Transcript Модернизация и инновации в энергетике

Модернизация и инновации в
энергетике
к.э.н. Владимир Колмогоров
Генеральный директор ОАО «ОГК-3»
Кострома
октябрь 2010 г.
Актуальность модернизации на основе
инновационных технологий в электроэнергетике
Основные
проблемы
российской
электроэнергетики
Основные условия
российского рынка
электроэнергии
Возможные
решения проблем
 Высокая степень износа основного
энергетического оборудования
 Неоптимальный топливный баланс
 Низкое КПД оборудования по сравнению с
зарубежными аналогами
 Отсутствие капиталовложений в новые мощности
на протяжении 20 лет
 Отсутствие отечественных опробованных
инновационных разработок и технологий из-за
недофинансирования науки
 Использование устаревших технологий
 Необходимость в замене и коренной
модернизации существующего
оборудования
 На рынке отсутствуют отечественные
инновационные технологии
 Необходимость объединения усилий
энергокомпаний и государства в
вопросах финансирования НИОКР
 Неопределенность с долгосрочной динамикой
энергопотребления
 Амбициозные планы по вводу новых мощностей
(Росэнергоатом и РусГидро)
 Либерализация рынка электроэнергии и мощности
 Возрастание конкуренции между генераторами в
наиболее экономически развитых регионах
 Рост цен на топливо
 Реализация программ энергосбережения у
потребителей
 Энергоэффективность, инновации и
модернизация – государственная политика
 Разработка генерирующими компаниями
программ модернизации существующего
оборудования с использованием инноваций
 Мероприятия по стимулированию инновационных
разработок и их внедрению со стороны
государства
 Создание инновационной среды в компаниях,
принизывающей все процессы и подразделения
 Вероятность обострения конкуренции
в условиях избытка мощностей в
среднесрочной перспективе
 Необходимость повышения
эффективности действующих
мощностей
 Инновационная деятельность должна
вестись на постоянной основе и стать
частью организационной культуры
генерирующих компаний
 Государство должно разработать
четкие механизмы поддержки
инновационной деятельности
1
Развитие энергетических технологий СССР /
РФ и за рубежом
Россия/СССР
1940-50-е гг.
Зарубежные страны
1960-е гг.
1970-е гг.
1980-90-е гг.
после 2000 г.
• Внедрение энергетических моноблоков со
сверхкритическими параметрами (t>540, P>22
MPa)
• Создание межсистемных связей на высоком
напряжении
• Освоение атомной энергетики
• Создание турбин и генераторов мощностью
свыше 300 МВт
• Внедрение
технологий
сверхвысокого
ЕЭС
с
дифференциальной РЗА
использованием
напряжения
• Формирование
• Разработка
технологий
сверхвысокого
напряжения на постоянном токе, в т.ч.
тиристорных преобразователей
• Разработка шунтирующих реакторов
• Разработка и внедрение технологий ПГУ, ЦКС
• Распространение
систем
АСУТП
и
До 90-х годов ХХ века СССР
опережал развитые страны в
разработке и внедрении новых
технологий в электроэнергетике
электронной и микропроцессорной автоматики
• Создание
угольных
технологий
со
суперсверхкритическими параметрами пара
(t>600, P>30 MPa)
• Создание и внедрение электромашинных
компенсаторов реактивной мощности
фазосдвигающих устройств (FACTS)
и
После начала экономических реформ в
России электроэнергетическая отрасль
страны стала отставать в развитии и
проигрывать зарубежным аналогам
2
Энергоемкость ВВП России
• Низкая производительность труда, неэффективность основного энергетического оборудования, а также невысокая
эффективность потребления обусловливают высокую энергоемкость ВВП России
Энергоемкость ВВП в 2008 г.,
1,39
Тонн условного топлива/ тыс. евро ВВП*
1,14
-65%
0,86
0,75
0,32
Источник: McKinsey, МЭР РФ, ЕБРР.
Ки
та
й
Ро
сс
ия
А
ра
ви
я
нд
ия
ау
до
вс
ка
я
Ка
на
да
С
Бр
аз
ил
ия
И
С
*За 100% взят уровень России
Ш
А
0,23
Ф
ин
ля
нд
ия
по
ни
я
0,19
Я
Ге
рм
ан
ия
0,19
0,4
0,48
3
Износ основного энергетического оборудования
Доля электростанций, срок эксплуатации которых к 2010 году превысит 40 лет, %
Китай
Япония
ЕС
США
Россия
39
Высокий износ оборудования
и большая доля устаревшего
оборудования
предопределяет:
• Низкий КПД ТЭС России
• Низкую
надежность
энергоснабжения
• Перерасход топлива и
возникновение потерь, не
позволяющих
эффективно работать на
рынке
электрической
энергии
28
22
12
3
КПД электростанций, %
51
41
32
34,6
34,7
Источник: Служба энергетической информации США; Союз по координации передачи электроэнергии;
Статистический ежегодник Китая по энергетике; РАО «ЕЭС России»; анализ McKinsey
4
Сравнение используемых технологий в
электроэнергетике
КПД существующего оборудования, %
ОЭСР
Россия
ТЭС на угле
ТЭС на газе
ПГУ
ТЭС на угле
ТЭС на газе
55
51
34
40
38,5
ПГУ
40
КПД нового оборудования, %
ОЭСР
Россия
ТЭС на угле
ТЭС на газе
ПГУ
ТЭС на угле
ТЭС на газе
58
55
38
40
ПГУ
При
реализации
инвестиционных проектов в
сфере строительства новой
генерации
используется
устаревшие технологии с КПД
значительно ниже лучших
мировых аналогов, что не
решает коренным образом
проблему эффективности в
электроэнергетике
45
45
Источник: Служба энергетической информации США; Союз по координации передачи электроэнергии;
Статистический ежегодник Китая по энергетике; РАО «ЕЭС России»; анализ McKinsey
5
Существующий топливный баланс выработки
электрической энергии по видам генерации
 Существующий топливный баланс электроэнергетики России является неоптимальным:
существует чрезмерная зависимость от газа
полностью не используются потенциал угольной генерации
практически не используются альтернативные источники энергии.
Германия
48
США
Россия
Канада
18
17
Китай
5
50
16
46
69
12
20
27
3
10
16
58
22
19
17
3
7
4
Прочие технологии
Источник: Международное энергетическое агентство (МЭА)
ГЭС
АЭС
Станции на газе
3
7
2
1
Станции на угле
6
Ситуация в области энергоэффективности в
России и возможные сценарии развития
Ситуация в области энергоэффективности
Россия наиболее
энергоемкая страна
Энергоемкость ВВП России:
-На 20% выше Китая;
- В 3 раза выше Канады и Бразилии
- в 7 раз выше Германии и Япония
Россия имеет высокий
износ оборудования
электростанций
Доля оборудования старше 40 лет:
Россия – 39 %
США – 28%
ЕС – 22%
Япония – 12%
Китай – 3%
КПД электростанций
России относительно
низок
КПД электростанций:
Россия – 34,7%
США – 34,6 %
ЕС – 41%
Япония -51%
Китай – 32%
Оборудование новых
электростанций
России значительно
отстает от лучших
аналогов по КПД
Стоимость
оборудования в
России выше аналогов
в других странах
Уголь
Газ
ПГУ
Россия
38%
40%
55%
Страны
ОЭСР
45%
45%
58%
Стоимость строительства 1 кВт
установленной мощность угольной
ТЭС, долл. США
Россия
2500
ЕС
1800
Китай
720
Сценарий развития ситуации
Капвложения в инновационное
оборудование в России выше, чем за
рубежом, что вкупе с состоянием
экономики (платежеспособностью
потребителей) не позволит в будущем
получить ожидаемый эффект
Внедрение лучших российских технологий
в энергетике без масштабной поддержки
государства (НИОКР, поддержка
инновационная перестройка
машиностроения и т.д.) невозможно
В то же время масштабный ввод
недостаточно эффективных новых
энергомощностей в среднесрочной
перспективе:
-Увеличит тарифы на электроэнергию для
потребителей и стимулирует реализацию
ими программ энергосбережения и
внедрение локальной малой генерации
- Ужесточит конкуренцию между
генерирующими компаниями и стимулирует
повышение эффективности эксплуатации и
обслуживания оборудования
7
Ключевые инновационные технологии
для освоения в теплоэнергетике России
Для создания инновационной экономики и модернизации электроэнергетики до 2015
г. требуется разработка (лицензионное освоение) следующих ключевых технологий (в
отдельных случаях создание демонстрационных установок может быть проведено в
период 2016-2020 гг.):
• Угольный блок мощностью 500-660 МВт на суперсверхкритические параметры пара
• Парогазовая установка мощностью 500-600 МВт с отечественной (или
•
•
•
•
•
лицензионной) ГТУ (КПД ПГУ~ до 60)
Угольный блок с ЦКС мощностью 600 МВт на суперкритических параметрах пара
Опытно-промышленная ПГУ с газификацией для выработки электроэнергии и тепла
Максимально возможное развитие когенерации
Современные технологии газоочистки по улавливанию SO2, NOx, золовых частиц
для действующих угольных блоков 200-800 МВт (снижение NOx < 200 мг/м3,
SO2 < 200 мг/м3, зол.част. < 10-30 мг/м3)
Системы сухого золоудаления
В настоящее время создается законодательная база, направленная на
стимулирование использования инновационных технологий. Собственникам и
руководству
энергокомпаний
необходимо
транслировать
требования
законодательства на уровень производства.
8
Определение инновации
… любое возможное изменение, происходящее
вследствие использования новых или
усовершенствованных решений технического,
технологического, организационного характера в
процессах производства, снабжения, сбыта
продукции и т.п. Шумпетер 1934г.
Инновация –
это …
… введение в употребление какого-либо нового
или значительно улучшенного продукта (товара
или услуги) или процесса, нового метода
маркетинга или нового организационного метода в
деловой практике, организации рабочих мест или
внешних связях
Руководство Осло. Рекомендации по сбору и
анализу данных по инновациям, 2005г.
… конечный результат инновационной
деятельности, получивший реализацию в виде
нового или усовершенствованного продукта,
реализуемого на рынке, нового или
усовершенствованного технологического процесса,
используемого в практической деятельности».
(«Концепция инновационной политики
Российской Федерации на 1998-2000 годы»,
постановление Правительства РФ от 24 июля
1998г. № 832. )
Инновация – это новшество,
внедренное в деятельность
предприятия с целью
повышения его
эффективности. При этом
под эффективностью
понимается определенный
экономический,
производственный,
социальный, экологический и
иной результат, ожидаемый
от внедрения инновации.
Инновационной деятельностью являются все научные, технологические, организационные, финансовые и
коммерческие действия, реально приводящие к осуществлению инноваций или задуманные с этой целью.
Некоторые виды инновационной деятельности являются инновационными сами по себе, другие не обладают этим
свойством, но тоже необходимы для осуществления инноваций. Инновационная деятельность включает также
исследования и разработки, не связанные напрямую с подготовкой какой-либо конкретной инновации.
Руководство Осло. Рекомендации по сбору и анализу данных по инновациям, 2005г.
9
Классификация инноваций
Пять типичных инноваций (по Шумпетеру):
• Изготовление продукции с новыми
свойствами
• Освоение новых рынков сбыта
По критерию глубины инноваций:
• Базисные – реализуют крупные
изобретения и становятся основой
Новые
революционных переворотов в технике
производства
• Крупные – внедряют новые технологии
• Внедрение нового метода (способа)
производства
(поколения техники) при сохранении
исходного научного принципа
• Улучшающие - совершенствуют
• Использование новых источников
сырья
• Проведение реорганизации
производства и управления
существующее оборудование и
технологию
Существующие
производства
• Мелкие (рационализация) – улучшение
(поддержание уровня) существующих
процессов
Реализуемость
(простота)
инноваций
Области инноваций актуальные для энергокомпаний
10
Анализ непродуктивности при выполнении
ремонтных операций
ПРИЧИНЫ НЕПРОДУКТИВНОСТИ
НАБЛЮДЕНИЯ
ПЭН - 5В
55,6
15,6 28,8
Трубный пучок
33,5
24,9
41,6
ПЭН – 5Б
Подшипники ТА-6 (аварийный)
33,4
33,4
ПЭН – 3Б
11.7 11.7
Разговоры не по делу, лишние перемещения и т. д.
Отсутствие регламента выполнения ремонтных операций
70%
3 часа
17
Нескоординированные действия при совместных операциях
(работа с ГПМ )
Неэффективные
Частое отсутствие на рабочем месте
трудозатраты при
Неполное соблюдение правил ТБ
проведении работ
76.6
Трубный пучок подогревателя
43
Отсутствие необходимых специализированных инструментов
Недостаточный контроль со стороны руководителя работ
83,3
33,2
ПРИМЕР
40
Недостаточная квалификация персонала
оцениваются в 30-70%
Частое курение
Недостаточный контроль за ходом работ со стороны ИТР цеха
ПЭН – 5Б
35
20
Первопричины:
45
Туалет ввКТЦ
Помещение
27,3 12,7
• персонал не мотивирован на эффективный труд, так как
результат труда и материальное стимулирование (зарплата)
несущественно связаны между собой;
60
Шламовый насос №5
20
50
30
• неудовлетворительное снабжение инструментом и
приспособлениями ремонтного персонала
Продуктивное
Непродуктивное , но необходимое
Суммарное время наблюдений - 8 часов 30 мин.
Непродуктивное и не необходимое
Средняя величина непродуктивных действий – 48 % ( ~ 4 часа)
11
Факторы успеха инноваций
3
Изменение мышления: 1
• Вовлеченность в процесс
•
•
Программы инновационной
деятельности:
• Отделение инновационной сферы
изменений
Мотивация на результат
Повышение эффективности
на рабочем месте
от текущей деятельности
• Система управления проектами
Внутренние
Инновационная 2
стратегия и цели:
• Стратегия,
•
Внешние
нацеленная на
инновации;
Целевые ориентиры в
сфере инноваций
Государственное
стимулирование
инноваций
5
Факторы
успеха
инноваций
4
Инновационная структура:
• Децентрализованная и гибкая
структура
• Последовательность действий и
анализ результатов
• Ориентация на таланты
6
Доступность информации о
наилучших технологиях
12
Основные направления и области
инновационной деятельности в ОГК-3
Направления инноваций
Области инноваций
Создание/освоение новых продуктов
и технологий
Локальные источники энергии (малая генерация)
Переработка ЗШМ и реализация продуктов переработки
Использование новых источников
сырья
 Разработка угольных месторождений
Совершенствование технологии на
существующих мощностях
 Внедрение новых поколений оборудования
 Совершенствование существующего оборудования
 Совершенствование существующих процессов в производстве
(рационализация)
Совершенствование управления
Процессный подход к управлению (КПЭ, управленческий учет и
Развитие персонала
Управление знаниями, навыками и компетенциями
Управление вовлеченностью персонала
Строительство новых мощностей
Технологии выбора оптимальных технологических решений и
отчетность, стандарты и процедуры, управление мероприятиями по
улучшениям и др.)
оборудования (лучшие практики)
Строительство мощностей в регионах с потенциалом роста
энергопотребления
 Технологии управления проектами
13
Цели ОАО «ОГК-3» в сфере инновационной
деятельности
Снижение удельных
расходов у.т., г.у.т./кВт.ч.
Снижение удельных
расходов на ремонт, % от 2010 г.
-5%
100
343
2010 г.
340
2015 (прогноз)
90
330
2020 г. (прогноз)
2010 г.
2015 (прогноз)
80
2020 г. (прогноз)
Утилизация ЗШМ, % от годового выхода.
Доля угля собственных месторождений в топливном балансе, %
30
0
2010 г.
15
2015 (прогноз)
2
2020 г. (прогноз)
2010 г.
30
10
2015 (прогноз)
2020 г. (прогноз)
14
ОАО «ОГК-3»: краткая информация
Черепетская ГРЭС
•1953-1966
•1 285 МВт
•29,6%
•3330 млн. кВт.ч.
•Уголь
Печорская ГРЭС
Костромская ГРЭС
•1979-1991
•1 060 МВт
•41,5%
•3850 млн. кВт.ч.
•Газ/Мазут
•1969-1980
•3 600 МВт
•37,4%
•11780 млн. кВт.ч.
•Газ/Мазут
Гусиноозерская ГРЭС
•1976-1992
•1 100 МВт
•39%
•3730 млн. кВт.ч.
•Уголь
Станции ОАО «ОГК-3»
Наименование станции
• Год строительства
• Установленная мощность, МВт
• КИУМ (2009 г.), %
• Плановая выработка (2009 г.), млн.
кВт.ч.
• Основное топливо
Энергоремонтные ДЗО
Теплосбытовые ДЗО
Угольные активы
Прочие ДЗО
Коми
ОЭС Центра
Печора
ПГРЭС
Москва
Суворов
ЧГРЭС
Кострома
КГРЭС
ОЭС Сибири
Харанорская ГРЭС
•1995-2001
•430 МВт
•71,6%
•2700 млн. кВт.ч.
•Уголь
ОЭС Урала
ЮУГРЭС
Южноуральск
ГоГРЭС
ХГРЭС
Ясногорск
Гусиноозерск
Южноуральская ГРЭС
•1952-1961
•882 МВт
•52,7%
•4070 млн. кВт.ч.
•Газ/Уголь
Информация о компании
Блоки
Nуст.
Доля
Газовые
5060
60,5%
Угольные
3297
39,5%
Итого
8357
100%
15
Спасибо за внимание!
16