Электроэнергетика

Электроэнергетика занимается производством и передачей электроэнергии и является одной из базовых отраслей тяжелой промышленности. По производству электроэнергии Россия находится на втором месте в мире после США. Основная часть электроэнергии, производимой в России, используется промышленностью – 60 %, причем большую часть потребляет тяжелая индустрия – машиностроение, металлургии, химическая, лесная промышленность.

Отличительная особенность экономики России (так же, как и ранее СССР) – более высокая по сравнению с развитыми странами удельная энергоемкость производимого националь­ного дохода (почти в полтора раза выше, чем в США), поэтому необходимо широко внедрять энергосберегающие технологии и технику. Для некоторых районов электроэнергетика является отраслью специализации, например, Поволжский и Восточно-Сибирский экономические районы. На их базе возникают энергоемкие и теплоемкие производства. Например, Саянский ТПК (на базе Саяно-Шушенской ГЭС) специализируется в электрометаллургии: здесь сооружается Саянский алюминиевый завод, завод по обработке цветных металлов и другие предприятия.

Электроэнергетика прочно вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность, сельское хозяйство, науку и космос. Это объясняется ее специфическими свойствами:

– возможностями превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и т.п.);

– способностью относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах;

– огромными скоростями протекания электромагнитных процессов;

– способностью к дроблению энергии и преобразованию ее параметров (напряжение, частота и т.д.).

Электроэнергетика представлена тепловыми, гидравлическими и атомными электростанциями.

Тепловые электростанции (ТЭС). Основной тип электро­станций в России

– тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, мазут, газ, сланцы, торф). Среди них главную роль играют мощные (более 2 млн. кВт) ГРЭС – государственные районные электростанции, обеспечивающие потребности экономического района, работающие в энергосистемах.

Наиболее мощные ТЭС расположены, как правило, в местах добычи топлива (торф, сланцы, низкокалорийные и многозольные угли). Тепловые электростанции, работающие на мазуте, располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности.

Преимущества тепловых электростанций по сравнению с дру­гими типами электростанций:

1) относительно свободное размещение, связанное с широким распростра­нением топливных ресурсов в России;

2) способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний.

Недостатки тепловых электростанций:

1) использование невозобновляемых топливных ресурсов;

2) низкий коэффициент полезного действия;

3) крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

Тепловые электростанции всего мира выбрасывают в атмо­сферу ежегодно 200 – 250 млн. т золы и около 60 млн. т серни­стого ангидрида; они поглощают огромное количество кислорода воздуха. К настоящему времени установлено, что и радиоак­тивный фон вокруг тепловых электростанций, работаю­щих на угле, в среднем в 100 раз выше, чем вблизи АЭС такой же мощности, так как обычный уголь в качестве микропримесей почти всегда содержит уран-238, торий-232 и радиоактивный изотоп углерода. ТЭС нашей страны в отличие от зарубежных до сих пор не оснащены достаточно эффектив­ными системами очистки отходящих газов от оксидов серы и азота. Правда, ТЭС на природном газе экологиче­ски чище угольных, мазутных и сланцевых, но огромный эко­логический вред наносит природе прокладка газопроводов, особенно в северных районах.

Несмотря на отмеченные недостатки, в ближайшей пер­спективе доля ТЭС в приросте производства электроэнергии может составить 78 – 88%. Топливный баланс тепловых электростанций России характеризуется преобладанием газа и мазута.

Гидравлические электростанции (ГЭС). Гидравлические станции занимают второе место по количеству вырабатываемой электроэнергии, доля которой в общем объеме производства составляет 16,5%.

ГЭС можно разделить на две основные группы: ГЭС на крупных равнинных реках и ГЭС 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. Но иногда для созда­ния нормального судоходства и орошения это необходимо.

Наиболее мощные ГЭС построены в Сибири, и себестоимость электроэнергии в 4 – 5 раз меньше, чем в европейской части страны. Для гидростроительства в нашей стране было характерно сооружение на реках каскадов гидроэлектростанций. Каскад – это группа ГЭС, расположенных ступенями по течению водного потока с целью последовательного использования его энергии. Самые крупные ГЭС в стране входят в состав Ангаро-Енисейского каскада: Саяно-Шушенская, Красноярская на Енисее, Иркутская, Братская, Усть-Илимская на Ангаре. В европейской части страны создан крупный каскад ГЭС на Волге, в состав которого входят Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Горьковская, Чебоксарская, Волжская, Саратовская электростанции. В перспективе электроэнергию ГЭС Ангаро-Енисейского каскада планируется использовать совместно с электроэнергией Канско-Ачинского энергетического комплекса в остродефицитных по топливу районах европейской части страны, Забайкалья и Дальнего Востока.

Кроме того, планируется создание энергомостов в страны Западной Европы, СНГ, Монголию, Китай, Корею.

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

Преимущества гидроэлектростанций:

1) использование возоб­новляемых ресурсов;

2) простота управления (количество персонала на ГЭС в 15 – 20 раз

меньше, чем на ГРЭС);

3) высокий коэффициент полезного действия (более 80 %).

4) высокая маневренность, т.е. возможность практически мгновенного

ав­томатического запуска и отключения любого требуемого количества агрегатов.

По указанным причинам производимая на ГЭС энергия – самая дешевая.

Недостатки гидроэлектростанций:

1) длительные сроки строительства ГЭС;

2) требуются большие удельные капиталовложения;

3) неблагоприятное воздействие на окружающую среду, так как

строительство ГЭС ведет к потерям равнинных земель, наносит ущерб рыбному хозяйству.

Атомные электростанции. Доля АЭС в суммарной выработке электроэнергии в России составляет около 12 % . При этом в США – 19,6 %, в ФРГ– 34 %, в Бельгии – 65 %, во Франции – свыше 76 %. Планировалось довести удельный вес АЭС в про­изводстве электроэнергии в СССР в 1990 до 20 %, однако Чернобыльская ка­тастрофа вызвала сокращение программы атомного строи­тельства.

Сейчас в России действуют 9 АЭС, еще 14 АЭС находятся в стадии проектирования, строительства или временно законсервированы. В настоящее время введена практика международной экспертизы проектов и действующих АЭС. После аварии были пересмотрены принципы размещения АЭС. В первую очередь теперь учитываются следующие факторы: потребность района в электроэнергии, природные условия, плотность населения, возможность обеспечения защиты людей от недопустимого радиационного воздействия при тех или иных аварийных ситуациях. При этом принимается во внимание вероятность возникновения на предполагаемой площадке землетрясений, наводнений, наличие близких грунтовых вод.

Новым в атомной энергетике является создание атомных станций, на которых производится как электрическая, так и тепловая энергия, а также станций, где производят только тепловую энергию.

Преимущества АЭС:

1) возможно строительство АЭС в любом районе, независимо от его

энергетических ресурсов;

2) для работы не требуется кислород воздуха;

3) высокая концентрация энергии в ядерном топливе;

4) отсутствие выбросов в атмосферу.

Недостатки АЭС:

1) работа АЭС сопровождается рядом негативных последствий для

окружающей природной среды: возникают захоронения радиоактивных отходов, происходит тепловое загрязнение используемых атомными станциями водоемов;

2) возможны катастрофические последствия аварий на АЭС.

Для более экономичного, рационального и комплексного использования общего потенциала электростанций нашей страны создана Единая энергетическая система (ЕЭС), в которой работают свыше 700 крупных электростанций. Управление ЕЭС осуществляется из единого центра, оснащенного электронно-вычислительной техникой. Создание Единой энергосистемы значительно повышает надежность снабжения электроэнергией народного хозяйства.

В Российской Федерации разработана и принята энергетическая стратегия

на период до 2020 года. Высшим приоритетом энергетической стратегии является повышение эффективности энергопотребления и энергосбере­жения. В соответствии с этим основные задачи развития электроэнергетики России на ближайшую перспективу таковы:

1. Снижение энергоемкости производств за счет внедрения новых технологий;

2. Сохранение единой энергосистемы России; 3. Повышение коэффициента используемой мощности электростанций;

4. Полный переход к рыночным отношениям, освобождение цен на энергоносители, переход на мировые цены;

5. Скорейшее обновление парка электростанций;

6. Приведение экологических параметров электростанций к уровню мировых стандартов.