Энергетическое машиностроение до распада СССР полностью обеспечивало потребности страны, его продукция была востребована на внешних рынках. Реализация стратегии развития энергетического машиностроения, разрабатываемая Институтом проблем естественных монополий по заказу Минпромторговли, призвана переломить негативную тенденцию разрушения российского энергетического машиностроения.
История падения
В последние годы в конкурсах на строительство новых электростанций заявки с зарубежным энергетическим оборудованием побеждают все чаще и чаще. В частности, из всех проектов ОГК, запланированных к вводу до 2012 года, по которым определены поставщики оборудования (порядка 10 ГВт мощностей), примерно в 6,5 ГВт полностью или частично будет использовано зарубежное энергетическое оборудование — турбины, котлы, генераторы. При этом доля российских производителей энергетического оборудования на мировом рынке сократилась до 2% против 10% и более в 1980-х годах.
Потеря рынков обусловлена несколькими факторами. В 1990-х годах российская электроэнергетика практически прекратила закупку энергетического оборудования. Это объясняется не только отсутствием средств для обновления основных фондов отрасли, но и тем, что в стране упал уровень потребления электроэнергии, потребности в новых генерирующих мощностях не возникало. При этом к началу 90-х российское энергетическое машиностроение уже серьезно отставало в области создания мощных газовых турбин, необходимых для создания парогазовых установок (ПГУ), которые при выработке электроэнергии обеспечивают КПД на уровне 50-60%.
Примечательно, что отставание в этой области не связано с кризисом 1990-х годов, а имеет более глубокие корни. Принцип работы парогазового цикла был впервые сформулирован именно в России. Однако, несмотря на успешное начало прикладной работы, проект создания ПГУ был свернут. Причиной стало развитие альтернативного проекта, также сулившего высокий КПД (до 66%),— магнитогидродинамического генератора. В 1970-х годах в СССР активно велись работы по этой тематике, а зарубежные компании отказались от этого направления как от бесперспективного и сосредоточились на газотурбинном направлении. С течением времени стало ясно, что этот проект — тупиковый. В результате к началу 1980-х годов отечественная газотурбинная отрасль отстала от мирового уровня, и это отставание с тех пор только нарастает.
Между тем в мировой энергетике использование ПГУ получало все большее распространение, и доля новых проектов, основанных на этой технологии, постепенно выросла сначала до одной трети, а потом и до двух третей. Все эти проекты были недоступны для российских компаний. В итоге экспортные поставки российских предприятий энергетического машиностроения существенно снизились.
Предприятия энергетического машиностроения не имели возможности вкладывать достаточно средств в разработку новых образцов продукции и обновление производственных мощностей. Это привело к формированию технического отставания не только в области газовых турбин.
В угольной генерации также наметилось отставание по КПД паросиловых энергоблоков от лучших мировых образцов. Несмотря на заявления российских производителей о потенциальной способности производить оборудование для энергоблоков на суперсверхкритические параметры пара, до настоящего времени ни одного подобного блока в промышленной эксплуатации нет. В то же время в Японии, Германии и Дании подобные энергоблоки работают уже несколько лет.
Помимо наращивания параметров пара мировой тенденцией является переход на технологию сжигания угля в циркулирующем кипящем слое, в новейших установках — под давлением. Эта технология позволяет использовать в качестве топлива низкосортные угли, а также самые разнообразные органические отходы.
Россия по внедрению таких котлов отстает, первый должен быть пущен в эксплуатацию только в 2011 году. К созданию этого котла в качестве подрядчика будет привлечена зарубежная компания Foster Wheeler — один из ведущих мировых производителей котельного оборудования для тепловых станций.
В атомной энергетике единственный параметр, определяющий отставание российского энергомашиностроения от зарубежных конкурентов,— это единичная мощность блока. Так, тендер на постройку АЭС в Финляндии был проигран европейскому концерну AREVA именно по этому показателю. Строящийся там европейский реактор EPR имеет мощность 1500 МВт. Российские производители еще не освоили таких мощностей на реакторах ВВЭР.
Типовые решения
В советской и мировой практике предпочтение отдавалось и отдается максимальной унификации технических и инженерных решений. Известно, что типовые проекты позволяют осуществлять серийное производство энергетического оборудования, существенно снизить сроки создания энергообъекта, уменьшить стоимость его строительства и эксплуатации, увеличить надежность и предсказуемость. За рубежом возведение современной парогазовой электростанции "в чистом поле" осуществляется не более чем за полтора года, в Китае — за год. В России сроки строительства составляют около двух-трех лет.
В марте 2007 года прошло совместное заседание НТС РАО "ЕЭС России", научного совета РАН по проблемам надежности и безопасности больших систем энергетики и НТС ОАО "Инженерный центр ЕЭС" по теме "Концептуальные предложения по унификации проектов при строительстве новых и модернизации действующих электростанций и котельных при разработке и реализации инвестиционной программы РАО "ЕЭС России" до 2020 года". По итогам этого заседания было принято решение рекомендовать при создании новых тепловых станций различного типа использование одного из 11 типовых решений комплектации основным оборудованием. Компанией, в которой будет отрабатываться весь комплекс вопросов, связанных с переходом на типовое проектирование, выбрано ОАО "Мосэнерго".
Эти 11 типовых решений нашли также отражение в документе "Основные положения (концепция) технической политики в электроэнергетике России на период до 2030 года", разработанном РАО "ЕЭС России" совместно с РАН и профильными НИИ в 2008 году. По мнению авторов документа, на его основе должна быть разработана "Государственная концепция технической политики в электроэнергетике РФ" с добавлением разделов по атомной энергетике и механизмов реализации технической политики, с точки зрения государства. Стратегия предусматривает разработку предложений по уточнению параметров Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2020 года, предполагающих помимо прочего повышение унификации вводимых энергоблоков.
Недокомплект
Недостаточно развито в России производство ряда комплектующих для энергетического оборудования. Это не только может помешать наращивать объемы производства в энергетическом машиностроении, но и уже сейчас препятствует сокращению технического отставания российского производства энергетического оборудования от мирового.
Отечественные предприятия-комплектаторы не всегда способны обеспечить удовлетворительные сроки поставок, качество продукции, ее объем. В первую очередь речь идет о жаропрочных, износостойких, стойких к коррозии сталях и сплавах.
По данным ОАО "Силовые машины", лишь 60% литых и кованых заготовок заводы компании закупают в России. Остальное — в Японии, Европе. Для производства газовых турбин мощностью более 100 МВт и ОАО "Силовые машины", и ОАО "Сатурн — Газовые турбины" закупают заготовки лопаток первой ступени и роторов турбины исключительно за рубежом.
Имеются проблемы и по части паросиловых блоков, рассчитанных на работу при суперсверхкритических параметрах пара.
В России еще не освоено промышленное изготовление роторов для паровых турбин, а также элементов конструкции паровых котлов на такие параметры.
В рамках реализации стратегии предполагается сформировать перечень проектов создания производства импортозамещающих комплектующих для энергетического машиностроения для финансирования таких проектов через государственные институты развития.
Индустриальная практика
На современном этапе развития энергетического машиностроения сроки и стоимость разработки новых технологий и их освоения до состояния промышленного продукта настолько велики, что даже для гигантов мирового энергомашиностроения представляют достаточно серьезную задачу. Самостоятельно нести риски по реализации таких проектов мировые концерны, как правило, не желают, поскольку при неблагоприятном развитии событий это может создать угрозу финансовой устойчивости компании, как это случилось с французской компанией Alstom в 2003 году. Именно поэтому в большинстве развитых стран в государственных программах развития энергетики и энергомашиностроения предусмотрены и активно используются рычаги государственного воздействия в налоговой, бюджетной, инвестиционной и кредитной сферах.
Так, в США ассигнования по энергетическому направлению являются важной статьей расходов государственного бюджета. Ежегодные затраты составляют $4-4,5 млрд. В части энергомашиностроения они включают расходы на НИОКР в области создания новых образцов оборудования и новых энергетических технологий, а главное — экспериментальных электростанций на их основе. Приоритетные направления исследований включают в себя развитие газотурбинных технологий для повышения КПД и снижения уровня вредных выбросов, чистые и эффективные технологии промышленного получения водорода, технологии тепловых электростанций с нулевым выбросом.
В Германии и Японии государственное финансирование НИОКР в области энергетики составляет сотни миллионов долларов в год. Кроме того, правительства этих стран принимают участие в финансировании строительства пилотных станций, на которых отрабатываются новые технологии: котлы и турбины с суперсверхкритическими параметрами пара, ПГУ с внутрицикловой газификацией угля и т. д.
Мировые лидеры в области энергомашиностроения без такой солидной государственной поддержки вряд ли стали бы осуществлять столь затратные и рискованные проекты. Так, разработка газовой турбины SGT5-8000H обошлась Siemens в €550 млн и длилась около семи лет.
В индустриально развитых странах постоянно осуществляются различные программы по созданию новых конструкционных материалов для энергетического машиностроения, разработке и созданию новых образцов продукции, строительству и опытной эксплуатации пилотных энергоблоков на новом оборудовании.
Активно работает европейская программа AD700, цель которой — создание демонстрационного промышленного паросилового энергоблока с температурой пара 700-720 °С и КПД более 50%. Финансирование программы осуществляется совместно Европейским фондом угля и стали (межгосударственный фонд Евросоюза) и двумя директоратами Европейской комиссии. На стадии НИОКР финансирование составляет около €100 млн, на стадии создания энергоблока потребуется финансирование в размере около €2 млрд.
В мировой практике вход на рынок осуществляется путем создания при поддержке государства пилотных проектов — полномасштабных демонстрационных энергоблоков на базе нового оборудования.
Например, в Японии для создания энергоблока с внутрицикловой газификацией мощностью 250 МВт государство и энергетики учредили совместную компанию Clean Coal Power R&D Co. Финансирование проекта осуществляют министерство экономики, торговли и промышленности Японии (30%) и десять энергетических компаний (70%).
Создание пилотных проектов обходится достаточно дорого, и оно либо окупается за 10-20 лет, либо не окупается вовсе. Но после того как проект доказывает свою работоспособность, эффективность и прочее, производители оборудования получают серийный заказ. Это позволяет им все следующие энергоблоки комплектовать уже по конкурентоспособной цене.
Экспериментальный блок
Российские предприятия энергомашиностроения располагают менее значительными финансовыми ресурсами, чем их зарубежные конкуренты. Тем более очевидной становится необходимость как минимум долевого государственного финансирования НИОКР в области энергомашиностроения.
В частности, ЗАО "Комплексные энергетические системы" ("КЭС-Холдинг"), владеющее двумя территориально генерирующими компаниями — ТГК-5 и ТГК-9, а также стратегическими пакетами акций в ТГК-6 и ТГК-7, рассматривает проект создания демонстрационного энергоблока с внутрицикловой газификацией угля. Экспериментальный блок будет заведомо убыточным, поэтому требуется государственная поддержка реализации проекта. Но в случае успешного завершения этого проекта "КЭС-Холдинг" готов сделать долгосрочный серийный заказ на такое оборудование.
Среди критических НИОКР, реализация которых предусмотрена в рамках стратегии, следует в первую очередь упомянуть создание демонстрационного паросилового энергоблока, работающего на суперсверхкритических параметрах пара. Кроме того, речь идет о создании перспективного ряда эффективных газовых турбин мощностью от 50 до 200 МВт и соответствующих котлов-утилизаторов для парогазовых энергоблоков с КПД 55-60%.
В энергетической стратегии также упомянуто освоение производства угольных котлов на различных новых технологиях, работающих на суперсверхкритических параметрах пара. Предполагается также разработать проекты типовых электростанций, действующих по модульному принципу.
Единственный за последние 20 лет крупный отраслевой проект в России, в результате которого было разработано, создано и поставлено в серийное производство принципиально новое оборудование,— это "Ивановские ПГУ". Проект реализован при финансовой поддержке Минпромнауки в размере около $16 млн. Государство поддержало НИОКР по разработке газовой турбины 110 МВт, а РАО "ЕЭС России" оплатило изготовление пилотных образцов турбин, предоставило площадку под испытательный стенд для турбин, а также площадку для создания двух ПГУ на Ивановской ГРЭС. После реализации проекта "Ивановские ПГУ" ОАО "НПО Сатурн" получило заказ на мелкую серию (шесть турбин) для трех энергоблоков Нижегородской ТЭЦ.
Сейчас, после ликвидации РАО "ЕЭС России", отдельные генерирующие компании вряд ли будут реализовывать столь масштабные и затратные проекты, так как не обладают достаточным ресурсом для их финансирования.
Предполагается разработать меры государственной поддержки проектов создания полномасштабных демонстрационных энергоблоков на новых образцах энергетического оборудования отечественной разработки, включая предоставление площадки и финансирование через государственные институты развития.
Сервисная кабала
В России сложилась практика проведения тендеров на создание электростанций, в которых одним из основных параметров конкурсной заявки является стоимость создания электростанции. Однако эти затраты составляют не более трети от общих затрат жизненного цикла (создание, эксплуатация и ремонт, утилизация). Остальные затраты существенно зависят как от характеристик оборудования, так и от ценовой политики его производителей.
На мировом рынке нормой является одновременное заключение договора на создание энергоблока "под ключ" и долгосрочного договора на его обслуживание.
Например, в апреле 2008 года компания Siemens заключила с английской генерирующей компанией Severn Power договор о строительстве ПГУ мощностью 850 МВт, который включает в себя обязательства по сервису в течение 16 лет.
В России же пока складывается ситуация, когда и мировые лидеры, и китайские производители могут сознательно занижать цену заявки, закладывая будущий доход в сервис и ремонт либо заведомо снижая ресурс и качество поставляемого оборудования. В итоге российские производители остаются без заказов, а электроэнергетика несет повышенные расходы, выливающиеся в рост тарифов. Таким образом, в изменении нынешней тендерной системы заинтересованы и производители энергетического оборудования, и генерирующие компании, и экономика в целом как конечный потребитель электроэнергии.
Кстати, генерирующие компании уже выразили свою заинтересованность в проработке вопросов по изменению тендерной системы. В рамках стратегии предусмотрены меры по внедрению практики заключения долгосрочных договоров на срок свыше четырех лет с производителями на серийную (в том числе мелкосерийную) поставку оборудования, а также практики заключения долгосрочных (не менее десяти лет) договоров о сервисе поставляемого оборудования. В частности, проектом стратегии предусмотрена разработка методических рекомендаций Минэнерго и Минпромторга, касающихся долгосрочного прогнозирования потребностей энергетических компаний.
Энергетическая безопасность
Успешная реализация стратегии позволит отрасли достигнуть ряда нескольких важных показателей, поддающихся объективному контролю. В частности, рынок будет обеспечен продукцией отечественного энергомашиностроения, что позволит сохранить энергетическую безопасность. Количественный индикатор здесь — доля энергоблоков, запланированных к строительству на ближайшие четыре года.
К 2010 году доля зарубежного оборудования в этих блоках должна составить не более 40%, к 2015-му — не более 20%, к 2020-му — не более 10%. Будут созданы условия для экспорта, объем которого должен составить (в пересчете на мощность) к 2010 году не менее 3 ГВт в год, к 2015-му — не менее 4,5 ГВт в год, к 2020-му — не менее 10 ГВт в год.
Через частно-государственное финансирование экспериментальных разработок, локализацию в России передовых зарубежных технологий и тарифное регулирование должны быть созданы новые образцы энергетического оборудования. В частности, к 2029 году должны быть налажены выпуск усовершенствованных ГТУ и ПГУ на природном газе с повышением их КПД до 63-65% и освоение ГТУ больших мощностей.
Стимулирование эффективного инвестиционного процесса в энергетическом машиностроении для обновления основных фондов и технического перевооружения должно привести к снижению среднего уровня износа основных фондов в отрасли к 2010 году до величины не более 50%, к 2015 году — не более 40%, к 2020-му — не более 25%. Энергетическое машиностроение до распада СССР полностью обеспечивало потребности страны, его продукция была востребована на внешних рынках. Реализация стратегии развития энергетического машиностроения до 2020 года — это единственная возможность вернуть отрасли былой уровень конкурентоспособности.