Энергетический комплекс РФ

     ГАЭС  используют гидравлическую энергию, которую  они сами накапливают, аккумулируют, перекачивая воду в специальный  бассейн, и в необходимое время  преобразовывают ее в электрическую, чем уменьшают или снимают кратковременные пиковые нагрузки. Кратковременность работы объясняется сравнительно небольшими объемами бассейнов.

     Говоря  о преимуществе ГЭС, не следует забывать о том, что она находится в сложном взаимодействии с другими потребителями и пользователями воды: водным транспортом, ирригацией, водоснабжением, рыбным хозяйством. Возникает много экологических вопросов.

     Атомные электростанции (АЭС) работают по одному принципу с тепловыми электростанциями, т. е. происходит преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию вращения вала турбины, которая приводит в действие генератор, где механическая энергия преобразовывается в электрическую.

     АЭС вырабатывают 16% электроэнергии в стране. Главное достоинство АЭС—небольшое количество используемого топлива (1 кг обогащенного урана заменяет 2,5 тыс. т угля), вследствие чего АЭС могут быть построены в любых энергодефицитных районах. К тому же запасы урана на Земле превышают запасы традиционного минерального топлива, а при безаварийной работе АЭС незначительно воздействуют на окружающую среду.

     Главным недостатком АЭС является возможность аварий с катастрофическими последствиями, для предотвращения которых требуются серьезные меры безопасности. Кроме того, АЭС плохо регулируются (для их полной остановки или включения требуется несколько недель), не разработаны технологии переработки радиоактивных отходов.

     Атомная энергетика выросла в одну из ведущих  отраслей народного хозяйства и  продолжает быстро развиваться, обеспечивая безопасность и экологическую чистоту

     Для увеличения надежности поставок электроэнергии большое количество станций и  потребителей объединяют в энергосистемы. Системы позволяют также оптимально сочетать электростанции разных типов. АЭС в них всегда работают на полную мощность, ТЭС работают на полную мощность в зимний период и частично—летом, а ГЭС включаются для покрытия суточных пиков нагрузки. Станции почти всей европейской части страны (кроме крайнего северо-востока) и юга азиатской части вплоть до Байкала объединены в Единую энергосистему России. Эта система позволяет также перебрасывать энергию на большие расстояния, используя разницу во времени и в уровне развития электроэнергетики. Из наиболее энергоизбыточного Восточно-Сибирского района энергия передается на Урал ив другие западные районы страны. В северных и восточных регионах России работают изолированные энергосистемы, состоящие преимущественно из ТЭС и сильно зависящие от регулярности поставок топлива. Поэтому для многих восточных регионов страны (Приморский край и др.) в 90-е годы стали характерными энергетические кризисы с отключениями потребителей.⁴

     Динамика  производства энергии разными типами электростанций представлена в таблице 1.

таблица 1

Производство  электроэнергии  электростанциями в 2000-2008гг.⁵

     В условиях истощения топливных ресурсов все большее внимание привлекается к использованию возбновляемых источников энергии. Возобновляемая энергия привлекает и своей экологической чистотой: ее использование до минимума сводит вредное влияние на окружающую среду.

Для нужд народного хозяйства намечается широкое использование таких нетрадиционных источников энергии, как солнечная, геотермальная, ветровая, приливов морей и океанов, биомассы.

     Их  ресурсы неисчерпаемы, так как  рождаются эти виды энергии силами непрерывных процессов природы  и постоянно возобновляются. Солнечная энергия, поступающая только на поверхность суши, более чем в 15...20 раз превышает существующее сейчас потребление энергии во всем мире. В нашей стране наиболее благоприятные условия для размещения солнечных станций в республиках Средней Азии, южных районах Казахстана, в Закавказье и Забайкалье.

     Солнечные электростанции (СЭС) развиваются в  двух направлениях: машинном (генераторном) и безмашинном. При машинном способе  получения электроэнергии используется солнечный парогенератор, который через турбину приводит в действие генератор электрического тока, вырабатывающий электроэнергию. Первая солнечная электростанция в нашей стране построена на территории Крыма. Ее первая очередь (СЭС-5) мощностью 5 тыс. кВт введена в эксплуатацию. Солнечный парогенератор Крымской СЭС расположен на башне высотой 70 м. На Земле установлены здание электростанции, зеркальные гелиостаты, оборудованные автоматической системой наблюдения за положением Солнца на небосводе. Солнечные лучи, отраженные от зеркал гелиостатов, концентрируются на парогенераторе и нагревают циркулирующую в нем воду до температуры 250 °С при давлении 4 МПа, благодаря чему приводятся в действие турбины, связанные с генераторами электрической энергии. На электростанции предусмотрена возможность аккумуляции тепла, что позволяет обеспечивать работу турбины в облачную погоду и ночью. Ежегодная выработка около 6 млн. кВт-ч электроэнергии позволяет СЭС-5 сберечь до 2 тыс. т условного топлива. Основным недостатком СЭС является их большая стоимость.

     Особый  интерес проявляется, прежде всего, к геотермальной энергии, имеющей  естественный выход на поверхность  земли в виде горячей воды и  пара. В нашей стране к числу  наиболее перспективных геотермальных  районов относятся обширные территории на Камчатке, Сахалине, Северном Кавказе, Закавказье, в Крыму, на Западной Украине и Курильских островах. На Камчатке уже действует первая в стране Паужетская парогидротермальная электростанция (ГеоТЭС) мощностью 11 тыс. кВт. На очереди строительство Мутновской ГеоТЭС, которая будет вырабатывать электроэнергию уже в промышленных масштабах. Проектная мощность этой электростанции 200 тыс. кВт, она будет крупнейшей в мире среди ГеоТЭС. Обратная закачка отработанных геотермальных вод в подземные пласты делает ГеоТЭС экологически безвредной, что имеет большое значение для нормальной жизни многочисленных рек Камчатки, богатых ценными породами рыбы.

     Широкие перспективы открывают возможности  использования ветра. Запасы ветровой энергии на нашей планете во много  раз превышают современную выработку электроэнергии. Определено, что энергию ветра можно широко использовать всюду, где его скорость превышает 3 м/с. У нас в стране к таким районам относятся: Прибалтика, Азово-Черноморская зона, побережье: Каспийского моря, Нижнее Поволжье, Северный Казахстан, южная часть Западной Сибири, побережье озера Байкал, Приморский край, остров Сахалин, побережье Охотского моря, Камчатка, Курильская гряда, побережье Северного Ледовитого океана, где среднегодовая скорость ветра достигает 5... 10 м/с в течение 270...320 суток в год. Для преобразования энергии ветра выпускаются опытно-промышленные серии ветроагрегатов: АВЭУ-6 мощностью 4 кВт для скоростей ветра до 50 м/с, АВЭУ-4 мощностью 1 кВт для умеренных скоростей ветра и АВЭУ-12 мощностью 16 кВт для расчетной скорости 10 м/с. Разрабатываются агрегаты с электрическими генераторами переменного тока мощностью 30 и 100 кВт, а также до 30 тыс. кВт с вертикальной осью и лопастями.

     Их  широкое использование научно-технические достижений по целому ряду направлений сдерживается низкой плотностью потоков энергии, снимаемой с единицы поверхности преобразующего оборудования, и невозможностью постоянного использования большинства из них. Пока же основное количество электроэнергии производится на ТЭС, ГЭС и АЭС.

( таблица  2)

таблица 2

Производственный  потенциал ТЭК  России в 2000-2008 гг.⁶  

     Проанализировав  данные    таблиц 1,2  можно заметить,  что    производство  электроэнергии,  растёт равномерно. Но если проследить прирост производства относительно предыдущего года, то мы видим, что пик прироста приходится на период 2006г.

     Прирост производства на ГЭС за период 2000-2008г. – не- равномерный. Значительный спад выработки произошёл  в 2003г, но на следующий год мы видим резкий скачок. Следующий скачок произошёл в 2007г. Производство  электроэнергии  на  АЭС также имеет скачкообразный вид. Прослеживается тенденция спада производства именно в тот период, когда мы видим прирост на ГЭС и наоборот, рост выработки электроэнергии АЭС - при спаде на ГЭС. Выработка электроэнергии ТЭС относительно других видов электростанций более стабильна.  В разной степени идёт на повышение  относительно предыдущего года. Производство электроэнергии ТЭС превышает АЭС и ГЭС вместе взятые более чем в 2 раза.

     При общем спаде производства промышленной продукции, проведении конверсии BПK снижался уровень потребления электроэнергии предприятиями. Уровень потребления  ее населением России зависел от ряда причин: погодных условий в каждом конкретном году, от количества и масштабов техногенных катастроф в системе теплоснабжения ЖКХ и предприятий, когда население вынуждено включать мощные отопительные электроприборы – всё это влияло на производство электроэнергии разными видами электростанций в разные промежутки времени. 

1.3. Принципы  и  факторы  размещения  электроэнергетики 

        Функционирование топливно-энергетического комплекса России базируется на развитии электроэнергетики, угольной и нефтегазовой промышленности. Все эти составляющие ТЭК взаимосвязаны. Чтобы учитывать пропорции в добыче различного топлива, производстве энергии и распределении ее между различными потребителями, составляют топливно-энергетические балансы по регионам России. Соотношение добычи разных видов топлива и выработанной энергии (статья баланса – приход) и использование их в народном хозяйстве (статья баланс-расход) называется топливно-энергетическим балансом (ТЭБ) и составляется он ежегодно и на перспективу по каждому региону. Структура ТЭБ России со временем изменяется. Еще в 1950 г. главенствующее положение в ней занимал уголь (более 60 %), а сейчас нефть и газ: около – 70 %. Густые шлейфы черного дыма от небольших котельных, заводских труб и труб ГРЭС, ТЭС работавших на угле витали над городами. А около котельных были видны горы угля. В городах больших и маленьких в те годы (1950—60-е гг.) существовали специальные организации, так называемые гортопы, которые производили закупку угля с шахт и продавали его затем населению. В зимнее время, в холодную тихую погоду над городами висел черный смог. Мы знаем о вреде такого дыма для здоровья людей, о том, что продукты сгорания угля имеют, кроме углерода, еще и радиоактивные вещества. С переходом на газ экологическая обстановка в городах значительно улучшилась.