Экономика предприятия электроэнергетики. Учебное пособие

ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

Деятельность предприятий является отличительной особенностью функционирования народного хозяйства в индустриально развитых странах. Независимо от организационно-правовых форм и названий именно на предприятиях осуществляется производство продукции и оказание услуг, происходит непосредственное соединение работников с вещественными факторами производства.

Действуя в качестве субъекта рыночных отношений, предприятие самостоятельно осуществляет свою деятельность, распоряжаясь результатами своего производственного процесса, полученной прибылью, оставшейся после уплаты налогов и других платежей.

Деятельность энергетических предприятий осуществляется в соответствии с общими законами рыночной экономики. Но вместе с тем специфические характеристики отрасли во многом определяют особенности их создания, функционирования и развития.

Чтобы понять процесс функционирования энергетических предприятий, полезно рассмотреть отрасль с точки зрения ее развития и современных физических и организационных характеристик. Поэтому в этой главе дается краткая история российской электроэнергетики. Затем будут рассмотрены физические характеристики отрасли, включая производство, передачу и распределение. В заключение будет рассмотрена организационная структура отрасли, а также формы и методы ее регулирования.

Этапы развития отечественной энергетики

В развитии энергетики страны можно выделить несколько этапов, каждый из которых характеризуется своими качественными особенностями. Это 1918-1930 гг., 1931-1940 гг., 1941-1945 гг., 1946-1959 гг., 1960-1985 гг., с 1986 г. и по настоящее время. Рассмотрим характерные особенности каждого из этих этапов [ 5,7,9 ].

Электрификация исторически началась с создания небольших электростанций на постоянном токе низкого напряжения (110-440 В) для освещения отдельных промышленных предприятий и их цехов, отдельных жилых зданий и учреждений или групп их в центральных районах городов, а затем частично и для силовых нужд. Незначительная мощность электростанции и использование постоянного тока низкого напряжения обусловливали весьма малые радиусы электропередачи.

В дальнейшем происходило соединение электрических сетей отдельных электростанций для параллельной работы. Вначале при этом ставились ограниченные задачи взаимного резервирования и повышения надежности электроснабжения. На этом этапе в крупных городах имелось множество отдельных электростанций разной мощности, и постепенно сети от них смыкались. Однако электростанции принадлежали разным владельцам, что вызывало трудности в отношении их параллельной работы. В первую очередь начали соединяться электростанции в пределах городов, принадлежащие одному владельцу — одной частной компании (в царской России компании, которые приобрели права на электроснабжение городов, большей частью были иностранные). Поэтому наряду с параллельно работающими электростанциями в крупных городах и промышленных центрах дореволюционной России, а также в СССР в довоенный и частично в послевоенный период находилось еще много изолированных электростанций, или, как их называли, блок-станций. Соединение первых электростанций для параллельной работы явилось прообразом энергетических систем. Первое соединение для параллельной работы с помощью более протяженных линий электропередачи электростанций, расположенных в разных территориально населенных пунктах, было осуществлено в России в 1914 г. путем объединения московских электростанций с электростанцией, расположенной в 76 км от Москвы, под названием «Электропередача». При этом была построена линия электропередачи 70 кВ. Это были лишь первые шаги в направлении развития энергетических систем.

Важнейшим этапом развития энергетики явилось принятие в 1920 году плана ГОЭЛРО, намного лет определившего тенденции развития энергетической базы страны. Планом предусматривалось скорейшее восстановление дореволюционного энергетического хозяйства, в том числе проведение мероприятий по реконструкции и увеличению мощности электростанций и по объединению их на параллельную работу. Основу же его составляла программа, рассчитанная на 10-15 лет и наметившая развитие всех отраслей народного хозяйства по районам страны, в том числе конкретный план развития всех отраслей промышленности и сооружения 30 новых крупных районных электростанций общей мощностью 1750 МВт. Суммарную мощность 20 вновь вводимых тепловых электростанций (ТЭС) планировалось довести до 1100 МВт, а 10 гидроэлектростанций (ГЭС) — до 640 МВт. План предусматривал значительное опережение темпов ввода генерирующих мощностей по сравнению с темпами развития промышленности. Также предусматривалось рациональное     размещение    промышленных  предприятий  и электростанций по территории страны.

Уже в начальном периоде выполнения плана ГОЭЛРО были созданы районные энергосистемы Москвы, Ленинграда, Донбасса и др., построены первые линии электропередачи 110 кВ (Москва — Кашира), 154 кВ (Днепр-Донбасс) и 220 кВ (Ленинград-Свирь).

Задания плана ГОЭЛРО по вводу энергетических мощностей были выполнены к началу 1931 г. Мощность электростанций к концу 1930 г. возросла в 2.5 раза, достигнув 2.875 млн кВт; выработка электроэнергии составила 8.37 млрд кВт·ч. В этот период были осуществлены большие качественные сдвиги в развитии отечественной энергетики: освоено напряжение 110 кВ, появились электростанции мощностью 100 МВт, мощность агрегатов достигла 50 МВт, давление пара с 1,2?1,6 МПа было поднято до 3 МПа, было положено начало теплофикации.
К концу выполнения плана ГОЭЛРО были сформированы крупнейшие для того времени энергосистемы: Мосэнерго, Донэнерго, Днепроэнерго, Ленэнерго, Уралэнерго и др. В 1935 г. Московская энергетическая система выработала свыше 4 млрд кВт·ч электроэнергии и заняла первое место в Европе, опередив крупнейшую в то время Рейнско-Вестфальскую энергосистему. К началу 1936 г. в нашей стране эксплуатировалось 1346 тыс. км линий электропередачи 35 кВ и выше. Через 15 лет, т. е. в 1935 г., план ГОЭЛРО был значительно перевыполнен по всем основным показателям развития народного хозяйства и его электроэнергетической базы. Валовая продукция промышленности выросла по отношению к 1913 г. более чем в 4 раза, а мощность электростанций — в 6.5 раза (6.9 млн кВт), производство же электроэнергии выросло в 13 раз (26.3 млрд кВт·ч). Было сооружено 40 районных ГРЭС вместо 30 по плану. СССР в 1935 г. обогнал по производству электроэнергии Англию, Францию, Италию и вышел на третье место в мире, уступая лишь США и Германии. За 1921-1940 гг. общая мощность электростанций увеличилась примерно в 10 раз.

В период Великой Отечественной войны было разрушено свыше 60 крупных электростанций, почти половина всех линий электропередачи высокого напряжения. Установленная мощность электростанций снизилась до уровня 1933 г. Однако и в тот трудный период продолжалось энергетическое строительство. За период 1942-1944 гг., главным образом в восточных районах страны, было введено 3.4 млн кВт новых мощностей. Большое развитие получили районные энергосистемы Урала, Сибири, Узбекистана и Караганды. Доля восточных районов в суммарном производстве электроэнергии  возросла с 22 % в 1940 г. до 48.5 % в 1945 г. Уже в 1946 г. мощность электростанций страны достигла довоенного уровня. В 1947 г. наша страна по производству электроэнергии вышла на первое место в Европе и второе в мире (после США).

Характерной особенностью развития энергетики первых послевоенных пятилеток является широкое развитие энергосистем и создание первых трех мощных объединенных энергосистем (ОЭС) Юга, Центра и Урала. Вводом в строй линий электропередачи Волжская ГЭС-Москва началось   освоение для  передачи  электроэнергии напряжением   400-500 кВ. В дальнейшем эти линии соединили ОЭС Центра с объединенными энергосистемами Урала и Средней Волги. Тем самым было положено начало формированию Единой энергосистемы европейской части СССР (ЕЕЭС СССР).

Начало 60-х годов характеризуется переходом к качественно новому уровню развития энергетики. На тепловых электростанциях началось в широких масштабах внедрение блочных схем компоновки основного оборудования при одновременном повышении параметров пара. Был осуществлен переход к серийным блокам мощностью 150 и 200 МВт на давление пара 13 МПа. В 1960-1965 гг. было установлено 108 таких блоков. В 1963 г. появились первые блоки мощностью        300 МВт при давлении пара 24 МПа. Уже в восьмом пятилетии эти блоки стали основным типом оборудования на новых мощных ГРЭС. В течение 60-х годов были созданы опытные образцы более мощных блоков (500 и 800 МВт), которые позднее и начали входить в эксплуатацию как серийное оборудование. Началось широкое строительство электростанций мощностью более 1 млн кВт. К 1970 г. 30 ТЭС достигли этой мощности, а 5 из них имели мощность 2.4 млн кВт. В эти же годы получила дальнейшее развитие теплофикация. На теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) с 1972 г. вводятся в эксплуатацию крупнейшие теплофикационные турбоагрегаты мощностью 250 МВт. Этот период характеризовался дальнейшим развитием гидроэнергетики. Были построены или начали строиться крупнейшие в мире ГЭС. Так, в 1971 г. была введена в строй на полную мощность 6 млн кВт Красноярская ГЭС имени 50-летия СССР, вступила в строй Усть-Илимская ГЭС на р. Ангаре проектной мощностью 3.6 млн кВт, развернулось строительство Саяно-Шушенской ГЭС на р. Енисее мощностью 6 млн. кВт и ряда других. Всего в 1971-1975 гг. в стадии строительства находилось 44 гидроэлектростанции, в работе — 59 станций этого типа мощностью 100 МВт и более. Общая мощность ГЭС на конец 1975 г. составила 40.5 млн кВт. Все большее значение в энергетическом балансе страны начинают играть атомные электростанции (АЭС). Первая в мире станция этого типа Обнинская АЭС мощностью 5 МВт была введена в строй еще в 1954 г. В 1964 г. были введены  Белоярская и Нововоронежская АЭС мощностью соответственно 100 и 210 МВт. В 1971-1980 гг. было начато осуществление программы строительства АЭС. В 1971-1975 гг. находились в эксплуатации и на стадии строительства 13 атомных электростанций. В 1975 г. завершено строительство первой очереди одной из крупнейших в мире Ленинградской АЭС проектной мощностью 2 млн кВт с реакторами типа РБМК-1000. С 1973 г. в Казахстане работает Шевченковская АЭС с реактором на быстрых нейтронах типа БН-350. В эти годы начато строительство целого ряда АЭС мощностью от 2 до 6 млн кВт с реакторами типов РБМК и ВВЭР единичной мощностью 1000 МВт.

К началу 70-х годов было завершено формирование ЕЕЭС СССР. Присоединение к ней в 1972 г. ОЭС Казахстана положило начало созданию электрических связей между ЕЕЭС СССР и ОЭС восточных районов страны. Установленная мощность электростанций ЕЭС СССР на конец 1975 г. составила 153.1 млн кВт, а выработка электроэнергии превысила 780 млрд кВт·ч. Производство электроэнергии во всех 11 ОЭС страны в 1975 г. составило около 1000 млрд кВт·ч, или более 95 % общей выработки.

В настоящее время российская электроэнергетика — крупнейший в мире комплекс, включающий около 600 тепловых, более 100 гидравлических и 9 атом­ных электростанций [11].
Суммарная установленная мощность электростанций России соста­вила на конец 1995 г. 215 млн кВт. В табл. 1.1 приведена струк­тура генерирующих мощностей [2].

Установленная мощность электростанций, входящих в Единую энергосистему России, составила на это же время 192 млн кВт, или около 90 % всех генерирующих мощностей.

Системообразующая сеть ЕЭС России сформирована электрическими сетями напряжением 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ общей протяженностью более 148 тыс. км.

Таблица 1.1
Структура установленной мощности электростанций, млн кВт

В 1995 году было произведено 843.2 млрд кВт·ч электро­энергии, или 79 % от уровня 1990 г. В структуре производства электроэнергии (табл. 1.2) доля выработки на гидравлических и атомных электростанциях составила около одной трети [2].

Для электроэнергетики России характерно использование агре­гатов большой единичной мощности: 200, 250, 300, 500, 800 МВт — на крупных тепловых электростанциях, до 640 МВт на гидроэлектростан­циях и реакторных энергоблоков по 440 и 1000 МВт на атомных электростанциях.

По ряду важнейших технических направлений — масштабам электрификации, концентрации мощности на тепловых и гидравлических электростанциях, развитию теплофикации, уровню применяемых напряжений и мощности энергообъединений — Россия занимает передовые позиции в мире.

В России действуют 54 электростанции единичной мощностью 1000 МВт и более, в том числе тепловых — 35, гидравлических -12, атомных -7.

В структуре установленной мощности преобладают тепловые электростанции (ТЭС), которые вырабатывают около 70 % всей производимой в стране электроэнергии и обеспечи­вают 45 % потребности страны в тепловой энергии.

Таблица 1. 2
Производство электроэнергии, млрд кВт·ч

В стадии строительства находятся такие крупные ТЭС, как Березовские ГРЭС-1 и ГРЭС-2 проектной мощностью по 6400 МВт, Нижневартовская  ГРЭС — 3200 МВт. Мощность Пермской ГРЭС планируется довести до 4800 МВт.

На современных ТЭС применяются крупные энергоблоки мощностью 150…800 МВт, которые характеризуются высокой экономичностью при номинальных и частичных нагрузках; практически полным сгоранием различных, в том числе и низкосортных, твердых топлив; высокой на­дежностью и готовностью к работе с длительными сроками эксплуатации — до 250 тыс. ч и более. Крупнейший энергоблок с одновальной турбиной мощностью 1200 МВт успешно работает на Костромской ГРЭС с 1980 г.
Единая энергетическая система России — крупнейшее в мире централизованно-управляемое объединение. В ЕЭС России действуют 7 территориальных объединенных энергетических систем : Центра, Средней Волги, Северного Кавказа, Северо-Запада, Урала, Сибири; изолированно от ЕЭС работает ОЭС Востока [2]. В составе Объединенных энергосистем работают 85 районных энергосистем (АО-энерго), из них 72 входят в ЕЭС. Параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы Украины, Казахстана, Закавказья, Белоруссии, Балтии. Через энергосистемы Белоруссии и Украины параллельно с ЕЭС России работают энерго­системы стран-участниц ЦДУ (бывшей энергосистемы «Мир»). Параллельно, но не синхронно с ЕЭС (через вставку постоянного тока) работает энергосистема Финляндии, входящая в энергообъеди­нение стран Северной Европы. Экспорт электроэнергии от ЕЭС России осуществляется также в Норвегию, Монголию, Китай [11].

ЕЭС России в границах 1995 г. сформирована в основном линиями электропередачи напряжением 220-750 кВ и 1150 кВ, в том числе:

1150 кВ — 507 км,
750 кВ — 2604 км,
400…500 кВ — 33722 км,
330 кВ — 9744 км,
220 кВ — 82735 км.

Общая протяженность линий электропередачи ЕЭС России напря­жением 110 кВ и выше превышает 400 тыс. км [11] .

Управление технологическими процессами производства, передачи и распределения электроэнергии осуществляется многоуровневой системой диспетчерского управления и комплексом устройств автоматического управления нормальными и аварийными режимами.

Структура диспетчерского управления ЕЭС России включает в себя:

1.  центральное диспетчерское управление (ЦДУ) ЕЭС России;
2.  объединенные диспетчерские управления (ОДУ) ЕЭС России;
3.  центральные диспетчерские службы (ЦДС) районных энергосистем;
4.  пункты управления предприятиями электрических сетей (ПЭС);
5. оперативно-выездные бригады.

В целях повышения эффективности диспетчерского управления на базе современных средств вычислительной техники передачи и отображения информации созданы автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ).
Поддержание качества электроэнергии обеспечивается средствами автоматики нормального режима:

1.  автоматического регулирования частоты и активной мощности;
2. автоматического регулирования напряжения и перетоков реактивной мощности.

Следует отметить, что за последние годы произошло некоторое ухудшение экономических показателей работы электроэнергетической отрасли. Так, например, удельный расход условного топлива на 1 кВт·ч отпущенной электроэнергии в 1995 г. увеличился по сравнению с 1993 г. на 11.8 %, а потери электроэнергии в электрических сетях увеличились с 8.95 % в 1993 г. до 10.34 % в 1995 г.(табл.1.3).

Таблица 1.3
Изменение удельных расходов топлива и относительных потерь электроэнергии в электрических сетях [ 2 ]

Одной из основных причин снижения экономичности работы отрасли и снижения качества поддержания частоты в ЕЭС России за период 1991-1995 гг. явилась проблема неплатежей потребителей за отпущенную электрическую энергию, что обострило проблему топливоснабжения тепловых электростанций, дефицит инвестиций, отсутствие средств на реконструкцию и техническое перевооружение энергетических предприятий.

С распадом Советского Союза и возникновением общеэкономического кризиса стали проявляться серьезные негативные явления в топливно-энергетическом комплексе, который играет особую роль в народном хозяйстве России, обеспечивая в наших климатических условиях жизнедеятельность страны. Без продукции топливно-энергетического комплекса невозможно функционирование всех без исключения звеньев народного хозяйства. Топливно-энергетический комплекс обеспечивает 40 % бюджетных поступлений и свыше половины выручки от экспорта. Примерно треть всех производственных фондов промышленности России составляют предприятия топливно-энергетического комплекса. По оценкам Мирового энергетического совета до 40 % всего энергетического потенциала мира приходится на ресурсную базу России.

Чтобы не позволить негативным процессам в ТЭКе развиться до критического уровня, под эгидой Министерства топлива и энергетики разработана и одобрена Правительством Российской Федерации комплексная топливно-энергетическая программа на период до 2010 г. «Энергетическая стратегия России» [11].

Разработка Энергетической стратегии России является очередным этапом формирования новой энергетической политики страны. Пер­вый этап — разработка концепции энергетиче­ской политики России в новых экономических условиях — завершился в 1992 г. В 1993 году подготовлены Основные положения Энергетической стратегии России.
Сохраняя определенную преемственность с энергетическими программами бывшего Советского Союза, Энергетическая стратегия Рос­сии коренным образом отличается от них, поскольку исходит из новой геополитической ситуации и развития рыночных отношений в экономике России, а также новых функций федеральных органов и субъектов федерации в соответствии с Конституцией России.

Энергетическая стратегия России, опираясь на методы ситуационного анализа, определяет и ранжирует цели, приоритеты, направления и средства структурной, региональной и технологической политики развития топливно-энергетического комплекса ( ТЭК) страны, исходя из общих интересов экономики и социальных приоритетов энергоснабжения потребителей. Она ставит целью обеспечить в перспективе достижение среднеевропейских по уровню потребления и экологической безопасности условий жизни населения, делая упор на комплексное решение проблем энергообеспечения регионов России и наполняя новым содержанием прогнозы развития отраслей ТЭКа : определение объемов производства с учетом платежеспособного спроса на продукцию и его роста по мере выхода экономики страны из кризиса; инвестиционные программы с упором на источники финансирования; ценовая и налоговая политика; приватизация, разгосударствление, изменения в структуре управления; взаимоотношения между Россией и странами СНГ, с российскими и иностранными инвесторами; предложения по совершенствованию законодательства и другие.

Таким образом, Энергетическая стратегия России фокусирует свое внимание не на определении параметров процесса развития ТЭКа страны, а на формировании среды и условий, при которых этот процесс развивался бы в нужном направлении.

Основными целями Энергетической стратегии можно считать :

1. существенное снижение техногенной нагрузки топливно-энергетического комплекса (ТЭК) на окружающую среду;
2. сохранение и укрепление энергетической независимости России, использование энергетических систем как важнейших средств инте­рации регионов России и стран СНГ;
3. радикальное уменьшение использования материальных, трудовых и природных ресурсов на обеспечение нужд общества в энергии.

В отличие от прежней ориентации на крупно­масштабное наращивание производства энер­гетических ресурсов, высшим приоритетом Энергетической стратегии является повышение эффективности энергопотребления и энерго­сбережение.

Новая структурная политика в области электроэнергетики на ближайшие 10-15 лет означает:

1. увеличение доли природного газа в суммарном производстве энергетических ресурсов и расширение его использования в экологически неблагоприятных промышленных центрах и для газификации села;
2.  дальнейшее развитие электрификации за счет экономически и экологически обоснованного использования ТЭС, АЭС, ГЭС и нетрадиционных возобновляемых видов энергии;
3.  повышение безопасности и надежности действующих энергоблоков АЭС первого и второго поколений; освоение энергоблоков АЭС третьего поколения повышенной безопасности, включая реакторные установки малой мощности.

Новая техническая политика в области энергетики ориентируется в следующих направлениях :

1.  коренное повышение экономической и энергетической эффективности всех стадий добычи, преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов;
2.  отказ от чрезмерной централизации энергоснабжения и эффективная деконцентрация источников энергии с приближением их к потребителям энергии;
3.  экологическая и аварийная безопасность источников энергии и надежность энергоснабжения потребителей;
4. разработка качественно новых технологий и технических средств для устойчивого развития энергетики: экологически чистых угольных и безопасных атомных электростанций, эффективных технологий использования новых источников энергии и т. д.

Главным средством достижения целей и реализации приоритетов Энергетической стратегии является формирование энергетического рынка, контролируемого государством с помощью:

1. ценовой и налоговой политики, обеспечивающей ликвидацию перекосов цен на энерго­носители и другие товары при постепенном переходе к ценам на топливо, соответствующим в качестве верхнего предела структуре цен мирового рынка, а нижнего — ценам са­мофинансирования предприятий;
2.  последовательной политики формирования конкурентной среды в энергетике путем со­здания полноценных хозяйственных субъектов рынка и рыночной инфраструктуры;
3. совершенствования законодательства и раз­работки достаточно полной системы норма­тивных актов в виде Энергетического кодекса Российской Федерации, регулирующих взаимоотношения субъектов энергетического рынка между собой, с органами государст­венного управления и общественностью.

В рамках контролируемого рынка государство должно обеспечить:

1.  создание системы стимулов и условий для энергосбережения и повышения эффективности производства и использования энер­гии;
2.  дерегулирование экспорта энергоресурсов и импорта энергетического оборудования и материалов при сохранении эффективного государственного контроля за соблюдением интересов страны;
3.  проведение активной инвестиционной политики путем создания условий для самофинансирования топливно-энергетических предприятий и расширения круга отечественных и иностранных инвесторов при минимизации бюджетных капитальных вложений.

Энергетическая стратегия предусматривает разграничение порядка управления энергетикой в центре и на местах. Федеральные государственные органы в директивном порядке осуществляют контроль за деятельностью федеральных энергетических систем и атомной энергетикой, управляют стратегическими запасами энергетических ресурсов; разрабатывают стандарты и нормативы безопасности и эффективности ра­боты энергетических объектов и установок, организацию государственного надзора за их соблю­дением; ведут лицензирование экономической деятельности субъектов ТЭКа; регулируют деятельность естественных монополий на основе законодательной и нормативной базы, а также путем владения акциями компаний и акционер­ных обществ.

К совместному ведению федеральных органов и субъектов Российской Федерации относятся: лицензирование деятельности предприятий по освоению месторождений природных ресурсов, предприятий, действующих в составе федеральных энергетических систем, а также объектов атомной энергетики; определение условий лицензирования деятельности энергетических предприятий, ответственных за надежное топливо- и энергоснабжение потребителей и контроль за соблюдением выданных лицензий; организация энергоснабжения в условиях чрезвычайных обстоятельств.

В исключительном ведении субъектов Российской Федерации находятся: порядок функционирования объектов, не входящих в состав федеральных энергетических систем; выдача лицензий на строительство новых и расширение действующих топливно-энергетических объектов и отвод земель для них; принятие дополнительных требований к экологической безопасности и энергоэффективности объектов, расположенных на подведомственной территории.

Федеральные органы не вмешиваются в хозяйственную деятельность энергетических предприятий в регионах за исключением чрезвычайных обстоятельств, предусмотренных законодательством Российской Федерации и ее субъектов.

Успешная реализация Энергетической стратегии обеспечит не только эффективное, устойчивое и надежное энергоснабжение народного хозяйства России, но, главное, решающим образом ускорит экономическое возрождение страны и повышение жизненного уровня населения.

Интенсивное энергосбережение, эффективный экспорт энергоресурсов в дальнее и ближнее зарубежье, аккуратная инвестиционная политика в топливно-энергетических отраслях и продуманная ценовая политика в энергетике будут важнейшим средством повышения благосостояния населения и полноценного включения России в международное разделение труда не только в сырьевой сфере, но и в области наукоемких производства и технологий.