Оценка системной эффективности атомно-водородного энергетического комплекса

摘要

Целью статьи является оценка эффективности и конкурентоспособности АЭС при комбинировании ее с водородным энергетическим комплексом по сравнению с газотурбинной установкой (ГТУ) и гидроаккумулирующей электростанцией (ГАЭС) при прохождении пиков электрических нагрузок в энергосистеме по критерию себестоимости пиковой электроэнергии. Приводится структура установленных мощностей различных энергообъединений, в том числе с учетом увеличения уровня этих мощностей в ближайшей перспективе. Обосновывается проблема необходимости разгрузки энергоблоков во внепиковые ночные периоды электрических нагрузок. В этой связи анализируется эффективность разгрузки энергоблоков различных типов в условиях неравномерности электрических нагрузок. Для примера рассмотрены энергоблоки АЭС с ВВЭР-1200, конденсационная элек-тростанция мощностью 300 МВт и ПГУ-450. В качестве критерия эффективности принят прирост себестоимости электроэнергии. В целях обеспечения АЭС базисной нагрузкой предложены схемы комбинирования АЭС с водородным комплексом с пароводородным перегревом свежего пара перед цилиндром высокого давления основной турбины, а также перед цилиндром высокого давления дополнительной паровой турбины с вытеснением греющего пара промежуточного перегрева. Во внимание приняты прогнозные цены на газообразное и ядерное топливо, а также электроэнергию ночной зоны суток на 2020 г. и в перспективе до 2035 г. Показано, что использование ГТУ приводит к дополнительному увеличению затрат, обусловленных ночной разгрузкой АЭС, и в некоторых случаях оказывается неэффективно. При сравнении с ГАЭС в варианте водородного комплекса учтены затраты замещаемой мощности. Показано, что в ближайшей перспективе ГАЭС может конкурировать с водородным комплексом по себестоимости пиковой электроэнергии при минимальных удельных капиталовложениях около 660 дол/кВт. В более дальней перспективе вследствие существенного повышения стоимости электроэнергии ночной зоны суток ГАЭС не смогут конкурировать с водородным комплексом.