Когда случилась авария на Саяно-Шушенской ГЭС, из энергосистемы страны в несколько секунд пропало более 4 ГВт мощности. Но коллапса в виде каскадного отключения других генерирующих мощностей не произошло: нагрузка была быстро распределена между другими электростанциями, организован переток из европейской части страны. Минимизировать последствия аварии для потребителей и отрасли удалось благодаря существованию Единой энергосистемы России. Так в очередной раз было доказано, что крупная объединенная система не только экономически выгодна, но и обладает большим запасом прочности при возникновении форс-мажорных ситуаций.
Интеграционные процессы в мировой электроэнергетике идут с момента ее появления, то есть с начала прошлого века. В Европе ENTSO-E объединяет системных операторов передачи электроэнергии практически всех европейских стран, в Северной Америке действуют три крупные энергосистемы, связанные между собой линиями постоянного тока, есть такие системы в Южной Африке, в Китае, наконец, есть энергообъединение стран СНГ, Балтии и Монголии.
Стоит ли удивляться, что в конце концов все это движение вышло на логическую финишную прямую — к созданию всепланетной энергетической системы, связывающей не только страны, но и континенты.
Обошли на повороте
Исторически самая большая объединенная энергосистема с точки зрения территории — советская. Взявшая свое начало от плана ГОЭЛРО, она постоянно расширялась, «захватывая» все новые территории и выходя далеко за пределы собственно СССР. Даже после распада Советского Союза и проведенных реформ теперь уже российская энергосистема по-прежнему сохраняет за собой первое место по протяженности сетей. Было бы логично, если бы инициаторами построения глобальной сети стали представители российской энергетики, имеющие большой опыт построения таких образований и управления ими. Так, собственно, и произошло.
«Первый раз идея интеграции энергосистем евроазиатского континента с прицелом на дальнейшее расширение была высказана Федеральной сетевой компанией в 2010 году, — вспоминает Олег Бударгин, который в то время возглавлял ФСК. — Мы предложили использовать Единую энергосистему России как естественный энергомост между Европой и Азией. Мы получили быстрый отклик на свою идею от французской EDF Group и ГЭК Китая, ее руководство прилетело в Москву, и далее мы неоднократно встречались, практически каждые полгода».
Государственная электросетевая компания (State Grid Corporation of China, SGCC) — крупнейший в мире поставщик электроэнергии, имеет монопольный статус на рынке транспортировки и реализации электроэнергии в КНР, три года подряд занимает второе место в списке крупнейших компаний мира Fortune Global 500 с выручкой 348,9 млрд долларов. Примечательно, что примерно в это же время, с начала 2010-х годов, ГЭК Китая начала активно скупать доли в сетевых компаниях по всему миру, только за последние пять лет она вложила в эти активы, по данным американской консалтинговой компании RWR Advisory, свыше ста миллиардов долларов. Сообщается, что китайцы участвуют в капитале сетевых компаний Италии, Португалии, Греции, Чили, Бразилии, Пакистана, Филиппин и ряда других стран.
Параллельно с этим процессом китайские товарищи стали заявлять на различных площадках о проекте энергообъединения. Так, в августе 2012 на конференции в Париже было высказано предложение об объединении энергосистем Китая, России и Европы. Для российской стороны это стало некоторой неожиданностью, поскольку вопрос этот обсуждали, но, что называется, между собой, и о том, чтобы вынести его на суд мировой общественности, пока не договаривались. Впрочем, поскольку роль России как инициатора проекта была обозначена, никто претензий не высказал.
В 2014 году против России были введены санкции, что объективно затрудняло бы процесс продвижения идеи построения объединенной энергетической сети. И в сентябре 2015-го заработала тяжелая артиллерия — председатель КНР Си Цзиньпин, выступая перед Генеральной Ассамблей ООН, представил мировой общественности проект поэтапного создания Глобального энергетического объединения (ГЭО), объединяющего все мировые электросети, а в части генерации опирающегося на экологически чистую возобновляемую энергию. Само собой, проект ГЭО увязывается с еще одним масштабным китайским проектом «Один пояс — один путь», становясь одной из мер его реализации.
Через полгода была создана специальная структура, главной задачей которой становилось продвижение идеи создания ГЭО в мире, — Организация по развитию и кооперации Глобального энергетического объединения (GEIDCO). Возглавил ее бывший председатель совета директоров ГЭК Китая, а ныне председатель наблюдательного совета Китайской федерации электроэнергетических предприятий Лю Чженья. Вице-председателями стали известные в мире энергетики и бизнеса персоны: обладатель Нобелевской премии по физике и экс-министр энергетики США Стивен Чу, президент Softbank Group Масаёси Сон, нынешний глава ГЭК Китая Шу Иньбяо и Олег Бударгин, в тот момент уже возглавлявший «Россети» (осенью 2017 года он покинул компанию, но сохранил пост в GEIDCO и сейчас входит в Высший совет «Единой России»). Сама компания «Россети» тоже стала членом GEIDCO, как и ряд мировых концернов (Siemens, ABB, General Electric, Hitachi и др.), а также вузы и научно-исследовательские институты России, США, Китая, Японии, Южной Кореи, Бразилии и нескольких европейских стран. Всего же в GEIDCO более 500 участников из нескольких десятков стран. Россию помимо «Россетей» представляют Московский энергетический институт, Сибирское отделение РАН, «Евросибэнерго» и еще ряд организаций.
Планов громадье
Масштабность и перспективы проекта поражают: предполагается, что построение всей системы продлится до 2070 года, а инвестиции в ее создание составят около 38 трлн долларов: 27 трлн планируется вложить в производство электроэнергии, и 11 трлн — в сети. Энергетика в процессе реализации проекта ГЭО изменится кардинально — состоится переход от развития на базе ископаемого топлива к развитию на основе энергии, полученной из экологически чистых и воспроизводимых источников энергии. Цель — к 2070 году добиться того, чтобы доля электроэнергии, получаемой от чистых источников, составляла 90%. В общем балансе четверть придется на ветровую энергию, 41% — на солнечную, 13% — на гидроэнергетику, 4% составит доля ядерной энергии, оставшиеся 7% — биомасса, геотермальная энергия и проч. Таким образом будет снята зависимость от ископаемых источников энергии, прежде всего угля, а также нефти и газа. Сегодня же доля энергии, получаемой из ископаемого топлива, чуть менее 80%. Пирамида перевернется. При этом произойдет сокращение добычи ископаемых ресурсов до уровня, при котором они используются не для получения энергии, а для использования в промышленном производстве. Как указывают авторы концепции, экономическая эффективность использования, например, сырой нефти в качестве промышленного сырья в 1,6 раза выше, чем при использовании ее в качестве топлива.
Чтобы обеспечить человечество «зеленой» энергией, предлагается массовое строительство не только объектов гидрогенерации на крупных реках, но и ветро- и солнечных электростанций. Они будут размещены в тех местах, где получение энергии от этих сил природы будет наиболее эффективным. Основная масса солнечных электростанций будет возведена в пустынях, а ветровых — по линии арктического побережья.
Понятно, что это не самые густонаселенные районы и потребление электроэнергии здесь низкое. Именно поэтому план реализации ГЭО предполагает поэтапное строительство к 2070 году девяти горизонтальных и девяти вертикальных магистральных каналов передачи электроэнергии, связывающих не только регионы, но и континенты по сетям сверхвысокого напряжения. Общая их протяженность составит около 180 тыс. км (в том числе подводные кабели — 10,9 тыс. км), они пройдут более чем через сто стран, где проживает 80% населения планеты и производится 90% мирового ВВП.
В масштабах всей планеты из-за разницы часовых поясов потребность в электроэнергии одинакова. Она меняется от места к месту, но глобально это одна и та же величина. За счет организации передачи электроэнергии именно в то место, где она нужна именно сейчас, можно регулировать выдачу мощности передачей, а не выработкой ее электростанциями. Традиционные станции смогут постоянно работать в одном режиме, что повысит их надежность и срок службы оборудования, а в итоге приведет к удешевлению электроэнергии. Что касается солнечных и ветровых станций, то их основной недостаток — неравномерность выработки — также будет нивелирован за счет протяженных сетей передачи: в момент, когда в одном месте планеты наступит ночь и солнечные панели станут бесполезными, энергия туда может быть доставлена от ветростанций арктического региона.
Сегодня около 15% населения Земли (более миллиарда человек) не имеют доступа к электричеству и нуждаются в нем. За счет построения ГЭО к 2035 году электричество будет доступно 95% населения планеты, а к 2050-му им будут обеспечены все.
Планируется, также что среднемировая стоимость электроэнергии может быть снижена к 2050 году на 2,8 цента за киловатт-час. Таким образом, рассчитывают в GEIDCO, в мировом масштабе потребители каждый год будут платить за электричество на 1,8 трлн долларов меньше, нежели сейчас. Электричество в принципе станет доминирующей энергией: до 2040 года его доля в конечном потреблении энергии превысит долю нефти, а к 2070 году вклад электроэнергии в суммарном объеме потребления энергии вырастет почти до 50%.
Мир изменится. Несомненно, в лучшую сторону. Ожидается подъем в экономике: произойдет развитие технологий, будут созданы новые материалы, изготовлено высокотехнологическое оборудование. Плюс к этому облегченный доступ к большему количеству доступной энергии также подтолкнет экономический рост. Связанный глобальной энергосистемой в единое целое мир, по замыслу инициаторов проекта, станет безопаснее для всего человечества. По крайней мере, в материалах GEIDCO не раз встречается фраза «мир во всем мире».
Интегрировать интегратора
Надо сказать, что в России к идее ГЭО в целом относятся довольно прохладно.
Та же компания «Россетти» в комментарии для «Эксперта» подчеркивает, что ее деятельность прежде всего «направлена на решение основных задач, стоящих перед электроэнергетической отраслью Российской Федерации сегодня». GEIDCO же, мол, является «площадкой для консолидации усилий крупнейших игроков мирового энергетического сектора в решении глобальных задач по интеграции энергосистем». Там «консолидация усилий», а у нас «решение основных задач»… И потому «взаимодействие с GEIDCO представляется перспективным в части научно-технического обмена и проведения совместных исследований» и «развития и трансфера новых технологий с разработкой единых межгосударственных технических стандартов». Тоже, наверное, важно…
Но общем и целом никто не против: практика существования единой энергосистемы сначала СССР, а затем России подтверждает ее эффективность. Однако, судя по всему, только положительного опыта недостаточно. Даже в собственной энергосистеме региональные связи у нас слабые. «Одно дело, когда собственником было государство и оно считало деньги, критерий был — минимум расходов на выработку электроэнергии по всей стране, — рассуждает Олег Кузнецов, заведующий научно-исследовательской лабораторией Московского энергетического института. — Другое дело, когда создан рынок электрической энергии и генерирующие мощности находятся в руках разных собственников. В вопросе перетоков поменялась идеология: каждая энергосистема стремится быть максимально самодостаточной, и получается, что никто не заинтересован в построении межсистемных связей нет. Казалось бы, это потребитель. Но кто его представляет? Получается, что никто». Такая политика сказывается на цене электроэнергии и становится одной из причин того, что промышленные предприятия начинают строить собственную генерацию — она оказывается дешевле. А это приводит к дальнейшей фрагментации. Пока доля этой независимой генерации не столь велика: по разным оценкам, около пяти процентов, — но тенденция ее увеличения налицо.
Сегодня Единая российская энергосистема состоит из 70 региональных энергосистем, которые образуют семь объединенных энергетических систем (ОЭС). Но при этом одна из семи — ОЭС Востока — работает изолированно. Между ней и ОЭС Сибири существует линия реверсивного перетока, но система не работает в синхронном режиме с остальной страной. Кроме того, на территории Дальнего Востока есть и региональные изолированные системы, не включенные даже в единую сеть ОЭС Востока.
«Разговоры о том, чтобы синхронизировать ОЭС Востока с остальной системой, идут давно, — продолжает Олег Кузнецов. — Но если посмотреть на генеральную схему размещения объектов электроэнергетики до 2030 года, то видно, что усиление межсистемных связей в ней, скажем так, не в фаворе».
Ограничение перетоков «запирает» мощности электрических станций в своих регионах: энергия не может быть передана туда, где могла бы пригодиться. Уже упомянутая Саяно-Шушенская ГЭС, самая крупная в России и входящая в двадцатку крупнейших в мире по установленной мощности (6,4 ГВт), из-за недостаточной пропускной способности отходящих от станции ЛЭП может быть нагружена только до 4,4 ГВт. Казалось бы, электроэнергия гидростанций — одна из самых дешевых, но сетевые ограничения не позволяют доставить ее до потребителя. И это при том, что в России цена на электроэнергию уже перестает быть конкурентным преимуществом для отечественной промышленности. По расчетам ассоциации «Сообщество потребителей энергии», в этом году средняя цена электроэнергии для промышленности превысит уровень цен в 15 штатах США и шести странах ЕЭС. Если до 2017 года цена электроэнергии для промпредприятий составляла менее пяти центов за киловатт-час и была относительно цены для индустриальных потребителей в Европе и США одной из самых низких, то в 2017-м она выросла до 5,7 цента за киловатт-час. В текущем году в ассоциации ожидают рост цены до 5,9 цента за киловатт-час.
«Стоимость электроэнергии складывается из двух составляющих: непосредственно из стоимости электроэнергии, которая передается по проводам, и стоимости мощности, которая должна вырабатывать электроэнергию, — объясняет Валерий Дзюбенко, заместитель директора ассоциации “Сообщество потребителей энергии”. — Если брать собственно производство электроэнергии, то за счет невысоких затрат на топливо, гидроэнергетики, атомных станций она у нас достаточно дешевая. Но если учитывать, что потребители платят за мощность, общая стоимость получается высокой. И, что самое главное, фактически потребитель оплачивает содержание электростанций независимо от того, сколько электроэнергии они производят. Есть примеры, когда электростанция работает в пиковом режиме несколько часов, причем это не несколько часов в день и даже не несколько часов в месяц. Это может быть несколько часов в год. Но при этом весь год потребители платят за то, что эта станция в принципе есть. Мы содержим весь объем энергетических мощностей, в том числе избыточных, которые, по сути, не нужны энергосистеме и которые снимают ренту со всей экономики только за счет факта своего существования».
Сегодня электростанции мира способны производить в два раза больше электроэнергии, но не делают этого. Их установленная мощность превышает шесть тераватт. А коэффициент ее использования — менее 50%. Но ведь в строительство этих мощностей были вложены огромные средства, серьезных денег стоит и их содержание в рабочем состоянии. В наш век всеобщего стремления к эффективности, полной отдаче, стопроцентному КПД и перевыполнению KPI такой статус-кво кажется чересчур расточительным.
Да, необходимо закладывать резерв на случай аварий, да, есть потери. Но главная причина — неравномерность потребления. Самый простой пример: ночью нужда в электроэнергии меньше, чем днем. Из-за скачков спроса станциям приходится то увеличивать выработку, то снижать ее: к сожалению, электричество — это тот товар, который нельзя отправить на склад. По крайней мере, пока нельзя: крупных промышленных систем хранения энергии, приемлемых по стоимости, еще нет. Но если товар нельзя сохранить, чтобы использовать позже, то его можно переместить туда, где он нужен именно сейчас. И потому энергосистемы увеличивались в размерах, распространяясь на все большие территории и сопрягаясь между собой: это позволяет передавать энергию из районов с низким текущим спросом в районы, где спрос выше, и тем самым делать работу энергосистем и составляющих их электростанций более равномерной, повышать коэффициент использования установленной мощности (КИУМ).
Есть еще один вариант повышения эффективности энергосистем — накопление электроэнергии в период низкого спроса и отдача ее в сеть из больших систем накопления в период высокого спроса. В таком режиме электростанции тоже могли бы работать более равномерно со всеми вытекающими отсюда выгодами. Кроме того, это позволяет решить проблему с неравномерностью выработки солнечных и ветровых станций. Но, как уже было сказано, пока нет возможности накапливать энергию относительно дешево. Ожидается, что в течение ближайших десяти лет системы накопления энергии на базе недорогих решений будут созданы. Какие именно технологии лягут в их основу, пока сказать трудно. Возможно, это будут проточные аккумуляторы, а возможно, гравитационные накопители. Или какой-то третий-четвертый-пятый вариант. Работы над созданием накопителей активно ведутся во всем мире, в том числе в России (см. «Накопи и сохрани», «Эксперт» № 41 за 2017 год).
Что же касается ГЭО, то все технологии для осуществления этого проекта уже имеются. «Технологии передачи электроэнергии на большие расстояния есть: до 700 километров выгодно передавать энергию переменным током, свыше 700 километров — постоянным, — считает Олег Кузнецов. — Эта экономическая граница обусловлена тем, что устройство передачи постоянным током дороже из-за строительства преобразовательных подстанций. Но потери при передаче энергии постоянным током ниже, чем при передаче переменным. Поэтому на большие расстояния лучше ставить линии постоянного тока. Технологии позволяют передавать энергию на несколько тысяч километров. Вполне достаточно для строительства энергомостов между континентами».
Другое дело, что технологии эти сейчас активно используются в Китае, который опирается в том числе на советские разработки: многие видные деятели энергетической отрасли КНР получали образование в советских профильных вузах. Сегодня в Китае уже построены десятки линий сверхвысокого и ультравысокого напряжения как на переменном, так и на постоянном токе. В России же таких нет. Ведутся только теоретические работы. Не хватает практики. «В девяностые нам не дали построить линии электропередачи сверхвысокого класса напряжения — от 1150 киловольт и более, не дали внедрить линии постоянного тока, — рассказывает Олег Бударгин. — Все эти проекты уже были на выходе, научные разработки, испытания были проведены. Есть одна линия, которая была построена под напряжение переменного тока 1150 киловольт, но используется под 500 киловольт. Таким образом, не были в полной мере реализованы проекты строительства энергомостов, которые в перспективе смогли бы стать частью более крупных проектов, например того же Азиатско-Тихоокеанского энергокольца».
Так что пока мы недоинтегрировали даже свою собственную энергосистему.
Азиатско-Тихоокеанское энергокольцо — проект, предполагающий объединение энергосистем России, Японии, Южной Кореи, Китая, Монголии и, не исключено, других государств региона. Суть та же — перетоки электроэнергии между странами. Разговоры о нем шли с конца девяностых, еще в бытность РАО ЕЭС. Вновь проект энергокольца был представлен широкой общественности в 2016 году на Восточном экономическом форуме. Он получил поддержку президента Владимира Путина, который предложил сформировать межправительственную рабочую группу по проекту. На следующий год в том же Владивостоке о проекте снова говорили. «Россети», в которых как раз шла смена руководства, заявили о создании на острове Русский специального центра, который займется развитием проекта Азиатского энергокольца. Но уже в феврале нынешнего года на другом форуме, в Сочи, новое руководство «Россетей» сообщило, что активная работа над проектом не ведется, поскольку нет данных о том, что имеется гарантированный спрос на электроэнергию. «Все, о чем говорилось, это все были некие наработки. Пока не под кого строить и привлекать заемные средства. И говорить пока не о чем», — заявил журналистам генеральный директор ПАО «Россетти» Павел Ливинский.
С таким настроением слона, конечно, не продать.
Хотя уже сейчас есть что продавать. Установленная мощность российских электростанций — почти 240 ГВт. В пике потребители отбирают у системы 160 ГВт. Для того чтобы все — и энергетики, и потребители — спали спокойно, необходимо иметь резерв мощности примерно в 20% от пикового потребления. Итого для нормального функционирования достаточно иметь генерацию, способную выдавать 192 ГВт. А их 240. Излишек, за который платит промышленность, простаивает. Вполне можно было бы его и продать — если бы для этого была возможность в виде сетей. Есть, правда, еще один вопрос: а будет ли эта электроэнергия конкурентоспособной на внешних рынках? Учитывая, как происходит ценообразование, и расчеты ассоциации «Сообщество потребителей энергии», становится понятно, что российская электроэнергия привлекательна по цене только в том случае, если из экспортной цены исключить плату за мощность. Но это означает, что поставки за границу будут субсидироваться за счет внутреннего рынка, российских потребителей, российской промышленности, подрывая их и без того не особо крепкую конкурентоспособность. При росте экспорта этот аргумент, несомненно, будет использован игроками внутреннего рынка. И тут придется либо отказываться от продажи электроэнергии по заниженной относительно локального рынка цене, либо уравнивать цены для внешних и внутренних потребителей. Во втором случае против будут выступать уже владельцы электростанций, лишенные дополнительных доходов.
Новый поворот
Не исключено, что уверенность в нашем технологическом отставании и боязнь того, что основные сливки с проекта снимет Китай, продав нам свои «провода, кабели и трансформаторы», охлаждает пыл крупных игроков, включая государство, принять участие в проекте ГЭО. Мол, отстали, чего уж теперь суетиться.
Да, конечно, ветропарки на арктическом побережье будут российскими, но кто произведет мачты, лопасти и генераторы? Через территорию России пройдут связывающие мир глобальные каналы передачи энергии, и деньги за транзит страна сможет получить. Но кто построит опоры и чей провод и на чьих изоляторах будет висеть между ними? Кто на всем этом заработает? Есть опасность, что это будет вовсе не российская промышленность. Хотя и опоры, и провода, и трансформаторы, и даже преобразовательные станции мы способны производить. Конечно, это требует развития собственной электротехнической промышленности. Есть опасность, что победит концепция «Продадим нефть и все купим». Но вот беда: грядет новый технологический цикл. И только за счет продажи нефти будет уже не прожить.
«Отличие нового цикла от прежних в том, что скорость внедрения новых технологий очень велика, — считает Олег Бударгин. — Появился интернет, и наша жизнь просто моментально изменилась. Цель нового цикла — повышение качества жизни во всем мире. Во главе угла человек, его потребности. Нужно предоставить всем доступ к качественным современным услугам: питание, здравоохранение, безопасность и так далее. Все это должно быть обеспечено соответствующей инфраструктурой: транспорт, связь, энергетика. Новый технологический цикл не будет иметь границ и расстояний. А инфраструктура должна опережать формирующиеся потребности людей в дешевой и доступной электроэнергии во всем мире, что будет являть собой яркий пример стирания границ. Единая энергосистема будет максимально способствовать продвижению новых технологий, поскольку всем им потребуется энергия. Кроме того, создание глобальной сети приведет к снижению стоимости электроэнергии, а это, в свою очередь, ускорит развитие новых технологий, проникновение которых сегодня сдерживается дорогой электроэнергией. Что касается нашей роли, то интеграция для России — это наша работа, наша миссия. Здесь мы имеем безусловное конкурентное преимущество, которое обусловлено исторической практикой, опытом и уникальным географическим положением».
Конечно, ГЭО во многом политический проект. И из-за того, что инициатором его выступает Китай, проект этот встречает определенное сопротивление в мире. Да пусть даже и просто равнодушие. Но идея вброшена. И она будет реализована хотя бы даже потому, что есть более миллиарда человек, которым можно продать электричество впервые. И есть еще все остальные, которые не откажутся получать его в бо́льших объемах, учитывая растущую энергонасыщенность и энергозависимость современного мира, не говоря уже о мире будущего. Страны и компании будут соревноваться за право играть достойную роль в такого рода проекте. Оставаться в стороне от этого процесса было бы как минимум недальновидно: повторимся, в случае его реализации и нефть и газ не будут нужны миру в прежних объемах. Россия же, имея неплохие стартовые условия, не спешит выходить на дистанцию.
