Развитие и размещение электроэнергетики России

      Размещение  ТЭС зависит от топливного и потребительского факторов. В частности они располагаются  в местах добычи топлива, будь то торф, уголь или сланцы. Тепловые станции, работающие на мазуте, расположены  в центрах нефтеперерабатывающей  промышленности. Потребительский фактор предполагает использование высококалорийного  топлива, выгодного в транспортировке.

      К крупным тепловым электростанциям  относятся следующие: Костромская, Вяземская, Конанковская в Центральном  районе; Рефтинская, Троицкая, Ириклинская  на Урале; Заинская в Поволжье; Назаровская, Сургутская, Уренгойская в Сибири, а также Березовская, использующая уголь крупного Канско-Ачинского  бассейна.

      Преобладание  тепловых электростанций обусловлено  их свободным размещением, так как  богатые топливные ресурсы России широко распространены по всей территории, а также независимостью от сезонных колебаний.

      Наряду  с преимуществами, конечно, есть и  недостатки, такие как низкий КПД, загрязнение окружающей среды, невозобновимость топливных ресурсов, однако в ближайшей  перспективе доля ТЭС не только не упадет, но и возрастет. 

  Гидроэнергетика.

    Гидроэлектростанции являются весьма эффективным источником энергии, поскольку используют возобновимые ресурсы, они просты в управлении (количество персонала на ГЭС в 15—20 раз меньше, чем на ГРЭС) и имеют высокий кпд — более 80%. В результате производимая на ГЭС энергия самая дешевая. Огромное достоинство ГЭС — это высокая маневренность, т.е. возможность практически мгновенного автоматического запуска и отключения любого требуемого количества агрегатов. Это позволяет использовать мощные ГЭС либо в качестве максимально маневренных «пиковых» электростанций, обеспечивающих устойчивую работу крупных энергосистем, либо «покрывать» плановые пики суточного графика нагрузки энергосистемы, когда имеющихся в наличии мощностей ТЭС не хватает. Естественно, это под силу только мощным ГЭС.

    Строительство ГЭС требует длительных сроков и  больших удельных капиталовложений, связано с потерями земель на равнинах, наносит ущерб рыбному хозяйству. Доля участия ГЭС в выработке электроэнергии существенно меньше их доли в установленной мощности, что объясняется тем, что их полная мощность реализуется лишь в короткий период, причем только в многоводные годы.

    Поэтому несмотря на обеспеченность России гидроэнергетическими ресурсами, ГЭС не могут служить основой выработки электроэнергии в стране.

    Для гидростроительства в нашей стране, как уже говорилось, было характерно сооружение на реках каскадов гидроэлектростанций. Каскад — группа ГЭС, расположенных ступенями по течению водного потока для последовательного использования его энергии получения электроэнергии, решаются проблемы снабжения населения и производства водой, устранения паводков, улучшения транспортных условий.

    К сожалению, создание каскадов в стране привело к крайне негативным последствиям: потере ценных сельскохозяйственных земель, особенно пойменных, нарушению экологического равновесия.

    Наиболее  мощные ГЭС построены в Сибири, где освоение гидроресурсов наиболее эффективно: удельные капиталовложения в 2—3 раза ниже и себестоимость электроэнергии в 4—5 раз меньше, чем в Европейской части страны.

    ГЭС можно разделить на две основные группы: расположенные на крупных  равнинных реках и на горных реках. В нашей стране большая часть  ГЭС сооружалась на равнинных  реках. Равнинные водохранилища  обычно велики по площади и изменяют природные условия на значительных территориях: ухудшается санитарное состояние водоемов; нечистоты, которые раньше выносились реками, накапливаются в водохранилищах, приходится применять специальные меры для промывки русел рек и водохранилищ. Сооружение ГЭС на равнинных реках менее рентабельно, чем на горных. Весьма перспективным является строительство гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Их действие основано на цикличном перемещении одного и того же объема воды между двумя бассейнами — верхним и нижним. В ночные чары, когда потребность в электроэнергии мала, эта вода перекачивается из нижнего водохранилища в верхний, потребляя при этом излишки энергии, производимой электростанциями ночью. Днем, когда резко возрастает потребление электричества, вода сбрасывается из верхнего бассейна вниз через турбины, вырабатывающие энергию. Это выгодно, так как остановки ГЭС в ночное время невозможны. Таким образом, ГАЭС позволяют решать проблемы пиковых нагрузок, маневренности использования мощностей энергосетей. В России, особенно в европейской части, остро стоит проблема создания маневренных электростанций, в том числе ГАЭС. Построена Загорская ГАЭС (1,2 млн кВт), строится Центральная ГАЭС (3,6 млн кВт).  

  Атомная энергетика.

       Первая в мире АЭС - Обнинская  была пущена в 1954 году в России. Персонал 9 российских АЭС составляет 40.6 тыс. человек или 4% от общего  числа населения занятого в  энергетике. 11.8% или 119.6 млрд. Квч.  всей электроэнергии, произведенной  в России выработано на АЭС.  Только на АЭС рост производства  электроэнергии сохранился.

  АЭС, являющиеся наиболее современным видом  электростанций имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций: при нормальных условиях функционирования они обсолютно  не загрязняют окружающую среду, не требуют  привязки к источнику сырья и  соответственно могут быть размещены  практически везде, новые энергоблоки  имеют мощность практичеки равную мощности средней ГЭС, однако коэффициэнт  использования установленной мощности на АЭС (80%) значительно превышает  этот показатель у ГЭС или ТЭС. 

    Значительных недостатков АЭС  при нормальных условиях функционирования  практически не имеют. Однако  нельзя не заметить опасность  АЭС при возможных форс-мажорных  обстоятельствах:землетрясениях, ураганах, и т. п. - здесь старые модели  энергоблоков представляют потенциальную  опасность радиационного заражения  территорий из-за неконтролируемого  перегрева реактора. 

  Другие виды электростанций.

    Несмотря  на то, что так называемые “нетрадиционные”  виды электростанций занимают  всего 0.07% в производстве электроэнергии  в России развитие этого направления  имеет большое значение, особенно  учитывая размеры территории  страны. Представителями этого типа ЭС является Паужетская ГеоТЭС(геотермальная электростанция, вырабатывает электрическую энергию из тепловой энергии подземных источников) на Камчатке мощностью 11мвт,   Верхне-Мутновская ГеоЭС на Мутновском месторождении термальных вод установленной мощностью 12 МВт, ПЭС(приливная электростанция, использует энергию приливов) в Кислой губе на побережье Баренцева моря с мощностью 1,7 МВт. 

  Единая  энергетическая система  России – значение и проблемы, ее связи  с энергосистемами  других стран.

    Энергосистема - группа электростанций разных типов и мощностей, объединенная линиями электропередач и управляемая из единого центра.

     ЕЭС - единый объект управления, электростанции системы работают  параллельно.

  Объективной особенностью продукции электроэнергетики  является невозможность ее складирования  или накопления, поэтому основной задачей энергосистемы является наиболее рациональное использование  продукции отрасли. Электрическая  энергия, в отличие от других видов  энергии, может быть конвертирована в любой другой вид энергии  с наименьшими потерями, причем ее производство, транспортировка и  последующая конвертация значительно  выгоднее прямого производства  необходимого вида энергии из энергоносителя. Отрасли, зачастую не использующие электроэнергию напрямую для своих технологических  процессов являются крупнейшими  потребителями электроэнергии.

  ЕЭС России - сложнейший автоматизированый  комплекс электрических станций  и сетей, объединенный общим режимом  работы с единым центром диспетчерского управления (ДУ). Основные сети ЕЭС России напряжением от 330 до 1150 кВ объединяют в параллельную работу 65 региональных энергосистем от западной границы до Байкала. Структура ЕЭС позволяет  функционировать и осуществлять управление на 3^х уровнях: межрегиональном (ЦДУ в Москве), межобластном (объединенные диспетчерские управления) и областном (Местные ДУ). Такая иерархическая структура в сочетании с противоаварийной интеллектуальной автоматикой и новейшими компьютерными системами позволяет быстро локализовать аварию без значительного ущерба для ЕЭС и зачастую даже для местных потребителей.   Центральный диспетчерский пункт ЕЭС в Москве полностью контролирует и управляет работой всех станций, подключенных к нему.

  Единая  Энергосистема распределена по 7 часовым  поясам и тем самым позволяет  сглаживать пики нагрузки электросистемы за счет “перекачки” избыточной электроэнергии в другие районы, где ее недостает. Восточные регионы производят электроэнергии гораздо больше, чем потребляют сами. В центре же России наблюдается дефицит  электроэнергии, который пока не удается  покрыть засчет передачи энергии  из Сибири на запад. К удобствам ЕЭС  можно также отнести и возможность  размещения элекростанции вдалеке  от потребителя. Транспортировка электроэнергии обходиться во много раз дешевле, чем транспортировка газа, нефти  или угля и при этом происходит мгновенно и не требует дополнительных транспортных затрат. Если бы ЕЭС не существовало, то понадобилось бы 15 млн кВт дополнительных мощностей.    

  Экологические проблемы, связанные  с развитием электроэнергетики  и направления  перспективного развития и размещения электростанций России

За счет сжигания топлива (включая уголь, дрова  и другие биоресурсы) в настоящее  время производится около 90% энергии. Сжигание топлива - не только основной источник энергии, но и важнейший  поставщик в среду загрязняющих веществ. Тепловые электростанции в  наибольшей степени «ответственны» за усиливающийся парниковый эффект и выпадение кислотных осадков. Они, вместе с транспортом, поставляют в атмосферу основную долю техногенного углерода (в основном в виде СО2), около 50% двуокиси серы, 35% - окислов  азота и около 35% пыли. Имеются  данные, что тепловые электростанции в 2-4 раза сильнее загрязняют среду  радиоактивными веществами, чем АЭС  такой же мощности.

  В выбросах ТЭС содержится значительное количество металлов и их соединений. При пересчете на смертельные  дозы в годовых выбросах ТЭС мощностью 1 млн. кВт содержится алюминия и  его соединений свыше 100 млн. доз, железа-400 млн. доз, магния -1,5 млн. доз. Летальный  эффект этих загрязнителей не проявляется  только потому, что они попадают в организмы в незначительных количествах. Это, однако, не исключает  их отрицательного влияния через  воду, почвы и другие звенья экосистем.

  Можно считать, что тепловая энергетика оказывает  отрицательное влияние практически  на все элементы среды, а также  на человека, другие организмы и  их сообщества.

  Вместе  с тем влияние энергетики на среду  и ее обитателей в большей мере зависит от вида используемых энергоносителей (топлива). Наиболее чистым топливом является природный газ, далее следует  нефть (мазут), каменные угли, бурые  угли, сланцы, торф.

  Хотя  в настоящее время значительная доля электроэнергии производится за счет относительно чистых видов топлива (газ, нефть), однако закономерной является тенденция уменьшения их доли. По имеющимся  прогнозам, эти энергоносители потеряют свое ведущее значение уже в первой четверти XXI столетия.

  Выбросы ТЭС являются существенным источником такого сильного канцерогенного вещества, как бензопирен. С его действием  связано увеличение онкологических заболеваний. В выбросах угольных ТЭС  содержатся также окислы кремния  и алюминия. Эти абразивные материалы  способны разрушать легочную ткань  и вызывать такое заболевание, как  силикоз.