4.5 Электроэнергетика

Для успешного роста экономики электроэнергетика в составе ТЭК должна опережать топливную промышленность. Несмотря на снижение производства электроэнергетики в последние годы, Россия, по прежнему, занимает 2 место в мире по ее производству. В структуре производства электроэнергии наибольшая доля приходится на тепловые электростанции (до 70%).

4.5.1 Тепловые электростанции

Тепловые электростанции (ТЭС) размещаются как вблизи угольных бассейнов, так и вблизи крупных потребителей электроэнергии. Таковыми являются предприятия цветной металлургии, лесохимии, а также города - миллионники. Мощности ТЭС достигают более 4 млн. кВт (Сургутская, Костромская, и др). Но прогресс не стоит на месте и в марте 2012 года в Ленинградской области была запущена еще более мощная ТЭС – Киришская парогазовая. Три турбины этой электростанции вырабатывают 800 мегаВатт. По состоянию на 2011 год, парогазовый энергоблок ПГУ-800 Киришской ГРЭС является самым мощным блоком этого типа в РФ. В основу работы блока положен цикл трёх давлений, позволяющий (согласно проекту) достичь электрического КПД 55,5% (КПД существующего парового цикла 34,8%).

Оборудование Киришской ГРЭС  приспособлено к быстрому набору нагрузки в период дефицита мощности в системе, а также к ее быстрому сбросу в периоды избытка мощности, что позволяет станции принимать участие в системном регулировании энергобаланса. У Киришской ГРЭС существует ограничение сезонного характера:

• с декабря по март – 300МВт (14,3% от установленной мощности);

• июль-август – 600МВт (28,6%).

Это связано с обитанием в реке Волхов сиговых пород рыб и ограничениями на температуру сбрасываемой станцией воды. Основное топливо станции — газ, резервное — мазут. И все же в системе тепловых электростанций основной вид топлива – каменный уголь.

При сравнительной дешевости каменного угля и его достаточной высокой теплотворной способности, этот источник топлива имеет существенный недостаток – является сильнейшим загрязнителем атмосферы при его сгорании. Основные загрязняющие компоненты это: оксиды углерода, серы, азота, а также твердые частицы. Поэтому экологизация в этой отрасли предусматривает внедрение новых технологий сжигания угля, оборудование ТЭС очистными установками и их перевод на использование газа.

4.5.2 Гидроэнергетика

Гидроэнергетический потенциал России огромный. Наибольшая его часть сосредоточена на азиатской территории (более 80%). Наиболее крупные ГЭС построены на Енисее (Красноярская – 6 млн. кВт, Саянская – 6.4 млн. кВт), Ангаре (Братская – 4.5 млн кВт, и Усть-Илимская – 4.2 млн кВт). Более полный перечень крупнейших гидроэлектростанций России приведен в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Крупнейшие гидроэлектростанции России

Действующие	Братская, Бурейская, Волжская, Воткинская, Жигулевская, Зейская, Красноярская, Нижнекамская, Саратовская, Усть-Илимская, Чебоксарская, Чиркейская, Загорская ГАЭС
Строящиеся	Богучанская, Загорская ГАЭС-2, Саяно-Шушенская (восстановление)
Проектируемые	Алтайская, Ленинградская ГАЭС-2, Мокская, Мотыгинская, Эвенкийская, Южно-Якутский ГЭК. ПЭС: Мезенская, Пенжинская, Тугурская.

Примечание: ПЭС – приливная электростанция

Проблемы гидроэнергетики

1. Создание крупных ГЭС приводит к большим затоплениям земель, замедлению стока, загрязнению водохранилищ, нарушению (а в ряде случаев исключению) нереста рыб. Так при вводе в эксплуатацию Усть-Илимской ГЭС (1980 г) было затоплено 154.9 тыс. га земли, в том числе 31.8 тыс га с/х назначения. Переселено 14.2 тыс. человек из 61 населенного пункта, Вырублено 11.9 млн куб. м леса. Поэтому в перспективе планируется строительство средних по мощности ГЭС, а также создание малых ГЭС.

2. Невысокий КПД турбин ряда ГЭС, построенных в шестидесятые годы. За время эксплуатации Братской ГЭС (1967 г) КПД турбин снизился на 6% и составляет 86%. Необходима модернизация таких ГЭС с выводом на КПД современных рубин – 95-96%.

Восстановление Саяно-Шушенской ГЭС

17 августа 2009 года здесь произошла трагедия, унесшая жизни 75 человек. По итогам официального расследования Ростехнадзор установил, что причиной катастрофы стало усталостное разрушение шпилек, удерживающих крышку турбины гидроагрегата № 2.

В 2010 году четыре наименее поврежденных агрегата ввели в эксплуатацию. В декабре 2011 г запустили первый новый гидроагрегат. В следующие три года будут вводиться по три гидроагрегата в год – всего их десять.

Специалисты компании «Силовые машины» разработали более совершенную конструкцию рабочего колеса турбины и стабилизирующих устройств. В новой машине установлен масляный подшипник (а не водяной, как прежде), что позволяет подшипниковому узлу выдерживать большую нагрузку. Крышка турбины в 1.5 раза прочнее прежней. Специальные устройства (так называемые силоизмерительные шайбы) в режиме реального времени контролируют состояние каждой десятой шпильки, удерживающей крышку турбины.

Усовершенствованы также системы диагностики и аварийной остановки. Гидроагрегат оснащен несколькими сотнями датчиков, всю информацию с которых обрабатывает автоматизированная система управления. Данные поступают к оператору. Если произойдет отклонение от рабочих параметров, то автоматика отключит поступление воды и остановит работу агрегатов. По степени автоматизации это самая передовая машина в мире на момент ее запуска.