Братство энергокольца: почему Прибалтике невыгодно покидать БРЭЛЛ

Аналитический портал RuBaltic.Ru продолжает публиковать цикл статей, которые помогут разобраться в работе энергосистем электрического кольца БРЭЛЛ (Беларусь — Россия — Эстония — Латвия — Литва). Ранее мы посмотрели, как формировалась единая энергосистема (ЕЭС) СССР и как Прибалтика стала частью этого отлаженного механизма. А в этой части объясним, почему Литва, Латвия и Эстония до сих пор не вышли из энергокольца БРЭЛЛ.

Почти сразу после того, как возникли первые электростанции, энергетики вынуждены были решать проблему доставки электроэнергии потребителям, а следующим этапом стало объединение генерирующих мощностей и потребителей электроэнергии в объединенные энергосистемы. Но это было только началом построения «энергетической иерархии» — до сегодняшнего состояния объединенных электроэнергетических систем путь был длинным и непростым.

Частная собственность — враг стратегических планов

Одна из причин долговечности ЕЭС СССР — то, что региональные электроэнергетические системы проектировались и создавались в те времена, когда в стране отсутствовала частная собственность на землю и средства производства, когда управление экономикой осуществлялось централизованно-директивными методами. При строительстве электростанций заранее планировались основные, «якорные» потребители, просчитывались резервные мощности, а при прокладке линий электропередач учитывались потребности энергосистем и особенности рельефа, а не записи в кадастровых и земельных книгах.

Энергетические системы планировались, последовательно создавались и развивались; результаты получились такими, что ничего лучшего придумать, изобрести не получается — разве что производятся небольшие модернизации-модификации да своевременная замена оборудования. Формирование единых энергетических систем за пределами СССР потребовало значительно большего времени, отняло больше ресурсов: согласование интересов частных собственников априори процесс куда более сложный.

Реализовав план ГОЭЛРО (государственной электрификации России), Глеб Кржижановский ушел из государственного планирования, чтобы возглавить созданный им Энергетический институт и продолжить разработку методов обеспечения энергетической безопасности. Следующим этапом стала концепция комплексного энергетического обеспечения городов.

Комплекс обеспечения — это система обеспечения городов электроэнергией, теплоэнергией при одновременной газификации и создании единых систем водоснабжения и канализации, то есть именно этот комплекс и обеспечивает все те условия жизни в городах, которые нам всем кажутся совершенно естественными.

Мы уже успели забыть времена, когда всё было иначе: колонки с водой на улице, «удобства» во дворе и походы в общественные бани не для того, чтобы отдохнуть, а чтобы вымыться. Тщательно просчитанные мощности теплоцентралей, выверенные места их расположения, мощности насосов — всё это до середины прошлого века было настоящей революцией градостроения. Живем комфортно настолько, что уже и не задумываемся над сложностью городской инфраструктуры? Это хорошо. Не вспоминаем при этом имя Глеба Кржижановского? Это плохо. Исправляйтесь, уважаемые читатели!

Большая страна — большие возможности

Но вершина творчества Кржижановского, вне всякого сомнения, — концепция Единой энергетической системы СССР. Уникальное творение инженерной мысли уникальной страны. При этом уникальность никак не связана с политическим строем: СССР, а теперь Россия, имеет особенность, которой нет, не было и не будет ни у одной другой страны на планете Земля. Россия расположена в десяти часовых поясах — и вот этот факт имеет прямое отношение к энергетике.

Одну закономерность объединенных электроэнергетических систем мы уже выяснили: электроэнергия распространяется по ЛЭП со скоростью света, складировать электроэнергию мы не умеем, в силу чего «внутри» энергосистемы электроэнергии всегда ровно столько, сколько ее готовы принять потребители. Эта закономерность обусловлена фундаментальными законами физики, отменить ее невозможно.

Есть и еще одна особенность, связанная с закономерностями биологическими: каждые сутки мы треть времени спим. В силу этого потребление электроэнергии неравномерно: в ночное время оно минимально, в дневное время максимально; есть еще и колебания спроса, обусловленные климатом.

У любой электростанции (за исключением солнечной) выработка электроэнергии обеспечивается вращением ротора внутри статора. Чем больше спрос на электроэнергию, тем стремительнее должен вращаться ротор. Если мы ушли спать, выключив свет, то ротор вынужден вращаться медленнее: вырабатываемую им электроэнергию некуда деть. Как изменение скорости вращения влияет на КПД электростанции, понимает каждый владелец собственного автомобиля. Если вы не переключаете скорости, автомобиль расходует меньше топлива и дольше служит.

Ровно такие же соображения в силе и для турбин электростанции: минимальный расход топлива и максимальный срок службы механизмов будут только в том случае, если турбины всегда работают в одном и том же режиме.

Роторы турбин электростанций весят порой сотни тонн, полная их остановка в ночное время означает гигантский расход топлива утром, когда нужно набрать максимальное количество оборотов за минимальное время. В каждом городе, в каждом регионе есть минимальный объем потребления электроэнергии: даже ночью работают водопровод, канализация, отопление, заводы с непрерывным циклом производства, холодильники складов продовольствия и так далее. Чтобы обеспечить их, электростанции в каком-то минимальном режиме работают и ночью; для того, чтобы ночная нагрузка была хоть немного выше, в наше время «изобрели» ночные тарифы — это экономический способ выровнять нагрузку турбин электростанций. И даже ночная реклама, увеселительные заведения, работающие именно по ночам, — это тоже попытка выровнять уровни потребления и производства электроэнергии в течение суток.

Теперь смотрим на карту России, допустим на Владивосток. Вечер, выключаются заводы, фабрики — как бы пора сбрасывать обороты турбин электростанций? Но это во Владивостоке уже шесть часов вечера, а в Якутии только пять, а в Иркутске вообще четыре. И электроэнергия, которая уже не нужна Владивостоку, уходит на запад, а его электростанции продолжают работать в оптимальном режиме. Когда ночь добралась до Москвы — что там с электростанциями, в этом регионе их точно придется переводить на минимальные обороты? Но Владивосток уже вышел на работу, его электростанциям нужно переживать пик потребления — и электроэнергия уходит на восток.

Каков результат хождения вот таких волн электричества? Сглаживаются пики потребления, оптимальным становится режим работы электростанций, минимальным — расход ими топлива.

Повышается надежность энергосистемы, поскольку теперь, к примеру, друг друга страхуют не только электростанции, расположенные друг рядом с другом в Ленинградской области, — в случае аварии или ЧП их подстрахуют электростанции Челябинска и Магадана. Значит, нет нужды строить резервные мощности в этой самой Ленинградской области — достаточно того, что есть электростанции на Волге. Сглаживаются даже годовые колебания спроса: в Красноярске уже начался отопительный сезон, но в Сочи еще тепло и южане рассчитываются с сибиряками за работу кондиционеров весь пляжный сезон.

Результат был совершенно парадоксальным: себестоимость электроэнергии в самой северной стране (по населению, живущему в экстремально холодных регионах) была самой низкой на планете.

Именно по этой причине страны, входившие в СЭВ (Совет экономической взаимопомощи), охотно вступали в единую энергетическую систему «Мир», «растянувшую» ЕЭС СССР еще на пару часовых поясов. Надежность «Мира» была максимально высокой, при этом страны, входившие в него, НЕ построили электростанций общей мощностью свыше 120 гигаватт, сэкономив огромные деньги.

Если вернуться в наши дни, то становится понятной настоящая причина, по которой страны Прибалтики до сих пор не вышли из энергокольца БРЭЛЛ: работа энергосистем Эстонии, Латвии и Литвы подстрахована электростанциями от Пскова до Якутска.

То, что часть ЕЭС СССР зимой 1992 года получила название «кольцо БРЭЛЛ», не изменило вообще ничего: детище Глеба Кржижановского продолжает работать и в XXI веке.