Содержание:
Введение
- Главная особенность АЭС по сравнению с ТЭС
- Способ регулирования суточной неравномерности электрической нагрузки в энергосистеме
- Последствия от разгрузки АЭС
- Главная выгода связки АЭС+электролиз воды
Выводы
Введение
В моей статье
сформулированы основы стратегии производства водорода электролизом воды за счет электроэнергии от атомной станции. И это продиктовано запланированным увеличением атомных станций в ряде регионов России в перспективе до 2050г, что в итоге даст общий прирост доли АЭС в структуре генерирующих мощностей примерно на 4%.
2. Главная особенность АЭС по сравнению с ТЭС
У АЭС значительная капитальная составляющая (стоимость сооружения). При этом стоимость ядерного топлива относительно меньше по сравнению с природным газом. Это приводит к тому, что доля затрат на топливо в суммарных эксплуатационных затратах у АЭС оказывается незначительная по сравнению с затратами, связанных с капитальной составляющей. Так, например, доля топливных затрат в общих затратах по производству электроэнергии при оценке ее себестоимости у электростанций на природном газе (не говоря уже про уголь) составляет не менее 2/3, то у АЭС это где-то 1/5.
3. Способ регулирования суточной неравномерности электрической нагрузки в энергосистеме
Суть заключается в последовательной разгрузке электростанций. С точки зрения снижения экономических затрат, в первую очередь, разгрузке подвергаются электростанции с наиболее высокой долей топливных затрат в структуре себестоимости отпускаемой электроэнергии потому, что это позволит снизить расход дорогостоящего топлива. Речь идет о тепловых электростанциях на природном газе. Угольные ТЭС в расчет не берем, потому, что их доля очень мала.
4. Последствия от разгрузки АЭС
На рисунке приведена себестоимость отпускаемой электроэнергии от АЭС на примере с реактором ВВЭР-1000 в зависимости от разгрузки. Номинальный уровень электрической мощности на примере данной АЭС составляет 1000 МВт.
Очевидно, что разгрузка АЭС приводит к заметному удорожанию себестоимости отпускаемой электроэнергии вследствие гораздо более значительной капитальной составляющей по сравнению с топливными затратам.
Из этого следует, что разгрузка АЭС с точки зрения снижения расхода топлива бессмысленна. И в этом главная причина избежать принудительной разгрузки АЭС. Поэтому в этих условиях для АЭС важнейшей проблемой является поиск средств обеспечения базисной электрической нагрузкой.
5. Эффективность связки АЭС+электролиз воды
Суть такого подхода это обеспечение постоянства нагрузки АЭС, т.е., сохранение базового режима работы в часы, когда атомную станцию необходимо принудительно разгружать. И в этой статье можно вполне убедиться в этом.
Производство водорода и кислорода электролизом воды является в этом случае средством обеспечения базовой нагрузки как единый энергетический комплекс. И здесь возникает важный существенный плюс, который заключается в том, что предотвращаются затраты от разгрузки и при этом стоимость электроэнергии для электролиза будет оцениваться по себестоимости как в номинальном режиме.
Кроме того, отпускаемая в энергосистему электроэнергия также будет оцениваться по себестоимости в номинальном режиме.
По моим оценкам выполненным ранее (на период 2020г) величина предотвращенных затрат от разгрузки АЭС с реактором ВВЭР-1000 на примере 100, 250, 400 и 500 МВт составила 150, 300, 577 и 700 млн.руб./год соответственно при условии ежесуточной выработки водорода с кислородом и одного планового останова в ремонт энергоблока АЭС на 30сут.
Выводы
- Главным способом регулирования суточной неравномерности электрической нагрузки является разгрузка, в первую очередь, тех электростанций, которые потребляют наиболее дорогое топливо – в основном это природный газ.
- У атомных станций относительно более низкая доля топливных затрат в общих суммарных эксплуатационных затратах при производстве электроэнергии по сравнению с электростанциями на природном газе либо на угле. Именно по этой причине их разгрузка бессмысленна и не принесет никакой экономической выгоды, а скорее наоборот, т.к., ускорит износ дорогостоящего оборудования – реакторного и паротурбинного отделений.
- Электролиз воды очень удачно сочетается с атомной генерацией, т.к., удовлетворяет концепции производства без углеродного водорода. Кроме того, что немаловажно, такое сочетание позволяет избежать неэффективного разгрузочного режима АЭС.
