Рассмотрены проблемы в области инженерных исследований в энергетике в настоящее время в России и способы их решения
энергетика, инженерные исследования, энергоэффективность, возобновляемая энергетика, устойчивость к кризисам
В настоящее время в области инженерных исследований в энергетике существуют некоторые проблемы, но которые постепенно решаются:
- Задержки и отмена проектов [1-4].
К причинам относят неясные сигналы о спросе, финансовые препятствия, задержки с предоставлением льгот, неопределённость в законодательстве, проблемы с лицензированием и получением разрешений, а также операционные сложности.
Отмена модернизации Заинской ГРЭС. Правительство России вывело её из программы обновления старых мощностей и отменило модернизацию стоимостью 37,5 миллиарда рублей. Причина решения — невозможность использования сверхмощной газовой турбины 9HA.02 производства американской компании General Electric (GE) на 576 мегаватт. Санкции блокировали её поставку, а отечественный аналог оборудования отсутствует.
Отмена критерия инновационности для отечественных газовых турбин при модернизации тепловых электростанций. Это следует из проекта постановления правительства о комплексной доработке механизма КОММод — механизма конкурентного отбора проектов модернизации генерирующих объектов тепловых электростанций. Будущие отборы проектов модернизации ТЭС в 2024-м и последующих годах не предполагают использование головных образцов (первых несерийных) российского газотурбинного оборудования.
Глава Минэнерго Сергей Цивилев заявил об исчерпании резервов в энергетике, оставшихся после распада СССР, и констатировал недостаток финансирования и проблемы с обновлением в отрасли.
- Глобальная климатическая повестка [5].
Её реализация может привести к снижению конкурентоспособности отечественной энергетики и экономики, так как разработка безуглеродных технологий, производство нового оборудования или его импорт потребуют значительных инвестиций.
Для решения проблем глобальной климатической повестки в энергетике в России ведется работа над новой энергетической стратегией на период до 2050 года. В ней планируется учесть меры, связанные с климатом, которые не окажут существенного давления на потенциал развития страны. По заявлению заместителя министра энергетики Павла Сорокина, в России потенциал энергосбережения составляет 20–30%. В качестве перспективного «зелёного» энергоносителя рассматривается СПГ, для которого уже имеется необходимая инфраструктура транспортировки и хранения. Также государство стимулирует развитие возобновляемой и водородной энергетики, хотя пока доля ВИЭ в энергобалансе невелика — в 2024 году на ветровую и солнечную генерацию приходится менее 1%. Ведется планомерный переход на низкоуглеродные источники. В рамках поэтапного подхода модернизируется технологическая база тепловых электростанций на угольном топливе, разрабатываются новые процессы безотходного сжигания угля с минимальным воздействием на окружающую среду, внедряется комбинированная выработка тепловой и электрической энергии (когенерации). Перспективной технологией сокращения выбросов считается технология CCS/CCUS (Carbon capture, use, and storage - технология улавливания, использования и хранения диоксида углерода).
- Повышение энергоэффективности [6].
Среди барьеров — импортозависимо-сть производителей промышленного оборудования, высокий уровень износа машин и зданий предприятий, слабое развитие энергосервиса в России и дефицит специалистов.
Для повышения энергоэффективности в сфере энергетики совершенствуется нормативно-правовая база с целью введения запрета на производство и использование энергетически неэффективной техники, оборудования, зданий, технологических процессов. Осуществляется налоговое и неналоговое стимулирование использования наилучших доступных технологий, в том числе разработка и применение справочников и реестров технологий для технического и экологического регулирования, а также приобретения энергоэффективного оборудования. Предоставляется льготное заёмное финансирование проектов в области энергоэффективности и энергосбережения, включая компенсацию процентной ставки по соответствующим кредитам. Обновление существующих и внедрение новых систем энергоменеджмента в соответствии с требованиями стандарта ISO 50001:2018. Идет обмен опытом и распространение лучших практик энергосбережения и повышения энергетической эффективности в отраслях топливно-энергетического комплекса. Проводится модернизация предприятий, генерирующих электрическую и тепловую энергию, заключаются энергосервисные контракты, договоры концессии, устанавливается светодиодное освещение, приборы учёта, строятся электростанции на возобновляемых источниках энергии.
- Разработка альтернативных источников энергии [7].
Исследование и внедрение технологий, использующих возобновляемые источники энергии, помогут снизить зависимость от ископаемых углеводородов.
Повышается эффективность солнечных электростанций. В декабре 2023 года китайская корпорация China Three Gorges Corporation запустила первую в мире солнечную электростанцию (СЭС) на перовскитных солнечных панелях с расчётом на КПД около 25%.
Разработан метод переработки органических отходов в экологически чистое топливо. В январе 2024 года учёные ТюмГУ предложили метод переработки любых органических отходов в биоугольный материал, который прочнее и дешевле в производстве, чем древесный уголь.
Разработан проект петротермальной энергетики. Компания KOSMO GRUPP Ltd представила проект использования для получения электричества земных недр. Если пробурить скважину глубиной 3–5 километров, температура в ней составит 100 градусов Цельсия и выше. Если пробурить сразу две скважины — по одной подавать холодную воду, из другой выкачивать пар — то можно пустить его на обогрев или на турбину для выработки электроэнергии.
Увеличивается выработка энергии с использованием тепла подземных вод. На Камчатке пробурили две новые скважины и бурится третья на Паужетской геотермальной электростанции. Скважины позволят увеличить приток пара и запустить второй агрегат на станции, после этого она покроет потребность в электроэнергии ближайших населённых пунктов.
Реализуется концепция развития водородной энергетики, предполагающая создание водородных кластеров, стимулирование инвестиций и увеличение экспорта водорода.
- Устойчивость к кризисам.
Необходимо разрабатывать системы, способные противостоять внутренним и внешним вызовам на энергетических рынках.
По итогам 2023 года энергетический комплекс России показал высокую степень стрессоустойчивости. Он достойно справился с вызовами, продолжил надёжно обеспечивать энергобезопасность страны и обязательства перед иностранными партнёрами.
Рассмотрим решения, которые помогают повысить устойчивость энергетики России к кризисам.Развитие Единой энергосистемы страны. Запущены масштабные проекты по обеспечению работы объединённых энергосистем Сибири и Востока, усилению межсистемных связей между объединёнными энергетическими системами Сибири и Урала. Запущена новая система перспективного развития электроэнергетики. Она направлена на оптимизацию строительства, модернизацию сетевой инфраструктуры и генерирующих мощностей. Повышается эффективность энергоснабжения удалённых и изолированных территорий. Для этого создают правовые и экономические инструменты для модернизации существующих и сооружения новых объектов генерации, а также определяют оптимальные договорные схемы взаимодействия потребителей и поставщиков электроэнергии.
Динамичное развитие атомной энергетики. Доля атомной генерации в общем энергобалансе — около 20%.
Кроме того, в конце февраля 2024 года Правительство РФ утвердило распоряжение, которое предусматривает реализацию новых инициатив по совершенствованию законодательства и устранению административных барьеров в рамках Национальной технологической инициативы «Энерджинет».
- Дефицит квалифицированных кадров.
Нехватка специалистов ощущается на всех этапах — от проектирования до инжиниринга, строительства и эксплуатации энергетических объектов. В 2024 году в энергетической отрасли в России продолжается усиливаться дефицит квалифицированных кадров. По оценкам Минтруда России, нехватка кадров в экономике до 2030 года составит порядка 2,5 миллиона человек.
Энергетике ежегодно требуется порядка 200000–300000 новых сотрудников, и сильнее всего она нуждается в инженерах и технических специалистах, которые готовы работать с современным оборудованием.
Некоторые причины кадрового дефицита: неблагоприятная демографическая ситуация, нежелание молодых людей работать в отрасли, несоответствие образования и навыков работников требованиям создаваемых рабочих мест.
Чтобы восполнить нехватку кадров, крупные компании активно сотрудничают с высшими и средне специальными учебными заведениями. Например, партнёрами группы «Россети» в сфере подготовки кадров являются более 300 вузов и средне специальных учебных заведений, расположенных более чем в 80 регионах присутствия компании. Также для подготовки инженеров нового поколения правительство с 2021 года реализует федеральный проект «Передовые инженерные школы». Сейчас они открыты на базе 30 университетов, а до конца 2024 года их число должно вырасти до 50.
Для достойного отпора на вызовы Запада, в энергетике России необходимы достижения технологического лидерства, создание единых стандартов и отраслевых заказов, переориентация энергетической логистики на восток, развитие энергосбережения, поиск оптимального ответа на глобальную климатическую повестку.
1. В России отменили модернизацию электростанции из-за санкций URL: https://lenta.ru/news/2024/09/20/otmena/ (дата обра-щения 28.10. 2024).
2. Коновалов, Ю.В. Развитие солнечной энергетики в России и мире / Ю.В. Коновалов, А.А. Козина // Вестник Ангарского государственного технического университета. 2015. № 9. – С. 156-160.
3. Чаронов, В.Я. Совершенствова-ние режима потребления электроэнергии на нефтедобывающих предприятиях / В.Я. Чаронов, Б.Н. Абрамович, В.П. Ганский, Ю.В. Коновалов, А.С. Логинов // Нефтяное хозяйство. 1988. № 7. – С. 7-9.
4. Konovalov, Y.V. Optimization of power supply system reactive power com-pensation at the oil field electrical substation / Y.V. Konovalov, D.N. Nurbosynov // 2017 International Conference on Industrial Engi-neering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2017 - Proceedings. electronic edi-tion. 2017. – С. 8076228.
5. Декарбонизация отраслей ТЭК: решение климатических задач без ущерба для энергобезопасности URL:https://energypolicy.ru/dekarbonizacziya-otraslej-tek-reshenie-klimaticheskih-zadach-bez-ushherba-dlya-energobezopasnosti/ business /2024/15/12/?ysclid=m2li1bv92320932039/ (дата обращения 28.10.2024)
6. Постановление от 9 сентября 2023 г. № 1473 URL: http://static.government.ru/media/files/xQ1UWgkZNLRiO9zNT6PTlnfK0EsXfxVS.pdf (дата обращения 28.10.2024).
7. Будущее водородной энергетики URL: https://repost.press/news/budushee-vodo-rodnoj-energetiki (дата обращения 28.10.2024).
