От атома до солнца: краткий гид по типам электростанций в России

Как устроена энергосистема России

Россия — это одна большая электрическая сеть. Чтобы представить её масштаб, вообразите, что все электростанции от Калининграда до Камчатки соединены нитями линий электропередач и работают как слаженный механизм. Вся энергосистема страны состоит из семи объединённых энергосистем. Это ОЭС Центра, Средней Волги, Урала, Северо-Запада, Юга, Востока и Сибири. Также в неё включаются и территориально изолированные энергосистемы: Чукотский автономный округ, Камчатский край, Сахалинская и Магаданская области, Норильско-Таймырский и Николаевский энергорайоны, энергосистемы северной части Республики Саха (Якутии).

За стабильностью следят диспетчеры в реальном времени: их задача — балансировать систему, чтобы выработки всегда хватало ровно на всё потребление, без перебоев. Больше всего электричества в этой системе дают тепловые станции, которые работают на газе и угле (почти 65% от всей выработки). Заметную и очень стабильную «базу» обеспечивают атомные станции — они работают без остановок, формируя надёжный каркас энергосети. Крупные гидроэлектростанции, в свою очередь, важны для манёвра: они легко справляются с утренними и вечерними пиками потребления. А вот ветер и солнце пока добавляют в общую копилку немного энергии, и их работа сильно зависит от погоды и времени суток.

Сейчас энергетика одновременно решает две задачи — поддерживает надёжность и развитие отечественных технологий. Для этого создаются отечественные турбины, инновационное электротехническое оборудование и испытательные центры, а также технологии для солнечных и ветроэлектростанций. А ещё формируется новое поколение атомной энергетики, развиваются технологии замыкания топливного цикла, сжижения природного газа.

Какие виды электростанций существуют 

Тепловые

Тепловые станции остаются основой российской электроэнергетики: на их долю приходится примерно 57–65% годовой выработки, при этом главную часть дают газовые станции, а угольные обеспечивают меньшую, но стабильную долю. Они быстро покрывают утренние и вечерние пики, поддерживают частоту и напряжение, а зимой ещё и снабжают теплом города. Цена гибкости — зависимость от топлива и выбросы: газовые установки чище угольных, но общая углеродная интенсивность тепловой генерации выше, чем у атомной и гидро.

Атомные

АЭС формируют базовую нагрузку и дают около 18–20% выработки. С точки зрения экологии это низкоуглеродный источник: прямых выбросов почти нет, но нужна строгая система обращения с отработавшим топливом и радиоактивными отходами. 

Отдельное направление — новая атомная энергетика: курс на замкнутый топливный цикл, реакторы IV поколения и линейку наземных АЭС малой мощности. Цель — довести долю атомной генерации до 25% к 2045 году. 

Для ускорения исследований создаётся экспериментально‑стендовая база: многоцелевой быстрый исследовательский реактор МБИР в Димитровграде станет ядром международного центра исследований по двум ключевым темам — замыканию топливного цикла и материалам под экстремальными нагрузками. 

Также действует курс на «серийную референтность» АЭС большой и малой мощности: к 2035 году запланированы новые энергоблоки на Курской, Смоленской, Ленинградской, Белоярской, Кольской и Приморской площадках.

Гидро

Гидроэлектростанции дают порядка 17–20% годовой выработки, а по мощности занимают примерно пятую часть. Но на этот показатель сильно влияет сезонность: в многоводные годы доля ГЭС растёт, в маловодные — падает. Преимущества ГЭС в том, что они не сжигают топливо и имеют низкие прямые выбросы, но крупные водохранилища сильно меняют экосистемы и ландшафты. Сейчас в России делается упор на обновление комплектующих, повышение эффективности и надёжности. Кроме того, проводится цифровизация управления, чтобы ГЭС точнее выдерживали графики и уменьшали потери.

Ветряные

Ветер и солнце суммарно дают 1,3% российской выработки, но эти цифры с каждым годом растут. Ветер — возобновляемый источник энергии, выработка электроэнергии ВЭС зависит от скорости ветра. Новые площадки размещают там, где ветер сильнее и рядом есть подходящие линии электропередачи — чаще на Юге, Северо‑Западе, в Приволжье и на Дальнем Востоке.

Чтобы ускорить развитие ветроэнергетики и увеличить её долю в общем энергобалансе страны, создаётся отечественное оборудование для ветра. Это включает локализацию основных узлов турбин, силовой электроники и компонентов башен и лопастей, чтобы строить ветропарки быстрее и дешевле.

Солнечные

Солнечные станции не производят энергию ночью и работают зимой с более низкой мощностью, это необходимо учитывать при интеграции СЭС в энергосистему и использовании солнечных модулей в качестве микрогенерации на стороне потребителей. Их удобно ставить на крышах и свободных площадках, это уменьшает потери в сетях и разгружает местные подстанции. Отдельная задача — повысить долю отечественных компонентов в СЭС. Например, компанией «ЭнКОР» разрабатываются гетероструктурные фотоэлектрические преобразователи, эффективность которых превысит 25%. Основная задача — к 2030 году достигнуть уровня отечественного оборудования для солнечной энергетики в 86%.