова ситуация у нас? Что будет с надежностью новых модных газовых импортных турбин этой и следующей зимой? Какой ресурс оборудования? На какие пики рассчитаны системы жизнеобеспечения городов в условиях суровых зим? Как будет работать модель «рынка электроэнергии»? Какие выводы сделаны из прошлых аварий?.. Есть масса вопросов.

Картина весьма разнообразна и скоро будет видна еще более зримо – в покрытии самых разных пиков нагрузки, нехватке горячей воды или воды для полива летом. Мы, конечно, не Техас, который «валят» легкие морозы в -15, мы и в 2-3 раза покрепче переживем, только с какой уверенностью? Что будет, если морозы -27 и ниже продержатся недельку-полторы в центре и в Поволжье? В Москве и Питере?.. Понятно, что Новосибирск и Кемерово этим не испугаешь, а вот Тверь и Воронеж, Краснодар ... и далее по списку – будет картина маслом.

А что произошло, спросите?.. Почему вдруг возникли сомнения? Министры и губернаторы бодро отчитываются – к зиме готовы, топливо есть, сети подлатали. Так-то оно так, только есть нюансы. Структура нагрузок за последние годы меняется – растет доля электроэнергии и пиковых значений. И там, где не хватает отопления, люди моментально включают электрообогрев, который жутко напрягает сети и подстанции, а потом по цепочке энергетиков и газовиков.

И все более значимыми становятся территориальные различия, которые не отражают ни паспорта готовности (к зиме), ни новомодные «индексы технического состояния». Белгород, Череповец, Воркута и особенно небольшие города – нет простых решений. Различия в плане уникальности «узких» мест и критических звеньев, алгоритма «срыва» в аварийные ситуации, никто и нигде не прогнозирует их, не просчитывает даже минимальные их последствия. Минэнерго в нынешней его ипостаси "квази-регулятора" лишь важно отчитаться – сколько городов перешли на «дивную» зарубежную "новацию" про альтернативную котельную.

Коллеги в небольшой Лысьве отладили классную систему теплоснабжения от промышленной ТЭЦ с низкими тарифами, но в планах вместо нее вбухать в городе полтора десятка котельных, все равно жители и бюджет заплатят. Вот какая замечательная «альтернатива». Тарифные последствия..? надежность..?.. гидравлическая оптимизация потоков.. - нет, не слышали

Можно сослаться на короткий обзор трехлетней давности, но это ведь совсем малая толика, а есть ли какой-то серьезный обзор?.. типология? классификация? Кроме базовой статьи Валерия Легасова в журнале «Коммунист» 1987 года (Легасов В.А. Проблемы безопасного развития техносферы //Коммунист. 1987 г. №8) (да-да, вы не ослышались) – ни-че-го! Скопусовские рассуждения про «потенциал» и доцентская галиматья про «супер-модели» в «научных журналах первого квартиля», ну или перепевы западных «MBA-мультиков» для эффективных «менеджеров риска» (у них же самый главный риск – это финансовый).

Правда мои коллеги-теплоэнергетики свели немного разных случаев про аварии в теплоснабжении, но дальше ровно ничего не произошло, ни в какие документы регуляторов ничего не попало, лишь славная байка про «риск-ориентированный подход» появилась – злые языки поговаривают, что ровно для оправдания снижения числа проверок опасных объектов… и денег на самых въедливых инспекторов.

Не авариями живем

Собственно, наш с Борисом Леонидовичем Марцинкевичем разговор (здесь или здесь) с этого только начался, но он на самом деле не об авариях, а по-прежнему – о стратегии. О факторах предупреждения и развития.

Аварии сильно разные по причинам и последствиям, и в общую статистику аварий попадает уже свершившаяся авария, а «недо-авария» или «почти-авария» – никак. А ведь они – источники для следующих инцидентов – где тонко, там и рвется. Так где же тонко?!

Каковы решения? Их немало, только для их поиска сначала нужна матрица – наложение реальных климатических изменений на уязвимость систем жизнеобеспечения городов. И в точках максимальной уязвимости строить адаптивные механизмы повышения устойчивости. Поэтапно – идя обратным путем от систем эффективной ликвидации аварий к их нейтрализации и предупреждению.

Первые 15 лет после 1991 года энергосистема терпела издевательства над собой и за последующие 15-летие наметились и идут процессы обратной интеграции – сборка раздробленных кусочков в более крупные сегменты.

Страна переходит от энергетического выживания (6 т ут/чел в год) к режиму развития (~8,5 т ут/чел*год), но все равно нам нужно еще больше (Крым, Донбасс и др.), почти треть регионов потребляет совсем мало энергии на душу населения (2-4 т ут/чел). Отсюда понятно, что никакого «лишнего» газа, угля или нефти нет, они все будут востребованы в парадигме активного развития. Развития, а не нытья о «неокупаемости» масштабных проектов освоения Севера, Сибири и Востока страны.

Вот на карте Системного оператора прошлогодние летние потоки и перетоки[1] с суммарной мощностью чуть больше 100 тыс МВт, всего около 100 ГВт при мощности за 250.. - ну нормально же - запас - 2,5 раза ?.. проблем не будет ???

Правда зимой эта цифра растет в полтора раза и добавляется тепловая генерация – раз в 6 - 12 больше электрической. И их увязка и взаимообусловленность – залог устойчивости и надежного энергоснабжения страны. Давайте сопоставим эту электро-генерацию и необходимую тепловую мощность теплоснабжения по этим же кустам и округам – вот они в таблице 1 ниже, в ГВт

	ЦФО	СЗФО	ПФО	ЮФО+СкФО	УФО	СФО	ДФО
Nф, ГВт	22	10	9,5	10	23	22	5
Qуст, ГВт	267	112	209	69	95	147	77
Q/N	12,1	11,2	22	6,9	4,13	6,7	15,4

В нижней строке – разница – тепло/электро..- от 4-6 до 15-22 раз... Конечно, с одной стороны – тепловая мощность взята по максимуму (точную тепловую нагрузку никто не считает), а с другой стороны – это не все «тепло», особенно на юге и Дальнем Востоке. То-есть каждый раз – мы имеем сложные балансы электро- и теплогенерации в централизованных системах и множества распределенных источников, растущих автономных источников тепла, генерации на ВИЭ, торфе, цепе, пеллетах…  В самом общем виде – усредненно по стране – это 1-1,3 тонн топлива на чел/год, + промышленность + транспорт. Ну или ~ 1 кВт мощности/чел + зимние пики.

Стратегия развития

Когда Шойгу прошлой осенью напугал народ новыми городами в Сибири, народ заволновался.. начал прикидывать - что за города ? как строить..? кто поедет..? зачем и для чего....Конечно - просто так город с нуля не создать, это доказывают самые разные примеры, в том числе безумно дорогих по вложениям "смарт-городов" Востока и Запада. Никакие смарт-решения не заставят людей приезжать и обживаться просто так, без смысла жизни.. А смысл ЖИЗНИ он не всегда экономический, что в Индии и Корее, что в Японии или Эмиратах.. Он разный..

Так как создавать эти новые города и поседения, как строить для них энергетику развития и прорыва? На основе новых решений для разных типов новых поселений (узлов развития)?. Мы насчитали примерно (пока) пять основных типов – вот они, в таблице 2.

типы поселений	инфраструктура	подходящие энергоисточники
Переработка сырья разного типа	Производственные цепочки обогащения и переработки	Печи, ЭТА с энерготехнологическим комбинированием
Транспортные узлы, связь	Инфраструктура авто- и ж/д трубопроводов, линий связи	ГПА, ГТУ, ТЭЦ, топливные элементы
Оборона, охрана границ	Заставы, воен. городки, специализированные объекты	Мини ТЭЦ, гибридные системы, топливные элементы
Туризм, рекреация и валеология	Поселения небольшого размера, в т.ч в трудно-доступной местности	Мини ТЭЦ, гибридные системы, топливные элементы
ВИЭ..?.. водород	Инфраструктура обслуживания ВИЭ разной мощности	ВИЭ разной мощности, резервные источники

По всем этим пяти строкам уже можно накидать десяток-полтора (где то и больше..) успешно реализованных примеров разного типа и параметров. Это уже работает, важно оперативно собрать и обобщить опыт такого системного инжиниринга. Эффективная и надежная энергетика в этих точках и узлах - это основа их формирования, с нормальными, человеческими тарифами..

Собственно, нет никакого вопроса – что важней – новые мегаполисы, транспортные инфраструктуры или новые поселения в труднодоступных местах – на самом деле нужно все вместе. Собственно это и есть новая энергетическая стратегия самой большой северной страны мира.

Итак, еше раз – мы имеем сегодня невероятное и благоприятное стечение обстоятельств:

- общий рост энергопотребления России почти на треть;

- высвобождающиеся «лишние» энергоресурсы (газ, нефть, уголь…);

- некоторые «избытки» электрической мощности и реальные избытки для теплоснабжения новых потребителей;

- необходимость и желание «заместить» производство различного энерго-оборудования и наличие мощностей для этого;

- инфраструктурные возможности переброса энергоресурсов разного типа…

и др. )))))))))))))

Довериться профессионалам

Но какие новые резервы и механизмы мы можем запустить сейчас для необходимого роста в разных секторах экономики? Если раньше только теплофикация и использование ВЭР промышленности давали вместе около 55 млн тут экономии – а это почти энерго потребление Москвы и Ленинграда, то теперь таких резервов нет, они приватизированы и видоизменены..  

Теплофикация и ТПК в год «высвобождали» десятки миллионов тонн ценнейшей для развития страны энергии и на эти резервы и строились города и заводы. ГОЭЛРО-2 или 3 не проходит, решения 50-70 летней давности исчерпаны, нужны новые интегральные подходы и решения… И этих решений нет ни у кого, ни у коллективного Запада, ни у Азиатских «тигрят» и шагнувшей в будущее одной ногой Японии. И это отдельный вопрос – почему их нет…

Так ведь у нас есть невиданный IT прорыв – скажете.. IT специалистам, выросшим в эпоху невиданного прогресса вычислительной техники и ее медиа-возможностей, немного сложно осознать, что законы Ома, Кирхгофа и постулаты термодинамики не тождественны закону Мура. И это скорей всего не изменит ни «интернет вещей» с «искусственным интеллектом», ни отчаянная религиозная вера в так называемый «интернет энергии».

Вот что писал журнал «В мире науки» в 1983 г, № 10  (русское издание «Scientific American») «Если бы авиапромышленность в последние 25 лет развивалась столь же стремительно, как промышленность средств вычислительной техники, то сейчас самолёт Boeing 767 стоил бы 500 долл. и совершал облёт земного шара за 20 минут, затрачивая при этом пять галлонов (~18,9 л) топлива. Приведенные цифры весьма точно отражают снижение стоимости, рост быстродействия и повышение экономичности ЭВМ». Это был 1983-ий год!! Прошло еще почти 40 лет !!!!! и что – где они.. ??

Людям, учившим нормальную физику полвека назад, очень сложно доказывать нынешним «ЕГЭ-IT экспертам» что киловатт и килокалорию не передашь через планшет и смартфон. И если вам мало Техаса прошлой зимой? – поезжайте туда сейчас..

Высвобождающиеся нефть и газ и есть основа прорыва и развития, новый энерго-поворот ясен и объявлен руководством страны базовой доктриной. Еще здесь конечно ВТГР, ПАТЭС и АСММ, гибридные системы на НВИЭ для удаленных поселений. Осталось выбросить из головы «безуглеродный» мусор, «интернет энергии», и начать двигаться вперед, на Север и Восток.

*****

PS..  и это не вопрос супер-технологий «сверх-критики» и «холодного термояда», это вопрос доверия профессионалам и управления энергией людей, открытой дискуссии о приоритетах, критического анализа зарубежной белиберды и бредовых «форсайтов». Это вопрос сплава воли и знаний на новом уровне. Вопрос осознания главного вызова и главного ресурса - нашей территории, пространства, размера и различий. Вопрос возвращения солидарности в общественное сознание.. 

---

[1] https://br.so-ups.ru/