От пара к атому

Впереди планеты всей: история развития российской электроэнергетики

12.02.2018

В 2018 году исполняется 145 лет запуску первой в России электрической станции, давшей старт новой эпохе в жизни населения одной шестой части суши. Страна, начинавшая свой индустриальный путь при лучине, ныне является одним из крупнейших в мире производителей атомной энергии.

Запад нам поможет — ​за хорошие деньги
Первую лампочку накаливания изобрел российский техник Павел Яблочков, создав «электрическую свечу» в привычном нашему глазу виде — ​два вертикальных угольных стержня, между которыми протянута ярко светящаяся нить накаливания. Однако в промышленном масштабе электричество пришло в Россию с Запада. В том же 1876 году на Сормовском машиностроительном заводе была запущена первая электростанция, построенная по типу бельгийской блок-станции изобретателя Зеноба Теофиля Грамма, динамо-машины которого впервые осветили Париж. Ситуация характерная, ибо редкое российское изобретение во все века не бывало дальновидно подхвачено оборотистыми западными коммерсантами и не продано нам же в виде технологии или готовых изделий уже втридорога. За примерами ходить далеко не надо — ​это радио, подводные лодки, вертолеты, телевизоры, автоматы, сотовые телефоны и пр.
В России с внедрением электричества быстрее всего сориентировался германский коммерсант Карл Федорович Сименс — ​вильманстрандский и временный с.‑петербургский купец первой гильдии, из клана принявших русское подданство германских Сименсов. Его брат, тоже Карл, занимался налаживанием в России телеграфной сети, за что получил от императора русское дворянство в 1895 году.
В 1886 году зарегистрированное в столице сименсовское «Общество электрического освещения 1886 года» получило подряд в Москве на освещение квартир доходного дома-пассажа купца Постникова (ныне это здание театра им. Ермоловой). Для этого в Георгиевском переулке была запущена локомобильная электростанция малой генерации, а затем на Раушской набережной дала ток первая паротурбинная электростанция мощностью 1470 кВт. В то же время в Нью-Йорке заработала самая крупная в США станция мощностью всего 500 кВт.
В 1903 году компания Сименса и Гальске уже построила первую в России гидроэлектростанцию — ​Центральную Пятигорскую ГЭС, получившую название «Белый уголь». Два генератора трехфазного тока 400 кВт каждый, трехфазные воздушные ЛЭП 8 кВ от ГЭС к городам-курортам (протяженностью 18 верст, что было одним из первых опытов передачи энергии с ГЭС на большие расстояния) использовались для освещения и движения трамваев.
Как раз в это время в Ростове бельгийскими коммерсантами из АО «Бельгийское Анонимное Общество Ростовского трамвая» была построена первая на юге России электростанция для обслуживания движения трамвая, получившего, кстати, из-за этого европейскую колею — ​1432 мм.
Однако зарубежные инвесторы преследовали в первую очередь собственные интересы. Они добились льготного налогообложения от царского правительства и долгосрочных концессионных контрактов на электрификацию (до 50 лет от московской городской управы), притом что собственные электротехнические компании подобных льгот не получили.
В свою очередь министр финансов Иван Вышнеградский потребовал от иностранцев осуществлять генерацию или производство энергетического оборудования под русскими марками, взамен оставляя право на вывоз капитала в любых объемах. В итоге в первые 10 лет XX века зарубежные компании увеличили инвестиции в свои электротехнические дочерние предприятия на 205%.
Но при этом иностранный капитал контролировал две трети еще скудной (московская и бакинская энергосистемы) энергетики России.
Акции «Общества электрического освещения 1886 года» в 1896 году были проданы Базельскому торговому банку, после чего в отрасль пришли серьезные инвестиции, а сами энергетики смогли наконец обеспечить переменный ток, хоть и разной частоты — ​от 25 до 52,5 Гц (на унификации много лет без всякого успеха настаивало «Русское электротехническое общество»).
Зато установленные тарифы на освещение были огромными даже для обеспеченных господ: один час работы лампы стоил 5 копеек, а уличного фонаря — ​17 копеек, и это при средней зарплате в промышленности 27 рублей в месяц. Это приводило к тому, что сами электростанции были завязаны лишь на небольшое число потребителей.
При этом подушная мощность национальной энергетики оценивалась в 12,8 кВт-ч в год на человека, тогда как, например, в США — ​в 40 раз больше.
1914 год.jpg

1914 год. Электростанцию «Электропередача» (ГРЭС-3) 
соединили параллельно станции на Раушской набережной (ГЭС-1).

ГРЭС N°3.jpg

ГРЭС N°3 им. Р.Э. Классона

Строительство Братской ГЭС.jpg

Строительство Братской ГЭС

Лампочка Ильича
В годы Первой мировой войны было не до электрификации империи. Хотя в 1916 году как раз для этих целей была создана комиссия по изучению естественных производительных сил России. После революции этот вопрос вновь вышел на первый план, но уже как инициатива победивших большевиков. Государственная комиссия во главе с Глебом Кржижановским (бывший ведущий специалист сименсковского «Общества электрического освещения 1886 года») разработала план ГОЭЛРО — ​электрификации страны. Кржижановский был настоящим профессионалом и фанатом электрификации. Именно по его инициативе еще в январе 1918 года под его патронатом была проведена I Всероссийская конференция работников электропромышленности, по результатам которой через четыре месяца был создан «Электрострой». Именно поэтому не симпатизирующие революции технократы В.Ф. Миткевич, Н.К. Поливанов, И.Г. Александров, А.В. Винтер, Г.О. Графтио, Р.Э. Классон и другие откликнулись на призыв большевиков. Им импонировало, что во власть пришел человек, хорошо разбирающийся в перспективах национальной электроэнергетики.
План ГОЭЛРО был рассчитан на 10‑15 лет и предусматривал строительство не менее 30 объектов генерации (20 ТЭС и 10 ГЭС) в местах наибольшей концентрации промышленных предприятий (Подмосковье, Урал, Поволжье, Туркестан, Западная Сибирь, Северный Кавказ и др.).
Ставилась задача к 1935 году вдвое увеличить (от уровня 1913 года) суммарную мощность электростанций и произвести в четыре раза больше электроэнергии. При этом увязывались и другие базовые параметры экономики: добыча угля и нефти, а также выплавка чугуна и стали. Такая детализация исключила экономические перекосы, когда, например, ввод шахт не успевал за сдачей в эксплуатацию привязанных к ним мощностей. Результат превзошел самые смелые ожидания: к 1935 году выработка электроэнергии в СССР достигла 26,3 млрд кВт-ч, в 10 раз превысив довоенный уровень царской России. Более того, вместо строительства 30 новых районных электростанций, в том числе Волховской, Днепровской, Каширской, Шатурской, Чирчикской в Туркестане, Чусовской на Урале и других, в строй было введено на 10 станций больше. В итоге наша страна стала третьей энергетической державой — ​после США и Германии. Кстати, ведущие государства, оценив советский опыт, скопировали план ГОЭЛРО с учетом своей специфики. Так появились программы Франа Баума (США), Оскара Миллера (Германия), Вейера (Англия), Велема и Дюваля (Франция).
Интересно, что основным видом топлива первых станций предполагался отнюдь не привычный уголь, а торф. Первая в Советской России тепловая электростанция, построенная по плану ГОЭЛРО в 1922 году в Петрограде, получила романтическое имя «Уткина заводь». В день пуска участники торжественного митинга переименовали ее в «Красный Октябрь», и под этим именем она проработала до 2010 года (ныне — ​Правобережная ТЭЦ ПАО «ТГК‑1»).
Еще одна ласточка ГОЭЛРО в Шатуре в 1925 году также работала на торфе. И лишь Каширская электростанция начала сжигать в качестве сырья подмосковный уголь-штыб.
Обострение международных отношений к концу 20-х годов и начало Великой депрессии подтолкнули советское правительство к началу реализации программы индустриализации страны (ожидалось начало мировой революции в связи с Депрессией). Поэтому темпы программы электрификации были форсированы, и ее перевыполнили не к 1935-му, а уже к 1931 году. Выработка электроэнергии в 1932 году по сравнению с 1913 годом увеличилась не в 4,5 раза, как планировалось, а почти в 7 раз: с 2 до 13,5 млрд кВт-ч.
А в СССР, начавшем ГОЭЛРО при лучине, уже вовсю работали одни из крупнейших в мире ГЭС — ​Волховская (56 МВт), Нижнесвирская (96 МВт) и ДнепроГЭС (560 МВт). Если в 1913 году в России работали 33 маломощные электростанции совокупной установленной мощностью 712 кВт, то в 1927 году их было 858 мощностью 18,5 МВт. Резко увеличилось и текущее потребление — ​с 427 тысяч кВт-ч в 1913 году до 10 млн кВт-ч в 1927 году.
Перед самой Великой Отечественной войной совокупная мощность электростанций в СССР достигла 11,2 млн кВт, а производство электроэнергии — ​48,3 млрд кВт-ч. Это стало итогом появления крупной индустрии в стране. Той самой, которая впоследствии получит известный мем о товарище Сталине, что он «принял Россию с сохой, а оставил с атомной бомбой».

Атомный век
Послевоенные годы наложили серьезный отпечаток на развитие советской энергетики, которую долго пришлось восстанавливать из руин. Однако уже через 15 лет стране удалось объединить в одну энергосистему тепловые и гидроэлектростанции, увеличив выработку электроэнергии в 6 раз по сравнению 1940 годом — ​до 300 млрд кВт-ч. В единую систему европейской части страны вошли 600 электростанций общей мощностью 65 млн кВт. Опираясь на этот опыт, была поставлена задача построения кольцевых сетей азиатского и восточносибирского регионов с дальнейшим выходом на единую энергосистему страны.
В послевоенные годы с принятием стратегической линии на перевод части производственных мощностей в восточные регионы страны (1941 год показал необходимость обезопасить промышленный потенциал СССР) встал вопрос о развитии генерации Сибири и Средней Азии, где было сосредоточено до 80% гидроэнергоресурсов. По сути дела, начался новый этап развития советской энергетики. Так, важнейшим шагом в этом направлении явилось возведение Братской ГЭС мощностью 4500 МВт на Ангаре (1961 г.) с бетонной гравитационной плотиной высотой 120 м. Именно этой станции суждено было стать основой Братско-Усть-Илимского территориально-производственного комплекса и Объединенной энергосистемы Сибири. Вслед за ней была построена и Красноярская ГЭС на Енисее мощностью 6000 МВт.
Развивалась гидроэнергетика и на Дальнем Востоке, в частности в 1978 г. дала ток Зейская ГЭС на реке Зее мощностью 1330 МВт с массивно-контр­форсной плотиной высотой 123 м. В целом мощность советских гидро­электростанций к 1990 году достигла 65 млн кВт, а их выработка составила 233 млрд кВт-ч. В 1985 году советские электростанции вышли на производство 1544 млрд кВт-ч, доведя суммарную мощность генерации до 315 млн кВт.
Впрочем, параллельно решалась и иная задача — ​качественного скачка в энергетике и выхода на новый уровень генерации. И все благодаря «атомной гонке», в которую страну по сути втянули бывшие союзники по антигитлеровской коалиции. Уже в конце 40-х годов советские ученые приступили к разработке первых проектов использования атомной энергии как в военных, так и в мирных целях. А 27 июня 1954 года в городе Обнинске была запущена первая атомная электростанция (выведена из эксплуатации только в 2002 году).
К развалу Союза в стране работали уже 28 ядерных энергоблоков общей мощностью 20,242 ГВт. А по состоянию на 2017 год на 10 действующих АЭС работают 35 энергоблоков мощностью 27,9 ГВт, вырабатывая в год 196,4 млрд кВт-ч (18,7% выработки Единой энергосистемы России). В разработках проекта Энергетической стратегии России на период до 2030 года предусмотрено увеличение производства электро­энергии на атомных электростанциях в 4 раза.
Расширение атомных мощностей должно привести к удешевлению производства одного киловатт-часа электроэнергии для потребителей и наращивания рентабельности и конкурентоспособности продукции промышленных предприятий. В любом случае «санкционная война» показала, что отечественная энергосистема достаточно устойчива и сегодня готова не только обеспечить потребности страны, но и экспортировать свои технологии.
На данный момент серьезных альтернатив по себестоимости для атомной энергетики не видно. Попытки ряда западных стран в середине нулевых сделать ставку на биоэнергетику изначально казалось слишком политизированным шагом и постепенно сошло на нет. Значительные средства, вкладываемые ЕС в реализацию проектов по альтернативной энергетике, тоже пока могут носить лишь локальный характер. Слишком уж нестабильным для энергетиков является сила ветра, солнечная активность и слишком дорогостоящим оборудование по геотермальной энергетике и генерации на силе приливной волны.
Уже сегодня такие страны, как США (104 атомных реактора) и Франция (58 реакторов), вырабатывают половину всей атомной энергии в мире. В Литве закрытая по требованию ЕС Игналинская АЭС не только полностью закрывала потребности страны в энергетике, но и экспортировала ее соседям. Ныне власти этого нового члена ЕС пока безуспешно требуют от Евросоюза компенсации за безвременно усопший источник всей энергии Литвы.
Пока еще средняя стоимость строительства одного энергоблока достаточно высока (в России — ​около 40 млрд рублей), но себестоимость энергии как минимум втрое дешевле традиционной энергетики. Сырья же она требует в разы меньше, а влияние на экологию при нынешних технических возможностях и строительных нормах гораздо ниже. Срок же эксплуатации у АЭС сегодня тоже дольше. Поэтому и срок окупаемости таких энергоблоков (в России выведены на рынок уже новейшие ВВЭР‑1200) будет заметно короче.
К тому же в настоящее время вовсю получил развитие атомный гражданский и военный флот, ведутся разработки в машиностроении и ракетостроении. Так что не исключено, что продолжение «космической одиссеи» будет уже атомным. 
            bool(false)
        
Авторы: Мария Аристова