Банальность и особенности постановки проблемы

 

Будущее цивилизации определяют материальные и информационные революционные преобразования глобальной энергетики. Будущее России (идёт ли речь об удвоении ВВП или о борьбе с бедностью) требует современной постановки и решения вопроса об эффективности топливно-энергетического комплекса, а прежде всего – о получении электроэнергетикой и использовании потребителями электрической энергии. Для этого необходимо объективировать сущность и определить стратегические пути развития электротехники, электроэнергетики, электрики как отраслей экономики и объектов целевой деятельности. Нельзя не учитывать и осуществляемую реструктуризацию электроэнергетики, и то, что субъекты электроэнергетики (НИОКР и изготовители электротехнической продукции), и субъекты электрики несут ответственность за то, что энергоемкость ВВП в России в 2,5 раза выше, чем в США; в 3,5 раза – чем в Западной Европе, и в 6 раз – чем в Японии. В ходе более быстрого падения объемов производства по сравнению с объемами потребления электроэнергии за период с 1990 по 1996 гг. электроемкость ВВП увеличилась на 30 % и в настоящее время составляет 115 % от уровня 1990 г. В тоже время Энергетическая стратегия предусматривает весьма агрессивное снижение электроемкости в последующие 18 лет со средним темпом 2,4–3,7 % в год, что соответствует только нескольким годам из последнего десятилетия.

Выработка электроэнергии в РФ за 2003 г. составила 915 ТВтч (годовой рост 2,6 %) при потреблении 888,2 ТВтч (рост 2,9 %). Учитывая бóльший годовой рост экономики, составивший 7,3 %, налицо снижение энергоёмкости ВВП. Приведённые числа полезно сравнить с максимумом производства электроэнергии, достигнутым Россией в 1990 г. – 1074 ТВтч, минимумом 1998 г. – 812 ТВтч и вариантами энергетической стратегии России на период до 2020 г.: благоприятный (оптимистический) вариант развития – 1620 ТВтч и пониженный (пессимистический) – 1240 ТВтч (в годовом отчёте за 2002 г. располагаемая мощность ЕЭС России обозначена величиной 171,9 млн кВт. Умножив эту величину на 5600 часов использования, достигнутых в СССР, получим 962 млрд кВтч годового объёма производства энергии при полном отсутствии резерва мощности).

Следует отметить, что темпы роста электропотребления в России на рассматриваемую перспективу до 2020 г. предполагаются существенно ниже, чем в период выработки основных принципов формирования ЕЭС бывшего Советского Союза (1950-1965 гг.), когда фактический рост составил 5,6 раза, а к 1980 г. прогнозировалось увеличение ещё в 6 раз (до 3000 млрд кВтч). На период 2002-2020 гг. ИНЭИ РАН прогнозирует увеличение электропотребления от 1,2–1,4 до 1,5–1,8 раза. По отношению к 1990 г. это составляет всего 1,1 и 1,4 раза соответственно. Таким образом, прогнозируемые в России темпы роста примерно в 2–3 раза ниже, чем фактические в единой энергосистеме бывшего Советского Союза за период 1965–1985 гг. Максимально широко фантазируя и имея ввиду, что в некоторых развитых странах годовой прирост энергопотребления достигает 10 %, а в США при том росте, что сегодня, за ближайшие 100 лет энергопотребление должно вырасти в 100 раз, т.е. тенденции сохранятся, то через 200 лет человечеству потребуется в 1000 раз больше энергии, чем сегодня (на США сейчас приходится около 35 % энергопотребления планеты).

Невосполняемое выбытие генерирующих мощностей создаёт угрозу возникновения дефицита электроэнергии и стихийного роста тарифов, что в случае реализации такой угрозы подорвет основы экономического роста. Вводы генерирующих мощностей упали с 3,9 ГBт в 1990 г. до 0,6 ГВт в 2000 г. (в СССР вводили до 10 ГВт/год). Степень износа основных фондов составила 42 % в 1995 г. и 56 % в 2002 г. (называют и бόльшую величину). Оценки на основании данных о проектном ресурсе установленного оборудования свидетельствуют о вероятном росте выбытия мощностей в период 2006–2010 гг. (ежегодно отрабатываемый парковый ресурс: 5 по тепловым и 2 млн кВт на ГЭС; к 2010 г. выработает свой ресурс около 120 млн кВт на ТЭС, ГЭС и АЭС).

По оценке, ежегодный суммарный объем завышенных расходов в целом по всем организациям электроэнергетики составляет до 60 млрд. рублей (или 13% от суммарных расходов на электрическую и тепловую энергию). В текущих расходах доля статьи «прочие затраты» в общем объеме затрат выросла с 4 % в 1990 г. до 16 % в 2000 г., темп роста данного вида затрат за десять лет превысил темп роста иных затрат в 4,8 раза. Загрузка электростанций в отдельных регионах составляет менее половины установленной мощности. Неиспользуемый резерв мощности оценивается не более 10 ГВт, что, впрочем, меньше, чем объем мощностей, отработавших парковый ресурс (37 ГВт).

Эти и другие проблемы вынудили государство приступить к реорганизации электроэнергетики, прежде всего произвести разделение компаний, осуществляя разделение видов деятельности энергокомпании (unbundling), обеспечение выбора поставщике потребителем (retail wheeling), недискриминационный доступ к сетям (third party access), организацию свободных торгов (power exchange).

Реструктуризация электроэнергетики, надежно обеспечивающая качественной электрической энергией каждого потребителя по приемлемой стоимости единицы энергии (мощности), и создание условий, понуждающих потребителя к энергосбережению, проверяемому классическими, вероятно-статистическими и ценологическими методами – есть настоятельные ключевые социальные, экономические и технетические задачи. Они остро встали сейчас перед обществом, а необходимость их решения актуализирована вхождением России в постиндустриальное информационное общество, в глобализующийся техногенный мир. Но решение крупных государственных проблем электрификации в своей основе вольно или невольно предполагает, точнее, опирается на мировоззрение (пусть и неосознанное), которое ложится в основу политический решений.

Сейчас как тривиальность воспринимаются слова лауреата премии «Глобальная энергия» акад. А.Шейндлина, что «Современные малые энергетические установки имеют не меньшую эффективность, чем крупные; экономические параметры очень близкие», и что «В частности, от централизованного теплоснабжения – нашего увлечения, обусловленного плановостью советской экономики, - необходимо переходить к децентрализованным системам» (Итоги, 18 мая 2004 г.). Но, во-первых, эти утверждения для страны, региона, города следует обосновать математически (в данном случае – гиперболическим Н-распределением. Во-вторых, общественное сознание, включая научное, не созрело ещё до понимания обязательности определённого разнообразия, задаваемого законом информационного отбора для техногенного мира. Уместно напомнить, что ещё в 1973–1976 гг. именно эти идеи (о разнообразии и о соотношении «крупное-мелкое»), тождественные представлениям самоорганизации, были высказаны и отвергнуты вузовскими электроэнергетиками Москвы, Свердловска, Томска; что в 1994 г. диссертация Лоскутова А.Б. была на грани провала из-за позиции ряда членов Диссертационного совета МЭИ, отрицавших утверждение моего докторанта о целесообразности развития строительства в стране минизаводов на основе дуговых печей малой ёмкости (20 – 40 – 50 т); докторская Фуфаева В.В., полностью основанная на ценологических представлениях и прогнозирующая динамику электропотребления предприятий региона, активно отвергалась рядом членов Экспертного совета ВАК по энергетике и Диссертационного совета Санкт-Петербургского государственного технического университета. Наконец, нельзя не обратить внимание на монографию «Введение в технетику» и серию статей, касающуюся плана ГОЭЛРО, но остававшуюся долгое время без внимания.

Поэтому, ставя вопрос о Государственном плане рыночной электрификации России (ГОРЭЛ) следует осознать, что речь идёт о революционном изменении мировоззрения – о восприятии ценологического вúдения мира. Это непросто, и подтверждения истории многократны. Как было принять идею Коперника (что вокруг чего вращается), если все (все!) его физико-математические положения (их семь) оказались ошибочными. Великий Декарт на десятилетия затормозил распространение идей Ньютона, вслед за Аристотелем утверждая, что тело движется прямолинейно и равномерно, только если на него действует постоянная сила. И если ГОЭЛРО, вполне довольствуясь физической первой научной картиной мира Ньютона-Максвелла, нацелился сразу на создание и реализацию «большой» энергетики в виде ЕЭС (ОЕЭС), то ГОРЭЛ ставит целью обеспечить электрической энергией каждого гражданина Российской Федерации, живущего в пределах России, любое поселение и организацию вне зависимости от территориального расположения, размеров и функций. И здесь ключевые вопросы: что такое сегодняшний потребитель электроэнергии, когда без электричества невозможны производство и цивилизованный быт.

Прежде чем ответить на этот вопрос, приведём ставшие в последние годы модными некоторые общие положения, имея в виду не столько наш приоритет, сколько необходимость руководствоваться ценологическими количественными ограничениями на разнообразие и на соотношение «крупное–мелкое», которые на все эти положения накладывает закон информационного отбора (1976).

Необходимость изменений в способах генерации, распределения и доставки электроэнергии потребителям зрела на протяжении всей второй половины XX века. Проблемы возникали пропорционально росту населения, экономики, промышленному освоению новых районов и продвижению цивилизации в ранее необжитые места, породив дерегулирование и нарушения управляемости крупных сетей электроснабжения, охватывающих многие часовые пояса, огромные территории с высокой концентрацией производств и населения. Неравномерность нагрузки, скачки и пики всё труднее сглаживать даже самым современным системам диспетчеризации и управления. Ценологическая теория, всё ещё отсутствующая в учебниках по электрическим сетям и системам, указывает границы устойчивости при жёстком управлении (как того требуют теоретические основы электротехники) или вероятностном (сводящемся к Гауссу при расчёте режимов и устойчивости). Настораживают экологические проблемы, вызванные строительством и эксплуатацией крупных электростанций, которые не обеспечивают приемлемые норм выбросов.

Разбалансировка потребностей в электроэнергии по территории и времени приводит к возникновению экономической проблемы, связанной с трудно прогнозируемой (из-за особых свойств электроэнергии как товара) динамикой цен в течение суток. Из-за интенсивного развития экономики и социальной инфраструктуры экономические последствия особых свойств энергии–товара стали проявляться всё отчётливее, осложняясь проблемой надёжности электроснабжения (особенно для важных обектов).

Любое предприятие, производство, домохозяйство становится заложником действий энергоснабжающих и энергогенерирующих компаний, которые могут прекратить подачу энергии в любой момент по причинам, не связанным с данным конкретным объектом, а вызванных (пусть даже и обоснованными) спорами с другими объектами, которые подключены к той же линии электропередачи. Неблагоприятные воздействия факторов внешней среды (особенно характерные для России периодические отключения электроснабжения и неудовлетворительное качество энергии) делают актуальной задачу минимизации этой зависимости.

Таким образом, с одной стороны, стала очевидной необходимость изменения подхода к самой концепции  получения (генерации), передачи, распределения, использования электрической энергии; с другой – налицо малая известность математического аппарата гиперболических Н-распределений и ценологических представлений), единственного адекватного изменившемуся техногенному, информационному, социальному миру как единому и связанному с понятиями самоорганизации, фрактальности, хаоса, негауссовости.