Иван НЕМЧИНОВ
Магистрант НИТУ «МИСИС»,
энергетический менеджмент
Е-mail: IONemchinov@mail.ru
Введение
Развитие энергетики и удержание ее на высоком, относительно общемирового, конкурентном уровне – является одной из приоритетных задач, стоящих перед государством. Финансовая поддержка крупномасштабных, капиталоемких и социально значимых проектов, в том числе энергетической направленности, в последнее время стала носить регулярный характер, особенно за счет механизмов Минпромторга России и фонда развития промышленности в виде разнообразных инструментов субсидирования, таких как специальные инвестиционные контракты, кластерная инвестиционная платформа и др. Можно отметить следующие основания, способствующие заинтересованности государства в развитии данного направления:
обеспечение энергетической безопасности: энергетика играет ключевую роль в поддержании стабильности и надежности стратегически важных объектов страны, а поддержание и развитие инфраструктуры энергетической отрасли позволяет государству обеспечить непрерывность поставок энергоресурсов для нужд отдельных потребителей;
экономический рост: энергетика является одной из ключевых отраслей экономики, и ее развитие способствует увеличению производства, созданию новых рабочих мест, привлечению инвестиций и повышению конкурентоспособности страны;
социальная значимость: обеспечение доступности и надежности энергоснабжения является ключевым социальным аспектом, который определяет комфорт и безопасность жизни общества в целом;
экологическая устойчивость: развитие энергетики включает в себя переход, в том числе к безуглеродной энергетике, а также более экологически чистым и устойчивым источникам энергии, обозначенных в Энергетической стратегии 2035 г. [2].
Финансирование энергетической отрасли является стратегически важным приоритетом для государства, так как она оказывает существенное влияние на экономику, социальную сферу и экологию страны.
Источник: cesi.it
Важную роль в сфере энергетики играет электротехническая отрасль, которая охватывает не только трансформаторное и коммутационное оборудование, но и другие важные компоненты электроэнергетических систем, такие как полупроводниковые приборы, электроизоляционные материалы и жидкости, и другое. Электротехническая отрасль играет значительную роль в обеспечении стабильной работы энергетической инфраструктуры и обеспечении эффективного распределения и передачи электроэнергии, именно за счет применения надежного и, по возможности, безотказного высоковольтного электротехнического оборудования, достигается надлежащее распределение и экспорт электроэнергии заявленного качества с заданными характеристиками. Таким образом, именно к высоковольтному электротехническому оборудованию выдвигаются более жесткие требования в части надежности и безотказности. Оно должно соответствовать не только российским, но и международным стандартам, поскольку такое оборудование часто поставляется на экспорт.
В настоящий момент существуют несколько центров по сертификации высоковольтного электротехнического оборудования:
KEMA Labs – это крупнейшая в мире сеть лабораторий по испытаниям, техническому надзору и сертификации продукции. Лаборатории располагаются в странах Европейского союза (Италия, Чехия, Германия, Нидерланды) и США (Пенсильвания) [12]. В настоящее время лаборатории принадлежат компании CESI (Италия), акционерами которой являются крупнейшие предприятия электроэнергетической отрасли, а также производители электротехнической продукции (ENEL SpA, TERNA SpA, Prysmian Cavi E Sistemi Srl, Hitachi Energy Italy). В данной сети лабораторий проводятся испытания на отключающую способность выключателей, испытания на стойкость при коротких замыканиях силовых трансформаторов и прочего электрооборудования, испытания низковольтного электрооборудования как переменного, так и постоянного токов, испытания на стойкость к дуге, испытания изоляторов в загрязненном и увлажненном состояниях, испытания силовых кабелей переменного и постоянного токов [9], включая перспективные разработки в области высоковольтных систем электропередач постоянного тока и прочее [13].
KERI (Korea Electrotechnology Research Institute) – крупнейший в Республике Корея научно-исследовательский институт в области электроэнергетики, финансируемый правительством. Является независимой сторонней испытательной лабораторией и органом по сертификации электротехнического оборудования, аккредитованным KOLAS (Корейская схема аккредитации лабораторий), KAS (Корейская система аккредитации) и ACCREDIA (Итальянский орган по аккредитации) [14]. Также является полноправным членом международной ассоциации STL (Short-circuit Testing Liaison). Проводит те же самые испытания [9], что и KEMA Labs, являясь при этом государственным сертификационным центром [11].
Источник: techxplore.com
XIHARI (Xi’an High Voltage Apparatus Research Institute Co., Ltd) – Сианьский научно-исследовательский институт высоковольтной аппаратуры (Китай), был создан в 1958 г. [16] при непосредственном участии специалистов из Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ) им. В. И. Ленина (СССР). В настоящее время специализируется на разработке и проведении испытаний энергетического оборудования для систем электропередач переменного и постоянного токов сверх- и ультравысокого напряжений [16]. Кроме того, проводит испытания, аналогичные конкурентам [9]. В настоящий момент по ряду показателей, а также с учетом перспективного развития систем электропередач постоянного тока и устойчивого удерживания Китаем лидирующих позиций в производстве силовых полупроводниковых приборов, которые уже испытываются в XIHARI, данный испытательный центр по многим показателям превышает передовой мировой уровень.
NHPTL (National High Power Test Laboratory) – совместная испытательная лаборатория Индийских государственных компаний электроэнергетической отрасли и научно-исследовательского института CPRI. Была спроектирована компанией CESI (Италия) в 2013 г., введена в работу в 2017 г. Специализируется только на испытаниях на стойкость при коротком замыкании силовых трансформаторов и токоограничивающих реакторов большой мощности, классов напряжения до 765 кВ [15].
В настоящий момент на территории Российской Федерации отсутствует подобный единый центр сертификации высоковольтного электроэнергетического оборудования, что способствует зарождению положения, при котором единичный потребитель электротехнического высоковольтного оборудования из-за отсутствия надлежащего государственного контроля и единого центра сертификации выдвигает к производителю оборудования требования, зачастую противоречащие другому потребителю такого же оборудования, что в конечном итоге сказывается на общей конъюнктуре рынка и вынуждает производителей нести дополнительные издержки на сертификации под каждого отдельного потребителя. Как итог – завышенная стоимость оборудования из-за вынужденных затрат на многократную сертификацию, которые закладываются в себестоимость продукции, что приводит к уменьшению конкурентоспособности такого оборудования при закупках относительно более дешевого иностранного.
Дополнительно стоит отметить, что отечественным производителям высоковольтного электротехнического оборудования ограничен и усложнен доступ на международные центры сертификации, о которых писалось выше, в связи с чем без сертификата международного образца появились дополнительные сложности в сбыте и экспортировании продукции в третьи страны, включая нейтральные.
Источник: Swiss Trafo LLC / Яндекс Карты
Предпосылки создания сертификационного центра на территории Российской Федерации появились достаточно давно, и большинство из них носит внешнеполитический характер. Однако острая необходимость в таком центре возникла после начала Специальной военной операции в 2022 г., приведшей к бесконтрольному санкционному давлению со стороны властей недружественных стран, и как следствие, сокращению доли иностранных контрагентов в стратегически важной отрасли, что в какой‑то степени является положительным фактором, так как стратегически важные объекты должны быть полностью подконтрольны государству. Ограничение доступа на международный рынок, ограничение импорта российского энергетического оборудования в страны-члены Европейского союза и аффилированные с США страны окончательно подтвердили важность наличия собственной базы как промышленного потенциала, с уменьшением доли импортных комплектующих в производстве оборудования, так и сертификационной базы, рассчитанной на изменившиеся мировые тенденции, где важную роль играет развитие суверенитета отдельного государства.
С 1921 по 1983 гг. в СССР были созданы и запущены 4 национальных испытательных центра, расположенных в Москве [6], Ленинграде [7], Тольятти [8], Свердловске [9], выполнявших полный цикл исследовательских и серийных испытаний высоковольтного электроэнергетического оборудования. В настоящее время все региональные испытательные центры ликвидированы.
В 2014 г. советом директоров ОАО «Россети» было принято решение одобрить концепцию создания Федерального испытательного центра (ФИЦ), в 2015 г. был подготовлен и опубликован проект [1, 9], однако данная стратегическая цель по ряду причин так и не была достигнута. Принимая во внимание изменяющиеся макроэкономические условия, общемировые тенденции научно-технологического развития, а также необходимость оптимизации капитальных затрат и обеспечение нетарифного источника финансирования, включая максимизацию экономической эффективности проекта, в 2018 г. была начата корректировка концепции ФИЦ. В 2019 г. разработана концепция создания Интеллектуальной лаборатории цифровых сетей (ИЛЦС), которая была одобрена решением правления ПАО «Россети» и поручена к реализации на базе АО «НИЦ ЕЭС» (АО «Россети управление имуществом») компании группы «Россети», являющейся резидентом особой экономической зоны «Санкт-Петербург» с возможностью использования всех льгот и преференций.
В Московской области по состоянию на 2024 г. остаются действующими 2 испытательные площадки: АО «НТЦ ФСК ЕЭС» и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е. И. Забабахина» (бывш. ВЭИ им. В. И. Ленина) [5, 10]. Последняя имеет загрузку, близкую к 100%, а очередь на проведение некоторых видов испытаний достигает 6–9 месяцев. На базе же АО «НТЦ ФСК ЕЭС» наблюдаются частые аварии основного испытательного оборудования – ударных генераторов. Дополнительным недостатком этих 2 лабораторий является факт расположения площадок в окружении плотной жилой многоэтажной застройки, что значительно ухудшает как логистику крупных объектов испытаний, так и, в виду наличия высоковольтного электромагнитного поля, накладывает определенные ограничения по длительности, частоте и качеству проведения испытаний, поднимая вопрос о целесообразности присутствия испытательных центров на данных территориях. Все это негативным образом сказывается на проведении сертификации и испытаний высоковольтного электротехнического оборудования, но позитивным – на отечественной научно-технической базе и перспективных разработках, провоцируя рост количества НИОКР.
Также на территории Российской Федерации функционирует ряд испытательных центров и лабораторий, располагающихся на базе предприятий изготовителей высоковольтного электротехнического оборудования, способных перекрыть собственную потребность в большинстве видов испытаний производимых единиц промышленной продукции, однако количество таких центров и их испытательные возможности не способны перекрыть национальную потребность.
Ввиду требуемой унификации, увеличения и расширения существующей испытательной базы испытательных центров, а также увеличившегося спроса производителей оборудования на испытания, в том числе из дружественных стран и стран-членов Евразийского экономического союза (ЕАЭС), и в силу ограниченности существующих испытательных лабораторий, полноценно выполнять функции сертификационных центров они не могут.
Текущее состояние отечественной испытательной базы имеет серьезное негативное косвенное воздействие на качество производимой национальной продукции, что отражается в постоянном увеличении числа отрицательных результатов проводимых испытаний. Частые случаи повреждения во время эксплуатации новых трансформаторов и автотрансформаторов продолжают происходить, в том числе из-за неудовлетворительной электродинамической стойкости к токам короткого замыкания, испытания на которые провести данные площадки не могут. Дополнительно наблюдаются частые случаи повреждения нового электротехнического оборудования при его эксплуатации на энергетических объектах. По данным статистики, убытки от недоотпуска электроэнергии от некачественного электротехнического оборудования, не прошедшего необходимые испытания, ежегодно увеличиваются. Для поддержки отечественных производителей комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией (КРУЭ) 220 кВ и выше, а также генераторных распределительных устройств с токами отключения 190 кА (в перспективе до 300 кА), помимо мер по привлечению государственного софинансирования в виде специальных программ по субсидированию на покрытие части затрат на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР), необходимо создать совершенно новые испытательные стенды и установки, не имеющие аналогов в мире.
Понимая мировые тенденции и ощущая на себе глобальные вызовы в сфере энергетики, Правительство Российской Федерации оперативно начало решать вопрос о создании нового Всероссийского испытательного центра высоковольтного электротехнического оборудования [3, 4], перекрывающего весь перечень испытаний с перспективой развития энергетики до 2050 г.
Так, первый этап реализации проекта по созданию Всероссийского испытательного центра высоковольтного оборудования для проведения комплексных исследований и испытаний электротехнического оборудования классов напряжений до 750 кВ (в перспективе до 1150 кВ) (ИЦ ВО), включает в себя:
выбор оптимальной площадки для строительства ИЦ ВО, посредством сравнения не менее 3 площадок на территории Российской Федерации;
оценка возможности проведения каждого вида испытаний высоковольтного оборудования;
подготовка визуальной концепции создания ИЦ ВО.
Данный этап уже реализован в конце 2023 г. [4].
Второй этап предусматривает:
доработку технического задания для создания ИЦ ВО на выбранной площадке;
определение состава испытательного оборудования, а также разработка технических требований и технических проектов на основное оборудование, обеспечивающее проведение испытаний;
разработку концептуального технического решения для выбранной площадки, включая определение площади, количества, компоновки требуемых зданий и сооружений, ландшафтные и архитектурные решения (важно учитывать перспективный рост дополнительных юридических ограничений, связанный с возможным изменением категории земель под ландшафтно-парковое либо иное культурное значение);
разработка финансово-экономической модели ИЦ ВО до 2050 г. и прочее.
Итоги второго этапа подведены в конце 2024 г. [4].
Третий этап, включающий в себя получение положительного заключения Главгосэкспертизы, будет исполнен в середине 2025 г. [4].
После успешного выполнения мероприятий первого-третьего этапов и выполнения всех организационных мероприятий, включающих в себя насыщение ИЦ ВО минимально необходимым испытательным оборудованием, функционирование центра может начаться уже в IV кв. 2030 г., а полноценное функционирование ИЦ ВО в качестве сертификационного центра возможно во II кв. 2033 г. [4].
Выводы
Строительство и запуск в эксплуатацию центра обеспечит Российскую Федерацию высококвалифицированными научными кадрами, что позволит:
развить отечественное энергетическое и электротехническое машиностроение до уровня выше общемирового за счет осуществления фундаментальных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ на базе лабораторий ИЦ ВО;
позволит укрепить технологический суверенитет и поднять его на качественно новый уровень;
даст возможность проводить испытания и аттестацию электротехнического оборудования для электроэнергетической отрасли, как для интересов отечественных производителей, так и в качестве международного центра сертификации оборудования с выдачей сертификата международного образца, который по многим параметрам будет превышать сертификаты, выдаваемые иными испытательными центрами;
обеспечит испытаниями и аттестацией продукции предприятия оборонно-промышленного комплекса по государственному оборонному заказу.
