17 октября 2014 г. в столице Казахского ханства городе Туркестан состоялось расширенное выездное заседание Президиума Национальной инженерной академии Республики Казахстан (НИА РК).
Место проведения столь важного научно-технического мероприятия было выбрано не случайно. Ведь еще в XVI–XVIII веках Туркестан был столицей Казахского ханства. Казахские ханы осознавали политическую и духовную значимость этого города для сплочения казахского народа.
Туркестан и его величественный памятник – мавзолей Ходжа Ахмета Яссави – связываются с идеей казахской государственности. Эта роль подчеркивается ещё и тем фактом, что столь значительное и почитаемое место со временем превратилось в пантеон выдающихся государственных деятелей, знаменитых поэтов и учёных. Главной темой выездного заседания стала интенсификация вклада научно-инженерного сообщества в развитие энергетики Казахстана как ключевой отрасли для реализации стратегического курса Лидера нации Н.А. Назарбаева.
Открывший заседание президент НИА РК академик Б.Т. Жумагулов подчеркнул, что данная встреча проводится в плане подготовки к важнейшему событию – Всемирной выставке ЭКСПО-2017 «Энергия будущего» и посвящённому этой же тематике Всемирному конгрессу инженеров и учёных в г. Астане.
В мероприятиях заседания приняли участие ведущие учёные Казахстана – Абдуллаев К.А., Бишимбаев В.К., Болотов А.В., Кадыржанов К.К., Кулибаев А.А., Мырзахметов М.М., Надиров Н.К., Трофимов А.С. и другие специалисты, представители органов государственного управления и руководители крупных предприятий региона.
Участники заседания подчеркнули значение потенциала Южно-Казахстанской области в развитии энергетики страны и её качественного преобразования с использованием передовых технологий возобновляемых энергоресурсов. Обсуждены проблемы и пути развития собственных энергетических мощностей региона и страны в целом, в том числе малой гидроэнергетики, использования энергии солнца и ветра, вопросы повышения энергоэффективности технологий, подготовки современных инженерных кадров. Проанализированы пути практической реализации научных достижений, реальной интеграции усилий науки, образования и производства.
В рамках мероприятий Президиума НИА РК проведён Круглый стол на тему «Интеграция науки и производства в развитии энергетической отрасли Южно-Казахстанского региона» с участием представителей предприятий и организаций региона, посвящённый вопросам развития энергетики, энергосбережения, рационального природопользования и защиты окружающей среды, индустриально-инновационного развития и участия в нём малого и среднего бизнеса.
По итогам расширенного заседания выработаны рекомендации, которые направлены в Правительство РК. Принято решение о разработке специальной научной программы, ориентированной на развитие энергетики Южного Казахстана в свете реализации системных инициатив Президента страны Н.А. Назарбаева по качественному преобразованию отрасли.
Несколькими месяцами ранее (в июне 2014 г.) в рамках мероприятий Всемирной выставки «ЭКСПО-2017» в г. Астане НИА РК совместно с Казахстанской национальной академией естественных наук (КазНАЕН) инициировала проведение Всемирного конгресса инженеров и учёных, посвящённого ключевой тематике этой выставки «Энергия будущего».
Цель проведенного конгресса – обсуждение ведущими учёными и инженерами мира важнейших достижений и тенденции в энергетике, энергосбережении и эффективном использовании энергии – развития сценария реализации инновационных технологий и техники в энергетической отрасли и, как следствие, рост экономики и устойчивое развитие стран во всём мире.
Работа конгресса проходила по следующим основным тематическим направлениям:
· Перспективы и сценарий развития мировой энергетики до 2050 г.
· Энергетическая трилемма: безопасность, доступность и экологическая устойчивость.
· Тренды развития мировых энергоресурсов.
· Энергетический рынок.
· Прогрессивные методы использования энергии.
· Кадровое обеспечение.
Конгресс стал глобальной мировой площадкой для обсуждения, обмена мнениями и научными новациями. На нём были представлены достижения мировой и казахстанской науки, инженерной мысли, а также продемонстрирована приверженность Казахстана инновационному развитию, принципам «зелёной» экономики.
Вопросы, поднятые на выездном заседании Президиума Национальной инженерной академии Республики Казахстан в г. Туркестане, явились продолжением тематической направленности Конгресса, но уже на уровне южно-казахстанского региона. Дело в том, что при занимаемой площади всего 4,5 % от всей площади Казахстана население Южно-Казахстанской области (ЮКО) составляет около 15 %. При этом этот регион является явно энергодефицитным.
Председатель правления Союза инженеров-энергетиков Республики Казахстан, председатель правления АО «КазНИИ энергетики имени академика Ш.Ч. Чокина», академик Калык Абдуллаев рассказал о существующем состоянии и перспективе развития электроэнергетической отрасли Казахстана, в том числе Юга Казахстана. В частности, он отметил, что развитие топливно-энергетического комплекса (ТЭК) в парадигме прошлого века ставит под угрозу достижения стратегических целей Республики Казахстан и может привести к снижению энергобезопасности страны, при этом ухудшает состояние экологии и создает дополнительные риски для экономического роста. Будущее поколение должно жить в процветающей стране и быть благодарным за рациональное и эффективное использование ресурсного богатства. «Для этого, – считает академик, – страна должна совершить технологический рывок при развитии ТЭК, отвечая на вызовы и ограничения, стоящие перед отраслями комплекса, опираться на сильные стороны и чутко реагировать на открывающиеся возможности».
Калык Абдуллаевич остановился на ключевых задачах, решение которых позволит обеспечить стабильное развитие электроэнергетической отрасли в дальнейшем, это:
1. Соблюдение баланса спроса и предложения электроэнергии при растущем потреблении.
2. Снижение уровня износа генерирующего оборудования и увеличение резерва электрической мощности.
3. Развитие возобновляемых источников энергии и их интеграция в энергосистему Республики Казахстан.
4. Значительное сокращение объема загрязнения электростанциями окружающей среды.
5. Необходимость привлечения масштабных инвестиций в сегмент производства электроэнергии.
Для реализации поставленных целей необходимо решить следующие задачи:
1. Снижение уровня износа оборудования на действующих угольных электростанциях и ввод современных агрегатов на новых угольных электростанциях.
2. Развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и их интеграция в единую энергосистему.
3. Усиление связей между Северной и Южной энергозонами, а также подключение к единой энергосистеме Западной энергозоны.
4. Развитие маневренной газовой генерации в Западной энергозоне для обеспечения выдачи мощности в Южную и Северную энергозоны и покрытия потребности в пиковых мощностях Севера и Юга (снижение зависимости от покупки регулирующей мощности из сопредельных энергосистем).
5. Внедрение модели оптовых рынков электроэнергии и мощности, создающих стимулы к повышению эффективности генерирующего оборудования, обеспечивающих возможность получения требуемой доходности инвестиций и способствующих качественному и надёжному энергоснабжению (с учётом требования улучшения экологии).
6. Разработка долгосрочных тарифов в сегменте производства и передачи электрической энергии.
7. Изменение не оптимальных процедур государственного управления отраслью.
8. Оптимизация структуры организаций в сегментах распределения и снабжения электроэнергией за счет создания стимулов к укрупнению игроков.
По мнению Калыка Абдуллаевича, достижение данных целей и выполнение вышеуказанных задач должны способствовать реализации миссии электроэнергетической отрасли по обеспечению энергобезопасности Республики Казахстан и надёжному энергоснабжению потребителей.
28 июня 2014 года Постановлением № 724 Правительство Республики Казахстан утвердило Концепцию развития топливно-энергетического комплекса Республики Казахстан до 2030 года. Согласно этой концепции на планируемый период до 2030 г. предполагается достижение четырёх основных целей:
— существенное снижение среднего уровня износа электроэнергетического оборудования в Республике Казахстан;
— привлечение инвестиций в электроэнергетическую отрасль около 7,5 трлн тенге;
— обеспечение сдержанного роста тарифов на электроэнергию для конечных потребителей;
— обеспечение независимости и самодостаточности работы ЕЭС Казахстана.
Поэтому особое внимание выступающий уделил разделам концепции по обеспечению электрической энергией Казахстана, в том числе и его южного региона. Так, в соответствии с Концепцией, баланс мощности до 2030 года по южной зоне выглядит следующим образом:
Для покрытия дефицита электрической мощности юга Казахстана предусматривается усиление транзита 500 кВ Север – Юг через Восток в три этапа.
I этап (2016–2017 гг.).
Сооружение ВЛ 500 кВ Экибастуз – ШГЭС – Усть-Каменогорск (протяжённостью 402 и 195 км) с обоснованной ПС 500 кВ в Семей вместо ШГЭС необходимо для:
— обеспечения надёжного электроснабжения потребителей ВКО при максимальных дефицитах (в часы зимнего минимума, при снижении выдачи БГЭС и ШГЭС до нуля при участии станции в регулировании);
— обеспечения реверсивных перетоков, из-за привлечения каскада Иртышских ГЭС к покрытию пиковой части графика нагрузки ОЭС Казахстана.
II этап (2017–2018 гг.)
Сооружение ВЛ 500 кВ Семей – Актогай – Талдыкорган – Алма общей протяженностью около 900 км необходимо для:
— обеспечения равного доступа к сетям НЭС перспективных потребителей восточного и южного Казахстана: нефтепроводов, электрификации ж.д. (Актогай – Мойынты, Актогай – Алматы, Актогай – Достык) и др.
— надёжного электроснабжения потребителей Актогайского ГОКа;
— покрытия дефицита Алматы и Юга Казахстана, особенно в условиях отставания строительства БТЭС;
— возможности покрытия части пиковой нагрузки ЕЭС РК, снижением резервов по балансированию ВЭС;
— необходимого объединения Северного, Восточного и Южного Казахстана и повышения устойчивости и живучести ЕЭС РК;
— возможности в перспективе передачи мощности в КНР с учётом дополнительного электросетевого строительства.
С учетом сооружения 3-го транзита Север – Восток – Юг пропускная способность на Юг повысится с 1350 МВт до 2300 МВт (с учетом сооружения тягового транзита 220 кВ Актогай – Алматы).
В составе ТЭО «Строительство межгосударственной линии электропередачи 500 кВ Казахстан – Кыргызстан» рассматривались различные варианты строительства ЛЭП от возможных точек примыкания со стороны Казахстана: ПС 500 кВ Алматы и ПС 500 кВ Шу (ВЛ 500 кВ Алматы – Кемин, Шу – Кемин по разным трассам) и со стороны Кыргызстана (ПС 500 кВ Фрунзенская и ПС 500 кВ Кемин).
В процессе рассмотрения выявлено, что с точки зрения увеличения пропускной способности нет эффекта увеличения передачи мощности в сечении Казахстан–Кыргызстан, определяющим является сечение (Узбекистан – Казахстан + Юг Кыргызстана – Север Кыргызстана).
Для повышения надёжности электроснабжения потребителей Южного Казахстана и Северной зоны Кыргызстана, с целью определения оптимального усиления сетей были дополнительно рассмотрены варианты усиления сетей в районе существующих ПС 500 кВ Шу, Жамбыл (Казахстан) и Фрунзенская (Кыргызстан).
Три области южного Казахстана (Кызылординская, Южно-Казахстанская и Жамбылская) не имеют прямых связей на напряжении 500 кВ, связь осуществляется через ПС Фрунзенская (Кыргызстан) по одной ЛЭП 500 кВ и двух ВЛ напряжением 220 кВ от ЕЭС РК, что приводит к сложности в управлении как при нормальных, так и послеаварийных режимах с учётом необходимости участия в согласовании режимов трёх государств ЦА.
По результатам исследований к сооружению рекомендуется ВЛ 500 кВ ЮКГРЭС–Жамбыл (400 км), что позволит обеспечить повышение надёжности электроснабжения трёх областей, снижение потерь в сетях, при этом косвенно со строительством данной ВЛ увеличивается надёжность по присоединению ПС Фрунзенская к сетям Казахстана.
С учётом сооружения ВЛ 500 кВ ЮКГРЭС – Жамбыл пропускная способность увеличивается в нормальном и послеаварийном режимах:
— при раздельном режиме работы Казахстана с Узбекистаном на 300/600 МВт;
— при параллельной работе на 200/300 МВт.
Рост электропотребления и уровня нагрузок приводит к росту дефицита, покрытие которого не может быть обеспечено по существующим сетям.
Выходом из создавшегося положения является принятие следующего решения:
• Ввод первого модуля 1320 МВт Балхашской ТЭС
• Строительство 3-го транзита 500 кВ Север–Восток–Юг (2017–2018 гг.)
• Строительство ВЛ 500 кВ ЮКГРЭС – Жамбыл
• Развитие ВИЭ.
Не менее содержательным было выступление члена правления Союза инженеров-энергетиков РК, члена-корреспондента НИА РК, генерального директора ТОО «Институт «Казсельэнергопроект» Александра Трофимова.
Рассматривая вопрос развития важнейшей отрасли Казахстана – энергетики, Александр Степанович отметил следующее:
– В послевоенный период, начиная с 1955–1960-х годов, в основу образования электроэнергетических систем была принята экономическая целесообразность перехода от локального энергоснабжения отдельных предприятий, населенных пунктов и городов к централизованным источникам энергообеспечения потребителей путём строительства электрических сетей.
К настоящему времени образована объединённая энергосистема Казахстана (ЕЭС), главным оператором которой является АО «KEGOC».
Практически 80 % электроэнергии транспортируются по электрическим сетям АО «KEGOC», которая поставляется потребителям через региональные районные электрические компании (РЭК). В частности, для Южно-Казахстанской области – это «Онтустик Жарык Транзит». ЕЭС Казахстана имеет устойчивую связь через магистральные сети 500 кВ с Россией, Узбекистаном и Киргизией.
Созданная ЕЭС Казахстана во второй половине ХХ века в масштабе экономики страны позволило реализовать огромный системный экономический эффект за счёт строительства мощных блочных энергетических установок (электростанции: Экибастузская ГРЭС-1, Ермаковская ГРЭС, ТЭЦ и ГРЭС в Караганде, Таразе, Алматы, ГЭС в ВКО и т. д.).
Для передачи и распределения мощности были построены протяжённые линии электропередачи высокого напряжения 500 и 220 кВ и распределительные электрические сети 110 кВ и ниже. Общая протяжённость электрических сетей составляет более 400 тыс. км.
В Казахстане осуществлено и по настоящее время функционирует централизованное диспетчерское управление режимами работы ЕЭС РК в синхронном режиме с энергосистемами СНГ. За последние 15–20 лет научно-технический прогресс в энергомашиностроении показал существенные достижения при создании малой и средней генерации с использованием газа. По технико-экономическим показателям малая и средняя энергетика не уступают большой системной энергетике, в том числе и по срокам реализации. Эти станции начали размещать непосредственно в точках роста спроса на электроэнергию. В этом случае сокращается электросетевое строительство, и решаются вопросы дальнейшего эффективного развития системной энергетики. У нас в республике были введены электростанции малой и средней мощности: ГТЭС в городах Уральск, Кызылорда, Тенгиз, Кумколь, Жанажол, Акшибулак; ГЭС – Меркенская, Каракыстекская, Мойнакская, солнечная Капшагайская.
Появилась тенденция решать энергообеспечение своего бизнеса за счёт строительства собственной генерации. Так, завершается строительство собственной газопоршневой электростанции мощностью 40 МВт для обеспечения резервной мощности рельсобалочного завода (г. Актобе) и с учётом продажи излишка электроэнергии в энергосистему.
Иностранные фирмы предлагают свое оборудование таких станций по привлекательным ценам. В рыночных условиях любая промышленная компания вправе самостоятельно принимать решения по вопросам своего энергообеспечения и работать в рамках действующего законодательства.
Можно надеяться, что вновь воссозданное Минэнерго РК обратит внимание на необходимость перспективных проработок по развитию энергетики с учётом развития малой и средней генерации.
Следует не препятствовать, а обеспечить гармоничное сочетание функционирования и развития малой и средней генерации. Необходимо рассматривать вопросы функционирования и развития электроэнергетики как обслуживающей материальное производство отрасли и не более того, что было гениально продемонстрировано при комплексной разработке и реализации Плана ГОЭЛРО.
Таким образом, всё вышеизложенное можно отнести в целом для Казахстана. К объектам малой и средней генерации относятся и объекты энергетики с использованием возобновляемых источников энергии.
Интерес к возобновляемым источникам энергии в последнее время стал особенно высоким в мире. Это обусловлено возрастающей потребностью глобальной экономики в энергии, ограниченностью запасов углеводородных ресурсов и всё более осознаваемая необходимость поиска других новых источников.
Главными причинами, обусловившими развитие возобновляемой энергии, выступают обеспечение энергетической безопасности, сохранение окружающей среды и обеспечение экологической безопасности, завоевание мировых рынков возобновляемых источников энергии, сохранение запасов собственных энергоресурсов для будущих поколений, а также увеличение потребления сырья для неэнергетического использования топлива.
Кроме того, следует отметить, что современный рынок электроэнергии и мощности южно-казахстанского энергоузла формируется из поставок электроэнергии собственных энергоисточников и более 60 % за счёт получения из Северной зоны Казахстана и стран Центральной Азии. Поэтому для сокращения дефицита необходимо развивать энергетические мощности за счёт включения в баланс возобновляемых источников энергии и строительства масштабных линий электропередачи 500 кВ. По Южно-Казахстанской области к 2020 году ожидается дефицит порядка 650 МВт.
Вместе с тем, Казахстан является крупнейшим в Центральной Азии источником выбросов парниковых газов (ПГ) в атмосферу. Вклад энергетического сектора составляет около 80 % от общего объема выбросов СО2, из которых 45 % поступает от сектора производства электроэнергии и тепла.
Одним из приоритетных направлений решения экологических проблем Казахстана является использование возобновляемых энергетических ресурсов. Потенциал возобновляемых энергетических ресурсов (гидроэнергия, ветровая и солнечная энергия) в Казахстане весьма значителен. С географической и метеорологической точки зрения Казахстан является одной из благоприятных стран для развития крупномасштабного использования ветроэнергетики.
В Казахстане подготовлена правовая основа для развития использования возобновляемых энергетических ресурсов. Основными документами являются:
· Закон от 4 июля 2009 года «О поддержке использования возобновляемых источников энергии»;
· Постановление Правительства РК от 5 августа 2014 года № 876 «Об утверждении Правил централизованной покупки и продажи расчётно-финансовым центром электрической энергии, произведённой объектами по использованию источников энергии»;
· Постановление Правительства РК от 5 августа 2014 года № 878 «Об утверждении типовых форм договоров покупки расчётно-финансовым центром электрической энергии у энергопроизводящих организаций, использующих возобновляемые источники энергии…»;
· Постановление Правительства РК от 12 июня 2014 года № 645 «Об утверждении фиксированных тарифов».
Таким образом, в республике имеется ясная законодательная база для полноценного развития Казахстанской энергетики с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ).
К логическому концу начала первого этапа развития ВИЭ в Казахстане шли, начиная с 1997 года. В этой работе были задействованы энергетические предприятия и различные структуры государственных органов, в т. ч. и ТОО «Институт «Казсельэнергопроект».
В 1997 году с Европейской комиссией энергетики ООН институт начал активно осваивать новое для себя направление по обоснованию развития ВИЭ и разработке ПСД. По данным 374 метеостанций и информации электросетевых компаний институт выбрал 45 перспективных площадок для строительства ВЭС, где среднегодовая скорость ветра превышала 5,5 м/с.
В составе группы, осуществляющей реализацию проекта Правительства Казахстана и Программы развития ООН, институт принял участие в замерах ветрового потенциала 10 площадок, где были установлены метеомачты высотой 50 м и произведены годичные замеры скорости ветра. Эти данные послужили основанием для разработки технико-экономических обоснований (ТЭО).
В рамках этого проекта был разработан Ветровой атлас Казахстана, с помощью которого можно определить среднегодовую скорость ветра в выбранной точке, расстояние до ближайшей линии электропередач, расстояние до других объектов, а также выбирать нужные слои карты.
На территории Южно-Казахстанской области имеются перспективные площадки с хорошим ветровым потенциалом и высокой солнечной радиацией. В районе п. Ащисай Туркестанского района можно реализовать проект ветроэлектростанции мощностью 150 МВт.
На границе Жамбылской области в 30 км южнее г. Жанатас в 2015 г. намечается строительство ВЭС «Байдибек-1» мощностью 210 МВт.
В регионах размещения этих ВЭС имеются системные электрические сети, через которые с минимальными затратами можно выдать мощность в объёме до 350 МВт. Кроме того, начаты проектные проработки по размещению фотоэлектрических солнечных электростанций мощностью, на I этапе, до 300 МВт. Имеются в области хорошие створы на р. Угам, где можно построить ГЭС суммарной мощностью 100–120 МВт.
Таким образом, реализация вышеуказанных объектов только по ЮКО позволит существенно сократить экологически грязные электрические мощности.
Для реализации этих планов необходимо выполнить проектные схемные проработки в разрезе области с учётом развития нетрадиционных источников энергии.
Наряду с решением вопросов сооружения новых источников генерации следует особое внимание уделить строительству, реконструкции и восстановлению электрических сетей, износ которых превысил 60 %. По оценке ранее выполненных проработок, суммарные капитальные затраты на эти работы (линии и подстанции напряжением до 110 кВ) составляют более 120 млрд тенге.
О современных подходах к системе подготовки инженерных кадров в условиях индустриально-инновационного развития страны рассказал и. о. председателя отделения энергетики НИА РК, член-корреспондент национальной инженерной академии РК Ергазы Кенжин. Ергазы Асиевич остановился на трёх основных моментах: актуальность инженерно-технического образования; основы устойчивого развития современного мира и вектор инновационного развития инженерной подготовки в Казахстане.
Заседание закончилось награждением известных инженеров и учёных Южно-Казахстанской области, а также информацией о предстоящем Всемирном Конгрессе инженеров и учёных «Энергетика будущего: инновационные сценарии и методы их реализации».
