Энергосбережение

Относительные потери электроэнергии в электрических сетях России в 2–3 раза выше, чем в сетях промышленно развитых стран.
Ведущие эксперты в своей статье анализируют динамику и потенциал для снижения потерь электроэнергии в российских и зарубежных электрических сетях, пытаются наметить основные пути повышения энергоэффективности электросетевой инфраструктуры страны.

СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Cтратегический путь повышения энергоэффективности сетей

Валерий Воротницкий, д.т.н., профессор, ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС»
Валерий Овсейчук, д.э.н., профессор, ООО ПФК «СКАФ»
Георгий Кутовой, д.э.н., профессор, Торгово-промышленная палата РФ
г. Москва

ДИНАМИКА И СТРУКТУРА ПОТЕРЬ В РОССИИ

Динамика потерь электроэнергии в электрических сетях России за период 1994–2013 гг. приведена в табл. 1. Таблица сформирована по данным Федеральной службы государственной статистики (Росстата), ОАО «Фирма ОРГРЭС» и других источников. В ней приведены относительные потери электроэнергии от отпуска в сеть и от производства электроэнергии. Во многих зарубежных странах вместо «отпуска электроэнергии в сеть» для расчета относительных потерь в сетях используется объем произведенной или потребленной в стране электроэнергии. Следует заметить, что в отечественных нормативных документах до сих пор отсутствуют утвержденные методики расчета фактических потерь электроэнергии в магистральных и распределительных электрических сетях для электросетевых организаций и по стране в целом.

Таблица 1. Динамика потерь электроэнергии в электрических сетях Российской Федерации за 1994–2013 гг.

Сейчас практически приостановлена работа по ежегодному анализу структуры и динамики потерь электроэнергии в сетях, который много лет проводило ОАО «Фирма ОРГРЭС». Прекратило деятельность Агентство по прогнозированию балансов электроэнергии, которое владело самым большим объемом данных в стране и ее регионах по структуре и динамике этих балансов.

В результате в различных докладах, официальных справках и прогнозных расчетах все чаще встречаются не совпадающие данные по структурным составляющим балансов электроэнергии, в том числе по абсолютным и относительным потерям электроэнергии в электрических сетях и их структуре. Это приводит к ошибкам в прогнозах балансов электроэнергии на среднесрочную и долгосрочную перспективу, в стратегии энергосбережения и повышения энергетической эффективности, к систематическому занижению базовых значений потерь электроэнергии в электрических сетях России. Это занижение, в част-ности, объясняется тем, что значительную часть потерь в сетях территориальных сетевых организаций (ТСО) Росстат относит к полезно потребленной электроэнергии. Как известно, таких ТСО в стране в настоящее время насчитывается более 3000.

Авторами сделана попытка укрупненно оценить суммарные потери электроэнергии в России на примере 2010 г., по которому имеются наиболее полные данные. Результаты оценки приведены в табл. 2, из которой видно, что данные Росстата по потерям электроэнергии занижены как минимум на 10 млрд кВт·ч в год, т.е почти на 10%.

Табл. 2. Структура фактических потерь электроэнергии в электрических сетях России за 2010 год

Если учесть потери электроэнергии в сетях промышленных предприятий, оказывающих услуги по передаче электроэнергии своим субъектам, то суммарные потери могут вырасти еще на 5–10 млрд кВт·ч. При этом относительные потери в сетях России вырастут до 12–14% от произведенной электроэнергии, а от отпуска в сеть – до 13–15% вместо 10%, фигурирующих в данных Международного энергетического агентства [1].

Отмеченное следует учитывать при сравнении отечественного и зарубежного опыта, при разработке программ снижения потерь на среднесрочную и долгосрочную перспективу. Это необходимо учитывать также при реализации Стратегии развития электросетевого комплекса РФ [2], в соответствии с которой в 2017–2030 гг. «планируется консолидация ТСО под воздействием экономических стимулов», а также сокращение количества ТСО к 2030 году до 800. Если не принять соответствующих мер по снижению потерь в присоединяемых ТСО, то суммарные фактические потери в консолидированных электросетевых компаниях могут существенно возрасти, а не снизиться, как планируется, т.к. относительные потери в сетях ТСО, как правило, выше, чем в РСК.

Уточнение суммарного объема потерь электроэнергии в электросетевом комплексе России, т.е. во всех организациях, оказывающих услуги по передаче электроэнергии, имеет важное государственное значение для принятия полномасштабных мер по снижению этих потерь. Несмотря на то, что данные по потерям электроэнергии, представленные в табл. 1 и 2, требуют уточнения, они со всей очевидностью подтверждают необходимость:

• разработки, утверждения в Минэнерго России и внедрения стандартов по расчету фактических потерь электроэнергии и их структуры для электросетевых организаций: ФСК ЕЭС, «Россетей», РСК и ТСО, а также для электросетевого комплекса России в целом;
• восстановления системы и порядка статистической отчетности (в составе государственной информационной системы Минэнерго России) по балансам и потерям электроэнергии в электрических сетях, мероприятиям по их снижению;
• разработки и внедрения системы мониторинга и контроля потерь электроэнергии в электрических сетях России, наделения для этого соответствующими полномочиями одного из профильных департаментов Минэнерго России или Ростехнадзора и обеспечение его необходимой численностью персонала, средствами связи и вычислительной техникой.

Первые шаги в этом направлении уже сделаны в виде публикации в Интернете отчетных данных сетевых организаций и формы статистической отчетности Росстата № 23-Н [3] «Сведения о производстве, передаче, распределении и потреблении электрической энергии. Но, как показывает практика, этих шагов явно недостаточно. Необходимы достоверное заполнение этой формы и систематический контроль и анализ по всем электросетевым организациям России.

Динамика фактических потерь электроэнергии в ЕНЭС и сетях МРСК в 2007–2013 гг. представлена в табл. 3, динамика фактических потерь электроэнергии в отдельных МРСК/РСК «Россетей» в 2010–2013 гг. – в табл. 4. Из этих таблиц следует, что относительные потери электроэнергии в распределительных сетях 0,4–110 кВ в среднем почти в 2 раза выше, чем в магистральных. Абсолютные потери электроэнергии в распределительных сетях составляют около 70% от суммарных потерь в «Россетях» [4].

Табл. 3. Динамика фактических потерь электроэнергии в ЕНЭС и «Россетях» в 2007–2013 гг.

При росте отпуска из ЕНЭС за 2007–2013 гг. на 12% относительные потери уменьшились на 7,16%. В электрических сетях МРСК за период с 2010 по 2013 гг. при снижении отпуска электроэнергии на 6% относительные потери снизились на 8,15%.

Таким образом, благодаря активизации усилий электросетевого персонала наметилась тенденция снижения относительных потерь электроэнергии и в магистральных, и в распределительных сетях. Вместе с тем, как видно из табл. 4, диапазон относительных потерь электроэнергии для отдельных МРСК и крупных РСК достаточно широк и находится в пределах от 2,6% до 19,3% от отпуска электроэнергии в сеть. Этот диапазон будет еще шире, если учесть величину фактических потерь электроэнергии в сетях отдельных районов и предприятий, в отдельных распределительных линиях 0,4–10 кВ. Здесь относительные потери могут доходить до 50%. При этом до 80% суммарных фактических потерь в таких сетях, как правило, приходятся на нетехнические (коммерческие) потери.

Таблица 4. Динамика фактических потерь электроэнергии в структуре «Россетей» в 2010–2013 гг.

Из табл. 4 следует, что пока остаются большими относительные потери электроэнергии в сетях МРСК Центра, МРСК Юга, МОЭСК, «Ленэнерго», а самыми высокими – в «Янтарьэнерго», МРСК Северного Кавказа и «Кубаньэнерго». Традиционно высокими (от 18 до 40%) являются относительные потери в РСК со значительной долей мелкомоторных и коммунально-бытовых нагрузок («Тываэнерго», «Калмэнерго» – 18,92%, «Астраханьэнерго» – 18,56%, «Читаэнерго» – 18,1% и др.). В то же время в ряде РСК, где высока доля промышленного электропотребления, относительные потери находятся на уровне 4–5%. Это не означает, однако, что РСК, в которых относительные потери составляют 18–40%, в 4–6 раз хуже по эффективности усилий по снижению потерь, чем те, где эти потери находятся на уровне мировых достижений.

Для объективной оценки этой эффективности и выявления действительного потенциала снижения потерь в каждой электросетевой организации необходимо учесть целый ряд влияющих на потери факторов, в первую очередь особенности структуры балансов электроэнергии, техническое состояние сети, системы учета и т.п. Для оценки резервов снижения потерь и разработки целенаправленных мероприятий по их снижению необходимо достоверное определение структуры потерь электроэнергии. При этом очевидно, что не любое снижение потерь электроэнергии является целесообразным. Для каждой электрической сети с учетом ее технологических и стоимостных особенностей существует свой технический и технико-экономически обоснованный уровень потерь.

ДИНАМИКА И СТРУКТУРА ПОТЕРЬ ЗА РУБЕЖОМ

Представляет интерес рассмотрение относительных потерь электроэнергии в сетях различных зарубежных стран. Анализ этих потерь в различных публикациях и обзорах, в частности в [1], показывает, что там, так же как и в России, диапазон относительных потерь достаточно широк и находится в пределах от 3 до 65%. При этом просматривается четкая связь между уровнем потерь электроэнергии в электрических сетях данной страны и ее экономическим развитием (ВВП на душу населения), что видно, в частности, из табл. 5.

Таблица 5. Относительные потери электроэнергии в электрических сетях и внутренний валовый продукт (ВВП) по паритету покупательной способности (ППС) на душу населения за 2011 год

Примечания:
1) Относительные потери электроэнергии приняты по данным Международного энергетического агентства.
2) Показатели ВВП (ППС) приняты по данным Международного валютного фонда за 2011 год.

В промышленно развитых странах с современной системой управления электрическими сетями, автоматизированной информационно-измерительной системой учета электроэнергии, организацией на высоком уровне энергосбытовой деятельности, энергосбережения и повышения энергетической эффективности в электросетевом комплексе, относительные потери электроэнергии в среднем в 2,5–3 раза ниже, чем в России, и в 6–10 раз ниже, чем в экономически отсталых регионах Африки и Азии.

Различия в уровне относительных потерь в различных странах обусловлены не только их экономическим развитием, но и множеством тех же факторов, которые влияют на потери и в сетях России. Поэтому неправомерно ставить задачу снизить потери электроэнергии например в «Астраханьэнерго», до уровня потерь в Финляндии. В каждом конкретном случае должна решаться достаточно сложная задача определения потенциала для снижения потерь и технико-экономического обоснования и соответствующих мероприятий.

Следует заметить, что практически ни в одной из промышленно развитых стран задача снижения потерь электроэнергии не рассматривается как самостоятельная. Она решается как часть общей задачи повышения эффективности электроснабжения потребителей одновременно с задачами повышения надежности электроснабжения и качества электроэнергии.

При этом общая направленность работ по повышению энергетической эффективности передачи и распределения электрической энергии, в том числе и по снижению потерь электроэнергии в сетях, сводится к следующим мероприятиям:

• снижение плотности тока в электрических сетях за счет унификации сечений и применения новых материалов и конструкций проводов и кабелей;
• сокращение количества трансформаций электроэнергии, применение трансформаторов с повышенным коэффициентом трансформации и с уменьшенными потерями холостого хода и короткого замыкания;
• повышение уровня компенсации реактивной мощности в электрических сетях и у потребителей, комплексная автоматизация оптимального управления потоками реактивной мощности и уровнями напряжения в электрических сетях;
• применение распределенной генерации на основе возобновляемых источников активной энергии;
• широкое внедрение интеллектуальных активно-адаптивных систем управления электрическими сетями и объединенными энергосистемами;
• автоматизация и повышение достоверности проектирования развития электрических сетей с использованием современных средств и технологий и т.д.;
• повышение достоверности и полноты учета электроэнергии во всех точках ее измерения и поставки, применение автоматизированных интеллектуальных систем учета и контроля электроэнергии.

Практика большинства промышленно развитых стран показывает, что проблема поддержания потерь электроэнергии в электрических сетях на технико-экономически обоснованном уровне требует постоянного внимания в первую очередь высшего руководства электросетевых компаний, четкости их взаимодействия с энергосбытовыми компаниями и потребителями. Кратковременное ослабление работы по энергосбережению и повышению энергоэффективности в электрических сетях неизбежно вызывает рост потерь электроэнергии даже в тех случаях, когда, казалось бы, уже достигнуты сравнительно высокие показатели в снижении потерь.

В следующем номере журнала авторы расскажут о потенциале для снижения потерь электроэнергии в России, а также изложат свои соображения об основных шагах, которые необходимо предпринять, чтобы решить эту стратегическую задачу.

ЛИТЕРАТУРА

1. Electric power transmission and distribution losses (% of output) // http://data.worldbank.org/indicator/EG.ELC.LOSS.ZS.
2. Стратегия развития электросетевого комплекса Российской Федерации (утв. Распоряжением Правительства РФ № 511-р от 03.04.2013).
3. Об утверждении статистического инструментария для организации федерального статистического наблюдения за деятельностью предприятий. Приказ Росстата № 470 от 29.08.2012.
4. Муров А.Е., Мольский А.В., Воротницкий В.Э., Лозенко В.К. и др. Система энергетического менеджмента в электросетевом комплексе. ИПК «Платина», 2014.