Росатом может оживить электротехпром

Текст: Константин КОБЯКОВ, Юлия ГИЛЕВА

Всероссийский электротехнический институт (ВЭИ) при поддержке Росатома продвигает идею воссоздания полного цикла отечественного производства высоковольтной электротехнической продукции для удовлетворения потребностей как госкорпорации, так и внешнего рынка. Инициатива логично вписывается в ключевые тренды государственной политики.
Объем рынка электротехники в России оценивается в сотни миллиардов рублей. Этот высококонкурентный сегмент характеризируется широкой номенклатурой, при этом доля импортного оборудования составляет порядка 70–80%. Столь активная иностранная экспансия обусловлена комплексом причин, в том числе экономических и политических, однако ключевой причиной является упразднение Министерства электротехнической промышленности СССР– отраслевого министерства, в составе которого тогда еще Всесоюзный электротехнический институт (ВЭИ) выполнял системообразующую научно-техническую функцию.

Институт вошел в состав Росатома в марте 2015 года в тяжелом финансовом состоянии. Существенная часть основных фондов изношена и требует модернизации. Но есть у ВЭИ и амбициозные планы, возникшие не на пустом месте.

После кризиса 1990-х годов силовая электротехника начала терять свои позиции внутри страны и на мировом рынке, и Россия на текущий момент практически полную зависимость от импорта. При этом на рынке все активнее стали работать китайские поставщики, проигрывать которым особенно обидно, ведь многие их специалисты осваивали электротехнику в ВЭИ.

Китайцы заимствовали у Советского Союза, а позже у РФ многие разработки высокой степени готовности. Так к ним перетекли конструкторская документация, и знания, и компетенции, и опыт, накопленные в том числе благодаря ВЭИ. Сегодня в КНР построено более 200 тыс. километров линий ультравысокого напряжения — от 800 кВ и выше — как постоянного, так и переменного тока. Китайские инженеры строят сверхвысоковольтные линии электропередач, даже, например, в Бразилии. Хотелось бы напомнить, что именно ВЭИ в ­1980-х годах первым в мире разработал оборудование и запустил в опытную эксплуатацию сверхвысоковольтную ЛЭП на 1150 кВ переменного тока.
Казахская ССР. Монтаж дистанционной коммутирующей аппаратуры на ЛЭП-1150.
Фото Н. Кузнецова (Фотохроника ТАСС)

Электротехника — системная отрасль. Ее конечный продукт — энергоэффективная система управления электричеством, где все компоненты — будь то переключатель, стабилизатор, кабель или силовой полупроводник — взаимосвязаны и создаются по единым требованиям. На Западе эти требования формируются и изменяются при активном участии производителей — облик отрасли определяют такие транснациональные гиганты как Siemens, General Electric, Schneider Electric, концерн ABB и так далее.

В СССР стандарты в сфере электротехники разрабатывались именно в ВЭИ и утверждались Министерством электротехнической промышленности. После ликвидации ведомства в России и на постсоветском пространстве остались разрозненные предприятия, которые выпускали продукцию по стандартам, сформулированным как минимум 20 лет назад. Российские производители не сумели объединиться для координации собственного развития, несмотря на то что определенные стимулы были, такие как программа развития электроэнергетики, принятая еще при РАО «ЕЭС России».

«ВЭИ — это институт с большой, трудной и великой историей. Ему в этом году исполняется 95 лет», — рассказывает исполняющий обязанности генерального директора предприятия Евгений Осоченко. «Изначальной задачей, поставленной перед институтом, была электрификация страны путем построения множества электростанций и объединения их в общую сеть для развития промышленности», — вспоминает он.

СССР. 1 апреля 1977 г. Ученые лаборатории высоких напряжений Всесоюзного электротехнического института имени В.И. Ленина во время разработки нового комплекса высоковольтного оборудования для передачи электрической энергии и преобразовательной техники. Хухлаев Валентин/Фотохроника ТАСС of Hackers, Geniuses, and Geeks Created the Digital Revolution
Постепенно ВЭИ превратился из отраслевого института в центр электротехнической науки, специалисты которого разрабатывали новые технологии и передавали наработки промышленным предприятиям. Здесь формировалась техническая политика, намечались пути развития, здесь была сосредоточена вся основная наука СССР в области энергетики и электротехники. Однако последовавшие после распада Советского Союза 20 лет не принесли институту ничего, кроме упадка.

«Научно-технические заделы СССР позволили институту сохранять активность примерно до 2011 года. Но хроническое недофинансирование вкупе с негативными процессами внутри института запустили механизмы деструкции», — говорит Е. Осоченко.
Генератор высоковольтных электрических импульсов на испытательном полигоне ВЭИ в Истринской области
Шанс на обновление и развитие в институте связывают с Росатомом. В марте 2015 года по инициативе первого заместителя генерального директора госкорпорации — главы дирекции по ЯОК Ивана Каменских ВЭИ был передан в состав ГК «Росатом». На тот момент институт пребывал в предбанкротном состоянии, 90% основных фондов требовали ремонта, модернизации и реновации вследствие износа. Тем не менее в ВЭИ остались «живые» направления, по которым идут работы, и есть заказчики.

Сегодня основной потребитель высоковольтной техники внутри страны — ПАО «Россети». Для этой компании ВЭИ проводит испытания и сертификацию оборудования. Проблема в том, что процесс разработки и создания опытного образца занимает длительное время, что связано с длительным этапом испытаний. Комплекс испытаний, как в суточных нагрузочных условиях, так и сезонных, на который уходит практически год, является обязательным.

Институт занимается также разработкой и созданием опытных образцов и внедрением в производство силового электропривода. Это, например, и генераторы мощностью до 1000 МВт, трансформаторы большой мощности и их ремонт, диагностика и модернизация крупного энергетического оборудования на станциях. Занимается институт и созданием преобразовательной техники, разработка которой невозможна без применения силовых полупроводников. Силовые полупроводники являются основой современного мощного и высоковольтного оборудования.

Еще одно важное направление — силовой привод электродвижения подводного и надводного транспорта. Эти работы институт выполняет в основном по гособоронзаказу, институт отнесен к стратегическим предприятиям России.

Кроме того, ВЭИ традиционно выполняет ряд работ для ракетных войск стратегического назначения, подробности которых по понятным причинам не раскрываются.

ВЭИ не случайно был передан внутри Росатома в состав ядерного оружейного комплекса — это решение вполне оправданно, несмотря на то что значительную часть заказов института обеспечивают гражданские направления, уверен И. Кудрявцев. Множество предприятий ­ЯОК традиционно занимаются электротехникой для нужд ГОЗ. Это ­ВНИИЭФ, ­ВНИИТФ, ­УЭМЗ, «Электрохимприбор», В­НИИА им. Н. Л. Духова, ПО «Старт», ПО «Маяк» и другие, а также объединение «Север». Консолидация компетенций всех этих организаций должна дать Росатому конкурентное преимущество на рынке электротехники, она также позволит исключить дублирование функций. Удастся ли наладить эффективное взаимодействие по электротехнике внутри контура ЯОК — покажет время.
Испытательный полигон ВЭИ в Истринской области
УДОВЛЕТВОРИТЬ ВНУТРЕННИЕ ПОТРЕБНОСТИ
Прежде всего, Росатому нужна современная электротехника для реализации собственных проектов, как внутри страны, так и за рубежом. ВЭИ уже ведет работу по созданию полного перечня электротехнической продукции, которую потребляет Росатом. По оценкам ВЭИ, атомная отрасль ежегодно закупает электротехническую продукцию на сумму, превышающую 40 млрд рублей.

Институт составляет реестр и параллельно проводит анализ, какие компетенции ВЭИ в ближайшее время могут использоваться для нужд атомной отрасли, а какие нужно наращивать, чтобы увеличивать внутригрупповые обороты за счет производства электротехнической продукции на предприятиях госкорпорации. У института уже есть совместные проекты с «Росэнергоатомом» и «Атомэнергомашем». По подстанционному оборудованию институт в рамках контракта с ­РФЯЦ-­ВНИИТФ разрабатывает конкурентное высоковольтное оборудование напряжением 110 кВ.

При этом, важно не только оценить объем внутреннего потребления, но и проанализировать все доступные Росатому мощности, оборудование, стенды и испытательные лаборатории — то есть все, что находится на заводах и в институтах, также надо классифицировать, и оценить потенциал использования в сфере электротехники.

Сегодня в России всего четыре крупных испытательных центра по высоковольтной электротехнике. Планируется создание федерального испытательного центра в Санкт-Петербурге, но на это потребуется минимум пять-семь лет. А пока потребности рынка закрывают в основном испытательные центры ВЭИ и ­НТЦ ФСК. «Без этих центров просто невозможно выпускать в России современное оборудование», — отмечает И. Кудрявцев.

Институт рассчитывает стать системным интегратором электротехнической отрасли сначала внутри Росатома, а затем готов осваивать и внешние рынки. С 2009 года ВЭИ занимался созданием подпрограммы ФЦП по развитию электротехники (см. Справку), которая была утверждена правительством, но не получила финансирования из-за дефицита бюджета.

Сегодня специалисты института вновь ведут подготовку стратегии развития электротехнической отрасли России. В основе этой работы — сохранившиеся компетенции института, а также научно-техническая и промышленно-технологическая археология: поиск разработок и идей прошлых периодов, которые определяли пути развития электротехники в позднесоветское время.
Большой испытательный зал ВЭИ, где тестируются различные элементы электротехнического оборудования
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СТРАТЕГИИ
Современные ЛЭП. Восстановление компетенций в области проектирования и строительства линий сверхвысокого напряжения — первый пункт. По оценке специалистов института, для его выполнения необходимо финансирование в объеме 5–7 млрд рублей на ближайшие четыре года. Строительство сверхвысоковольтных линий оправданно для передачи потребителям больших мощностей на дальность от 400 до 5 000 км. Такие потребности в России уже имеются: речь о крупных проектах добычи полезных ископаемых, которые располагаются в удаленных районах Сибири и Дальнего Востока.

Ветроэнергетика. Возобновляемая энергетика — еще одно направление развития, которое, к слову, важно и для Росатома. В институте уже разработана конструкция ветрогенератора с вертикальным расположением ротора (в отличие от традиционной для западных стран схемы с горизонтальным расположением). Предлагаемая специалистами ВЭИ компоновка более компактна, надежна, проще в эксплуатации и изготовлении и, самое главное, более эффективна с точки зрения выработки электроэнергии, отмечает Е. Осоченко.

Прототипы таких генераторов уже изготавливаются на площадке института. Их мощность невелика — 10–20 кВт, но такие установки дадут инвестору представление о том, как работает установка и как она будет масштабироваться. «Есть стремление к постепенному насыщению территории ВЭИ собственными разработками. ВЭИ будущего — референтная площадка подтверждения компетенций института», — говорит Е. Осоченко.

Локальные энергосистемы. ВЭИ готов взять на себя роль интегратора локальных энергосистем. Где-то, может быть, эффективно использовать малые ГЭС, в других районах удачным решением будет источник с использованием ядерного топлива. Есть в России регионы, которые занимаются переработкой леса, отходы от производства также можно использовать для производства электроэнергии. Ключевой является задача построения современной устойчивой локальной сети по всем правилам «большой» сети.

Накопители энергии. Создание надежного и экономически эффективного накопителя со стопроцентной вероятностью совершит революцию в электрических сетях. «Генерация и потребление в современном мире одномоментны. Генерируется столько, сколько потребляется. Генераторы мощности вынуждены уменьшать генерацию, если нет потребления», — говорит Е. Осоченко. Особенно чувствительны колебания уровня потребления в больших городах, где крупные промышленные предприятия не всегда работают круглосуточно. Зимой в России потребляется примерно 105 млрд кВт·ч в месяц, а летом — 75 млрд кВт·ч. То есть колебания достигают 30% от максимума.

«Появление крупных накопителей гигаджоулевого и тераджоулевого класса мощности, способных нивелировать колебания потребления, решат вопросы как избыточной генерации, так и использования старых, энергонеэффективных мощностей», — говорит Е. Осоченко.

Электротехника для крупных городов. Мегаполисам нужна также оптимизация электросетевого хозяйства. «Города насыщены электроэнергией. Рост энергопотребления приводит к энергодефициту отдельных городских зон, при этом решение вопроса с землеотводом для подвода дополнительных мощностей сталкивается с серьезными проблемами», — добавляет И. Кудрявцев. Современные решения позволяют сделать подстанции более компактными при увеличении мощности, можно и вовсе убрать их под землю.

«В крупном городе это оптимальное решение. Но, соответственно, требуются новые виды оборудования. Это должно быть пожаро- и взрывобезопасное оборудование. Масляный трансформатор никто не разрешит убрать под землю — значит, он должен стать безмасляным. Линии передач, кабели должны быть надежными, а их размеры — минимальными. Это новый, действительно инновационный вид оборудования», — отмечает первый замглавы института.

Силовые полупроводники. В ВЭИ считают важным направлением развитие преобразовательной техники для частотного регулирования двигателей. Это огромная номенклатура полупроводниковой продукции, в том числе силовые полупроводники. «Сегодня практически вся силовая электротехника — это импорт, так называемая IGBT-технология. Мы здесь очень серьезно импортозависимы. Мы ставим перед собой задачу от этой зависимости уйти», — поделился Е. Осоченко.

Для восстановления технологий изготовления силовой электроники и полупроводниковой продукции также, по оценкам ВЭИ, потребуется не меньше 5–7 млрд рублей. Вряд ли имеет смысл в создавшейся экономической ситуации рассчитывать на средства госбюджета. Однако перспективы есть.

Так, направление электродвигателей будет развиваться в рамках контракта на поставку судовых электродвигателей для Объединенной судостроительной компании (ОСК). Соглашение предусматривает изготовление и поставку продукции на сумму 400 млн рублей в 2017 году. В последующие годы эта сумма составит 700 млн рублей в год. В случае если сотрудничество будет признано успешным, ВЭИ может получить доступ к экспортным поставкам в рамках контрактов ОСК, что серьезно увеличит объемы выпуска.

Сервисные центры. ВЭИ выступает за создание сети сервисных центров по стране с привязкой к предприятиям Росатома. Такие центры могли бы оперативно обследовать энергетические объекты, например подстанции, а затем проводить ремонт или модернизацию «под ключ». Правда, сегодня в энергетике России инвестиционные программы основных игроков свернуты до минимума, который необходим для поддержания работы сетей и генерации. Но рано или поздно кризис закончится, программы будут возобновлены — и тогда отрасль займется модернизацией. У ВЭИ есть время на то, чтобы подготовиться к рывку, отмечает И. Кудрявцев.
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Российская электротехническая отрасль зародилась еще до революции 1917 года и ориентировалась в основном на иностранное электротехническое оборудование.

Большевики высказались за разработку и реализацию в России масштабного плана индустриализации на основе создания единой энергетической системы — всем известного ГОЭЛРО, и руководство страны приняло стратегическое решение о создании собственной электротехнической отрасли, чтобы избавить электроэнергетику от иностранного оборудования и зависимости от иностранных компаний.
Читать дальше
Уже в октябре 1921 года В. И. Ленин подписал постановление Совета труда и обороны об основании Государственного экспериментального электротехнического института (ГЭЭИ), переименованного в 1925 году во Всесоюзный электротехнический институт (ВЭИ). «В целях реализации программы ГОЭЛРО был создан институт, позднее был выделен земельный участок в городе Москва в Лефортовском районе, где в 1927 году были заложены первые здания института и собран коллектив — около 200 ведущих специалистов по электротехнике и электрофизике. С этого началась история нашего института», — говорит И. Кудрявцев.

По его словам, основатель института и его первый директор профессор МВТУ Карл Круг собрал практически всех специалистов по электротехнике, выпускников еще царских университетов и институтов, у которых был хоть какой-то опыт, включая работу за рубежом. Постепенно институт наращивал научные знания; было принято решение о создании опытного производства на его территории.

«Любая разработка должна была заканчиваться образцом, с тем чтобы его можно было взять за основу серийного производства на заводе», — отмечает И. Кудрявцев. Эта логическая цепочка в ВЭИ была завершена, и институт объединил внутри себя научно-исследовательский и производственный циклы (эта эффективная система разрушилась в 1990-х годах — организация распалась на два юридических лица: непосредственно сам институт и опытное производство ВЭИ).

К 1935 году план ГОЭЛРО был перевыполнен в 2,5 раза. СССР стал одной из первых стран мира, создавших на своей территории единую энергетическую сеть. Страна вела передовые исследования в области передачи электроэнергии, управления электрическими сетями и производства электроэнергии, ВЭИ еще в 1930-х годах первым в мире решил проблему устойчивости электрических сетей и разработал соответствующее оборудование.

Уже к концу 1950-х годов Советский Союз занял лидирующие позиции в мировой электротехнической отрасли, первым в мире создав комплекс оборудования на 500 кВ переменного тока.

Высшим достижением ВЭИ и электротехнической отрасли страны стало создание уникальных технологий ЛЭП с ультравысоким напряжением 1150 кВ переменного и 1500кВ постоянного тока. В 1987 году был сдан в эксплуатацию участок ЛЭП на 1150 кВ Экибастуз — Чебаркуль протяженностью 432 км. Правительство СССР планировало с помощью ЛЭП Экибастуз — Центр объединить энергосистемы нескольких макрорегионов.

Строительство планировалось завершить в 1995 году, но развал Союза поставил крест на этом выдающемся проекте. Однако опыт эксплуатации линии сверхвысокого напряжения все же был получен, и участок Экибастуз — Кокчетав — Кустанай работал на номинальном напряжении 1150 кВ.
КАК ОТКРЫТЬ ДВЕРЬ НА РЫНОК?
Конкурировать с транснациональными гигантами, такими как Schneider Electric, ABB или Siemens, ВЭИ даже при поддержке Росатома будет достаточно сложно. Они ведь не останавливали развитие новых технологий и имеют огромные рынки сбыта по всему миру. Но ситуация дает надежду на рывок.

Во-первых, развитие электротехнической отрасли внутри страны в значительной степени связано с импортозамещением. Программу импортозамещения в РФ курирует Минпромторг. При ведомстве есть комиссия, куда входят и представители ВЭИ. Она согласовывает госзакупки за рубежом и может заблокировать ту или иную сделку при наличии аналога в России. «Это стимулирует развитие производства внутри России, это дает гарантии нашим производителям, что их оборудование будет востребовано, с тем чтобы это направление развивалось», — говорит И. Кудрявцев.

ВЭИ выступает за создание открытого реестра электротехнической продукции, отмечает он. «Если кто-то хочет продавать свое оборудование на территории России, будьте любезны, сообщите в Минпромторг, покажите реестр вашей продукции, ее характеристики, с тем чтобы российский потребитель мог войти в базу Минпромторга и закупить ее», — продолжает первый замруководителя ВЭИ. По его мнению, это защитит рынок от контрафактной продукции.

СИЛАМИ ГОСКОРПОРАЦИИ
В части восстановления технологии сверхвысоковольтных линий электропередач без государственного финансирования точно не обойтись. А что касается ЛЭП с напряжением от 110 кВ, то уже сейчас на площадке ВЭИ идет подготовка к налаживанию производства.

«Реализуется инвестпроект госкорпорации — создание Комплектного распределительного устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ-110) с тремя фазами в одной оболочке, бакового выключателя и дугогасительной камеры. Это классические устройства, востребованные рынком», — отмечает Е. Осоченко.

Кроме того, специалисты ВЭИ ведут переговоры о воссоздании газоизолированной линии (ГИЛ, разработанной специалистами ВЭИ еще в 1975 году) в Бескудниково. С технологией «электрического трубопровода» Е. Осоченко связывает решение проблем глубоких вводов и баланса мощностей для мегаполисов.

Во-вторых, специалисты института по-прежнему входят в состав комитетов и подкомитетов Международной электротехнической комиссии (МЭК), которая разрабатывает и утверждает международные стандарты. «Мы представляем Россию по высоковольтному оборудованию в МЭК. Это наш конек. Но туда очень сильно рвутся китайцы. Им важно отрезать требования Российской Федерации по качеству и характеристикам оборудования, снизить их и открыть тем самым широчайший рынок для демпинга по китайскому оборудованию. Мы стоим стеной. Нас не любят, нас пытаются оттуда выжить. Главная проблема — наши специалисты уже по возрасту скоро не смогут участвовать в работе МЭК», — объясняет И. Кудрявцев.

Компетенции института по-прежнему могут быть востребованы на внешнем рынке. Ведь каждый проект Росатома по строительству АЭС — это в том числе и поставка электротехнического оборудования, а ВЭИ может внести свой вклад в комплексное предложение госкорпорации на мировом рынке. Кроме того, страны СНГ и другие зарубежные страны создавали свою электроэнергетику при содействии СССР. Сейчас эти объекты нуждаются в модернизации.

«На внешний рынок надо идти с комплексным решением — не только с генерацией, как мы говорим, но и с передачей потребителю», — отмечает И. Кудрявцев. По его словам, ВЭИ может сделать комплексное предложение под самые разнообразные нужды заказчика. «Технологии наших заводов позволяют снизить цену, уменьшить размеры оборудования, повысить его надежность, и мы еще гарантируем его обслуживание», — продолжает первый замглавы института.

Перевод в Росатом для ВЭИ стал, с одной стороны, спасением, с другой — концом определенного этапа жизненного цикла. Сегодня из состава института выделена производственная площадка в Истре (филиал) и передана под управление РФЯЦ-­ВНИИТФ в качестве филиала. Такая же судьба ожидает и сам ВЭИ. Сейчас в институте идет процесс интеграции того, что осталось от культуры советского ВЭИ, в корпоративную культуру госкорпорации «Росатом». В октябре институт отметит 95-летний юбилей. Он готовится к новой жизни.

СПРАВКА
Подпрограмма развития силовой электротехники и энергетического машиностроения на 2012–2016 годы — часть ФЦП «Национальная технологическая база». Общий объем финансирования подпрограммы — 90,5 млрд рублей, и только около трети (более 27 млрд рублей) приходится собственно на электротехнику.

Вот основные работы, которые предполагалось провести в соответствии с этим документом:
• Cоздание цифровых необслуживаемых подстанций для интеллектуальных сетей.

• Создание быстродействующего токоограничивающего устройства на базе вакуумных управляемых разрядников (ТОУ-РВУ).

• Разработка комплекса оборудования для управления потоками и качеством электроэнергии в активно-адаптивных энергосистемах распределения электроэнергии.

• Разработка и создание «Мобильного ремонтно-диагностического комплекса (завода)» (МРДК) для проведения диагностики, оценки технического состояния энергооборудования большой мощности, модернизации и ремонта по месту его размещения.

• Разработка экологичного и надежного оборудования для компактных городских подстанций высокого напряжения с применением новых материалов и технологий, в том числе на основе ВТСП.

• Создание комплекса оборудования для обеспечения глубоких вводов электроэнергии в мегаполисы на основе газонаполненных линий электропередач.

• Создание опытно-промышленных образцов высокоэффективных компактных быстродействующих полупроводниковых устройств для ограничения токов короткого замыкания на напряжение 110 и 220 кВ.

• Разработка перспективного трансформаторного оборудования со сниженными потерями и повышенной надежностью на основе новых физических принципов, материалов и конструктивных решений.

• Разработка кабелей среднего, высокого и сверхвысокого напряжения переменного и постоянного тока повышенной надежности, в том числе пожаробезопасного исполнения, с изоляционными системами на основе полимерных нанокомпозитов.

• Проведение исследований и разработка кабелей и арматуры повышенной надежности и пожарной безопасности.

• Проведение технического перевооружения предприятий кабельной промышленности для обеспечения изготовления головных (пилотных) образцов кабелей и арматуры к ним, а также для их промышленного выпуска.

• Разработка интегрированных полнофункциональных преобразовательных устройств электроэнергетики на основе новых силовых полупроводниковых приборов.

• Исследование, разработка и изготовление опытного образца и установочной партии тяговых преобразователей для асинхронного привода электрического транспорта.

• Разработка комплектных высоковольтных интегрированных устройств отечественного производства для линий электропередач постоянного тока.


ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ НОМЕРА