Заседание конференции: "Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития"



Скачать 144.22 Kb.
Дата27.06.2013
Размер144.22 Kb.
ТипЗаседание
Секционное заседание конференции: "Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития".

Ответственный за подготовку: Российский фонд развития высоких технологий Руководитель рабочей группы : Зам.директора ИВТАН, чл.-корр. РАН Ю.В.Полежаев

Энергетика в современной России: проблемы конкурентоспособности

Ю.В. Полежаев, член-корреспондент РАН

Заместитель директора Института высоких температур РАН

В российской энергетике сложилась очень непростая ситуация. При кажущемся обилии предприятий ни одно из них не в состоянии производить полноценное энергетическое оборудование по целому ряду причин – утечка кадров, перепрофилирование производства, разорение станочного парка. Процесс сопровождается жесткой внутриотраслевой конкуренцией, связанной с противодействием старых и новых тенденций. Старые тенденции представляет паротурбинная энергетика, на которой в основном базировалась атомная энергетика. За последние двадцать лет научные тенденции сменились: мир пошел по пути развития газовых турбин. Если в паротурбинной энергетике предельный КПД равен 35-38%, то в газотурбинной — 60%. Прирост КПД осуществлялся повышения температуры, темп которого составлял пять градусов в год, что давало прирост КПД на сотые доли процента. За всю историю паротурбинной энергетики с 1960 по 1985 год ее КПД вырос с 25% до 35%, т. е. на 10% за 25 лет. КПД не является самоцелью для энергетиков, он отражает затраты топлива на выработку 1 кВт мощности. Проигравшая в результате смены вектора научно-технического развития паротурбинная техника естественно не намерена отдавать свои позиции — колоссальное производство, огромное количество институтов. Кроме того, это личная трагедия людей, отдавших всю жизнь отрасли и остающихся в результате за бортом.

Проблема заключается не в том, как защитить свою отрасль от западных конкурентов, а как договориться между собой. У России было десять газотурбинных заводов, обсуживавших авиационную промышленность. Всего четыре страны в мире имеют газотурбинные заводы, т. е. это действительно высокие технологии. Когда в авиастроении наступил кризис, была предпринята попытка использования авиационных газотурбин в энергетике. Столкновение газотурбинистов и паротурбинистов привело к тому, что ни тот, ни другой проекты не пошли. Газовые турбины не соответствовали требованиям стационарной энергетики по рабочему ресурсу: паровая турбина служит двадцать лет, а авиационная — 2 тысячи часов. Через 2 тысячи часов двигатель нужно снимать и ставить новый, но кто же будет через 2 тысячи часов менять электростанцию? Один из лучших в России завод «Рыбинские моторы», выпускавший в свое время двигатели для сверхзвуковых самолетов Ту-144, полностью развалился, потому что не было рынка для его продукции.

В разработанной пять лет назад энергетической стратегии США сказано, что производство энергетических машин более выгодно Америке, чем производство вооружений.
Оружие производят практически во всех странах мира: нет ни одной страны, где бы не собирали автомат Калашникова, а со временем научатся выпускать и ракеты. Америка, сохраняя свой приоритет в мире, нашла другую сферу — энергетику. Энергетика — именно тот конек, который вытащит не только экономику, но и наш мировой приоритет, который мы потеряли с уходом атомщиков и авиаторов с мирового рынка и продолжаем терять по мере устаревания военной техники.

Простых решений в энергетике нет. Любые инвестиции будут бесполезны, поскольку нет объекта для приложения капитала. Громадные коллективы потратят деньги на зарплату и напишут объемные отчеты, ничего при этом не создав. Поэтому надо идти по пути, который в свое время прошли ракетчики, родившиеся в недрах авиационной промышленности и поразившие ее изнутри. Они предложили свой вид оружия, противоречащий авиации: ракеты и самолеты — это антиподы.

В рамках энергетической промышленности мы должны вырастить то ядро, которое уничтожит старую отрасль. Это должно быть сделано естественным ненасильственным путем, нельзя призывать бросить паровую энергетику или энергетику вообще. Необходимо объявить тендер для малых научных коллективов на создание новых энергетических систем. Именно для малых коллективов — таких, как коллектив Челомея, выросший из 20 человек на авиационном заводе, в конструкторское бюро численностью 50 тысяч человек, как коллектив Королева, созданный на Грабинском артиллерийском заводе и давший начало ракетной промышленности.

Российская наука уже создала новые энергосистемы. Мы готовы грамотно сформулировать техническое задание для проведения тендера. Из представленных проектов экспертным путем с привлечением ученых, технологов, экономистов будут выбраны два, реализацию которых при помощи государственной поддержки надо довести хотя бы до уровня экспериментальных образцов. В Институте высоких температур РАН создан полигон «Мосэнерго», и мы готовы принять любую конструкцию, поставить ее в энергетическую систему и проверить, насколько она эффективна.

Система порочна еще и потому, что в течение десяти лет молодежь не идет в отрасль. В вузах необходимо открывать специальные кафедры, которые обеспечат хотя бы через пять лет выпуск специалистов, способных подхватить и реализовать работу по новым направлениям. Требуются новые учебники, соответствующие программы, которые должны быть разработаны на конкурсной основе. Выращивать ростки надо изнутри, не пытаясь кому-то одному поручить развитие нашей энергетики. Сегодня к этому нет никаких предпосылок — ни творческих, ни исполнительских.

Угрозу энергетическому машиностроению представляет не только внутренняя конкуренция, мировой рынок также не намерен нас пускать. Компании Siemens, General Electric, ABB предлагают сдать электростанции под ключ, предоставляют нам кредит, возвращать который мы будем всю жизнь поставками электроэнергии. Если раньше за закрытым занавесом мы все делали сами, то сейчас мы открыты. В этом плане ВТО может сыграть страшную роль: она откроет рынок и окончательно погубит всю отрасль только потому, что многим выгоднее и проще получать готовую энергосистему. В таком случае мы будем находиться в лучшем случае в роли смотрителя техники, что автоматически выведет нас из мира развитых стран. Если Россия сейчас неграмотно вступит в ВТО, то на этом можно закрыть все — не будет ни образования, ни технологий, ни производства. Западные корпорации нас давно ждут, понимая, что в нашей энергетике надо все выбрасывать: 80% энергетических установок выработали свой ресурс. Поэтому меры принимать надо не через десять лет, а завтра.

Энергетическая стратегия России

А.А. Макаров, член-корреспондент РАН

Директор Института энергетических исследований РАН

В ноябре 2000 года Правительство одобрило «Основные положения Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2020 года». Сейчас этот документ дорабатывается для окончательного утверждения Правительством и последующего оформления указом Президента.

Энергетическая стратегия России строилась под долгосрочную программу социально-экономического развития страны, причем основной сценарий соответствовал ежегодному росту экономики в среднем на 5-5,5% за рассматриваемый период. Это хороший рост, если иметь в виду 20-летнюю перспективу. Наряду с этим был рассмотрен и менее оптимистичный сценарий с тем, чтобы быть готовым к разного рода неприятностям.

Рассматривая широчайший круг актуальных вопросов долгосрочного развития энергетики страны, Энергетическая стратегия вместе с тем выделила три ключевых задачи. На их решение направлены все усилия, они концентрируют в себе суть Энергетической стратегии России.

Первая задача – коренное повышение энергетической эффективности нашей экономики с тем, чтобы энергоёмкость валового внутреннего продукта (ВВП) сократилась на 30-33 % в период до 2010 года и еще на 30% в последующие годы. Амбициознейшая задача, но при её решении абсолютный уровень удельной энергоемкости российской экономики в 2020 году лишь достигнет сегодняшнего среднемирового показателя. Не показателей лучших стран, а именно среднемировой величины.

Первым и важнейшим средством решения этой задачи является структурная перестройка экономики. Мы не осилим пятипроцентные темпы роста, если сохраним современную тяжелую, энергоемкую структуру нашей экономики, ориентированную на отрасли первого передела. Необходимо развивать наукоемкие отрасли и сферу услуг с тем, чтобы из 5-5,5% среднегодового роста ВВП почти половину (2-2,3%) обеспечить за счет структурной перестройки экономики. Это колоссальная задача для всей экономики страны.

Следующим средством повышения энергетической эффективности должна стать массовая реализация сначала организационных, а затем и технологических мер энергосбережения, тех самых энергосберегающих мероприятий, о которых говорится очень много и которые должны дать около 30% вклада в рост национальной экономики. Огромнейшая и очень капиталоемкая задача.

И только 1,3-1,5% из пятипроцентного роста экономики допустимо обеспечивать собственно увеличением потребления энергоресурсов. Для более интенсивного роста потребления энергии мы просто не успеем развернуть нашу производственную базу, особенно в первое десятилетие. В следующее десятилетие можно сделать больше, но это будет столь дорого, что станет сдерживать страну уже через экономические факторы, а не через прямое ограничение энергопотребления.

Вторая задача — как обеспечить названное наращивание потребления энергоресурсов плюс их экспорт. При росте энергопотребления с темпом 1,5-1,6% ежегодно и почти стабильном экспорте энергоресурсов (рост не более чем на 10 % за период) требования к наращиванию производственной базы энергетики на первый взгляд оказывается вполне приемлемыми — 11% в период до 2010 года и до 30% за весь период до 2020 года. Казалось бы ничего страшного. Но специалисты отлично знают состояние нашей ресурсной базы и состояние оборудования. Нам предстоит в этот период заменить до 80 % ресурсной базы и не менее 70 % существующего оборудования, т.е. за это двадцатилетие произойдёт массовое выбытие всего, что создавалось при взлете экономики в 60–80 годы прошлого века. Восстановление и наращивание производственной базы ТЭК потребует огромных затрат - более 500 млрд. долларов за 20-летний период.

Третья задача - энергетическая безопасность. Страна стремительно скатывается к моногазовой структуре топливно–энергетического баланса. Доля природного газа в энергопотреблении России составляла 40% в 1990 г. и за последние 10 лет она достигла 50%. Если продолжится та же линия безудержного использования якобы дешевого газа, то сложится предельно опасная ситуация. Она уже опасна, потому что 80% котельно–печного топлива в европейской части страны составляет газ и при этом через Урал из Сибири в Европейскую часть страны ежегодно проходит до1 млрд. тонн условного топлива.

Ситуацию нужно менять, хотя это очень дорого. Поэтому вместо самого привлекательного для потребителя экологически чистого топлива – газа необходимо будет использовать уголь и ядерную энергию. Причем их реальная взаимозаменяемость осуществима только в электроэнергетике, которая вместо газовых технологий должна использовать угольные и ядерные, в 2,5-3 раза более дорогие по инвестициям. Поэтому названные 500 млрд. долларов на поддержание и развитие производственной базы ТЭК потребуется увеличить ещё на 20-30% ради решения проблемы энергетической безопасности страны. Только тогда удастся понизить долю газа до 45% к 2010 г. и 40-41% к 2020 г., причём речь о прекращении газовой паузы в документе не идёт. Добыча газа будет наращиваться, иная политика было бы просто разорительна.

Наконец, главная проблема, над которой бились в течение полутора лет разработчики Энергетической стратегии: откуда взять средства (источники финансирования) для решения столь крупномасштабных задач. Выход состоит в повышении цен на энергию и налоговом стимулировании инвестиций.

Речь идет не о ценах на нефть, они более или менее адекватны в сложившихся правилах нефтяного рынка, и не о ценах на уголь – они сейчас иногда зашкаливают за разумные уровни, но это только вследствие неразвитости рыночных отношений. Парадокс в том, что если мы всерьез начнем повышать цену газа, то на определенном этапе цены угля упадут. Конкурентные ниши расширятся, и уголь вынужден будет реально конкурировать с газом, чего сейчас не происходит.

В итоге ценовую политику нужно менять в двух естественных монополиях: газовая отрасль, дающая половину приходной части энергетического баланса, и электроэнергетика с централизованным теплом, на которые приходится 60% его расходной части.

Чтобы обеспечить финансовыми ресурсами эти две сферы ТЭК, необходимо, чтобы в 2007-2008 годах цена газа была выше сегодняшней ($15 за 1000 куб. м) в 3,7-4 раза и, как следствие этого, цена электроэнергии (с учётом инвестиционной компоненты) повысились в 3,3-3,5 раза. Если этого не сделать, – не удастся создать источники финансирования для производственной базы ТЭК. Вопрос в другом - какими темпами повышать цены. Дело в том, что в 1996-98 годах мы уже имели прецедент трехкратного роста цены газа и цен электроэнергии в течение полутора лет. Следствием стали неплатежи, в какой-то мере это вызвало и финансовый кризис. Значит нельзя допускать резких скачков цен, но недопустимо и слишком медлить, учитывая длительность инвестиционных проектов в этих сферах. Поэтому Энергетическая стратегия называет темпы роста цен на газ к 2005 году в 3-3,5 раза, темпы роста электроэнергии в 2-2,3 раза против уровня 2000 г.

Народно-хозяйственные последствия роста цен рассчитывались на сложных межотраслевых моделях, описывающих также материальные и финансовые потоки между отраслями. Установлено, что ещё два-три года жесткого сдерживания цен газа и электроэнергии обернутся к 2005 году прямым дефицитом энергоресурсов, не позволяющим экономике развиваться с темпами не только 5%, но даже с темпами 3,5% ежегодно.

Разработчики Стратегии исходят из того, что в намеченные сроки не удастся обеспечить рост цен, необходимый для инвестирования отраслей ТЭК, если сохраниться существующая система государственного регулирования естественных монополий. Дело в том, что эта система находится под сильным политическим прессом и для нее остро не хватает нормативно-правовой базы. В США в расцвет их государственного регулирования электроэнергетики каждая энергетическая компания судилась с регулирующими органами или с потребителями по 3 раза на неделе. У них был механизм согласования интересов потребителей и производителей энергии - судебный механизм.

В России же давление потребителя на цены предопределено. Поэтому сохранение существующей системы хозяйственных отношений электроэнергетике и газовой отрасли обрекает их без злого умысла, просто ходом событий на замораживание инвестиций и, как следствие, на сдерживание экономики.

Поэтому Энергетическая стратегия однозначно определяет принцип дерегулирования цен в сфере производства и сбыта энергии, при сохранении регулирования собственно естественно-монопольной - сетевой - сферы деятельности. Она не прописывает детали этого процесса, но формулирует некоторые определенные принципы. Это прежде всего поддержка независимых производителей энергоресурсов в добыче газа и в производстве электроэнергии, для чего необходимо обеспечить их свободный доступ к сетям всех уровней.

Инновационные технологии в производстве газотурбинных двигателей

Ю.С. Елисеев, д.т.н.
генеральный директор ФГУП ММПП «Салют»


В.В. Крымов, д.т.н.
Заместитель генерального директора ФГУП ММПП «Салют»


Основной тенденцией развития авиадвигателестроения является непрерывное увеличение температуры газов перед турбиной, что ведет к дальнейшему усложнению конструкции, увеличению термомеханической напряженности лопаток газовых турбин, надежность которых оказывает большое влияние на надежность и ресурс газотурбинных двигателей в целом и безопасность полетов самолетов.

В этой связи, разработка и внедрение высокоэффективных методов увеличения прочностных свойств, коррозионной стойкости сплавов, защитных покрытий и изделий являются важнейшими в решении проблемы долговечности газовых турбин.

Основным направлением в решении проблемы долговечности газовых турбин авиадвигателей является создание и применение качественно новых технологий.

К критическим технологиям в производстве лопаток могут быть отнесены технологии высокоградиентного монокристаллического литья заготовок, обработка рабочих поверхностей замка и бандажных полок методом глубинного шлифования, гидроабразивной обработки профиля пера, получение охлаждающих отверстий малого диаметра и большой глубины методом струйной электроэрозионной обработки, защита наружных и внутренних поверхностей лопаток от газовой коррозии и воздействия высоких рабочих температур за счет современных методов покрытий. В совокупности это значительно повысит надежность и ресурс работы ответственных деталей.

Лопатки газовых турбин современных двигателей не могут эксплуатироваться в течение заданного ресурса без надежных высокотемпературных покрытий. Повышение работоспособности жаропрочных сплавов путем применения эффективных покрытий в условиях воздействия скоростного газового потока и высоких термомеханических нагрузок является одним из основных направлений улучшения эксплуатационных характеристик авиационных газотурбинных двигателей. В связи с остротой проблемы, в настоящее время большое внимание уделяется разработке новых жаропрочных сплавов, методов получения направленных и монокристаллических структур лопаточных сплавов, методов защиты от газовой коррозии.

Поиски новых высокотемпературных покрытий связаны прежде всего с оптимизацией химического состава новых композиций, с разработкой и освоением новых технологических процессов, основанных на использовании принципиально новых физических эффектов, а также с применением вновь создаваемых покрытий. Базовой системой жаростойких покрытий является Me-Cr-AI, где в качестве Me выступают Fe, Co, Ni. В авиадвигателестроении наиболее широко применяется система Ni-Cr-Al. Несмотря на то, что сплавы системы Ni-Cr-Al обладают высокой жаростойкостью, этого, однако, недостаточно. Для турбинных лопаток требуются покрытия, которые способны длительно работать под нагрузкой при температуре металла вплоть до 1150-1200 °С. Один из способов решения данной проблемы — создание комбинированных металлических и металлокерамических высокотемпературных покрытий.

Теоретическое обобщение и развитие представлений о введении легирующих элементов в сплавы системы Ni-Cr-A1, о влиянии новых элементов на характеристики структурной и фазовой стабильности, жаростойкости, термостойкости, на механические свойства жаропрочных сплавов имеет важное значение для проблемы увеличения долговечности турбинных лопаток современных газотурбинных двигателей.

В настоящее время основным способом производства лопаток турбины является прецизионное литье в оболочковые формы. Существующие технологии литья обеспечивают не только более высокую жаропрочность отливок по сравнению со штампованными лопатками, но и являются единственным способом получения охлаждаемых лопаток.

Исследование механизмов деформации жаропрочных сплавов и процесса ползучести при высоких температурах показало, что разупрочнение материала связано со стоком вакансий и дислокаций на границы зерен, ориентированных перпендикулярно оси действующих напряжений. Исключение поперечных границ зерен или вообще границ зерен повышает характеристики жаропрочности материала.

Обработка охлаждающих отверстий в лопатках ТВД постоянно усложняется вследствие возникновения новых технологических и конструктивных требований. В этой связи перспективной является струйная электроэрозионная прошивка глубоких отверстий. Поэтому проведены исследования, необходимые для промышленной реализации этой технологии.

К критическим можно отнести и технологию глубинного шлифования хвостовиков лопаток, т.к. эта технология дает существенное повышение эксплуатационных свойств лопаток и эффективности производства. В связи с этим проведен комплекс работ, позволивший широко применять эту технологию в производстве.

Синтез нитридов урана и плутония из металлов,
как сырья для ядерного топлива


В.В. Шаталов, В.П. Маширев, Е.Н. Звонарев,
Д.Ф. Колегов, О.И. Козлов, А.П.Паршин,
С.А. Мельников (ГУП ВНИИХТ, г. Москва)


Ю.Н. Зуев, В.Г. Субботин, А.В. Панов (РФЯЦ ВНИИТФ, г. Снежинск)

Докладчик: В.П. Маширев, к.т.н., начальник лаборатории ГУП ВНИИХТ

Смешанное уран-плутониевое нитридное топливо, по мнению специалистов, является наиболее перспективным для энергетических реакторов на быстрых нейтронах. Его предполагается использовать в реакторах БН-800 и типа «БРЕСТ».

Одним из наиболее перспективных методов получения нитридов урана и плутония является пирохимический синтез их из компактных металлов. Компактные уран и плутоний подвергаются гидрированию и дегидрированию при невысоких температурах и в результате этих процессов превращаются в порошки. Гидрид плутония был получен при 2800С, а его разложение проводилось в вакууме при повышенной температуре. Полученный порошок плутония затем обрабатывался газообразным азотом при температуре 3000С. При этом был получен PuN черного цвета.

Гидрид урана из компактного металла образуется взаимодействием с водородом при 280-3000С, при температуре выше 4000С в вакууме он полностью дегидрируется.

Полученный порошок урана нагревают в потоке чистого азота от 450 до 10000С. В результате реакции образуется UN1+x .

Проведенные исследования позволили спроектировать опытно-промышленное оборудование с производительностью по нитриду урана до 10 тонн и по нитриду плутония до 1,5 тонн в год.

Похожие:

Заседание конференции: \"Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития\" iconЗаседание «Проблемы и пути повышения эффективности энергетического хозяйства современного города»
«Коммунальная энергетика и теплоснабжение: тенденции, проблемы и стратегия развития»
Заседание конференции: \"Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития\" iconСтановление права устойчивого развития
«содействовать достижению устойчивого развития …посредством, в частности, принятия и обеспечения соблюдения четких и эффективных...
Заседание конференции: \"Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития\" iconК фундаментальным основаниям социально-экономической стабильности
В 2009 г зедакция журнала «Личность и Культура» встречалась с инициаторами проведения конференции для руководителей регионов, которая...
Заседание конференции: \"Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития\" icon«Экофильные идеи и концепция устойчивого развития в религиозных традициях: история и современность»
Экофильность православной культуры как предпосылка конструктивности национальной стратегии устойчивого развития России
Заседание конференции: \"Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития\" iconВыбор и структурирование индикаторов регионального инновационно-устойчивого развития
Обобщая мировой и отечественный опыт в области разработки характеристик и способов оценок систем развития, можно выделить два подхода...
Заседание конференции: \"Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития\" iconПрограмма международной научно-практической конференции регионы для устойчивого развития
Открытие конференции. Вступительное слово ректора нгу, руководителя Международной кафедры юнеско по устойчивому развитию, наукам...
Заседание конференции: \"Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития\" iconМороз Владимир Петрович. Доклады. Тезисы
Международной научно-практической конференции «Концептуальные основы развития национальных правовых систем в контексте процессов...
Заседание конференции: \"Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития\" iconСамарско-Тольяттинская агломерация: современное состояние и пути устойчивого развития / К. А. Титов, В. Я. Любовный, Т. Р. Хасаев и др. М.: Наука, 1996. 208 с

Заседание конференции: \"Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития\" iconИсторический процесс и концепция устойчивого развития н. М. Мамедов
Концепция устойчивого развития привносит принципиально новые моменты в понимание данного обстоятельства
Заседание конференции: \"Энергетика и энергоснабжение: пути устойчивого развития\" iconПотенциал устойчивого развития молочного скотоводства
...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org