О плане электрификации России

В статье обоснована необходимость разработки новой программы электрификации России (ГОРЭЛ), которая по масштабам и важности превзойдет  известный план ГОЭЛРО, принятый в 1920 году. Цель программы — новый подход к инвестиционной политике, снижение инфляции, а в конечном счете — ускорение темпов развития России и обеспечение ее энергетической безопасности.

Борис КУДРИН
О плане электрификации России
"Экономические стратегии", №3-2006, стр. 30-35

Кудрин Борис Иванович — д.т.н., проф. Московского энергетического института (Технического университета), генеральный директор ООО «Технетика», главный редактор журнала «Электрика».

Как известно, ядром концепции индустриализации СССР был Государственный план электрификации, принятый в 1920 г. Основными положениями ГОЭЛРО руководствовались все годы советской власти, в частности в период экстенсивного развития промышленности (конец 1950-х – начало 80-х гг.). По традиции, на него опираются и сейчас.

Но состоялась ли электрификация "по ГОЭЛРО"? Выделим три этапа реализации плана. Первый связан с созданием государственных ТЭЦ (ГРЭС) и ликвидацией кулачества (с 1929 г. уничтожено до 1 млн мельниц и частных источников электроэнергии суммарной мощностью до 10 млн кВт). Второй – со строительством крупных электростанций, образованием ЕЭС, подключением колхозов к государственным сетям, организацией каждым обкомом КПСС собственной энергосистемы. Это привело к уничтожению до 6,6 тыс. электростанций мощностью от 100 до 10 000 кВт (по стране – до 5 млн кВт), нанесло удар по сельской интеллигенции (инженеры-электрики стали не нужны вместе с женами – учителями и врачами). Появился термин "неперспективная деревня". Под обязательство подвести электроэнергию к каждой розетке, двигателю, коровнику на третьем этапе реализации плана энергосистемы получили право выдвигать каждому потребителю технические условия на присоединение, запрещать потребителям сооружение собственных генерирующих мощностей. В результате на сегодняшний день мы имеем полный монополизм электроэнергетики, несовместимый с рыночными условиями, а потому с неизбежностью приведший к реструктуризации.

Сегодня большая часть территории страны (это видно из космоса) – без электричества. Речь идет не только об отдаленных и северных районах, поселениях Центра, Северо-Запада, Урала, Сибири. Это города и поселки, питающиеся от одной ЛЭП (дважды после 1997 г. "гасло" даже Сочи) и отключаемые планово или аварийно: из-за грозы, ветра, гололеда, схода лавин, наезда транспорта на опору. Любой житель "электрифицированной" глубинки может рассказать о "низком качестве" электроэнергии, внезапных и продолжительных ее отключениях.

Системы электроснабжения сельских районов с напряжением 0,38-110 кВ имеют общую протяженность около 2,3 млн км, в том числе воздушные линии с напряжением 6-10 кВ – 1184 тыс. км, воздушные линии с напряжением 0,38 кВ – 826 тыс. км. В эксплуатации находится около 500 тыс. трансформаторных пунктов с напряжением 6-35/0,4 кВ, построенных в 1960-е гг., когда был взят курс на удешевление стоимости сетей. Фактические гололедно-ветровые нагрузки во многих районах превышают те, на которые были рассчитаны ЛЭП. Результат – массовые и продолжительные отключения. Половина сельских сетей находится в неудовлетворительном техническом состоянии. Протяженность сетей воздушных линий с напряжением 6-10 кВ значительно больше оптимальной длины 8-12 км (13,3% сетей – более 25 км, 2,2% сетей – более 50 км). В еще большей степени это относится к сетям с напряжением 0,4 кВ. Поэтому в сельской местности перерывы в электроснабжении сегодня составляют 70-100 ч в год (в развитых странах – 7-10 ч/год). 35% сельских потребителей не обеспечивается напряжение – вечерами оно падает до 190-200 В, несимметрия по фазам в сетях с напряжением 0,4 кВ доходит до 50%.

Без электрификации нельзя быстро решить проблему бедности сельского населения, а это 39 млн россиян. По официальным данным, с 1989 г. за 13 лет в России было упразднено 11 тыс. поселений, еще в 13 тыс. деревень и поселков сейчас никто не живет; свыше 40 тыс. поселков – без связи. Маленькие деревни (с населением 11-50 чел.) обречены. Уровень заработной платы в сельском хозяйстве близок к прожиточному минимуму (вследствие этого до половины селян живет за чертой бедности). Исправить положение может расширение товарности сельскохозяйственного производства, что невозможно без широчайшего использования электроэнергии.

За 2001-2003 гг. доля населения с доходом ниже прожиточного минимума по стране снизилась на 8,5%, достигнув 20,4%. Но и это очень много, поэтому Президент РФ поставил задачу уменьшить данный показатель до 10%, т.е. до уровня развитых стран. Еще В. Парето в работе Cours d’economic politique (1897 г.) сделал следующий вывод: 10% наиболее богатых (первый дециль) должны быть лишь в 10 раз богаче 10% самых бедных (десятый дециль); только в этом случае возможно оптимальное устойчивое развитие общества. Соотношение 10 : 1 – ценологическая, скажем так, константа, которая не выдерживалась планом ГОЭЛРО все 80 лет при сооружении генерирующих мощностей. Таким образом, мы можем отрицательно ответить на поставленный вопрос: электрификация страны не состоялась.

Не электрифицированные районы – это районы без будущего, а без их освоения нет будущего и у России. Системные ЛЭП 110-750 кВ, действующие и создаваемые Федеральной сетевой компанией, не обеспечат полной электрификации, в том числе и из-за проблем с трансформацией и распределением. "Непростая линия" ЛЭП-500 кВ сечением 540 кв.мм "Саяно-Шушенская ГЭС – Новокузнецк", проходящая над Горной Шорией, не запитала (да и не может этого сделать) ни одного стойбища, ни одного из возможных приютов на туристических тропах этой Кузнецкой Швейцарии. Гигант электроэнергетики решает вопросы электроснабжения гигантов, оставляя без электричества отдельные отдаленные хозяйства, бывшие леспромхозы и колхозы.
В 1999 г. лишь 14 регионов РФ из 72 потребили свыше 15 млрд кВт/ч каждый, а годовой объем электропотребления на Братском алюминиевом заводе составляет 16,4 млрд кВт/ч при среднегодовой заявленной мощности 1879 МВт (по плану ГОЭЛРО – 1750 МВт; 8,8 млрд кВт/ч), на Красноярском соответственно 14,8 и 1680. И что на этом фоне какое-то отдаленное поселение или установка ветряка мощностью 5 кВт? Богучанская ГЭС решит, конечно, проблемы алюминиевой промышленности, но не коренного населения.

Прежде чем сформулировать предложения, касающиеся стратегии развития России, рассмотрим вкратце ценологические представления и те фундаментальные законы, в рамках которых функционирует наше (и любое другое) общество. Для целей управления из окружающего мира выделим сообщество (ценоз) и определим образующие его элементы – единицы-штуки-особи. Пренебрегая причиной появления каждой единицы в ценозе, ее связями, состоянием и др., будем исследовать лишь структуру, опираясь на видовой и ранговый Н-анализ (используя гиперболические Н-распределения). Примеры: Российская Федерация – сообщество регионов, каждый из которых характеризуется определенными параметрами (площадью, населением, электропотреблением и др.); город как ценоз представляют школы, больницы, автотранспорт. Отрасль (регион) – сообщество предприятий, ценологически описываемых объемом производства, удельными расходами ресурсов ("большая энергетика" – турбинами электростанций – табл. 1; металлургия – составом прокатных станов). Завод – сообщество изделий разных семейств, в частности электродвигателей. Квартира – ценоз вещей.

Таблица 1. Разнообразие установленных турбин электростанций

Структурные Н-исследования ценозов предполагают: 1) для дискретных величин возможность применения видового Н-распределения при отнесении каждой единицы к определенному виду, марке, модели и возможность осуществления подсчета количества штук-особей каждого вида (сама по себе эта операция несложна и не затратна); 2) для объектов-единиц, выделяемых по параметру, – применение рангового Н-распределения. Теоретически доказано и статистически подтверждено, что структура ценоза, описываемая видовым Н-распределением, характеризуется тем, что 40-60% всех видов, входящих в ценоз, относится к уникальным, редким (рис. 1). Они образуют своеобразную группу – ноеву касту. Численность входящих в нее штук-особей не превышает, однако, 5-10% общего числа единиц ценоза. Другая критическая область – саранчева каста, образованная стандартными, массовыми, ординарными особями, которых 40-60% от общего количества, но от числа видов ценоза это лишь 5-10%. Для рангового Н-распределения по параметру 10% объектов-единиц (первый дециль) должны располагать большим в 10 раз ресурсом, чем последние 10% (десятый дециль). Эти ценологические представления положены нами в основу дальнейших рассуждений. Для России по любому из параметров: по электропотреблению (рис. 2), доходам, обеспеченности жильем и др. это соотношение всегда нарушается в пользу Москвы.

Рисунок 1. Ценологические ограничения по разнообразию (гармоничность Н-разнообразия)

Рисунок 2. Упрощенная схема системы электроснабжения промышленного предприятия

Тривиальны, например, утверждения о чрезмерном расслоении общества, о недостаточном развитии малого бизнеса. Но что предлагается? Какую цель ставит общество перед государством? Полное равенство доходов по регионам, а в регионах – равенство доходов граждан? Равное потребление? Отмену всех и всяческих привилегий в социальной сфере, на государственных и частных предприятиях, при предоставлении услуг? Однако это практически нереализуемая задача. Если социальное расслоение неизбежно при любом общественном строе и форме государства, то важно выяснить: 1) каков максимальный уровень неравенства, за которым следует ожидать социальной нестабильности с непредсказуемыми последствиями; 2) есть ли оптимальный уровень социального неравенства, а если да, то каков он; 3) каково то минимальное различие в доходах, при котором складывается благоприятный инвестиционный климат.
Возвращаясь к электрификации, напомним, что Федеральный закон "Об электроэнергетике" определил понятия "субъект электроэнергетики" и "потребитель электрической энергии". Но в Законе отсутствует классификация потребителей. Их уравняли, и это основной недостаток Закона, который усугубило Постановление Правительства РФ от 07.12.2004
№ 861, действующее с 2005 г. Однако фактически потребители существенно различаются и с социальной, и с технической точек зрения: из 50 млн абонентов 90% питается от сети с напряжением 0,4 кВ; 9% – от трансформаторов с напряжением 10(6)/0,4 кВ; 0,9% – от собственных распределительных подстанций с напряжением 6-10 кВ. Наконец, 0,1% – это крупные потребители, получающие электроэнергию с напряжением 35-330 кВ и контактирующие непосредственно с АО-энерго, генерацией, федеральными и региональными сетевыми компаниями, сетевым оператором.

Обычно при расчетах стоимость 1 кВт генерирующей мощности принимают равной 1000 долл. США. И если для хозяев элитного коттеджа, имеющего трансформатор с напряжением 10/0,4 кВ, или для алюминиевого гиганта, готового вложить 1 млрд долл. в достройку Богучанской ГЭС, эта цена приемлема, то для начинающего малый бизнес предприятия, а тем более для пенсионерки она слишком велика. В Постановлении № 861 о правилах доступа потребителей электрической энергии к услугам субъектов электроэнергетики не говорится о том, что электроснабжающая организация должна за свой счет строить подстанции и сети, устанавливать счетчики, чтобы обеспечить потребителя электроэнергией в соответствующем объеме, как это делается во всем мире.

Закон "Об электроэнергетике" снял запрет на строительство потребителями собственных источников электрической и тепловой энергии для обеспечения собственных потребностей. Это дает возможность наряду с традиционным топливом использовать возобновляемые источники энергии и ведет к изменению концепции электрификации, решая проблемы энергоснабжения городов с населением до 10-30 тыс. жителей и огромной массы небольших предприятий. Появление небольших электростанций и источников, работающих на ветре, солнечной энергии, геотерме, различных вторичных ресурсах мощностью до сотни киловатт, и в глубинке, и, как показал опыт, в мегаполисах может изменить подход к электрообеспечению. Проще говоря, теперь появляется возможность обеспечить ценологическое соотношение мощностей для каждого региона (и для России в целом). Если решено построить (или уже построен) генератор
1 млн кВт, то должно быть 10 генераторов по 100 тыс. кВт, 100 генераторов по 10 тыс. кВт и далее, вероятно, до 1 млн источников по 1 кВт каждый. Создаются объективные условия для разработки и утверждения на высшем уровне Государственного плана рыночной электрификации России (ГОРЭЛ). В дополнение к регулируемой государством рыночной в своей основе реструктуризации электроэнергетики в плане должна быть предусмотрена программа обеспечения электроэнергией всей территории РФ (включая отдаленные поселения и мелкое производство), а также структурная перестройка генерирующих мощностей крупных городов, включая такой мегаполис, как Москва. Концептуально такая программа не может не опираться на ценологические критерии инвестиционного строительства, поддержания, вывода генерирующих мощностей и сетей по России в целом и по отдельным регионам.

Сформулируем концептуальную основу ГОРЭЛ.
1. Осуществление энергетического (и иного) строительства на основе единства федеральных законов и подзаконных актов, каждый из которых должен проверяться с ценологической точки зрения в части соблюдения баланса прав пары "субъект электроэнергетики – потребитель".
2. Введение антимонопольного регулирования гигантов производства, стимулирование малой генерации, в том числе и в сфере услуг; обеспечение прозрачности ранжирования мощностей, общих и удельных расходов электроэнергии по регионам, отраслям экономики, стране в целом для объективной оценки результатов нормирования, расходов энергоресурсов, энергосбережения.
3. Выстраивание ценологического соотношения "крупное – мелкое" в сооружении генерирующих мощностей потребителей и в развитии энергоснабжающих организаций на основе распределенных сетей потребителей.
4. Реструктуризация градообразующих гигантов, породивших экологические и социальные проблемы; восстановление по всей стране крепких ("кулацких") хозяйств и "кулачества" как класса, замена концепции интенсификации электросетевого строительства концепцией децентрализованного энергоснабжения промышленности, ЖКХ, необжитых и малообжитых территорий. Необходимо обеспечить заявительный способ подключения возобновляемых источников.
5. Темп роста ВВП должен опережать темп электрообеспечения; стратегию инвестиций следует разрабатывать с учетом энергосбережения; реализовать децентрализацию потребителей на различных уровнях системы электроснабжения при обеспечении автономности части электропотребления в чрезвычайных ситуациях.

Конкретизируем и "приземлим" изложенное. Для городов, особенно крупных, следует разработать локальные планы ГОРЭЛ, предусматривающие:
1. Ревизию всех объектов, на которых по действующей нормативно-технической документации должны быть установлены независимые от энергосистемы источники питания. Это административные и режимные организации, объекты инфраструктуры, прежде всего связь, транспорт, водоснабжение, высокие и высотные здания (сооружения), объекты образования, здравоохранения, культуры и спорта, сфера услуг и торговли.
2. Строительство парогазовых и иных районных (квартальных) генерирующих источников и когерентных установок (в том числе крышных) на традиционных видах топлива единичной мощностью 1-6-24 МВт.
3. Законодательное стимулирование лизинга и льготного кредитования сооружения объектов, использующих солнечную (в Германии реализована программа "10 тыс. крыш": в 2004 г. установлено 20 тыс. солнечных батарей суммарной мощностью 200 МВт) и геотермальную энергию, в парках возможна установка ветряков, а на реках – бесплотинных "утопленных" генераторов.
4. Муниципальный учет всех возможных вторичных ресурсов (в том числе мусора), а также использование перепада давлений и температур, различий в графиках работы котельных.
5. Разработку стратегии развития энергообеспеченности города, прогнозирование величины расхода электроэнергии и мощности на средне- и долгосрочную перспективу, структурно-топологический ценологический мониторинг и оценка параметров электропотребления максимально возможного количества потребителей, определение норм и результатов энергосбережения.

Применительно к регионам (областям) задача разбивается на две относительно независимые: 1) обеспечение тепловой и электрической энергией городов и крупных (средних и мелких) промышленных и иных объектов. Здесь прежде всего необходима ревизия всех источников энергии (электростанций и котельных), а затем ценологический анализ, который позволил бы установить, что нужно для энергетической самодостаточности; 2) проблема глубинки.

Здесь мы говорим не столько о мелких промышленных предприятиях, имеющих собственную трансформацию с напряжением 10(6)/0,4 кВ, и мини-предприятиях, питающихся на напряжении 0,4 кВ, сколько о сельскохозяйственном производстве и быте глубинки. Товарное сельхозпроизводство предполагает наличие земли и электричества. Исключим из рассмотрения плотно заселенные пригороды и южные районы России. Вместе со строительством Транссиба с начала 90-х гг. XIX в. началась волна переселений: ехать в Сибирь становилось выгодным. Оплачивался проезд, питание и медицинская помощь. Переселенцу выдавали ссуду, от 8 до 15 десятин "удобной" земли и сколько угодно "неудобной" (казенная русская десятина – это не пресловутые "6 соток", а 40 ґ 60 саженей, что составляет 10 925 кв.м, т.е. 100 соток, гектар). Земля выдавалась семье, где было не меньше двух мужчин репродуктивного возраста, освобожденных от службы в армии и берущих на себя обязательство иметь не меньше трех детей. При достижении ими определенного возраста и сохранении хозяйства кредит и лизинг государством погашались. Главное – блокировался отток молодежи.

Это возможно и сегодня. Высокие технологии позволяют (при надежном электроснабжении) донести через мобильную связь и Интернет любую информацию в любую точку мира. Реализовать возможность дистанционного обучения, гарантировать возможность получить любое образование (не покидая родных мест), позволить людям, живущим в отдаленных районах, пользоваться фондами библиотек, быть в курсе культурных и иных событий, чувствовать себя полноправными гражданами России – вот национальный проект, опирающийся на электрификацию. Поселения могут быть небольшими и устойчивыми, если: 1) есть надежное электроснабжение (в любом случае – собственный независимый генерирующий источник; 2) имеется мобильная связь и Интернет; 3) гарантируется бесплатное образование и медицинское обслуживание; 4) за 6 мес. до начала посевной (лучше сразу после уборки урожая) заключается договор на закупку продукции (включая мясо-молочную).

Если говорить об электроснабжении отдаленных поселений, то должны быть экономически оценены затраты на поддержание (строительство, модификацию) сетей энергоснабжающей организации и строительство, скажем, ветряка (или электростанции на речушке). В каждом хозяйстве их должно быть три, каждый мощностью 5-20 кВт. Во всех случаях речь идет о лизинге.
Из 48 млрд руб. прибыли РАО "ЕЭС России" в 2004 г. 70% было направлено на развитие. Вряд ли даже 1% от этой суммы был вложен в мини- и малую энергетику. Заметим, что к середине XXI в. в Европе и США альтернативные источники будут давать больше электричества, чем атомные и углеводородные станции. Фактически в РФ продолжается строительство гигантов. Характерный пример – Калининградская область, где строят ТЭЦ-2, названную одной из "основных строек" РАО "ЕЭС России". Тем самым перечеркивается довоенный германский опыт обеспечения собственной электроэнергией от небольших ГЭС и ТЭЦ. Миллионник ТЭЦ-2 резко нарушает ценологическую кривую. В ближайшее время возникнет множество проблем с передачей электрической и тепловой энергии, что поставит под сомнение экономическую эффективность работы станции. Там же, в Калининграде, широко рекламировалось сооружение ветропарка: одной ВЭУ мощностью 600 кВт и 20 ВЭУ по 225 кВт каждая. Но, вопреки не только ценологической теории, но и здравому смыслу, эти ветряки были не расставлены возле мелких поселений региона, а сосредоточены в одном месте, чтобы повысить напряжение до 15 кВ, а затем распределять мощность на напряжение 110 кВ.

Есть еще одна ключевая проблема, которую у нас упорно не хотят решать. Если упростить, она сводится к следующему. Представим себе, что гражданин РФ – житель глубинки – поставил собственный ветряк на 5 кВт, а вдоль деревни протянута линия 380 В. Почему в этой ситуации: 1) энергоснабжающая организация не дает разрешения на подключение ветряка к сетям; 2) когда гражданин ложится спать, энергосистема не покупает электроэнергию (хотя бы по себестоимости, чтобы затем продавать ее по тарифу)? Пока энергосистемы изо всех сил противятся подключению подобных генерирующих мощностей. Здесь настоятельно необходимо законодательное решение.

Подведем итоги. Государственный план рыночной электрификации России (ГОРЭЛ) должен стать национальным проектом под патронажем Президента Российской Федерации. Он должен включать не только проблемы собственно электрификации (ценологическое выстраивание по регионам и России в целом генерирующих мощностей, включая лизинг для малой генерации на возобновляемых источниках, использование Стабилизационного фонда для массового создания рабочих мест по выпуску отечественного оборудования для фермерских хозяйств и малых предприятий, решение электросетевых вопросов и др.).

Не менее важно одновременно разработать программу транспортной инфраструктуры (строительство дорог, хотя для глубинки предпочтительнее развитие малой авиации, и создание отечественного внедорожника); программу образования, ориентированную на доступное дистанционное образование; программу медицинского обслуживания на селе; наконец, программу мобильной и прочей связи.

Сегодня есть возможность и необходимость разработать новую программу электрификации России, которая по масштабам и важности будет превосходить план ГОЭЛРО. Разработка такой программы позволит по-новому подойти к инвестиционной политике. Вложение средств в ГОРЭЛ будет способствовать снижению инфляции, а в конечном итоге – ускорению темпов развития России и обеспечению ее энергетической безопасности.