Российские производители газотурбинных установок: состояние и перспективы развития
В России за последние 10-15 лет стали широко применяться парогазовые и газотурбинные установки средней и большой мощности. Однако большинство газовых турбин произведено ведущими мировыми производителями, такими как Siemens, General Electric, Alstom, Ansaldo, Mitsubishi, Kawasaki, Solar и другие. Эти компании поставили более сотни единиц ГТУ, в основном относящихся к предыдущим поколениям.
На всех поставленных ГТУ сервисное обслуживание и ремонтные работы выполняют исключительно специалисты зарубежных фирм, чьи услуги чрезвычайно дорогостоящи. Такая высокая зависимость от импортного энергетического оборудования несет угрозу научно-технологическому суверенитету энергетической отрасли.
Ключевые игроки и их проекты
В настоящее время на территории Российской Федерации существуют несколько компаний, успешно перенявших и применивших иностранный опыт в турбиностроении, претендующих на реализацию разработанных газовых турбин большой мощности в рамках отбора проектов модернизации генерирующих объектов тепловых электростанций с применением инновационных газовых турбин в объеме до 2000 МВт. Среди них:
- Партнерство ООО «Газпром энергохолдинг» с ООО «Сименс Технологии Газовых Турбин», дочерней компанией Siemens, и ПАО «Силовые машины».
- Консорциум Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) «Ростеха» с холдингом «Интер РАО» и АО «Роснано».
- «Интер РАО» с корпорацией General Electric.
- ООО «Русские Газовые Турбины».
- АО «РЭП Холдинг».
Также следует отметить предложения по поставке турбин со стороны ООО «Русские Газовые Турбины» и АО «РЭП Холдинг».
Локализация производства
По информации представителя корпорации Siemens, уровень локализации газовой турбины SGT5-2000Е на заводе «Сименс Технологии Газовых Турбин» достигает 60%. При этом уровень локализации может быть оперативно доведен до 90% и выше, если будет подписан специальный инвестиционный контракт (СПИК). Срок достижения такого уровня - 2023 год. В соответствии с данным СПИК объем инвестиций составит порядка 1,3 млрд руб.
Как пояснили представители компании, деятельность по разработке экосистемы уже начата. Она касается российских поставщиков тех компонентов, которые имеют наиболее важное значение, например элементов горячего тракта турбины. Вместе с тем вложения ожидаются и от российской стороны.
Так, в ПАО «Силовые машины» ведется разработка двух видов газовых турбин: ГТЭ-65 и ГТЭ-170. При этом по модели ТГЭ-65 достигнута полная готовность технической части документов. Однако до настоящего времени проводится работа над камерой сгорания. Относительно ГТЭ-170 готовность документации составляет порядка 80%. Более того, тестовая модель оборудования уже начала работать. Еще в 2012 году были выполнены испытания модели ГТЭ-65. Представленные турбины произведены исключительно российскими компаниями. Поставки оборудования начнутся уже в 2023 году.
Проект ГТД-110М
В настоящее время проект ГТД-110М является единственным, который реализован на 100% в России. Обновление этого оборудования осуществляется несколькими компаниями. Осенью обновленная турбина проработала 3000 часов в испытательных целях. При этом испытания были разделены на два этапа - стендовый и промышленной эксплуатации.
Проблемы и вызовы
Энергетические компании и машиностроители обсуждают и другой путь - перенос зарубежных технологий турбостроения в Россию. Но здесь есть серьезные трудности, так как существуют жесткие требования Минпромторга к локализации - ее уровень должен быть не ниже 90%.
В 2017 году возник скандал, вызванный зависимостью от импорта: в то время проводилось строительство двух электростанций в Крыму, которые нуждались в газовых установках значительной мощности. На вторичном рынке были закуплены турбины Siemens, затем обновленные на российских заводах.
В начале 2019 года правительство приняло программу модернизации электростанций теплового типа ДПМ-2, но она не дала возможности использовать газовые турбины для настройки паросиловых установок либо воплощения проектов по монтажу ПГУ. Это произошло из-за того, что проекты имеют установленные предельные суммарные капитальные инвестиции (CAPEX), что составляет 33 тыс. руб. за установленный кВт для самого распространенного диапазона мощностей. Проекты с газовыми турбинами по данному показателю находятся на уровне 55-60 тыс. руб. за установленный кВт (новое строительство) и 3640 тыс. руб.
Генеральный директор «Infoline Аналитика» объясняет, что парогазовые проекты по CAPEX отсекаются, а по LCOE - одноставочному тарифу, показывающему затраты всего жизненного цикла, - даже не рассматриваются.
Перспективы развития
В перспективе возможен рост присутствия российских производителей в отрасли газовых турбин при активации производственного потенциала энергомашиностроительных предприятий страны и задействования мощностей авиадвигателестроения с целью выпуска ГТУ малой и средней мощности.
Основания для принятия решения о потребности проведения масштабной модернизации тепловых электрических станций в ЕЭС России сформулированы в Генеральной схеме размещения объектов до 2035 года, утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации от 09.06.2017 № 1209-р.
Предельный объем денежных средств, который может быть направлен на финансирование проектов в электроэнергетике, определяемый как превышение цен на основе инфляционных ожиданий над прогнозируемой ценой по уже принятым решениям, в ценах 2021 года и заданных сценариях составляет от 3486 млрд руб. (консервативный) до 4355 млрд руб. (оптимистичный) на горизонте до 2035 года.
Так, консервативный сценарий относительно развития в стране энергетики до 2035 года предполагает суммарный ввод ПГУ порядка 40-50 блоков единичной мощностью до 500 МВт, а также таких блоков с мощностью от 8001000 МВт. Такие потребности в ГТУ могут практически быть закрыты полностью имеющейся продукцией отечественных производителей и за счет совместных производств.
Уровень развития отрасли энергетического машиностроения в разных странах возможно оценить по установленной мощности всех функционирующих турбин в мире. Так, несомненным лидером в производстве турбин большой мощности является компания General Electric, турбины которой составляют 27% установленной мощности тепловой энергетики в мире, дальше располагается Siemens AG, чьи турбины покрывают 7% всей мощности ТЭС.
Однако проблема отсутствия отечественных турбин средней и большой мощности была решена благодаря началу работы ООО «Сименс Технологии Газовых Турбин». Это совместное предприятие Siemens с 65% акций и ОАО «Силовые машины» с долей участия 35%. Но лицензионное соглашение пока не предусматривает уровень локализации производства в достаточном масштабе, и это при том, что интенсивная локализация производства потребует высокотехнологичных элементов проточных частей турбомашин. Также есть потребность в камерах сгорания, в системах автоматизации и целом ряде других высокотехнологичных узлов.
Однако следует отметить, что программа модернизации, обеспечивающая спрос на отечественные турбины большой мощности, финансируется из внебюджетных средств, а именно за счет специальных нерыночных надбавок или договоров о предоставлении мощности.
Удельные капитальные затраты на установку отечественных турбин достаточно высоки, во многом за счет требований к степени локализации генерирующего оборудования, а также из-за отсутствия достаточного опыта в оптимизации производства комплектующих для турбин.
Пример ТЭС «Ударная»
Ярким примером зависимости энергобезопасности и в конечном счете экономики от отечественного энергомашиностроения может служить пример строительства ТЭС «Ударная» в Тамани. Электростанцию планировали построить еще в 2015 году. ТЭС на 500 МВт рассматривалась как необходимый элемент для стабильной работы энергомоста в Крым.
После введения Минфином США санкций в отношении Российской Федерации проект стал нереализуемым в силу распространения санкций на производителей иностранного энергооборудования, поставляющих свою продукцию на территорию Крымского полуострова.
После скандала 2017 года с перепоставкой турбин немецкой Siemens в Крым правительство приняло решение о создании в России отечественных образцов газовых турбин большой мощности.
Как уже отмечалось, исторически в СССР и России делали ГТУ мощностью до 25 МВт на базе авиадвигателей, но большие машины самостоятельно не производили. Сейчас в стране их собирают только в кооперации с американским General Electric и немецким Siemens. При этом уровень локализации достаточно низкий.
Данная ситуации наглядно демонстрирует, что угрозы перебоев энергоснабжения Крымского полуострова можно было избежать, если бы в распоряжении отечественных компаний-подрядчиков были отечественные турбины большой мощности.
Принцип работы газовой турбины
Для функционирования газовой турбины необходимы компрессор и камера сгорания. При помощи компрессора воздух сжимается и подается в камеру сгорания. Там он смешивается с природным газом. Энергия горячего газа с помощью лопаток приводит в движение вал, прикрепленный к генератору.
Другие производители и поставщики
АО «БОРИСФЕН» - одно из ведущих предприятий на территории Российской Федерации, которое выполняет средний и капитальный ремонт, а также сервисное обслуживание промышленных газотурбинных установок наземного применения, в том числе газотурбинных приводов АИ-20ДКЭ/ДМЭ/ДКН/ДМН, ГТЭ-МС-2,5, ГТЭ-6,3/МС, ГТЭ-8/МС-Э, Д-336, АИ-336 и редукторов РС-12/3, Р-2,5/МС, Р-6/МС.
Качество поставляемого оборудования подтверждено сертификатами соответствия требованиям технических регламентов Таможенного Союза и промышленной безопасности. Ремонт выполняется на основании лицензий от завода-изготовителя квалифицированным персоналом, с применением новых оригинальных запасных частей и специальной оснастки, на основании актуальной ремонтно-технической документации.
«Импекс-1» занимается прямыми поставками газовых турбин и запчастей к ним, а также выполняет ремонт с использованием оригинальных запасных частей и их аналогов. Компания имеет долгосрочные партнерские соглашения о сотрудничестве с производителями основного и смежного оборудования и проектными организациями и готова выполнить комплексные поставки газотурбинных установок для различных объектов энергетики, промышленности и нефтегазового сектора.