Состояние и перспективы развития электроэнергетики Японии

Information of Japanese Electric Power In­dustry. Operation and Finacial Data. — Tokyo, Ja­pan: Japan Electric Power Information Center, 2016. — 14 p. — URL:

имеются во всех энергетических компа­ниях, кроме Okinawa ЕРСо. Размеще­ние АЭС по территории страны и струк­туру реакторов иллюстрирует рис. З¹.

Электроэнергетика Японии распо­лагает развитой

электросетевой ин­фраструктурой, образующей единую


Прогнозы развития электроэнергетики Японии до 2030 г

Электростанции	Установленная мощность, ГВт					(2010)		Производство электроэнергии, ТВт • ч
	Базисный план (2010)	АТЭИЦ *2013)	МЭА (2013)	АЭИ (2013)			Базисный план (2010)		АТЭИЦ (2013)	МЭА (2013)	АЭИ (2013
Всего	319,0	296,1	354,0 - 60,0	304,7	1156,9		1021,0		1027,5	198,0	1166,
В том числе ТЭС	130,0	168,1	186,0-47,0	186,0	771,3		270,0		665,8	22,0	780,
из них на угле	35,0	35,9	48,0 - 3,0	45,0	311,0		113,0		296,0	95,0	266,
на нефти	52,0	88,0	0 1 о* о	41,0	360,8		136,0		20,1	7,0	75,
на газе	43,0	44,3	121,0-8,0	100,0	99,5		21,0		349,7	0,0	439,
АЭС	68,0	21,2	24,0 - 8,0	36,0	288,2		537,0		130,5	74,0	206,
ГЭС, всего	47,0	52,2	55,0 - 0,0	52,7	90,7		107,0		111,7	101,0	121
В том числе ГЭС	—	—	—	24,0	—		—		—	—	—
ГАЭС	—	—	—	26,9	—		—		—	—	—
ВИЭ, всего	74,0	54,6	89,0- 15,0	30,0	6,7		107,0		119,5	101,0	59
Из них биоЭС	6,0	—	10,0-1,0	—	—		19,0		—	1,0	—
ВЭС	10,0	—	21,0-4,0	8,0	4,0		19,0		—	5,0	20
ГеоЭС	2,0	—	о о 1 о •«Г	2,0	2,6		10,0		—	1,0	10
СЭС	56,0	—	54,0 - 6,0	20,0	0,0		59,0		—	4,0	29

национальную электрическую систему (НЭС) страны (рис. 4)²"³. Географи­ческое расположение региональных электроэнергетических компаний НЭС Японии обусловливает цепочечную структуру системообразующих сетей напряжением 500 кВ. Они разделены вставками постоянного тока на зоны с частотой электрического тока 50 и 60 Гц. В первую зону входят север­ные компании — Hokkaido, Tohoku и Tokyo, во вторую — остальные ЕРСо кроме Okinawa ЕРСо, сети которой с этой системой не связаны.

Сложные связи между зонами с раз­ной частотой на участке Tokyo ЕРСо и Chubu ЕРСо, а также недостаточная пропускная способность линий электро­передачи Hokkaido - Honsu и Soma - Futaba обусловливают некоторую на­пряжённость в функционировании НЭС Японии. Межгосударственных электри­ческих связей с другими странами Япо­ния в настоящее время не имеет.

Из сказанного следует, что перед электроэнергетикой Японии в ближай­шей перспективе встанут следующие проблемы⁴:

сокращение зависимости генерации от импорта органического топлива и снижение обусловленных этим высо­ких тарифов на электроэнергию;

переосмысление отношения к атом­ной энергетике с учётом возможного повышения надёжности и безопасности эксплуатации АЭС, снижения угрозы здоровью людей и развития технологий «мирного атома»;

снижение уровня загрязнения атмо­сферы выбросами С0₂ и другими ве­ществами;

совершенствование электрических сетей, в частности, между зонами с разной частотой электрического тока, а также создание условий для выдачи мощности ВЭС и развития ветровой генерации;

расширение мер по энергосбереже­нию у населения и в промышленности.

Перспективы развития программе, разработанной в 2010 г.⁵ [4]. Её основные цели — преодоление зависимости приходной части топливно-энергетического балан­са страны от импорта топлива и сниже­ние воздействия энергетики на окру­жающую среду. При этом предпола­галось значительно увеличить долю производства электроэнергии на атом­ных электростанциях (до 52,6 %) и на возобновляемых источниках энергии (до 10 %) одновременно со снижением доли тепловых электростанций на ор­ганическом топливе с 66,7 до 26,4 %. Для этого намечалось дополнительно построить 14 новых реакторов и актив­но осваивать потенциал всех видов во­зобновляемых энергоресурсов страны. Ситуация, сложившаяся после аварии на АЭС Фукусима-1, потребовала уточне­ния данной программы⁶ [5].

В Национальной программе 2014 г. атомная энергетика декларируется как «важный базисный энергетический ре­сурс». Однако доля атомной энергии в ней не определена. В то же время зафиксированы доли возобновляемых источников, включая ГЭС, и тепловых электростанций в структуре производ­ства электроэнергии на уровне 2030 г. Для первых отводится 20 % общей вы­работки электроэнергии, для вторых предполагается сохранить их долю на уровне 2010 г., т. е. около 67 %.

Если принять, что возможные объ­ёмы производства электроэнергии в Японии в рассматриваемом году со­ставят 1000 - 1100 ТВт • ч, то получим, что выработка ВИЭ с ГЭС будет равна 200 - 220, а ТЭС — 670 - 730 ТВт • ч в год. При этом их мощность будет со­ответственно равна 100-110 и 160 — — 175 ГВт. С учётом этого требуемая суммарная мощность АЭС при выра­ботке 130 - 150 ТВт • ч электроэнергии в год может быть приближённо оцене­на в 21 - 24 ГВт.

Сравним эти объёмы на 2030 г. с прогнозами других японских и меж­дународных организаций, касающихся перспектив развития электроэнергетики Японии после аварии на АЭС Фукуси- ма-1 (табл. З)⁷ [6, 7]. В данной таблице представлены показатели Национальной программы Японии 2010 г. (базисный план) и разработанных в 2013 г. прогно­зов развития электроэнергетики Японии такими организациями, как Азиатско-

Тихоокеанский энергетический исследо­вательский центр (АТЭИЦ), Междуна­родное энергетическое агентство (МЭА) и Агентство по энергетической информации Минэнерго США (АЭИ).

Приведённая в таблице оценка мощ­ности АЭС корреспондируется с про­гнозом АТЭИЦ и МЭА. При этом она в 2 раза меньше, чем закладывалось в программе 2010 г. Это снижение компенсируется увеличением мощ­ности и выработки электроэнергии на тепловых электростанциях на газе и нефти. Последнее, в конечном счёте, отразится на цене электроэнергии. Мощность ТЭС на угле в отдельных вариантах не только не сокращается, но даже возрастает, что не способству­ет решению экологических проблем. Энергоотдача ВИЭ, включая ГЭС, со­ответствует принятой в Программе 2010 г., но значительно меньше, чем в вариантах АТЭИЦ и других организа­ций. Это означает, что существует воз­можность повышения доли этих источ­ников в перспективных энергобалансах.

Естественно, перспективы развития электроэнергетики Японии зависят от многих конъюнктурных факторов и, не­сомненно, будут уточняться.

Из анализа понятно, что несмотря на требования «зелёных» и обществен­ности, полностью отказаться от атом­ной энергетики в Японии по крайней мере до 2030 г., не представляется возможным. Только при сохранении участия АЭС в энергетических балансах могут быть обеспечены стабиль­ность энергоснабжения и энергетиче­ская безопасность страны и удовле­творены потребности экономического роста и интересы населения и бизнеса в отношении тарифов на электроэнер­гию. Этому также способствует посто­янное удорожание импортируемого топлива и неустойчивость его мировых рынков.

Состояние АЭС Японии на начало 2016 г. таково (см. рис. 3): три реакто­ра на АЭС Sendai и АЭС Tarahama уже восстановлены; 42 коммерче реактора считаются работоспо ными и могут быть восстановлены новых реактора находятся в ст строительства и ещё восемь план ется построить. Таким образом, тс девять реакторов из 54, действуй в 2010 г., не подлежат восстановле Но при этом необходимо решать блемы совершенствования топлие цикла, утилизации радиоактивных i дов и пр.

В Японии ещё сохраняются шир возможности для развития тепг энергетики. Всего на площадках строительства ТЭС разных типов и меров можно ввести в эксплуат

5. 
   ГВт установленных мощно
   

5. 
   ГВт на угле и 10 ГВт на газе, мощностью 1 ГВт планировала по ить компания Chubu ЕРСо и ТЭС - ностью 7 ГВт — компания TEPCO Е
   

До случившейся катастрофы вительство Японии не уделяло р точного внимания развитию ВИЗ в июле 2012 г. оно утвердило си< так называемых «зелёных тари< по которым региональные ком обязаны закупать электроэне у собственников ВИЭ. Даже снижения в 2013 г. тарифы соа 38 иен за кВт • ч, что превь цену, по которой электроэнерги? даётся потребителям (см. pi Данная мера способствовала уси ному развитию солнечной энерге стране.

В табл. 4 приведён прогноз i тельства Японии (2013 г.) по возм' стям развития ВИЭ на период до 7 в четырёх вариантах¹³. В стране дг го имеются широкие возможное

Наиболее благоприятны перспс строительства частных солн< фотоэлектрических СЭС.

* ГЭС установленной мощностью выше 30 МВт (без Г АЭС).

Тип электростанции	Прогноз развития возобновляемой энергетики Японии на период до 2050 г., ГВт
	2020 г.					2030 г.					2050 г.
	низкий	средний	высокий	уровень 2012 г.	низкий		средний	высокий	уровень 2012 г.	низкий		средний	высокий
СЭС	27,9	27,9	34,4	33,5	41,4		66,6	86,1	63,3	201,8		23,02	254,4
ВЭС	7,5	11,1	11.5	9,5	21,3		28,8	32,5	34,9	30		50	70
ГЭС*	21,3	22,2	23,1	22,1	21,8		23,6	25,4	23,8	22,8		26,4	30
ГеоЭС	0,8	0,8	0,8	М	2		2,1	2,2	3,1	7,4		7,6	7,9
БиоЭС	4,6	5,6	6,5	4	4,6		5,7	6,8	5,5	4,6		6	7,4
Морские ЭС	0	0	0	0	1,5		2,1	3,5	1	5,4		8,2	14
Всего	62,1	67,6	76,3	70,2	92,6		128,9	156,5	131,6	272		330,2	383,7

Сдер их развитие только нерешенность про­блемы утилизации отработанных пане­лей. Так, только в 2015 г. накопилось 2,5 тыс. т таких панелей. В дальнейшем их объём будет нарастать.

Несмотря на огромный потенциал (1300 ГВт), возможности сооружения ветровых электростанций не использу­ются. Это объясняется, с одной сторо­ны, тем, что для береговых (офшор­ных) ВЭС требуются большие равнин­ные площадки, а с другой, — тем, что прибрежные (офшорные) ВЭС значи­тельно дороже СЭС.

Широкие возможности существуют в развитии энергетики на биомассе.

Общим сдерживающим фактором для развития ВИЭ в стране могут стать ограниченные перспективы сооружения ГЭС и ГАЭС, которые должны компен­сировать неравномерности их энерго­отдачи.

В создавшихся условиях важный вклад в обеспечение сбалансированно­сти и устойчивости развития и функцио­нирования электроснабжения в Японии может внести развитие её межгосу­дарственных электрических связей с со­седними странами. В первую очередь имеется в виду МГЭС с Российским Дальним Востоком. Один из проектов соответствующей трансграничной линии электропередачи предполагает соору­жение ЛЭП Сахалин — Хоккайдо.

При общей длине 500 км (в том числе под­водный кабель длиной 17 км) и напря­жении 500 кВ по ней может быть пере­дано до 2 ГВт мощности от сахалинских ТЭС на угле и газе. Реализацию этого актуального проекта задерживает дей­ствующий в Японии мониторинг на дос­туп посторонних поставщиков на энер­гетический рынок страны.

Исследования ИСЭМ СО РАН и APERC показали, что значительный эффект с точки зрения экономии уста­новленных мощностей и производства электроэнергии Япония может получить при создании межгосударственного энергобъединения стран Северо-Вос­точной Азии'⁴ [8].

Выводы

1. 
   Электроэнергетика Японии — одна из самых развитых в мире. По производству электроэнергии стра­на занимает третье место после Китая и США. По её удельному потреблению на душу населения она уступает только семи развитым странам. Вместе с тем электроснабжение Японии серьёзно за­висит от импорта органического топли­ва и, как следствие, от колебаний цен на него на мировых рынках. Существу­ют и проблемы с загрязнением окру­жающей среды выбросами тепловых электростанций на угле.
   
2. 
   С 2011 г. после аварии на АЭС Фукусима-1 в результате землетрясе­ния и цунами ситуация в электроснаб­жении Японии серьёзно изменилась. Пока сохранять его стабильность удаёт­ся за счёт повышения загрузки тепло­вых электростанций даже с устаревшим оборудованием, увеличения объёмов импорта сжиженного газа с Ближнего Востока и значительного повышения та­рифов на электроэнергию. В связи с этим рассматриваются возможные пути срочного выхода из создавшегося по­ложения и дальнейшего развития элек­троэнергетики страны.
   
3. 
   В результате исследований данной проблемы японскими и международ­ными организациями обоснована необ­ходимость сохранения в работе, не­смотря на протесты населения, части атомных электростанций при их соот­ветствии повышенным требованиям к надёжности оборудования и при сни­жении рисков радиационного зара­жения.
   
4. 
   Ввиду ограниченности возможно­стей для широкого развития возобнов­ляемой энергетики на ближайшую пер­спективу приходится сохранять и тепло­вую электроэнергетику с импортом органического топлива. При этом осо­бое внимание обращается на повыше­ние экологической эффективности не только нового, но и существующего ге­нерирующего оборудования ТЭС.
   
5. 
   Япония располагает развитой электрической сетью, фактически об­разующей национальную электриче­скую систему. Наиболее «узким» ме­стом в этой сети представляется нали­чие зон с разной частотой электриче­ского тока и связей между ними в виде обратимых вставок постоянного тока.
   
6. 
   Электроэнергетика Японии — не­отъемлемый элемент энергетической базы всей Северо-Восточной Азии. И направления её развития учитыва­ются при исследованиях перспектив развития межгосударственных электри­ческих связей России и формировании межгосударственного электрического объединения в этом регионе мира.
   

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   World Energy Resources: 2013 Sur­vey. — London: World Energy Council, 2013. — 468 p.
   
2. 
   Economic and Energy Outlook of Ja­pan through FY2016. Japanese economy on its way for recovery with help from oil prices. Appropriate domestic energy policy measu­res are required / A. Yanagisama et al. // IEEJ Energy Journal. 2016. Vol. 11. No. 1. P. 16-410.
   
3. 
   Global Energy Review and Out­look. — State Grid Energy Research Institu­te, China, 2016. — 181 p.
   
4. 
   Scenarios analysis on future supply and demand in Japan / Q. Zhang, К. M. Ishi- hara, В. C. Mclellan, T. Tezuka // Energy. 2012. No. 38. P. 376 - 385.
   
5. 
   Pereira J. P., Parady G. Г., Domin­guez В. C. Japan energy conundrum: Post- Fukushima scenarios from a life cycle pers­pective // Energy Policy. 2014. No. 7. P. 104 - 115.
   
6. 
   World Energy Outlook 2013 (WEO-2013). — The International Energy Agency (IEA), 2013. — 708 p.
   
7. 
   International Energy Outlook 2013. With Projections to 2040. — Energy Infor­mation Administration (ElA), U. S. Depart­ment of Energy, Energy Information Adminis­tration, Washington, July, 2013. — 312 p.
   
8. 
   Подковальников С. В., Савель­ев В. А., Чудинова Л. Ю. Исследование системной эффективности формирования межгосударственного энергообъедине­ния Северо-Восточной Азии // Изв. РАН. Энергетика. 2015. № 5. С. 16 - 32.
   

Takase К. Renewable Energy Burst in NAPSNet Special Report, May 2014. - http://nautilus.org/napsnet/napsnet-sp reports/energy_burst_japan

^,0 Kojima Т., Meisen P. How 100% Rene­wable Energy Possible in Japan by 2020? — Glo­bal Energy Network Institute (GENI), 2012. — 46 p. — URL: http://www.geni.org/global- energy/research/renewable-energy- potential-of-japan by 2020.pdf

1Kazuhito Коуата. 2016 Supporting Activi­ties for Newcomers — International Coopera­tion. — JAF International Cooperation Center (ICC), February 2016. — 35 p. — URL: https:// w w w .iaea. org /NuclearPo wer/Do wnloadable / Meetings/2016/2016-02-10-02-12-NPES/17_Japan_Koyama .pdf

2Electricity Statistics Information. — The Fe­deration of Electric Power Companies of Japan (FEPC), 2014. — URL: http://www.fepc.or.jp/ english/library/ statistics/index.html

3Quarter FY 2013. — CHUBU Electric Power,

42014. — 51 p. — URL: http://www.chuden.

5co.jp/english/resource/ir/

6Strategic Energy Plan. — Ministry of Econo­my Trade and Industry (METI), Agency for Natural Resources and Energy, 2014. — 91 p. — URL: http://www.enecho.meti.go.jp/en/category/ others/basic_plan/pdf/ 4th_strategic_energy_plan. pdf

7APEC Energy Demand and Supply Outlook