От ГОЭЛРО до ВИЭ: 100 лет развития энергетической отрасли

Рогалёв Николай Дмитриевич,
д.т.н., профессор, ректор НИУ «МЭИ»

Поговорим о плане ГОЭЛРО. Разрабатывались ли идеи такого типа до революции или это инициатива советской власти? В какой степени зарубежные компании и специалисты принимали участие в разработке и реализации плана? Есть ли примеры подобных государственных проектов за рубежом? Можно ли использовать опыт разработки и реализации плана ГОЭЛРО в современной России для решения текущих задач развития энергетической отрасли?

Нет, до плана ГОЭЛРО такие проекты в истории человечества не реализовывали. Мы были первыми. План ГОЭЛРО, т. е. Государственный план электрификации России, по-настоящему уникален. До него ни одно государство не задумывало и не запускало масштабного, обще­национального решения в сфере энергетики и развития промышленности. План заложил основу индустриализации и фактически определил промышленное развитие страны.

Общие теоретические положения, оценка возможностей организации всеобщей электрификации разрабатывались российским научно-техническим сообществом и до революции 1917 г. Будущий вдохновитель и организатор плана ГОЭЛРО Г. М. Кржижановский еще в 1915 г. представил доклад по ключевым принципам энергостроительства в масштабах страны. Вопросы электрификации, энергогенерации и энергостроительства были предметами широких дискуссий дореволюционного российского инженерного сообщества. Однако только новая власть продемонстрировала последовательный интерес и политическую волю к реализации такого сложного проекта. План ГОЭЛРО был объявлен государственной задачей, определяющей будущее страны. 21 декабря 1920 г. план был утвержден декретом совета народных комиссаров, и с тех пор эта дата и стала нашим главным праздником — Днем энергетика.

Изначально в России не было достаточных мощностей для производства собственного энергооборудования. Ряд дореволюционных предприятий, таких как московский завод «Динамо», не покрывал всех запросов отрасли. Но к середине 1930-х гг. появились новые заводы: «Электрозавод» (Москва), «Красный котельщик» (Таганрог), Турбогенераторный завод имени С. М. Кирова (Харьков). К 1934 г. энергомашино­строение СССР уже покрывало потребности страны в энергоагрегатах. К 1935 г. советская энергетика вышла на уровень мировых стандартов и заняла третье — после США и Германии — место в мире. К реализации плана, в особенности к первому этапу монтажа нового заводского оборудования, привлекались зарубежные специалисты и компании. Однако и сам план электрификации, и расчет необходимых мощностей, и проектирование новых заводов — заслуга исключительно российской электротехнической школы, бывшей тогда и остающейся по сей день одной из сильнейших в мире.

План ГОЭЛРО сыграл в жизни нашей страны огромную роль: без него вряд ли удалось бы вывести СССР в столь короткие сроки в число самых развитых в промышленном отношении стран мира. Реализация этого плана сформировала, по сути, всю отечественную экономику и до сих пор в значительной мере ее определяет. Строительство экономики с опорой на энергетику — задача, сохраняющая свою актуальность, особенно в свете цифровой революции и движения к «Индустрии 4.0».

Какие виды «зеленой» энергетики наиболее перспективны для России? Возможно ли создание нового масштабного плана типа ГОЭЛРО для перехода на «зеленую» энергетику? Или такой план уже существует?

Давайте для начала определимся с понятиями. «Зеленая энергетика» — довольно общее словосочетание и не вполне ясное явление, такой расхожий штамп. Если речь идет об исключительно экологически чистых способах добычи энергии, то нам остается довольно ограниченный перечень. Например, выработка энергии солнца — а солнечные батареи устойчиво ассоциируются с «зеленой» энергетикой — требует элементов, производство и утилизация которых являются довольно «грязными» процессами с точки зрения экологии.

Поэтому энергетики обычно говорят о возобновляемых источниках энергии (ВИЭ) — ветре, солнце, тепле недр, морских приливах, горных реках и т. д. ВИЭ основаны на определенных технологиях, каждая из которых может быть реализована в разнообразных климатических зонах России, так что формально перспективы есть. Практически же доля возобновляемых источников пока невелика. На данный момент это примерно 1,5% от общей генерации.

В принятой на правительственном уровне программе поддержки развития ВИЭ (за счет договоров поставки мощности) к 2024 г. в России планируется увеличить увеличить выработку энергии из возобновляемых источников в несколько раз. Предполагается, что на ВИЭ будет приходиться 4–5% от общего объема установленной мощности всех электростанций.

С учетом существующей динамики можно ожидать, что в долгосрочной перспективе доля ВИЭ будет только расти. Размеры и разнообразие нашей страны определяют разно­образие видов ВИЭ в будущем.

Каковы задачи и основные направления развития традиционной энергетики в современной России?

Примерно 60% электроэнергии в России генерируется на ТЭС. Перед российской энергетикой стоит задача обновления и модернизации производственных активов тепловой энергетики. По поручению Правительства РФ в 2020 г. в НИУ «МЭИ» завершили разработку крупнейшего инфраструктурного проекта в области энергетики будущего — научно-технической программы полного инновационного цикла «Энергетика больших мощностей нового поколения». Во многом на базе данной программы будет реализована модернизация существующих мощностей российской энергетики.

В долгосрочной перспективе российская тепловая энергетика, так же, как и мировая, ориентирована на размещение мощных объектов генерации с высоким удельным КПД в местах добычи основных энерго­носителей и передачe электроэнергии к потребителю по ЛЭП. Также планируется активное внедрение ко- и тригенерации энергии и снижение экологической нагрузки от генерации.

Гидроэнергетика, относящаяся, кстати, к возобновляемым источникам энергии, тоже имеет высокий потенциал развития. Общая тенденция развития ГЭС — снижение мощности генераторов при сохранении КПД для строительства станций средней и малой мощности. Равнинные ГЭС требуют поддержания инфраструктуры, колоссальных капитальных затрат при строительстве. Конкуренцию таким станциям составят ТЭС на газотурбинных технологиях и АЭС.

Планируется ли рост объемов ядерной энергетики? Можно ли считать вопросы захоронения отходов ядерных электростанций, а также вопросы вывода из строя и утилизации отработавших свой ресурс ядерных реакторов решенными?

С точки зрения экономики у ядерной энергетики есть огромные преимущества перед всеми остальными видами генерации. Та же угольная ТЭС требует железнодорожной инфраструктуры, бункеров подготовки и хранения, удаления золы. Тогда как производство электро­энергии на атомной станции не дает вредных выбросов в атмосферу и не требует развернутой логистической системы. Также очевидно, что перспективы такого типа генерации еще не до конца открыты. Ключевое преимущество АЭС перед другими видами станций — логистика загрузки топлива в реактор. Однако, несмотря на логистическую простоту, приходится помнить, что это топливо и его отходы радиоактивны. Обеспечение утилизации отходов — самая важная часть безопасной эксплуатации АЭС.

В России действуют 10 стационарных АЭС и одна принципиально новая — плавучая. Плавучие АЭС — это перспективная альтернатива развития энергетики: вместо масштабного капиталоемкого строительства государства могут арендовать плавучую АЭС и оперативно покрывать потребности в энергии для экономического развития.

Складирование и переработка ядерных отходов — серьезная, но понятная задача для российских энергетиков. В России наработан, пожалуй, самый богатый опыт решения таких задач. Вопрос безопасности АЭС и отходов этой деятельности остается в приоритете и для научного сообщества. Можно сказать, что мы умеем решать вопросы утилизации отходов АЭС и все время совершенствуем действующие методики с акцентом на безопасность этого процесса.

Есть ли государственная программа перехода на электромобили? Предпринимаются ли какие-то меры по созданию инфраструктуры для использования электромобилей?

На портале Минтранса России в 2018 г. был опубликован проект стратегии развития автомобильного транспорта и городского наземного электрического транспорта Российской Федерации на период до 2030 г. Сейчас действует принятая в 2017 г. государственная программа «Развитие транспортной системы». Массовый переход на электромобили в данных программах не упоминается. Инфраструктура городского электрического транспорта достаточно типична для крупных городов России. Намечается устойчивый мировой тренд применения электромобилей (беспилотных) в грузоперевозках.

При этом по-прежнему спорным остается вопрос об экологичности такого транспорта. Даже ведущие мировые производители не решили пока проблемы утилизации элементов питания электромобилей. Плюс существенный рост доли электромобилей приведет к росту потребления электроэнергии, что, в свою очередь, увеличит генерацию и выбросы в атмосферу.

Кроме того, электромобили как частный транспорт пока дороги для массового покупателя. Ограничение в первую очередь связано с высокой стоимостью обслуживания и ремонта, отсутствием ремонтной базы. Высокой, вопреки популярному мнению, является и стоимость эксплуатации электромобиля. В России спрос на частные электромобили сегодня низкий, поэтому коммерческое строительство сети зарядных станций и развертывание сервисных центров пока активно не ведутся. При этом по Москве уже сейчас можно ездить на собственном электромобиле и даже доехать на нем до Санкт-Петербурга.

Каковы основные барьеры на пути коммерциализации и внедрения новых разработок в топливно-энергетической сфере?

Энергетика — это комплексная вероятностная система, с длинными периодами окупаемости и высокими капитальными затратами, требующая всестороннего научного подхода при обосновании и принятии как стратегических, так и тактических решений. В рамках одной энерго­системы должны синхронно работать станции разных видов, многие технологические решения для получения положительного эффекта должны внедряться одновременно во всей системе. Плюс надо учитывать, что у разных компаний — участников энергорынка разные собственники с индивидуальными стратегиями развития. В то же время улучшение КПД агрегата всего на 1% по отрасли может дать значимый экономический эффект. Энергетика — зона высоких долговременных рисков.

Какие требования предъявляются к выпускникам университетов, поступающим на работу в энергетическую отрасль? Изменились ли эти требования по сравнению со временами СССР?

Требования в части подхода к выпускникам практически не изменились. Энергетика была и остается отраслью почти военной дисциплины. Цена принятых решений на любом уровне организационной иерархии любой энергокомпании высока. Электричество — продукт, который потребляется практически в момент производства, его нельзя изолировать в случае нарушения технологии. Качество энергии напрямую воздействует на оборудование потребителей. Энергобезопасность, бесперебойное энергоснабжение абонентов — граждан, больниц, школ, предприятий промышленности, транспорта, ЖКХ — это основные обязательства, формирующие требования к работникам-энергетикам. Поэтому компетентность, твердые знания и высокая личная ответственность были и остаются главными требованиями отрасли.

По сравнению с СССР серьезно вырос уровень компетенций, запрос на базовую подготовку выпускника. На отрасль сильно влияют цифровизация и внедрение новых технологических решений. Однако НИУ «МЭИ» не зря наладил сотрудничество с ведущими отраслевыми игроками, среди которых «Россети», «Русгидро», «Газпромэнергохолдинг», «Росэнергоатом», «Силовые машины», предприятия концернов Росатома, Минпромторга России и другие компании. Это позволяет нам выпускать специалистов, уже прошедших подготовительную практику и понимающих уровень инженерных и производственных задач на предприятиях. Наших выпускников практически не нужно «доучивать»: они сразу выходят из вуза полноценными специалистами. Сегодня мы сохраняем эту высокую планку, все наши выпускники — это наша гордость.