книги из ГПНТБ / Озиранский, С. Л. Энергопромышленные комплексы на базе гидроэлектростанций. (Экономический аспект проблемы)

фическпх условий в связи с созданием регулирующих сооружений и образованием водохранилищ.

Правильный учет этих обстоятельств позволяет су­ щественно повысить народнохозяйственную эффектив­ ность создаваемого энергопромышленного комплекса.

Интегрирование интересов промышленных предприя­ тий комплекса и энергосистемы достигается благодаря оптимальному сочетанию мощности и состава предприя­ тий— потребителей электроэнергии ГЭС с задачами ги­ дроэлектростанции как энергоисточника с особыми си­ стемными функциями.

В данном случае в противоречие вступают два фак­ тора:

необходимость размещения в энергопромышленном комплексе как можно более крупных производств, что диктуется нуждами и экономикой развития отрасли. Это требует значительных масс электроэнергии, которая дол­ жна вырабатываться в режиме, подчиненному режиму работы предприятий;

выполняемые энергоисточником системные функции требуют иного режима и могут ограничить количество подаваемой энергии, что может действовать в сторону снижения мощности предприятий.

Таким образом, далеко не всегда экономические ин­ тересы отрасли пли предприятия совпадают с интересами всего народного хозяйства. Часто то, что эффективно для предприятия, неэффективно для экономики в целом и наоборот. Подобные противоречия следует преодолевать путем нахождения оптимального решения с позиций народного хозяйства в целом, т. е. за счет проведения мероприятий, требующих наименьших затрат всего об­ щественного труда, а не только наименьших его затрат в данной отрасли пли на предприятии.

Приведем несколько примеров, встречающихся в практике проектирования энергопромышленных ком­ плексов.

При рассмотрении размещения алюминиевых пред­ приятий в Восточной Сибири на базе гидроэлектростан­ ций Ангаро-Енисейского каскада было выявлено, что

103

шевых гидроэнергетических ресурсов эта величина была определена в 200—400 тыс. г в год.

Алюминиевые заводы, так же как и ряд других элек­ троемких производств, характеризуются очень плотным графиком нагрузки и практически не имеют снижения электропотребленпя ни в вечернюю, ни в ночную смену. Число часов использования максимума нагрузки в год достигает 8 000.

В условиях максимального использования энергии ГЭС для производства энергоемкой продукции гидро­ электростанции должны полностью отказаться от вы­ полнения присущих им системных функции: покрытия пиковой части графиков нагрузки, несения различных видов резервов. Это потребует снижения установленной мощности на ГЭС, что может оказаться экономически неэффективным.

Так, при использовании энергии гидроэлектростанции только для энергоемких производств, мощность должна сократиться примерно вдвое, что приведет к значитель­ ному удорожанию установленного киловатта. Вместе с тем известно, что размещение различного вида резер­ вов на тепловых станциях, а также покрытие пиковых нагрузок тепловыми станциями связано с большими до­ полнительными затратами. Это обстоятельство требует в ряде случаев значительно снизить мощность заводов против той, которая могла бы быть создана при условии полного использования электроэнергии ГЭС. Кроме того, как показали проработки, сокращение мощности заводов целесообразно не только по энергетическим со­ ображениям, но и позволяет улучшить технико-экономи­ ческие показатели самих заводов.

Чрезмерное увеличение мощности завода создаст определенные трудности в обеспечении завода сырьем, организации территории, значительно усложнит комму­ никационное хозяйство на заводской площадке и т. д. Все это требует дополнительных затрат и снижает эф­ фект, достигаемый концентрацией мощностей. Расчеты показывают, что сокращение мощности алюминиевого завода примерно на 100 тыс. г позволяет в средних усло­ виях увеличить мощность ГЭС для использования в пи­ ковой части графика нагрузки примерно на 1 млн.кет Г

104

Введение дополнительного киловатта установленной мощности на ГЭС Ангаро-Енисейского каскада требует от 20 до 40 руб. капиталовложений, в то время как на тепловых электростанциях эта величина определяется в ПО—130 руб., т. е. при отказе от возложения на ГЭС режимных и резервных функций прямой ущерб в капи­

Чтобы получить недостающие 100 тыс. т алюминия нужно вложить в дополнительную энергобазу (допустим, что это будет ГРЭС) порядка 20—30 млн. руб. Таким образом, учет системных функций ГЭС позволяет обес­ печить экономию до 60—70 млн. руб.

Выбор мощности некоторых предприятий комплекса при необходимости сочетания строительного н эксплуа­ тационного периодов лучше всего проиллюстрировать па примере лесной промышленности,' предприятия кото­ рой входят в состав многих эпергопромышлеиных ком­ плексов северных п восточных районов страны. Как из­ вестно, мощность лесоэксплуатационных предприятий определяется объемом заготовляемой древесины.

В районах гидроэнергостроительства лесоэксплуата­ ционные предприятия возникают с началом строительст­ ва гидросооружений или несколько ранее, когда появля­ ется необходимость подготовить ложе будущего водохра­ нилища, очистить его от лесной растительности. Лесо­ эксплуатация, производимая с этой целью, характеризу­ ется рядом специфических условии, определяемых харак­ тером работ в зонах затопления, конфигурацией водо­ хранилища, размещением запасов па его территории.

Одной из главных задач лесной промышленности при планировании лесосводки в зонах намечаемых водохра­ нилищ является сохранение созданных производствен­ ных мощностей II максимальное использование их для дальнейшего развития лесозаготовок в прилегающих районах. Отсюда следует, что расчетный годовой объем лесосводки в ложе водохранилище должен быть уста­ новлен в таких размерах, чтобы созданные в период строительства ГЭС производственные мощности по лесо­ заготовкам в максимальной степени корреспондировали объемом последующей лесоэксплуатации.

Как показали проектные проработки, расчетный го­ довой объем лесозаготовок, который мог быть рекомен­ дован для Братской ГЭС, исходя из обеспечения посто­

105

янства лесопользования, был определен примерно в 5 млн. м3. Учитывая, что трудоемкость работ по выруб­ ке леса и лесоочпстке в ложе водохранилища примерно на 20% выше трудоемкости работ по лесозаготовкам за его пределами расчетный годовой объем лесосводкн в зо­ не затопления Братского водохранилища был установ­ лен в размере 4 млн. м3.

Такой подход позволил значительно повысить исполь­ зование мощностей лесозаготовительных предприятий.

Если раньше к использованию после проведения лесосводки в зонах водохранилищ оставалось порядка 65— 70% всех мощностей, го в районах, где мощности па период лесосводкн были выбраны с учетом перспективы, процент их использования достигает 80—85.

Экономическая эффективность подобных мероприятий изложена в гл. 4.

Выше уже говорилось, что гидроэлектростанции, со­ оружаемые в лесных районах, создают возможность использовать богатые лесные ресурсы. Водохранилища увеличивают протяженность сплавных путей п позволяют осваивать новые недоступные до постройки ГЭС лесные массивы. С другой стороны, гидротехнические сооруже­ ния, перегораживая реки, прерывают единый сплавной путь, ограничивая сырьевую базу, которая тяготеет к данному створу, так как перевалка древесины через плотины неэкономична. Поэтому оптимальный размер лесопромышленного комплекса должен определяться объемами сырья, тяготеющего к данному водохранили­ щу. Проведенные расчеты показывают, что оптимальным размером намечаемых в Ангаро-Енисейском районе ле­ сопромышленных комплексов, является такой, при кото­ ром перерабатывается 3—6 млн. м3 древесины в год. Увеличение мощности лесопромышленных предприятий сверх указанного значительно усложняет обеспечение комбината сырьем, так как связано с доставкой его из более далеких районов, чрезмерно удлиняет причальный фронт, создает трудности по сплаву, выгрузке и храпе­ нию древесины.

Оптимальный размер химических предприятий, кото­ рые возможно разместить в эпергопромышленных ком­ плексах Средней Азии, будет в значительной степени определяться затратами на доставку п очистку воды. При этом первостепенное значение будут иметь затраты па очистку воды. Это связано с тем, что затраты в схему

106

водоснабжения предприятий определяются с учетом во­ до-природо-охранных мероприятий не столько стоимостью доставки воды, сколько стоимостью ее отведения. Доста­ точно сказать, что на 1 м3 воды, затрачиваемой па про­ изводство волокна нитрон или шелка лавсан в условиях

ше 3 руб. расчетных затрат. В этих'условиях большое значение приобретает захоронение стоков, для чего в Средней Азии, особенно в западной ее части, имеются достаточно благоприятные условия.

В настоящее время проводятся опытные работы, по­ зволяющие вести технологический процесс на некоторых химических предприятиях без воды. Одновременно раз­ рабатываются методы безводной технологии охлажде­ ния конденсата на ТЭЦ, которые являются непременным участником любого топливно-энергетического комплекса.

Здесь упомянуты наиболее видимые связи, влияющие па оптимальный размер предприятий комплекса. Вопрос о том, где граница этих связей, какие сопряженные объ­ екты в наибольшей степени влияют на размер предприя­ тия и т. д., зависит от конкретных условий, характерных для того пли другого района.

Как правило, при создании энергопромышленного комплекса в первую очередь обосновывается мощность трех-четырех предприятий, составляющих его базу. Обычно это те предприятия, которые потребляют значи­ тельную долю вырабатываемой энергии (до 70—80%) и в наибольшей степени влияют на параметры и режим работы электростанции.

8. ГРАНИЦЫ ЭНЕРГОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

Проблема обоснования границ как современных, так и формирующихся промышленных комплексов — одна из важнейших, поскольку она требует определения крите­ риев районообразугощего процесса, отражающего каче­ ственную особенность данного типа комплекса. Границы правильны и значимы, если они правильно схватывают эту качественную особенность.

С развитием математических методов исследования в экономике и особенно с созданием районных моделей

107

производств вопрос определения границ ставится очень остро.

Предлагаемые ниже методы определения границ района относятся главным образом к основным расчет­ ным уровням, когда возникают базовые предприятия комплекса.

Границы эпергопромышлепного комплекса определя­ ются прежде всего наличием и теснотой производствен­ ных и хозяйственных связей между его предприятиями. Первое место здесь занимают связи между гидроэлек­ тростанцией как источником энергии для комплекса и предприятием—потребителем этой энергии. Поэтому для определения границ энергопромышленного комплекса предлагается принцип экономической целесообразности использования энергии гидроэлектростанций, формирую­ щей район. Граница района влияния находится на та­ ком расстоянии от энергоисточника, где наступает равкоэкономнчпость расчетных затрат на производство и транспорт электроэнергии к потребителю. Расчет ведется по специализирующим предприятиям комплекса.

Выбор экономически оправданного района исполь­ зования энергии крупной электростанции производится по методу сравнения расчетных затрат двух энергоисточ­ ников

,А

пер ’

где Зг— расчетные затраты по генерирующему источни­ ку; Зпрр — расчетные затраты по передаче электроэнер­ гии. Индексы к и А обозначают соответственно затраты, относящиеся к комплексу и затраты, относящиеся к бли­ жайшему энергоисточнику.

Расстояние от энергоисточника до границ равноэко­ номичных расчетных затрат (границ района I, км) опре­ деляется по следующей формуле:

_____ Зр + Здер_____

(3 ? + з гкюр) + (з;? + з 4 Р)

или в преобразованном виде

103

где L — расстояние между двумя ближайшими энерго­ источниками, одним из которых является энергоисточник, формирующий комплекс.

Выполняемые электростанцией режимные функции (покрытие пиков, регулирование частоты), размещение аварийного и системного резерва не могут служить кри­ терием для определения границ района, так же как не могут быть расширены границы комплекса за счет райо­ нов, в которых крупная ГЭС улучшила условия эксплуа­ тации собственно электрических станций (электростан­ ции соседней системы благодаря строительству ГЭС ос­ вобождены от несения режимных функций или от перетоков за пределы системы).

Рассматривая территорию энергопромышлешюго комплекса как электрически взаимосвязанную, в пределах которой используется энергетический эффект ГЭС, нельзя забывать о том, что экономиче­ ское обоснование района влияния ГЭС и выбор ее оптимальной мощности неотделимы друг от друга и могут решаться только со­ вместно.

Необходимо специальное изучение всех возможных районов ис­ пользования гидростанций, после чего выбирается мощность ГЭС. Однако в данной работе вопрос выбора мощности ГЭС не затрагивается, так как предполагается, что мощность ГЭС оптими­ зирована по всему многообразию действующих на нее факторов. Этот вопрос был достаточно полно исследован [Л. 48], В этой рабо­ те уделено особенное внимание полноте и строгости оценки район­ ных энергоэкономических характеристик. Все многообразие дей­ ствующих факторов систематизировано в две группы: определяю­

заполнения суточного графика нагрузки; 5с"эс— доля ранее введенных ГЭС в покрытии пиковой (переменной) нагрузки; /ѴГЯІ, — гарантирован­ ная средняя мощность ГЭС (совокупность определяющих ее факторов);

энергии; — удельные приведенные затраты по топливу, замы­

кающему баланс района; — дополнительные приведенные затра­ ты по линиям электропередач (ЛЭП) в варианте ГЭС.

На основе количественной оценки качественно отличных район­ ных условий развития энергетики СССР определена относительная значимость указанных выше факторов. Выявлены важнейшие ха­ рактеристики, подлежащие тщательному учету, и менее значимые,

109

способствуя сближению уровня и условий жизни город­ ского и сельского населения. Как правило, улучшается транспортно-географическое положение городов и посел­ ков. Строительство гидроэлектростанций и образование водохранилищ, не только создают благоприятные усло­ вия для развития на базе электрофнкацин, орошения, организации ферм водоплавающей птицы и ондатровых хозяйств, по и предпосылки, позволяющие сельскохозяй­ ственным предприятиям после реорганизации увеличить доход за счет приближения производства к потребителю, улучшения специализации, вѵчастности в направлении развития пригородных звеньев хозяйств, повышения уровня концентрации производства и улучшения разме­ щения производственных центров и сельскохозяйствен­ ных угодий.

Водохранилища подключают к воднотранспортной си­ стеме новые богатые сырьем районы как за счет созда­ ния акватории с большим периметром, так и за счет улучшения транспортной способности впадающих в него рек. Некоторые корректировки в определении границ энергопромышленного комплекса может внести инфра­ структура ГЭС. Созданные в строительный период доро­ ги пли линии электропередачи могут «приблизить» тот пли иной район и сделать целесообразным его присоеди­ нение к комплексу. Могут быть случаи, когда инфра­ структура ГЭС становится важнейшим фактором опре­ деления границ комплекса: если энергия ГЭС в основ­ ном передается в уже развитые районы, а создающаяся здесь промышленность полностью связывается с исполь­ зованием инфраструктуры ГЭС и местных ресурсов.

Вопрос определения границ района, в пределах кото­ рого целесообразно использовать энергию того или иного генерирующего источника, во многом является решаю­ щим для формирования энергопромышленного комплек­ са. При некоторых обстоятельствах расчеты по опреде­ лению границ района могут привести к отказу (частич­ но пли полностью) от создания энергопромышленного комплекса на базе рассматриваемого энергоисточника и сделать целесообразным передачу энергии (особенно, когда речь идет о крупных гидроэлектростанциях) в энергопромышлепный комплекс, сформировавшийся ра­ нее. В этих условиях значительную роль будет играть баланс мощности и электроэнергии района, где разме­ щается комплекс. Так при проектировании Усть-Илпм-

111