Общие принципы управления техногенными рисками в энергосистемах
Дата: 01/07/2011
Тема: Безопасность и чрезвычайные ситуации


 Е.Г.Гашо, к.т.н., доцент каф. промышленных теплоэнергетических систем МЭИ 

Показательно, что два с половиной десятилетия после аварии на Чернобыльской АЭС не затихает дискуссия: кто виноват — проектировщики или эксплуатационные службы станции? На са­мом деле факторов было несколько: проведение эксперимента на турбоагрегате, стечение обстоятельств, ошибки персонала, усиленные некоторыми конструк­тивными особенностями реактора РБМК. В небольшой журнальной статье невозможно отразить все перипетии дискуссии и ар­гументы сторон за это время [1, 2], но важно отме­тить эту системную, междисциплинарную природу катастрофы.


И в этом один из важнейших уроков чернобыль­ской катастрофы — конструкторы обязаны про­гнозировать зоны неустойчивой работы сложного технического объекта, чтобы предупредить эксплу­атационников о запрете выхода на эти критические режимы. А эксплуатационный персонал — четко знать пределы допустимых режимов эксплуатации, иметь инструмент точного мониторинга опасных режимов.

Три этапа развития аварий и три компонента безопасности

В развитие уроков Чернобыля, через год после ава­рии, академик В.А.Легасов предложил свой ори­гинальный подход к безопасности и риску в слож­ных энергонасыщенных технических системах [3]. По его мнению, в развитии большинства аварий можно выделить три основные стадии.

На первой происходит накопление существен­ных отклонений от номинальных режимов рабо­ты, иногда становящихся привычными и поэтому не представляющих угрозы для оперативного пер­сонала. Сюда же можно отнести отключение ава­рийных защит и/или неработоспособность систем комплексного мониторинга режимов.

Сами по себе дефекты и отклонения угрозы не представляют, но в критический момент они мо­гут сыграть роковую роль. Накопление отклонений от нормы связано с отсутствием соответствующей диагностики работы отдельных элементов и с при­выканием обслуживающего персонала к подобно­го рода отклонениям. Энергоустановки и агрегаты переходят в крайне неустойчивый режим, при этом не оставляя возможности управляющему персона­лу адекватно среагировать на внезапные возмуще­ния или экстренные ситуации.

На следующей стадии происходит внезапное возмущение (редкое событие), которое благодаря накопленным на первом этапе режимным наруше­ниям приводит к переходу к третьей стадии: лави­нообразному развитию реакций, высвобождению накопленной энергии, в ряде случаев — к катастро­фическому развитию ситуации. Этот печальный алгоритм применим и к чернобыльской аварии, ка­тастрофе химического комбината в Бхопале, аварии на Саяно-Шушенской ГЭС и другим масштабным техногенным авариям.

Слова академика В.А.Легасова [3] актуальны до сих пор: «Важный урок, вытекающий из черно­быльской трагедии, состоит в абсолютном отсут­ствии у всех фирм и государств технической готов­ности действовать в столь экстремальных условиях. Ни одно государство мира, как показала практика, не обладает полным комплексом алгоритмов по­ведения, измерительных средств, работоспособных роботов, эффективных химических средств локали­зации аварийной обстановки, необходимых меди­цинских средств и т. п.».

Можно добавить: и людей, подготовленных к экстремальным условиям работы. Работы разных лет [4, 5] убедительно показывают, что социальные последствия чернобыльской аварии были в ряде случаев сильней, чем радиационные. Незнание ре­альных доз облучения и возможных последствий действовало на людей хуже самой радиации. В этом плане достойно всяческого подражания поведение простых людей в Японии, мужественно противо­стоящих последствиям стихийного бедствия, и вме­сте с тем очевидно полное отсутствие средств управ­ления катастрофическим развитием событий.

Если авария уже произошла, то здесь играет роль другая сторона культуры безопасности. К при­меру, концепция глубокоэшелонированной защиты базируется на преодолении поэтапных барьеров на пути опасности (высокой температуры, давления, высокой радиации). Каждый барьер — это элемент системы сокращения последствий, возможность управления риском при ликвидации аварии [6].

Соответственно, можно выделить три компонен­та обеспечения безопасности (снижения рисков): технологический, информационный, социально-психологический (табл. 1).


Общие принципы снижения
рисков в энерготехнологических системах

Энергетические мощности страны, являясь ресур­сом для экономики, будучи в работоспособном со­стоянии, с конца 1990-х гг. исчерпали этот ресурс и перешли в затратную стадию (затраты на поддержание систем сопоставимы с формированием нового ресурса), стали источником техногенных рисков [7]. Необходимы новые институциональные принципы обновления, замены и реконструкции технологических, энерготехнологических комплек­сов промузлов и городов. Перед РФ стоит задача обновления и замещения инфраструктурных тех­нологий, являющихся материальной основой систе­мы хозяйствования. Необходимы не только новые физическая и технологическая замена фондов, но и изменение системы управления [8].

Поэтому актуальна выработка единого подхо­да, алгоритма, направленного именно на получение ранжированных показателей энергобезопасности и рисков, но использующего достаточно широкий набор критериев в зависимости от тех или иных особенностей регионального энергокомплекса. Нужен системный анализ пределов допустимости изменений, взаимосвязи технологических и соци­альных аспектов разных энергоисточников и энер­готехнологий.

Для самой большой в мире северной страны це­левыми задачами энергетической безопасности бу­дет обеспечение надежного теплоэнергоснабжения всех территорий страны с максимально возмож­ной эффективностью. Главные источники угроз и рисков — неэффективное, нерациональное (не­функциональное) использование энергоресурсов, обусловленное как устаревшим оборудованием, так и порочными политико-экономическими решения­ми в энергокомплексе.

В такой постановке задачи особое значение при­обретает приоритетная разработка методического инструментария анализа энергетической безопасности регионов, систем критериев повышения эффективности агрегатов и систем, модельных информационно-аналитических комплексов, переподготовка кадров для их активного применение (табл. 2).

Переход от стратегии «латания дыр» к управляемому кризису знаменует собой построение но­вой идеологии в энергопромышленном комплексе в целом, которая должна ориентироваться на подхо­ды, активно использующиеся в атомной промыш­ленности (концепция глубоко эшелонированной защиты ядерных энергокомплексов [9], концепция приемлемого риска АLARA – As Low As Reasonably Achievable, и др.).

Современные вызовы безопасного энергетического развития

К сожалению, абсолютно безопасных средств ре­шения энергетической проблемы пока не найде­но [10]. Возобновляемая энергетика не может обе­спечить энергопотребности человечества, а надеж­ды на «умные сети» могут оправдаться в будущем только для редких энергоизбыточных сегментов энергокомплекса. При этом дисбалансы в разных частях системы могут быть столь значительными, что потребуют наличия специальных технологиче­ских устройств поглощения (диссипации) или аккумулирования для построения подсистемы рас­пределенного регулирования или управления энер­гопотоками.

Речь идет о понимании проблематики энерге­тической эффективности и энергобезопасности территориально распределенных систем тепло-энергоснабжения, напрямую связанной с исполь­зованием разных дисбалансов энергии различного потенциала, и в этом качестве могут быть равно­правно использованы утилизационные, аккумули­рующие и пиковые агрегаты разной мощности. Вы­бор схемно-параметрических решений и функцио­нального энергетического оборудования должен базироваться на поэтапном сведении и рациона­лизации балансов потребляемой и генерируемой энергии.

Развитые энергетические инфраструктуры (табл. 3) и оптимизация их режимов в любом случае являются предпосылкой более полного использова­ния всего потенциала энергоносителей.

Такое построение систем выработки и ис­пользования энергоресурсов отражает и эффек­тивность энерготехнологического комбиниро­вания, наиболее полного использования всего потенциала располагаемой энергии топлива во всех диапазонах возможных тепловых нагрузок. В частности, ряд специалистов [11] вводят поня­тие целостности систем энергообеспечения как системы, использующие взаимозаменяемые энер­гоносители, технологии, объекты, стандартиза­цию и унификацию, закольцованную структуру, включающую необходимое разнообразие объек­тов и технологий.

Многие современные проекты в области энерге­тических инфраструктур, как показывает опыт [12], имеют достаточно большие сроки окупаемости, а в ряде случаев просто не оправдывают вложенных средств.

Тому виной сочетание различных факторов: из­нос основного оборудования, его резко переменные режимы работы, цены на энергоресурсы, протя­женность страны и необходимые масштабы систем жизнеобеспечения, климатические условия боль­шинства территорий РФ, состояние энергомашино­строения.

Полная и частная неокупаемость энергосбере­гающих проектов потребителей, современных ис-
точников энергии при их неполной загрузке ставит перед нами три важных вопроса:

•   при каких условиях, факторах возможна оку­паемость различных элементов энергетической ин­фраструктуры;

•   как быстро строить необходимые системы жизнеобеспечения разных городов и поселков, если эти проекты не вполне окупаемы;

•   каковы должны быть оптимальные формы го­сударственного участия в планировании, поддержке скорейшего сооружения энергетических инфра­структур.

Ответом на эти вопросы должно быть выстраи­вание и апробация адекватной концепции устойчи­вого энергетического развития страны, включаю­щей в себя:

1.        разработку перспективной территориальной схемы размещения энергетической инфраструктуры;

2.   выработку широкого спектра стратегий энер­гообеспечения разных проектов территориального развития с учетом масштабов страны, существен­ных территориальных различий;

3.   отработку взаимоувязанных схемных реше­ний с управлением риском в энерготехнологических системах городов;

4.   создание специального Кодекса об основах политики обеспечения жизнедеятельности и безо­пасности страны, определяющего рамочные усло­вия функционирования систем энергообеспечения на основе реализации базовых конституционных прав и свобод.

Заключение

Многие современные техногенные аварии и ката­строфы развивались по сценарию, выявленному академиком В.Л.Легасовым, при этом очевидна взаимообусловленность технологических, инфор­мационных и социально-психологических аспектов в развитии аварий и управлении их последствиями.

Для эффективного управления рисками энерго­технологических систем необходим комплексный анализ данных систем на разных уровнях для ней­трализации возникающих рисков с учетом взаимо­действий между компонентами систем.

Проблематика энергетической эффективности и энергобезопасности территориально распреде­ленных систем теплоэнергоснабжения, в первую очередь, связана с нейтрализацией (управлением) дисбалансами энергии различного потенциала, и в этом качестве могут быть использованы пико­вые, аккумулирующие, утилизационные агрегаты.

Концепция устойчивого энергетического разви­тия страны должна включать в себя разработку пер­спективной территориальной схемы размещения энергетической инфраструктуры, выработку широ­кого спектра стратегий энергообеспечения разных проектов территориального развития с учетом су­щественных территориальных различий, отработку взаимоувязанных схемных решений с управлением риском в энерготехнологических системах городов.

При этом абсолютно актуальным является срочная разработка специального Кодекса об осно­вах политики обеспечения жизнедеятельности и безопасности страны (включая законодательство о теплоснабжении, электроэнергетике, энергосбе­режении и др.), определяющего рамочные условия безопасного функционирования систем энергообе­спечения на основе реализации базовых конститу­ционных прав и свобод.

Литература
1. Кайбышева Л. После Чернобыля. Т. 1—2. М.: ИздАт, 2000 г.
2.  Киселев А., Чечеров К. Процесс разрушения реактора на Чернобыльской АЭС // Бюллетень Центра обще­ственной информации по атомной энергии. 2001 г. М» 10—II.
3.  Легасов В. Проблемы безопасного развития техно­сферы // Коммунист. 1987. Л» 8.
3.   Переслегин С. Мифы Чернобыля. М.: Яуза, Эксмо 2006 г.
4.   Гашо Е., Зайцев А. К созданию технологии самоорга­низации социальных процессов в регионах экологи­ческих катастроф // Бюллетень Центра общественной информации по атомной энергии. 1992. Л» 5.
5.   Гуманитарные последствия аварии на Чернобыль­ской АЭС и стратегия реабилитации // Отчет по за­казу ПРООН и ЮНИСЕФ при поддержке УКГД ООН и ВОЗ. 2002 г.
6.       Гашо Е. Особенности эволюции городов, промузлов, территориальных систем жизнеобеспечения городов.-М.: 2006 г.
7.   Смирнова Л., Субботин С, Стукалов В. Поиск реше­ния проблемы инвестиционных волн в энергетике: ресурсно-технологические и экономические аспек­ты волновых процессов // Бюллетень Центра обще­ственной информации в атомной энергетике. 2008. М>1 — 2.
8. Корякин Ю. Окрестности ядерной энергетики России: новые вызовы. М.: Издательство НИКИЭТ, 2002 г.
10.     Яницкий О.Н. Россия: экологический вызов. Новоси­бирск: Сибирский хронограф, 2002 г.
11.     Смирнов В. А. Оценка целостности систем энергоснаб­жения // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1987. X» 4. с. 32—37.
12.     Гашо Е., Репецкая Е. От стратегий и программ к ре­альному энергосбережению / Сб. трудов семинара «Экономические проблемы ТЭК» Института народно­хозяйственного прогнозирования РАН. М.: Издатель­ство ИНП, 2010.

Контактная информация
Адрес: 111250, Москва, Энергетическая 14, кафедра ПТС Тел.: 362-78-89, +7 (903) 016-56-48
Е-mail: egasho@gmail.com

Статья опубликована в журнале «Проблемы анализа риска», т.8, 2011, №2






Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=3112