Обзор электроэнергетики Уральского федерального округа

Хозяйственная структура округа отличается ярко выраженной индустриально-сырьевой направленностью. Перспективы развития экономики макрорегиона зависят от состояния электроэнергетического комплекса, который обеспечивает электроэнергией предприятия промышленного Урала, в том числе те, что развивают самые современные технологии (ядерные, проектирования ракетно-космической техники и др.), а также многочисленные научно-исследовательские и образовательные центры.

Структура энергосистемы УФО

Электроэнергетический комплекс Уральского федерального округа формируют шесть региональных энергосистем, которые функционируют на территории шести субъектов Российской Федерации: Курганской, Свердловской, Тюменской и Челябинской областей, а также Ямало-Ненецкого АО и Ханты-Мансийского автономного округа – Югры.

 Режимами работы региональных энергосистем управляет филиал АО «СО ЕЭС» «Объединенное диспетчерское управление энергосистемы Урала». Функции оперативно-диспетчерского управления объектами генерации и электросетевой инфраструктуры на территории шести регионов России, входящих в состав УФО, выполняют три филиала Системного оператора.

Свердловское РДУ. Филиал осуществляет оперативно-диспетчерское управление объектами электроэнергетики, которые расположены на территории двух субъектов РФ – Курганской и Свердловской областей. Площадь операционной зоны составляет 265,795 тыс. км², в городах и населенных пунктах проживает более 5 млн чел.

По данным АО «СО ЕЭС», на 01.01.2022 г. в операционной зоне Свердловского регионального диспетчерского управления функционируют электростанции установленной 11 278,4 МВт, из них в энергосистеме Свердловской области – 10 572 МВт, в энергосистеме Курганской области – 706,2 МВт. В число наиболее крупных входят:

• Белоярская АЭС (установленная мощность 1 480 МВт). Филиал АО «Концерн Росэнергоатом»;
• Верхнетагильская ГРЭС (электрическая мощность 1 500 МВт). Филиал АО «Интер РАО – Электрогенерация»;
• Рефтинская ГРЭС (электрическая мощность 3 800 МВт тепловая – 350 Гкал/ч). Крупнейшая тепловая электростанция в России, работающая на твердом топливе, и важный резервный генерирующий актив в сети Урала принадлежит АО «Кузбассэнерго»;
• Среднеуральская ГРЭС (электрическая мощность 1 660 МВт, тепловая – 1 222 Гкал/ч). Филиал ПАО «Энел Россия»;
• Серовская ГРЭС (электрическая мощность 451 МВт, тепловая – 85 Гкал/ч). Электростанция находится в собственности ПАО «ОГК-2»;
• Нижнетуринская ГРЭС (электрическая мощность 484 МВт тепловая – 522 Гкал/ч). Входит в состав Свердловского филиала ПАО «Т Плюс»;
• Ново-Свердловская ТЭЦ (электрическая мощность 557 МВт, тепловая – 857 Гкал/ч). Входит в состав Свердловского филиала ПАО «Т Плюс»;
• Курганская ТЭЦ-2 (электрическая мощность 225 МВт, тепловая – 250 Гкал/ч). ООО «Курганская ТЭЦ» является дочерней компанией ООО «Интертехэлектро – Новая генерация». Электростанция считается одним из наиболее современных в техническом отношении энергообъектов на территории Уральского федерального округа;
• Курганская ТЭЦ (электрическая мощность 450 МВт, тепловая – 1 317 Гкал/ч). ПАО «Курганская генерирующая компания».

По отчетным данным к объектам диспетчеризации Свердловского филиала также относятся:

• 628 ЛЭП класса напряжения 110-500 кВ;
• 838 трансформаторных подстанций и распределительных устройств электростанций.

В операционную зону Свердловского РДУ входит энергосистема Курганской области. С целью взаимодействия Системного оператора с субъектами электроэнергетики, органами исполнительной власти, МЧС России в Курганской области, территориальным органом Ростехнадзора в регионе, энергосистемой которого управляет укрупненное РДУ, в области действует представительство АО «СО ЕЭС». В его функции входит:

• Участие в работе штаба по обеспечению безопасности энергоснабжения в Курганской области;
• Мониторинг ситуации и оценка возможных рисков возникновения нештатных и аварийных ситуаций в региональной энергосистеме;
• Подготовка предложений и обращений о созыве внеочередного заседания регионального штаба, а также участие в формировании плана его работы;
• Сопровождение процессов разработки и утверждения региональной Схемы и программы перспективного развития электроэнергетики, инвестиционных проектов;
• Выполнение функций технического контроллинга в электроэнергетике региона.

Тюменское РДУ. Филиал Системного оператора осуществляет оперативно-диспетчерское управление работой объектов электроэнергетики, расположенных на территории трех субъектов Российской Федерации – Тюменской области, Ханты-Мансийского автономного округа – Югры и Ямало-Ненецкого автономного округа. Площадь операционной зоны составляет 1 464,2 тыс. км², на ее территории проживает 3,756 млн человек.

Как следует из данных, опубликованных на сайте АО «СО ЕЭС», по состоянию на 01.01.2022 г. под управлением Тюменского РДУ функционируют электростанции суммарной электрической мощностью 17 525,3 МВт. Самыми крупными из них являются:

• Сургутская ГРЭС-1 (электрическая мощность 3 270 МВт, тепловая – 903 Гкал/ч). Филиал ПАО «ОГК-2»;
• Сургутская ГРЭС-2 (электрическая мощность 5 600 МВт, тепловая – 840 Гкал/ч). Филиал ПАО «Юнипро»;
• Нижневартовская ГРЭС (электрическая мощность 2 010 МВт, тепловая – 758 Гкал/ч). Принадлежит АО «Нижневартовская ГРЭС» – совместному предприятию ПАО «Интер РАО» и ПАО «Роснефть»;
• Уренгойская ГРЭС (электрическая мощность 529,7 МВт, тепловая – 310 Гкал/ч). Собственник электростанции – АО «Интер РАО – Электрогенерация»;
• Няганская ГРЭС (электрическая мощность 1 361 МВт, тепловая – 59,7 Гкал/ч). Входит в состав ПАО «Фортум» (ранее Территориальная генерирующая компания № 10, ТГК-10), основным акционером которого является финская энергетическая компания Fortum Corporation;
• Тюменская ТЭЦ-1 (электрическая мощность 681,7 МВт, тепловая – 1 561 Гкал/ч). Входит в состав ПАО «Фортум»;
• Тюменская ТЭЦ-2 (электрическая мощность 755 МВт, тепловая – 1 410 Гкал/ч). Самая крупная теплоэлектроцентраль в ПАО «Фортум» как по мощности, так и по выработке тепловой и электрической энергии);
• Тобольская ТЭЦ (электрическая мощность 665,3 МВт, тепловая – 2 223 Гкал/ч). Входит в состав ОАО «СИБУР».

Также в составе электроэнергетического комплекса под управлением Тюменского РДУ функционируют:

• 763 ЛЭП класса напряжения 110-500 кВ;
• 419 трансформаторных подстанций и распределительных устройств электростанций напряжением 110-500 кВ.

Челябинское РДУ.  В диспетчерском подчинении филиала находятся энергообъекты, функционирующие в энергосистеме Челябинской области. На территории операционной зоны площадью 88 тыс. км² проживает 3,419 тыс. человек.

По состоянию на 01.01.2022 г. в управлении и ведении Челябинского РДУ находится оборудование и устройства электростанций суммарной установленной мощностью 5 775,9 МВт. Самые крупные из них:

• Южноуральская ГРЭС (электрическая мощность 747 МВт, тепловая – 320 Гкал/ч). Входит в состав Группы «Интер РАО»;
• Южноуральская ГРЭС-2 (электрическая мощность 844,5 МВт). АО «Интер РАО – Электрогенерация»;
• Троицкая ГРЭС (электрическая мощность 836 МВт, тепловая – 210 Гкал/ч). Входит в состав ПАО «ОГК-2»;
• Аргаяшская ТЭЦ (электрическая мощность 256 МВт, тепловая – 708,5 Гкал/ч). Владелец теплоэлектроцентрали ПАО «Фортум», основным акционером которого является финский энергоконцерн Fortum;
• Челябинская ТЭЦ-2 (электрическая мощность 320 МВт, тепловая – 956 Гкал/ч). Входит в состав ПАО «Фортум»;
• Челябинская ТЭЦ-3 (электрическая мощность 593 МВт, тепловая – 1 123,8 Гкал/ч). Входит в состав ПАО «Фортум»;
• Челябинская ТЭЦ-4 (электрическая мощность 742 МВт, тепловая – 850 Гкал/ч). Входит в состав ПАО «Фортум».

Также в операционной зоне филиала функционируют:

• 424 ЛЭП класса напряжения 110-500 кВ;
• 226 трансформаторных подстанций и распределительных устройств объектов генерации.

Параллельно с объединенной энергосистемой Урала функционируют ОЭС Центра, Средней Волги, Северо-Запада и Сибири. Также с помощью межсистемных линий электропередачи налажены электрические связи с энергообъединениями Казахстана.

В структуре установленной мощности ОЭС Урала около 69% приходится на долю высокоманевренного блочного оборудования. С его помощью ежедневно изменяется суммарная нагрузка электростанций в объединенной энергосистеме. Изменения происходят в диапазоне 5 000 – 7 000 МВт.

Кроме того, блочное оборудование позволяет выводить в резерв на выходные и праздничные дни от двух до десяти энергоблоков суммарной мощностью 500-2 000 МВт.

Уникальный инструмент регулирования частоты используется не только в интересах Единой энергосистемы РФ, но и способствует предотвращению системных нарушений во время вечернего спада и утреннего роста электропотребления, вызванных высокой долей промышленных предприятий в составе потребителей Урала.

Энергосистема УФО в 2021 году

По данным АО «СО ЕЭС», на 01.01.2021 г. суммарная установленная мощность электростанций, расположенных на территории округа, составляла 34 368,191 МВт. В течение года этот показатель увеличился на 211,409 МВт и по состоянию на 01.01.2022 г. составил 34 579,6 МВт.

В 2021 году в объединенной энергосистеме УФО было запущено в работу новое энергооборудование, выведены из эксплуатации устаревшие и изношенные генерирующие агрегаты, выполнены перемаркировка действующих мощностей и другие уточнения.

Ввод нового генерирующего оборудования. По данным АО «СО ЕЭС», в минувшем году в энергосистемах УФО в эксплуатацию введены:

• Газопоршневая электростанция Челябинского трубопрокатного завода (ГПЭС ЧТПЗ). Мощность нового энергообъекта составила 17,92 МВт. Система генерации станции создана на основе двигателей QSK60 Gas. Двигатели этой серии совмещают в себе новейшие электронные устройства и современные технические решения, что выводит выработку электроэнергии на новый уровень.

Проведенные исследования и разработки позволили создать усовершенствованную методику сжигания топлива, обеспечивающую практически бездымную работу двигателя и его соответствие требованиям нормативных документов в отношении выбросов вредных веществ в атмосферу.

Тепловые электростанции, введенные в эксплуатацию на ЧТПЗ в 2020-2021 гг., производят 50% электроэнергии и 40% тепла от общего объема ресурсов, необходимых для работы предприятия.

Новые энергообъекты повышают энергетическую независимость завода, позволяют контролировать процесс генерации тепловой и электрической энергии, в том числе и его экологичность.

• ТЭС ООО «Аггреко Евразия». Мощность модульной тепловой электростанции составляет 14,3 МВт. На объекте установлены поршневые двигатели, работающие на газе. Этот вид топлива позволяет генерировать более чистую и дешевую энергию. Ввод в эксплуатацию новой электростанции существенно повысил энергетическую независимость Первоуральского новотрубного завода (ПНТЗ).

ТЭС оснащена системой каталитической очистки выхлопных газов и котлами-утилизаторами, которые собирают и направляют в сеть предприятия тепловую энергию, выделяемую при работе оборудования.

Внедрение «зеленых» технологий и применение автоматических устройств сводят к минимуму негативное воздействие станции на окружающую среду. Например, используемые решения обеспечивают очистку отработанных газов от оксидов азота на 95% и оксидов углерода – на 90%.

О возможности обеспечивания энергонезависимости своих предприятий в ПАО «Трубная металлургическая компания» задумывались уже давно. Но только в последние годы на рынке электротехники появились предложения, позволяющие воплотить замысел в реальность.

Компания «Аггреко Евразия» предложила выгодные условия для реализации проектов сразу на двух заводах (ЧТПЗ и ПНТЗ) и выступила в роли генподрядчика, взяв на себя все расходы.

Еще один немаловажный момент: один из сервисных центров компании находится в Тюмени, недалеко от месторасположения заводов. Следовательно, квалифицированные специалисты из ремонтной службы могут оперативно оказать помощь во внештатной ситуации.

• На Ямбургской газотурбинной электростанции пущены в работу агрегаты под станционными номерами 7 и 8. Суммарная мощность введенного в эксплуатацию оборудования составляет 34 МВт.

Проект реализован на базе газотурбинных установок ГТЭ-20С, которые выполняют функцию основного источника. Они оснащены электронной цифровой системой управления и регулирования, укомплектованы оборудованием, обеспечивающим автономность работы.

Основными компонентами газотурбинной установки являются двигатель простого цикла и базовый газогенератор – одновальный АЛ-21Ф-3 со свободной турбиной СТ-20.

Технические характеристики ГТЭ-20С:

• Мощность электростанции – 20 000 кВт;
• Частота вращения вала генератора – 3 000 об/мин;
• Род тока – переменный, трехфазный;
• Номинальная частота – 50 Гц;
• КПД электроагрегата – 97,8%;
• Расход топлива – 4 760 кг/ч;
• Расход масла газогенератора – 0,6 л/ч;
• Расход масла модуля турбины – 0,3 л/ч;
• Степень сжатия в компрессоре – 14,4;
• Расход воздуха через компрессор – 100 кг/с;
• Время пуска до приема нагрузки – 20 мин.;
• Время экстренного пуска и нагружения – 5 мин.;
• Ресурс до капремонта газогенератора – 20 000 часов;
• Ресурс до капремонта свободной турбины – 60 000 часов;
• Полный ресурс газогенератора – 30 000 часов;
• Полный ресурс свободной турбины – 100 000 часов.

• Мини ТЭС НТНП мощностью 2 МВт.
• Газопоршневая электростанция «Первомайская» мощностью 6,72 МВт.

Вывод из эксплуатации энергогенерирующего оборудования. По данным АО «СО ЕЭС», в 2021 году в энергосистеме УФО выведено из эксплуатации морально и физически устаревшее генерирующее оборудование:

• На Кировской ТЭЦ-3 демонтирована паровая турбина марки ПТ-22-90/10 мощностью 22 МВт под станционным № 3. Тепловая электростанция расположена в городе Кирово-Чепецке (Кировская область).

Пуск в работу первого турбоагрегата мощностью 12 МВт и котла паропроизводительностью 75 тонн/час состоялся в 1942 году. Несмотря на тяжелое военное время, через год был введен в эксплуатацию второй котел с аналогичными техническими характеристиками.

К середине 1950-х годов мощность теплоэлектроцентрали увеличилась в 9,5 раза. Рост генерации привел к необходимости поиска новых видов топлива, поскольку ресурсов местных торфодобывающих предприятий для обеспечения котлов стало недостаточно. Потребовалось освоение бурых углей Челябинского, Кизеловского и Кузнецкого углей.

В 90-е годы котлы начали переводить на сжигание природного газа (наряду с твердым топливом и мазутом, который использовался в качестве аварийного).

В период 2010-2014 гг. на электростанции реализован крупный инвестиционный проект под условным названием «Топаз», в рамках которого была проведена модернизация оборудования с применением ПГУ. Для обеспечения установки газом был построен газопровод протяженностью 18 км и газораспределительная станция.

Особенностью электростанции стало использование первой в регионе градирни вентиляторного типа.

• В 2021 году выведена из промышленной эксплуатации ГТЭС «Тянская» мощностью 13 МВт. Станция на базе двух газовых турбин принадлежала ПАО «Сургутнефтегаз». В районе нефтяного месторождения генерирующее оборудование проработало 20 лет.

Спецификой электроэнергетики ХМАО является наличие большого количества газотурбинных и газопоршневых электростанций единичной мощностью менее 100 МВт. Станции подключены к единой энергосистеме и обеспечивают энергоснабжение отдельных промышленных предприятий, специализирующихся на добыче нефти и газа.

В качестве топлива для таких энергообъектов чаще всего используется попутный нефтяной газ (что помогает решить задачу его утилизации), реже – природный газ. 

• На ГПЭС энергокомплекса «Аггреко Евразия» выведена из эксплуатации турбина QSK60G мощностью 1,1 МВт.

Первый для нефтегазовой отрасли энергокомплекс мощностью 24 МВт установлен на Южно-Приобском месторождении (ХМАО), разработкой которого занимается ООО «Газпромнефть-Хантос» – одно из крупнейших дочерних предприятий ПАО «Газпром нефть».

Энергокомплекс обеспечивает выдачу необходимого для разработки месторождения объема энергоресурсов на 20% дешевле, чем при закупке электроэнергии на ОРЭМ. Проект выполнен под ключ, без привлечения инвестиций со стороны нефтедобывающей компании. Комплекс работает параллельно с ЕЭС России, обеспечивая надежное энергоснабжение нефтяного месторождения.

Выполнение капитальных и средних ремонтов энергогенерирующего оборудования. По данным Системного оператора, в 2021 году фактический объем мощности выведенных в капитальный и средний ремонт турбо- и гидроагрегатов электростанций в ОЭС Урала составил 13 965 МВт, что на 609 МВт меньше объема, запланированного сводным годовым графиком ремонтов (14 574 МВт).

При реализации сводного ГГР, в соответствии с Правилами вывода объектов электроэнергетики в ремонт и из эксплуатации, утвержденными постановлением Правительства РФ №86 от 30.01.2021 г., на этапе месячного планирования по инициативе энергокомпаний в сроки проведения плановых ремонтов были внесены изменения.

В течение года выполнен капитальный и средний ремонт энергогенерирующего оборудования общей мощностью 13 686 МВт. Этот показатель на 1 272 МВт меньше, чем было запланировано ГГР (14 958 МВт).

Сетевое строительство. Как следует из отчетных данных АО «СО ЕЭС», в 2021 году на территории Уральского федерального округа линии электропередачи класса напряжения 220 кВ и выше в работу не вводились.

Для расширения области допустимых режимов и с целью оптимизации автоматического противоаварийного управления энергетики работали над развитием централизованных систем противоаварийной автоматики (ЦСПА), которые рассчитывают управляющие воздействия в режиме реального времени. В частности:

• выполнен переход на третье поколение программно-технического комплекса верхнего уровня ЦСПА ОЭС Урала;
• реализовано использование в ЦСПА объединенной энергосистемы Урала пусковых органов и управляющих воздействий в ЕЭС Казахстана. Повышение функциональности ЦСПА ОЭС Урала способствует увеличению возможностей загрузки межсистемных транзитных связей между энергосистемами Российской Федерации и Казахстана. Это позволяет снизить режимные ограничения и обеспечить своевременное проведение ремонтных кампаний в энергосистемах обеих стран.

Выработка и потребление электроэнергии. По отчетным данным, электростанции, расположенные на территории УФО, в 2021 году выработали 186 310 млн кВт*ч электроэнергии, что на 5,23% больше, чем за аналогичный период предыдущего года. Электропотребление в минувшем году составило 174 144,3 млн кВт*ч, что на 4,2% больше, чем было зафиксировано по итогам 2020 г. (табл. 1).

Таблица 1

Рост потребления электроэнергии в 2021 году объясняется снижением влияния карантинных мер, которые активно вводились во время пандемии, влиянием температурного фактора и частичным снятием ограничений в нефтяной отрасли.

Начиная со II квартала минувшего года компании, связанные с добычей и транспортировкой нефти, начали активно наращивать потребление электроэнергии. По итогам 2021 года (по сравнению с данными за аналогичный период 2020 г.) в ЕЭС России:

• суммарное электропотребление нефте- и газодобывающими предприятиями возросло на 4 млрд кВт*ч;
• потребление электричества на транзит нефти по нефтепроводам увеличилось на 0,8 млрд кВт*ч;
• рост электропотребления газоперекачивающими станциями достиг отметки в 0,7 млрд кВт*ч.

Увеличение объемов генерации на энергообъектах ЕЭС России неизбежно отразилось на объемах потребления электроэнергии, необходимой для обеспечения собственных, производственных и хозяйственных нужд электростанций. Относительно 2020 года эти расходы возросли на 4,6 млрд кВт*ч.

Курс на независимость от импортного оборудования

В условиях фундаментальной трансформации геополитического и экономического ландшафта перед российской экономикой стоит архисложная и небывалая по своим масштабам задача.

Речь идет о создании кардинально новой экономической модели развития России, направленной на достижение технологического суверенитета страны, снижение импортозависимости по критически важным видам продукции зарубежного производства и переформатирование логистических цепочек в ключевых отраслях экономики. 

Электроэнергетика – отрасль, которая является основой функционирования экономики и жизнеобеспечения общества. Именно поэтому ее независимость от импортного оборудования и комплектующих в условиях введенных против России санкций можно без преувеличения назвать элементом национальной безопасности и социальной стабильности.

В компании «Россети Урал» уровень самообеспечения достигает 98%. Например, ПС 110/10 кВ «Новокольцовская», которая строится в пригороде Екатеринбурга, целиком укомплектована оборудованием российского производства. Ключевые поставщики – предприятия Свердловской области.

Энергетики уже смонтировали здание общеподстанционного пункта управления и закрытого распределительного устройства 10 кВ. Два силовых трансформатора мощностью 25 МВА поставлены российской группой СВЭЛ, которая специализируется на производстве электротехнического оборудования для энергетической отрасли.

На площадку доставлено основное оборудование для монтажа открытого распределительного устройства, дугогасящий реактор, шкафы релейной защиты и автоматики.

Следующим этапом строительства станет монтаж аппаратуры систем сбора и передачи данных для мониторинга подстанционного оборудования, а также установка программно-технических устройств автоматизированной системы управления.

Ввод ПС 110 кВ «Новокольцовская» в эксплуатацию запланирован на конец 2022 года. Новый энергообъект будет обеспечивать надежное электроснабжение одноименного микрорайона.

Здесь продолжается строительство Дворца водных видов спорта, медицинского и общественного центров, общежитий и тренировочного поля. В будущем эта территория будет застраиваться жилой и коммерческой недвижимостью. Ожидается, что к 2030 году в микрорайоне будет проживать около 20 тыс. человек.

По оценкам экспертов, общая присоединяемая мощность объектов к новой подстанции составит 28 МВт. Кроме того, современный центр питания заменит маломощную ПС 35/6 кВ «Кольцовская», усилит схему электроснабжения Октябрьского района Екатеринбурга и аэропорта Кольцово.

По такому же принципу – максимум российского оборудования и технологий – энергетики модернизируют оборудование электрической подстанции 110/35/10 кВ «Свердловская».

Реконструкция ПС 110/10 кВ «Кадниковская» была завершена в 2020 году. Для реализации проекта специалисты использовали отечественное оборудование и комплектующие. Из импортного – только системы диагностики. Однако за прошедшее с момента модернизации время пермские разработчики уже создали качественные аналоги.

На сегодняшний день этот центр питания является одним из самых современных энергообъектов на Среднем Урале:

• при монтаже распределительных устройств использованы выключатели компании «Таврида Электрик», которая предлагает инновационные продукты и решения для электроэнергетической отрасли, технологии «умных сетей» — Smart Grid, способствующие повышению надежности электроснабжения потребителей;
• система оперативного тока изготовлена предприятием из Новосибирска;
• автоматика и средства телемеханики – от екатеринбургской компании «Прософт-Системы», которая занимается разработкой, поставкой и внедрением под ключ высокотехнологичных приборов и систем автоматизации для различных отраслей промышленности. Предприятие зарекомендовало себя как надежный отечественный разработчик программного и аппаратного обеспечения;
• силовые трансформаторы поставлены Группой СВЭЛ из Екатеринбурга. Энергетики отмечают, что новые трансформаторы компактнее старых, тише и создают меньше вибраций.

Подстанция «Кадниковская» обеспечивает подачу электроэнергии в пригороды города Сысерть. От нее питаются восемь населенных пунктов, 18 объектов социальной сферы, фермерские хозяйства и три коттеджных поселка, площадь которых постоянно увеличивается.

Сетевая инфраструктура в Сысертском городском округе строилась в 1970-е годы. Однако в последнее время в регионе активно развивается индивидуальное жилищное строительство, поэтому возникла необходимость создания запаса мощностей.

Задачу удалось решить благодаря замене двух силовых трансформаторов. В результате реконструкции мощность питающего центра возросла с 11 до 50 МВт. В настоящее время трансформаторы загружены на треть, но динамика электропотребления свидетельствует о том, что через несколько лет «Кадниковская» будет востребована в полную силу.

По оценкам специалистов, особенность этих проектов состоит в том, что они реализуются в тесном сотрудничестве с производителями оборудования. Фактически конструкторы СВЭЛ разрабатывают для энергокомпаний трансформаторы и модульные подстанции под ключ.

Энергооборудование выпускается по индивидуальным габаритным размерам и комплектуется с учетом потребностей заказчика. К примеру, самый большой в Екатеринбурге трансформатор, который установлен на подстанции с рабочим напряжением 220/110/10/6 кВ «Рябина», позволил ПАО «Россети» значительно улучшить технические параметры сетевого комплекса.

Машиностроение и электронная промышленность входят в число отраслей, которые на сегодняшний день наиболее зависимы от импортного сырья и комплектующих. Идти по пути догоняющего развития и линейно восполнять звенья производственных цепочек – малоэффективно.

Необходимо не просто замещать недостающие элементы, а искать новые технологические решения в результате интеграции науки и реального сектора экономики. Это своего рода «технологический лифт», который позволяет перейти сразу на несколько технологических ниш вперёд.

Предприятий, выпускающих силовое оборудование, в Российской Федерации несколько, но большинство из них просто осуществляет сборку. Компания СВЭЛ выбрала для себя другой путь и организовала полный производственный цикл.

Степень локализации производства достигает 87%. Все ключевые узлы и операции выполняются на предприятии. В 2022 году количество поступивших заказов увеличилось на 35%. Специалисты утверждают, что производственные мощности будут полностью загружены до середины следующего года.

Надежность партнерства подтверждает один красноречивый факт – из всех трансформаторов, которые компания «Россети Урал» эксплуатирует в Свердловской области, 141 произведен в Екатеринбурге.

К числу перспективных направлений для внедрения российских разработок специалисты также относят интеллектуальные системы учета. В период 2020-2021 гг. «умные» счетчики были установлены в 40% бытовых сетей региона. Это позволило сократить технические и коммерческие потери электроэнергии, поскольку приборы не оставили энерговорам ни малейших шансов для воплощения в жизнь своих преступных замыслов.

«Умное» охлаждение подстанций

Энергетики ПАО «ФСК ЕЭС» установят энергоэффективные решения на двух крупнейших центрах питания Урала. Вскоре подстанции 500 кВ «Южная» и «Тагил» будут оснащены инновационной разработкой собственного R&D-центра сетевой компании.

Речь идет об интеллектуальной системе охлаждения силовых трансформаторов. Внедрение новой технологии позволит свести к минимуму расход электричества на собственные нужды подстанций без ущерба для надежности электроснабжения потребителей.

Новинка представляет собой автоматизированный комплекс, предназначенный для управления работой вентиляторов и масляных насосов трансформаторов. Управление осуществляется с учетом данных о температуре окружающей среды, силового оборудования и режимов его работы.

Все необходимые данные собираются и обрабатываются в режиме онлайн. Это позволяет оперативно реагировать на малейшие изменения измеряемых параметров и более эффективно использовать электроэнергию, которая используется для охлаждения агрегатов.

Модернизация оборудования питающих центров будет проведена в рамках отраслевого национального проекта «Энергоэффективная подстанция», который подразумевает долгосрочную (до 2026 года) комплексную работу в одном из семи приоритетных направлений «Россети ФСК ЕЭС» – «Снижение потерь и энергоэффективность».

Проект предполагает тесное сотрудничество производителей оборудования, генерирующих компаний и крупных потребителей электроэнергии, чтобы пилотные проекты вскоре стали эффективными типовыми решениями.

Инициатором реализации проекта и его ключевым участником выступает ПАО «ФСК ЕЭС». В его основу положены разработки собственного научно-технического центра, позволяющие более эффективно использовать энергоресурсы для обеспечения собственных нужд (охлаждение трансформаторов, обогрев помещение и т.п.).

Подстанции 500 кВ «Южная» и «Тагил» входят в число самых крупных питающих центров Урала. От их надежной работы зависит качество электроснабжения Екатеринбурга и Нижнего Тагила, с населением более 1,8 млн человек.

Кроме того, эти подстанции обеспечивают электроэнергией градообразующие предприятия – АО «Научно-производственная корпорация «Уралвагонзавод» им. Ф.Э. Дзержинского» и Нижнетагильский металлургический комбинат им. В.И. Ленина.

            Проект «Энергоэффективная подстанция» уже реализован на ряде центров питания группы «Россети», в том числе на объектах сверхвысокого и ультравысокого классов напряжения на Дальнем Востоке, в Сибири, Поволжье и центральных регионах РФ:

• ПС 500 кВ – «Хабаровская», «Ново-Анжерская», «Вятка» и «Нижегородская»;
• ПС 750 кВ – «Белый Раст», «Металлургическая», «Опытная» и «Владимирская».

Угольные отходы получили путевку в жизнь

В России проблема утилизации золошлаковых отходов (ЗШО) стоит очень остро. Более 170 российских тепловых электростанций работают на угле. Количество золы и шлака в золоотвалах измеряется миллиардами тонн. По мере увеличения объемов сжигания ископаемого топлива эта цифра будет только возрастать.

Образование несгораемых золошлаковых материалов — неотъемлемая часть производственного процесса выработки электроэнергии. По федеральному классификационному каталогу эти отходы отнесены к V классу опасности – практически неопасному. Они почти не наносят вреда окружающей среде, если вывозятся и хранятся подобающим образом.

Экологически безопасное хранение золошлаковых отходов возможно только на специально оборудованных полигонах, которые создаются вдали от населенных пунктов с соблюдением природоохранного законодательства.

Однако существуют отдельные кейсы, где наполнение золоотвалов создает определенные риски. Например, на Сахалине место складирования ЗШО граничит с морем, а в Челябинске – находится в черте города.

Уже накопленные отвалы оказывают косвенное негативное воздействие на здоровье человека, поверхностные и подземные воды, атмосферу, флору и фауну. Они служат причиной отчуждения земель, которые практически безвозвратно изымаются из полезного пользования.

А поскольку шлак и зола не «фонят», не токсичны и непосредственный контакт с ними не причиняет прямого вреда здоровью людей, то эти отходы можно считать вторичными ресурсами сырьевого значения. Это означает, что золоотвалы можно рассматривать в качестве техногенных месторождений полезных ископаемых – недефицитного, недорогого комплексного вида сырья.

Грамотная утилизация ЗШО позволяет решить, как экологические задачи (уменьшение площади территорий, отводимых под складирование отходов деятельности тепловых электростанций, снижение загрязнения окружающей среды при эксплуатации золоотвалов, сокращение потребления нерудного минерального сырья, которое можно заменить золошлаками), так и эффективно использовать современные технологии.

Как правило, складирование золы и шлаков производится в гидрозолоотвалах. В 2014 году на Рефтинской ГРЭС впервые в РФ внедрена уникальная система сухого золошлакоудаления.

Увеличение емкости «сухой» секции в вертикальном направлении позволило предотвратить вырубку сотен гектаров леса для обустройства нового золоотвала. Кроме того, это обеспечило возможность отгрузки сухого материала для дальнейшего его использования в других отраслях промышленности.

Основные потребители несгораемой части угля Рефтинской ГРЭС – российские предприятия, которые специализируются на производстве цемента, бетона, строительных смесей, ЖБИ и тампонажных растворов.

Использование золы в качестве компонента, заменяющего естественное ископаемое сырье (например, песок или глину), позволяет снизить затраты при выпуске строительных материалов и готовой продукции.

Энергетики также заинтересованы в увеличении объемов отгрузки ЗШО, поскольку это позволяет генерирующим компаниям сокращать площадь золоотвалов и развивать одно из самых простых, но при этом наиболее эффективных экологических направлений – рециклинг.

21 июня 2022 года Правительство РФ распоряжением № 1557-р утвердило Комплексный план по повышению объемов утилизации золошлаковых отходов V класса опасности, которые образуются в результате сжигания угля, торфа и их смесей в энергетических целях.

Документ подготовлен в рамках реализации Энергетической стратегии России на период до 2035 года, которая устанавливает целевой показатель увеличения доли утилизируемых ЗШО ТЭЦ и котельных от годового объема образования в 15% к 2024 году и в 50% – к 2035-му.

В плане описаны 12 межотраслевых мероприятий, направленных на создание экономических предпосылок и призванных обеспечить нормативное стимулирование внедрения технологий применения золошлаков в производственные процессы, где они будут использоваться в качестве вторсырья. Это позволит снизить ключевые барьеры, поскольку применение ЗШО требует дополнительных капиталовложений в наработку компетенций.

В результате реализации плана в хозяйственном обороте останется около 3 тыс. га земли. Утилизация золошлаковых отходов снизит необходимость использования земельных участков для размещения продуктов выработки электрической и тепловой энергии на тепловых электростанциях и в котельных, работающих на твердом топливе.

Вторичное использование несгораемой части угля в качестве сырья позволит ежегодно замещать до 15 млн тонн природных ресурсов, что предотвратит выброс в атмосферу около 6 млн тонн парниковых газов в СО₂-эквиваленте. Кроме того, до 2035 года угольные ТЭС смогут сэкономить до 60 млрд руб. в связи с отсутствием необходимости расширения емкостей золоотвалов.

Где можно использовать золошлаки? Эксперты утверждают, что ЗШО – это настоящий Клондайк для многих перспективных и экономичных решений. Только в строительной сфере насчитывается более десяти технологий.

Зола с успехом применяется в производстве сухих смесей, растворов, строительных блоков. Из нее получается отличный кирпич. Причем использование золошлаков может существенно удешевить бюджет, поскольку они существенно дешевле того же песка.

Следует отметить, что это утверждение справедливо лишь в том случае, если речь идет о сопоставимых условиях. В строительстве важную роль играет транспортное плечо. Многие электростанции готовы отпускать золу по минимальной цене – 1 рубль за тонну. Однако расстояние от золоотвала до места использования вторсырья может довести конечную стоимость применения золошлаков до цены традиционных аналогов, то есть до 600 рублей за тонну.

За рубежом ЗШО используется для устройства всех слоев дорожной одежды. В России этот материал, в первую очередь, рассматривается в качестве насыпи при строительстве новых автодорог. В верхних слоях его тоже можно использовать, и дорожные службы уже готовы изучать этот вопрос более детально. Для этого необходимо вырабатывать практики и механизм их тиражирования.

Золошлаковый материал подходит для применения в качестве грунта для восстановления земель, плодородие которых существенно снизилось в результате хозяйственной деятельности человека.

Региональные проекты, вошедшие в комплексный план, предусматривают рекультивацию нарушенных земель, полигонов твердых коммунальных отходов, а также создание объектов дорожного строительства.

В будущем, с помощью инновационных технологий, из ЗШО можно будет извлекать железный концентрат, драгоценные металлы и глинозем, который используется для производства алюминия.

В таком случае уже можно говорить об использовании продуктов переработки шлаков в металлургии и сельском хозяйстве, где они будут выполнять роль удобрений и почвенных мелиорантов.

Недавно стало известно о наработках по производству алюминиевых коагулянтов для фильтрации сточных вод и пропантов для производства тампонажных смесей, которые используются при цементировании обсадных колонн нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин при низких и умеренных температурах.

Но здесь важно четко понимать, что есть дорожка «быстрых побед», а есть «длинный путь», который необходимо осваивать уже сейчас, поскольку именно он способен обеспечить системную утилизацию ЗШО в перспективе.

Основная масса золошлаковых отходов располагается на Дальнем Востоке и в Сибири. В то время как строительные заводы и ключевые проекты по дорожному строительству находятся в европейской части России. Национальная ассоциация развития вторичного использования сырья (АРВИС) внесла на рассмотрение Правительства ряд предложений:

1. Ввести инструмент эффективного радиуса утилизации. Такой подход уже практикуется в Индии. Он предполагает введение запрета на использование традиционных материалов, если в пределах этого радиуса находится источник вторичного сырья. По оценкам экспертов, в Российской Федерации это 130 км (если речь идёт о перевозке золошлаков автомобильным транспортом). Эту норму предлагается ввести как обязательную. Она может быть реализована только в рамках государственных заказов.
2. Продемонстрировать на практике, что ЗШО можно использовать для решения различных задач в разных отраслях экономики.
3. Разработать механизм представления льгот на перевозку золошлаковых материалов и продуктов их переработки железнодорожным транспортом.
4. Создать систему ГОСТов для каждого направления использования ЗШО. Это позволит определить перечень конкретных требований, которым должен соответствовать золошлак, чтобы его можно было использовать в качестве вторичного сырья.

Ожидается, что к концу 2022 года законопроект об эффективном радиусе пройдет межведомственное согласование и будет внесен в Государственную Думу.

Уральское ЖКХ готовится к зиме

По завершении отопительного сезона 2021-2022 г.г. уральские энергетики подвели итоги и сразу же приступили к подготовке к новому осенне-зимнему периоду. Ремонтные работы развернулись на объектах электроэнергетики и теплосетевого комплекса. Эксперты отмечают, что несмотря на сложную экономическую ситуацию, объем ремонтных и инвестиционных программ остается неизменным.

Погода минувшей зимой была нетипичной для Урала. Все зимние месяцы, вместо привычных минусовых температур, были аномально теплыми. Сильных морозов не было совсем, поэтому генерация тепловой энергии снизилась на 3%. Аварий и серьезных нарушений режима работы в энергетическом комплексе региона не зафиксировано. Руководители практически всех компаний, задействованных в этой сфере, говорят, что ОЗП 2021-2022 гг. прошел в штатном режиме.

            В цифрах обстановка выглядит следующим образом:

• Повреждаемость сетевой инфраструктуры в зоне операционной деятельности Екатеринбургской теплосетевой компании снизилась на 7%;
• Количество технологических нарушений на объектах теплоснабжения «Облкоммунэнерго» сократилось на 29%, на электроустановках – на 35%;
• Количество технологических нарушений в электрических сетях филиала «Россети ФСК ЕЭС» снизилось на 17%, на электростанциях Свердловского филиала ПАО «Т Плюс» – на 45%.

По оценкам экспертов, таких высоких показателей удалось достичь в результате качественной подготовки к прохождению предстоящего осенне-зимнего периода. Была своевременно проведена диагностика оборудования и электросетевого комплекса, выполнены ремонтные работы, сформированы запасы топлива и запасных частей. Аварийные бригады оперативно устраняли возникающие проблемы.

Но главная роль отводится инвестициям в энергетическую инфраструктуру, объемы которых на протяжении последних лет постоянно увеличивались. На 2022 год планы также грандиозные. К примеру, Екатеринбургская теплосетевая компания планирует выделить на ремонт 1,1 млрд руб., инвестиционная программа составит 1,8 млрд руб., у «Облкоммунэнерго» – соответственно 148,8 и 967 млн руб.

Правда, в условиях санкций пересмотра инвестиционных программ всё же избежать не удастся. Корректировки необходимы в плане импортозамещения. Основной объем запчастей и материалов для летней ремонтной кампании был подготовлен заранее. Однако сложности могут возникать с поставками импортного оборудования.

Для российских электростанций самым уязвимым местом в условиях санкций по-прежнему остаются газовые турбины: они все ввозятся из-за рубежа. Производство собственного энергооборудования большой мощности, не уступающего импортным аналогам, в России пока наладить не удается.

Кроме того, еще остаются вопросы по запчастям для дожимных компрессорных станций. Но здесь можно найти аналоги российского производства. Уральские энергокомпании активно занимаются поиском надежных поставщиков и выстраивают новые логистические цепочки. Руководство уверенно заявляет: это не создаст препятствий для качественной подготовки к осенне-зимнему периоду.

Также проведению ремонтной кампании не должны помешать и финансовые трудности. Эксперты отмечают положительные сдвиги в сфере повышения платежной дисциплины. За последний год задолженность потребителей по оплате использованных ресурсов практически не увеличилась. Хотя итоговая цифра по-прежнему остается весьма значительной.

Интеллект против аварий в сетях

В 2022 году будет создана российская система снижения рисков аварий в энергетическом комплексе. В ее основу положены интеллектуальные алгоритмы обработки синхронизированных векторных измерений. С инициативой разработки импортозамещающего продукта выступили ученые Уральского федерального университета.

По оценкам аналитиков, наиболее частой причиной аварий в электроэнергетике являются короткие замыкания в электрических сетях. Полностью их исключить невозможно, поскольку КЗ могут быть вызваны ударами молний, перегрузкой сети, старением проводов, механическими повреждениями изоляции и т.п.

В некоторых случаях возникновение коротких замыканий предотвратить не удается из-за отсутствия достоверной информации о режиме работы электроэнергетической системы. Разработка уральских исследователей будет способствовать устранению этой проблемы и сократит время принятия решений.

В результате снизится каскадность развития аварий и степень тяжести аварийных ситуаций. За счет повышения точности и эффективности алгоритмов противоаварийного управления удастся минимизировать ущерб, который сбои в работе сети наносят потребителям.

Особенностью системы специалисты называют использование интеллектуальных алгоритмов обработки синхронизированных векторных измерений. Традиционная методика обеспечивает измерение только действующих значений электрических параметров. В то время как векторные могут замерять мгновенные значения и фазы таких параметров, как взаимное расположение токов и напряжений по отношению друг к другу.

Возможность выполнения измерений мгновенных значений параметров, синхронизированных во времени, позволяет существенно повысить достоверность данных, которые информируют о текущем режиме работы электроэнергетической системы. Кроме того, это оказывает положительное влияние на скорость и качество принимаемых управляющих воздействий для локализации аварийных ситуаций.

Раньше измерения в определенных точках энергосистемы выполнялись в разное время. Эта особенность замеров существенно затрудняла вычисление электрических параметров.

Например, в одном месте результаты измерений показывают напряжение 220 кВ, а в другой точке этот показатель составляет 198 кВ. Как правило, эти данные были получены в разные моменты времени и расчет осуществлялся на основании разницы потенциалов. То есть вычисление сопротивления проводов проводилось с учетом силы тока. Этот метод не исключает погрешность.

Максимальную точность данных обеспечивает информация о разности потенциалов в один и тот же момент времени. Именно такие показатели позволяют управлять энергосистемой более эффективно и сводить к минимуму возможный ущерб.

Ранее системы снижения рисков аварий в энергетическом комплексе в основном внедрялись в сети сверхвысокого напряжения – 220-500 кВ. Разработка российских ученых позволит применять этот метод в электросетях среднего и низкого классов напряжения.

Если спроектировать устройство для центров питания на 110-135 кВ, то объем продаж может стремительно возрасти. В Свердловской области насчитывается всего шесть подстанций напряжением 500 кВ. В 220 кВ их около 30, а на 110 кВ – уже 700. Если говорить о менее мощных энергообъектах, то только на территории Екатеринбурга их насчитывается около 6 000 единиц, в области счет на десятки тысяч.

«Инновационная система позволит управлять большим количеством подстанций. В число потребителей таких устройств войдут системные операторы на уровне ПАО «ФСК ЕЭС», компании «Россети», их структурные подразделения и снабжающие компании», – говорит руководитель проекта, заведующий кафедрой автоматизированных электрических систем УрФУ Андрей Паздерин.

Успешная реализация проекта внесет весомый вклад в решение задачи замещения импортозамещения. В мире насчитывается около 10 производителей подобных систем. Разработка уральских ученых сможет составить им достойную конкуренцию.

В настоящее время завершается разработка алгоритмов и прототипов новинки. Затем их доработкой и внедрением готового продукта будут заниматься специалисты компании «Прософт-Системы».

В России одним индустриальным парком стало больше

В апреле 2022 года Минпромторг Российской Федерации зарегистрировал новый индустриальный парк, расположенный в Челябинской области. Приказ о регистрации «Южноуральского индустриального парка» подписал министр промышленности и торговли России Денис Мантуров. Факт внесения новой структуры в федеральный реестр подтверждает ее соответствие всем необходимым требованиям.

На промышленной площадке, которая занимает территорию площадью 43 га, работают три предприятия, выпускающие продукцию для крупных энергосистем.  Они производят электрические изоляторы из стекла, фарфора и полимеров, занимаются литьем чугуна и формированием комплектующих для энергетического оборудования.

Индустриальный парк создан на базе АО «Южноуральский арматурно-изоляторный завод» (ЮАИЗ). Якорный резидент – один из основных производителей линейной арматуры и подвесных изоляторов напряжением от 10 до 1 150 кВ для линий электропередачи и распределительных устройств.

Первый экспериментальный цех завода – цех по производству фарфоровых изоляторов – был пущен в работу в 1956 году. Через шесть лет предприятие начало производить отливки для изготовления комплектующих к изоляторам и линейной арматуре. Стеклянные изоляторы начали выпускать только в 1967 году.

В реконструкцию зданий и развитие производственной инфраструктуры планируется инвестировать около 160 млн руб. Кроме того, на территории завода будет построена лаборатория, литейный цех и испытательный центр для изучения перспективных электроизоляционных технологий. Реализация проекта будет завершена к 2024 году. Его стоимость оценивается в 1,4 млрд руб.

Создание на базе ЮАИЗа индустриального парка поможет заводу потеснить на рынке продукцию зарубежных производителей. При этом российские предприятия получат более дешевые комплектующие.

Два других резидента индустриального парка специализируются на производстве линейной арматуры для высоковольтных ЛЭП напряжением от 35 до 1 150 кВ и комплектующих для изоляторов, которые изготавливаются из алюминиевых сплавов.

Ожидается, что по тогам года сумма выручки трех резидентов составит около 8 млрд руб., а совокупный объем налоговых отчислений превысит отметку в 242 млн руб.

Участниками «Южноуральского индустриального парка» хотят стать еще четыре предприятия. В перспективе они могут значительно увеличить производственные возможности новой промышленной площадки.

Российские предприятия постоянно совершенствуют технологии производства для сертификации своих изделий по международным стандартам. На сегодняшний день резидентам промышленной площадки удалось расширить географию потребления готовой продукции за пределы России. В число потребителей вошли Италия, ЮАР, Саудовская Аравия, Индия и другие страны.

Челябинская область богата различными полезными ископаемыми. В регионе разведано более 300 промышленных месторождений железной руды, титаномагнетитовых руд, медной руды, никеля, кобальта, алюминиевых руд, россыпного и рудного золота. Здесь работает более 150 предприятий, занимающихся добычей и переработкой природного сырья.

Мощный природно-ресурсный потенциал и развитая промышленная инфраструктура вывели регион в число индустриальных лидеров. По данным Челябинского Минпромторга, в 2021 году на территории области в составе индустриальных парков действовало 34 производственных предприятия. В реализацию их проектов было инвестировано 2,7 млрд руб. В консолидированный бюджет РФ поступило около 3 млрд руб. налоговых отчислений.

С опытом Челябинской области по реализации региональных мер господдержки индустриальных парков, промышленных технопарков и кластеров ознакомились участники более из 40 регионов России в рамках практической конференции, организованной Минпромторгом. Мероприятие состоялось в марте текущего года в городе Магнитогорске.

«Умные» города от «Росатома»

Сегодня технологии «умного» города выходят на качественно новый уровень. Уже остался позади этап зарождения. В настоящее время осуществляется переход от периода стартапа к системности и технологизации.

Это чрезвычайно важный момент, который требует правильно выстроенных процессов, глубокой отраслевой экспертизы, стандартизации и применения продуктов, рассчитанных на долгосрочную перспективу.

Ежегодно Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации составляет рейтинг «IQ городов». Каждый муниципалитет оценивается по 47 показателям, разделенным на несколько направлений. В том числе:

1. Городское управление.
2. Интеллектуальный жилищно-коммунальный комплекс.
3. Инновационные решения для городской среды.
4. «Умный» городской транспорт.
5. Интеллектуальные системы социальных услуг.
6. «Умные» системы общественной и экологической безопасности.
7. Туризм и сервис.
8. Экономическое состояние и инвестиционный климат.
9. Инфраструктура сетей связи.

В ведомственном проекте по определению индекса цифровизации принимают участие более 200 городов. Все конкурсанты делятся на четыре группы в зависимости от численности населения.

Среди административных центров лидирующую позицию с показателем 87,7 балла занимает Саров. На второй строчке рейтинга расположился Железноводск. Уровень IQ города-курорта на Ставрополье оценивается в 79,54 балла.

В обоих городах АО «Русатом Инфраструктурные решения» (РИР), совместно с муниципалитетом и администрацией регионов, реализует комплексные проекты цифровизации городской среды, включая развитие электронных сервисов для жителей и туристов.

В списке малых городов, где проживает менее 100 тыс. человек, на первой позиции находится Ханты-Мансийск (91,85 балла). На территории административного центра ХМАО РИР помог развернуть туристический портал и реализовал проект по интеллектуальным остановкам.

В 2022 году РИР и администрация Пуровского района (Ямало-Ненецкий автономный округ) в рамках заключенного контракта на территории муниципального образования развернули цифровые сервисы платформы «Умный город».

По условиям договора компания установит 26 разных модулей, призванных сформировать эффективную систему управления городским хозяйством, сократить время реагирования на нештатные ситуации, создать дополнительные инструменты для коммуникации пуровчан с властью и представителями бизнеса.

В настоящее время часть модулей уже внедряется в городскую среду, базы наполняются данными. Платформа функционирует в тестовом режиме.

По сути, новая платформа – это программно-аппаратный комплекс с набором инструментов, функциональных опций и сервисов, разработанных для жителей Пуровского района на базе единого веб-сайта. Некоторые опции предназначены исключительно для служебного пользования и закрыты для сторонних пользователей.

Часть пользовательских сервисов доступна для общественного использования, этими функциями может воспользоваться каждый желающий. Как правило, это бытовые и информационные сервисы, в том числе предназначенные для общения жителей и выстраивания эффективных коммуникаций с организациями и представителями муниципалитета.

В ходе реализации проекта создается веб-версия платформы «Умный город» и мобильное приложение. Система дает возможность определить, какие проблемы вызывают наиболее острую реакцию в обществе и требуют поиска немедленных решений, а какие можно устранять в плановом порядке. Помимо всего прочего, ее функционал позволяет бронировать и оплачивать услуги, предоставляемые муниципальными учреждениями.

Модуль «Городские проблемы» разрабатывается для жителей Пуровского района, которые смогут с любыми проблемными вопросами обращаться в единое цифровое окно со своего ПК, ноутбука или смартфона.

Служебные модули дают возможность в режиме онлайн получать данные о проведении земляных работ, территориях обслуживания управляющих компаний, информацию из ГИС ЖКХ.

Модуль «Уборка улиц» предоставляет данные о проведении плановой уборки городских улиц и текущем статусе мероприятия, помогает оценить эффективность выполненных работ.

Модуль «Общественный транспорт» информирует пассажиров о расписании, остановках и регулярных маршрутах движения транспорта на территории города и ближайшей пригородной зоны. Кроме того, функционал сервиса позволяет узнавать прогнозы прибытия транспортных средств.

Модуль «Планы городских властей» дают возможность контролировать исполнение муниципальных заказов на строительство объектов и выполнение комплекса мероприятий по содержанию территории, проектированию и размещению объектов благоустройства, направленных на обеспечение и повышение комфортности условий проживания граждан, поддержание и улучшение санитарного и эстетического состояния городской инфраструктуры.

Система базируется на интегрированной цифровой платформе, разработанной специалистами АО «Русатом Инфраструктурные решения». Это полностью российский продукт, решающий задачи импортозамещения согласно законам и требованиям регуляторов.

После внедрения платформы эксперты РИР проводят обучение для уполномоченных сотрудников администрации и ведомств.

Энергия земли становится источником тепла для школ

В 2013 году в школе деревни Юрмы (Вагайский район Тюменской области) был проведен эксперимент, в ходе которого специалисты выясняли, насколько выгодно отапливать внутришкольные помещения с помощью энергии земли. В этом году решили провести повторное исследование экологически чистой технологии.

Для продолжения эксперимента было выбрано здание, расположенное на расстоянии около 300 км от первого. Школа находится в селе Крашенинино (Упоровский район Тюменской области). На месте старого деревянного строения будет построено новое, со стенами из прочного камня.

Это будет одна из 10 школ, начало возведения которых, согласно региональной программе, запланировано на 2022 год. В общей сложности к 2024 году в Тюменской области планируют заменить более 30 старых зданий.

К обеим населенным пунктам газ еще не подведен, поэтому вопрос энергоресурсов стоит достаточно остро. Обогрев помещений дровами или углем – хлопотная технология, к тому же она загрязняет окружающую среду. Отапливаться электричеством слишком дорого.

Подрядная организация, которая девять лет назад построила школу в Юрмах, обратилась за помощью к проектировщикам. Они внимательно изучили опыт стран, которые активно используют альтернативные источники энергии для теплоснабжения своих объектов, и предложили задействовать энергоресурс, находящийся непосредственно под ногами.

Земля обладает гигантскими запасами энергии. В нескольких метрах ниже ее поверхности сохраняется огромное количество солнечного тепла. Гейзеры и горячие термальные источники для этого не нужны. Вполне достаточно тепловой энергии, которая накапливается под лучами солнца и является неисчерпаемым ресурсом.

Принцип работы геотермальной системы отопления сравнивают с холодильником. По сути, это устройство также является тепловым насосом, который при охлаждении морозильной камеры забирает из нее теплый воздух и передает излишнюю энергию на трубки радиатора.

В случае с обогревом помещений идет передача тепла, накопленного в грунте. Тепловая энергия извлекается из-под земли при помощи специальных скважин, в которые закачивается смесь, состоящая из воды и антифриза. В скважинах раствор нагревается и по трубам сначала подается в испаритель, а затем поступает в компрессор.

Далее всё происходит по законам физики: при испарении любая жидкость становится холоднее, а при конденсации и сжатии (например, в компрессоре) греется. Специалисты утверждают, что даже если забирать тепло из почвы температурой около +2 °С, можно нагреть теплоноситель до +40 °С и выше.

Общий объем ресурса зависит от множества факторов. На него влияет количество и глубина пробуренных скважин, диаметр труб и состав грунта. По оценкам экспертов, глинистая почва способна удерживать больше тепловой энергии, чем рыхлая песчаная смесь.

Поэтому, прежде чем приступить к проектированию, специалисты тщательно изучают состав грунта, проводят пробное бурение, рассчитывают количество скважин, необходимых для обеспечения общей тепловой нагрузки на здание и распределяют ее в пересчете на одну скважину. В проекте школы в Крашенинино скважина рассчитана примерно на 3,6 кВт.

Преимущества геотермального отопления:

• Экономичность. Система отличается высокой эффективностью. Затратив 1 кВт электричества на извлечение тепла из земли, получают 3-5 кВт тепловой мощности. Для сравнения – в системах электрообогрева 1 кВт электрической энергии преобразуется в 0,7-1,0 кВт тепловой. Кроме того, затраты на обслуживание оборудования минимальные;
• Безопасность. Технология не требует применения взрыво- и пожароопасного топлива;
• Экологичность. Отсутствие в помещениях посторонних запахов и дыма. Нет утечек газа и вредных выбросов в атмосферу. За исключением опасности локальной гибели микроорганизмов из-за переохлаждения грунта в зоне расположения теплосборного коллектора;
• Комфортность. Система проста в эксплуатации. Оборудование работает в автоматическом режиме и контролируется дистанционно;
• Реверсивность. Существует возможность использования в качестве системы кондиционирования в летний период.

Теоретически геотермальные системы отопления могут быть установлены в любой местности. Однако на практике такие примеры единичны. Причина – высокая стоимость реализации проекта.

Например, для новой школы в поселке Крашенинино заключен государственный контракт с подрядчиком на 334 млн руб. При нынешних ценах на энергоносители затраты окупятся через 15-20 лет.

Эксперты провели мониторинг сельских школ, которые отапливаются по классической технологии, и сравнили уровень затрат. Результаты исследования показали, что в 2019 году за уголь приходилось платить более 2 млн руб., расходы на оплату газа составили 1,8 млн руб. А в юрминской школе на отопление помещений было потрачено 865 тыс. руб. Годовая экономия – более чем в два раза.

Для негазифицированных районов вариант с использованием тепловой энергии земли для отопления – почти идеальный. При условии, что нет перебоев с электропитанием (для работы системы необходима электроэнергия) и интернетом для передачи данных оборудования.

У всех альтернативных источников энергии есть «ахиллесова пята» – они зависимы от достаточного количества природных ресурсов (ветра, солнца, морских приливов) и нуждаются в больших земельных участках для установки необходимого оборудования.

В случае с энергией окружающей среды для бурения 72 скважин глубиной 70 м, установки теплонасосов и размещения комплекса передающих трубопроводов требуется территория по площади значительно больше обычной.

У геотермальной системы отопления есть еще один спорный момент. Речь идет о сроке эффективной работы оборудования. Что будет с комплексом передающих трубопроводов через 10 лет? Как изменится их теплопроводность?

В физике известен так называемый коэффициент затухания: со временем снижается яркость свечения светоизлучающих диодов, аккумуляторы даже топовых моделей сотовых телефонов меньше держат заряд. В учебниках по геотермальной энергии ответов на этот вопрос нет. Можно рассчитывать только на получение экспериментальных данных, а их пока недостаточно.

Поэтому, прежде чем тиражировать технологию, необходимо провести промышленные испытания, чтобы не сложилась ситуация, аналогичная той, что возникла при кукурузной лихорадке в сельском хозяйстве СССР в 1950-1960 гг. В Тюменской области первыми пошли на такой эксперимент. Без этого движение вперёд невозможно.