ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ / Energosberezhenie_2005

10

Максимум добычи пришелся на 1988 год – почти 570 млн т, что составило около 20 % мировой добычи. Затем в связи с общей кризисной ситуацией в стране добыча нефти стала сокращаться.

Основные ресурсы нефти сосредоточены в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Велики запасы Волго-Уральской и Ти- мано-Печорской нефтегазоносных провинций. Нефть известна и в других районах Российской Федерации – на Северном Кавказе и в Прикаспийской низменности. Велик континентальный шельф Российской Федерации площадью свыше 6 млн км2. По прогнозам примерно 70 % территории шельфа перспективны для поисков нефти и газа.

Добыча нефти сосредоточена в трех важнейших нефтегазоносных провинциях: Западно-Сибирской; Волго-Уральской; ТиманоПечорской. Вместе они дают свыше 90 % всей российской нефти. В частности, на Западно-Сибирскую провинцию приходится более 65 %, а на Волго-Уральскую – около 25 % суммарной добычи.

Итак, на сегодняшний день Западная Сибирь является главной нефтяной базой Российской Федерации. Кроме того, характерно "продвижение" ресурсов нефти и природного газа в северном направлении. Из подготовленных к разработке нефтяных месторождений некоторые находятся в высоких широтах, в том числе на полуострове Ямал. Среди них самое крупное Русское нефтегазовое месторождение с извлекаемыми запасами 410 млн т. Оно содержит тяжелую и высоковязкую нефть, которую нельзя перекачивать по трубопроводам.

С продвижением добычи нефти в восточные районы и на север европейской части особое значение приобретает расширение сети и увеличение мощности трубопроводного транспорта. К началу 90-х гг. протяженность магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов составляла более 65 тыс. км.

Трубопроводы представляют собой наиболее эффективное средство транспортировки нефти. Для Российской Федерации с ее трансконтинентальными сухопутными коммуникациями строительство и использование магистральных трубопроводов имеет приоритетное значение, поскольку уже сейчас объём транспорта нефти по трубопроводам в 2 раза превосходит её перевозки по железным дорогам. Одной из основных характеристик трубопровода является его пропускная способность. В частности, пропускная способность нефтепро-

11

вода диаметром 1220 мм составляет 80…90 млн т в год при скорости движения потока нефти 10…12 км/ч.

В настоящее время насчитывается 28 предприятий по переработке нефти общей мощностью 300 млн т в год и шесть специализированных нефтемаслозаводов. Объем первичной переработки нефти стремится к 200 млн т. Пока еще низка глубина переработки нефти. Отечественная промышленность извлекает из сырой нефти только 60 % легких фракций, тогда как этот показатель на нефтеперерабатывающих предприятиях США достигает 90 %. И только по этой причине объем использования топочного мазута в Российской Федерации по сравнению с США выше в 4-5 раз.

Стратегическим направлением реконструкции нефтеперерабатывающей промышленности признается необходимость рассредоточения производственных мощностей в европейской части страны. Такой путь реализуется строительством новых заводов вдоль магистральных нефтепроводов.

Газовая промышленность – самая молодая и быстро прогрессирующая отрасль топливной промышленности Российской Федерации. Она обеспечивает потребителей удобным и дешевым топливом, служит источником ценного и экономически выгодного сырья для производства синтетических материалов и минеральных удобрений. В 1994 г. добыча естественного газа составила 607 млрд м3, в том

числе природного газа 581 млрд м3 и попутного нефтяного газа 26 млрд м3.

Потенциальные запасы природного газа в Российской Федерации оцениваются величиной порядка 150…160 трлн м3, разведанные

– на уровне 50 трлн м3, из них на европейскую часть приходится только 11,6 %, а на восточные районы – 84,4 %. Запасы на шельфе внутренних морей около 200 млрд м3, или 0,5 %.

Обращает на себя внимание высокая степень территориальной концентрации ресурсов природного газа. Только пять месторождений: Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Оренбургское и Медвежье – сосредоточивают около половины всех промышленных запасов.

В европейской части формируется новая база по добыче природного газа в пределах Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции, Оренбургского газоконденсатного месторождения, месторождений Прикаспийской низменности, а на базе Астраханского газо-

12

конденсатного месторождения создаются предприятия также и по производству серы.

Природный газ в отличие от твердого и жидкого топлива должен сразу направляться непосредственно к потребителям. Поэтому добыча, транспортировка и потребление газа представляют собой тесно связанные друг с другом звенья единого процесса.

В настоящее время в основном сложилась Единая система газоснабжения (ЕСГ) страны, включающая сотни разрабатываемых месторождений, разветвленную сеть газопроводов, компрессорных станций, промысловых установок комплексной подготовки газа, подземных хранилищ газа и других сооружений. К началу 90-х гг. протяженность магистральных газопроводов достигла 140,5 тыс. км. Функционируют следующие системы газоснабжения: Центральная, Поволжская, Уральская, многониточная система Сибирь-Центр.

Кроме того, функционируют газопроводы, по которым газ поступает в Венгрию, Чехию, Словакию, Польшу, Болгарию и Румынию. Природный газ экспортируется также в Австрию, Германию, Италию, Францию и Финляндию.

Промышленность потребляет свыше 80 % всего газа, главным образом для энергетических и технологических целей. Остальное количество идет на удовлетворение коммунальных нужд и носит сезонный характер, но транспортировка его осуществляется равномерно на протяжении года. В связи с этим большое значение приобретает создание подземных хранилищ газа.

Кроме природного газа, Российская Федерация богата попутным нефтяным газом, территориально связанным с источниками жидкого топлива. Попутный газ представляет собой ценное сырье для промышленности органического синтеза, в частности для производства синтетического каучука. По сравнению с природным газом применение попутного нефтяного газа ограничено в основном районами добычи. Однако немало этого ценного и дешевого сырья пока еще пропадает: сжигается в факелах и выбрасывается в атмосферу. Все более широко используется газовый конденсат.

Для некоторых районов страны одним из резервов газообразного топлива служит газификация угля и сланцев. Подземная газификация угля осуществляется в Кузбассе и Подмосковном бассейне. В СевероЗападном районе производится газификация сланцев.

13

Добыча, переработка и транспорт газа (конденсата, нефти) сосредоточены в российском акционерном обществе "Газпром", представляющим собой самую крупную в мире газодобывающую структуру. В составе "Газпрома" основную роль играют предприятия "Уренгойгазпрома", "Ямбурггаздобычи" и "Надымгазпрома". На их долю приходится свыше 85 % общего объема добычи. Рассматривается вариант создания на Ямале мощного комплекса предприятий по сжижению газа, который будет поступать к отечественным и зарубежным потребителям с помощью танкеров-метановозов.

В европейской части большинство производственных объектов по добыче газа вышли на завершающие стадии разработки месторождений. Однако и здесь имеются еще значительные резервы. Особый интерес представляет Штокмановское месторождение, расположенное на шельфе Баренцева моря. Месторождение отличает удаленность от материка, большая глубина залегания нефти и сложные ледовые условия.

Основное направление развития газовой промышленности – проведение реконструкции ЕСГ страны с целью повысить ее надежность, энергетическую и экономическую эффективность, а также создание системы сбора, транспортировки и переработки попутного нефтяного газа.

Угольная промышленность значительно превосходит все остальные отрасли топливной промышленности по численности рабочих и стоимости производственных основных фондов.

Общие геологические запасы угля в стране более 6200 млрд т, из них кондиционные более 5300 млрд т.

Угольные ресурсы дифференцируются по разным признакам, среди которых следует выделить глубину залегания, степень метаморфизма и характер географического распространения.

Весьма существенно, что более 50 % запасов угля расположено на глубине до 300 м, 30 % – на глубине 300…600 м и свыше 10 % – на глубине 600…1800 м. В разных районах запасы по зонам глубин распределяются далеко не одинаково. Ближе всего к поверхности залегают угли Урала, Сибири и Дальнего Востока. Наиболее глубокое залегание угля характерно для европейской части Российской Федерации.

Господствующими являются каменные угли: они составляют 4395 млрд т, или свыше 65 % от общих запасов. Пропорции между

14

каменными и бурыми углями имеют заметные территориальные различия. В европейской части и Сибири, например, явно преобладают каменные угли, а на Урале, наоборот, бурых углей гораздо больше, чем каменных. Из общих геологических запасов угля в стране 95 % приходится на восточные районы, в том числе более 60 % – на Сибирь.

Среди отраслей ТЭК угольная промышленность находится в наиболее кризисном состоянии. Добыча угля в 1994 г. составила 271 млн т, что на 100 млн т меньше по сравнению с максимальным уров-

нем 1988 г.

Вцелом по стране на уголь приходится только 14 % суммарной добычи минерального топлива. Между тем его доля в топливном балансе мира составляет 28…30 %, США и Германии - 55 и 60 % соответственно. Но в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, где ресурсы нефти и газа сравнительно ограничены, уголь составляет до 90 % от котельно-печного топлива.

Вперспективе необходимо осуществить структурную перестройку угольной промышленности: снизить издержки на добычу; сократить число бесперспективных предприятий; увеличить мощности на действующих эффективных предприятиях; создать заделы на перспективных месторождениях в период до 2010 г.

Транспорт угля осуществляется в основном по железной дороге, что и определяет массовые железнодорожные перевозки угля в направлении восток-запад, объем которых продолжает нарастать.

Вевропейской части Российской Федерации особый интерес представляет добыча коксующегося угля, используемого в металлургии. Около 60 % от общего объема этой добычи сосредоточено в северной части бассейна на Воркутинском и Воргашорском месторождениях, где действуют самые мощные угольные шахты европейской части страны. Добыча энергетических углей ведется главным образом

вюжной части бассейна на Интинском месторождении.

Ввосточных районах функции главной угольной базы выполняет Кузбасс. Кузбасс отличается наиболее высокой степенью изученности и освоенности среди угольных бассейнов восточных районов Российской Федерации и по масштабам добычи лидирует в стране с большим отрывом. Здесь 30 % всей добычи ведется дешевым открытым способом. На ряде шахт бассейна используется прогрессивная технология добычи – гидравлическая, благодаря чему производи-

15

тельность труда возрастает в 1,5-2 раза по сравнению с производительностью труда при добыче обычным механическим способом.

Открытая добыча угля в Российской Федерации составляет свыше 50 % от общего объема. На востоке она ведется в КанскоАчинском и Южно-Якутском и частично в Кузнецком и Иркутском бассейнах.

Условия теплоснабжения европейской части (вместе с Уралом) и восточных районов весьма различны. Европейская часть потребляет 4/5 всего топлива в стране. Между тем возможности освоения топливных ресурсов и технико-экономические показатели их эксплуатации здесь гораздо хуже, чем в восточных районах.

Топливоснабжение европейской части долго основывалось главным образом на донецком и печорском углях, а также на местном топливе (уголь худших сортов, торф, сланцы). Сейчас твердое топливо в значительной степени заменено природным газом, нефтью и мазутом. Нефть и газ преобладают в топливном балансе Поволжья, Урала и Северного Кавказа, а газ – в Центральном и некоторых других районах. В дальнейшем дефицит собственного топлива в Европейской части страны возрастет еще больше. В целом в восточных районах избыток топлива будет возрастать, увеличивая потоки нефти, газа, угля и электроэнергии в европейскую часть страны.

Электроэнергетика как составная часть ТЭК страны объединяет все процессы генерирования, передачи, трансформации и потребления электроэнергии. Производство электроэнергии в каждый момент времени должно соответствовать размерам потребления, с учетом нужд самих электростанций и потерь в сетях, поэтому возникающие на основе электроэнергетики связи обладают постоянством, непрерывностью и осуществляются мгновенно.

По общему объему производства электроэнергии Российская Федерация уступает США почти в 3 раза. В то же время она дает электроэнергии больше, чем ФРГ, Франция, Великобритания вместе взятые.

В электроэнергетике сложилась тенденция строительства мощных тепловых электростанций (ТЭС) на дешевом топливе, атомных электростанций (АЭС), а также экономичных гидроэлектростанций (ГЭС) и геотермических электростанций (ГТЭС). Основными в составе электроэнергетики являются тепловые электростанции. Они производят свыше 65 % всей электроэнергии. Среди тепловых элек-

16

тростанций различают теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и конденсационные (КЭС). Последние тяготеют одновременно к источникам топлива и к местам потребления электроэнергии, поэтому получили широкое распространение. ТЭЦ примыкают только к потребителям, так как радиус передачи тепловой энергии (пара, горячей воды) невелик и не превышает 15…20 км. Комбинированная схема производства электроэнергии и тепла позволяет достичь на ТЭЦ 70 %-го уровня коэффициента полезного использования топлива против 30..35 % на КЭС. Мощность ТЭЦ меньше, чем КЭС, но на некоторых из них уже превышен рубеж 1 млн кВт (Нижнекамская ТЭЦ и ряд ТЭЦ Мосэнерго).

По характеру обслуживания потребителей тепловые электростанции подразделяются на две группы: государственные районные электрические станции (ГРЭС) и центральные (ТЭЦ), расположенные в узлах концентрации энергетических нагрузок.

Гидравлические установки представлены гидроэлектростанциями (ГЭС), гидроаккумулирующими электростанциями (ГАЭС) и приливными электростанциями (ПЭС).

По признаку взаимодействия все электростанции делятся на системные и изолированные, т.е. работающие вне энергосистем.

В последнее время среди тепловых электростанций появились установки принципиально новых типов:

-газотурбинные электростанции (ГТ), где вместо паровых действуют газовые турбины на жидком или газообразном топливе, что в основном снимает проблему водоснабжения и тем самым повышает значение дефицитных по воде районов для их размещения;

-парогазотурбинные установки (ПГУ), в которых тепло отработавших газов используется для получения пара низкого давления в парогенераторах.

Ведутся разработки перспективных источников энергии – магнитогидродинамических генераторов (МГД-генераторы), в которых энергия высокотемпературного ионизированного потока газа непосредственно преобразуется в электрическую.

Атомные электростанции используют в высшей степени транспортабельное топливо. При расходе 1 кг урана (235U) выделяется тепло, эквивалентное сжиганию 2,5 тыс. т лучшего угля. Эта характерная особенность совершенно исключает зависимость АЭС от топ- ливно-энергетического фактора и обеспечивает наибольшую маневренность их размещения. Атомные электростанции ориентированы на

17

потребителей, расположенных в районах с напряженным топливноэнергетическим балансом или там, где выявленные ресурсы минерального топлива и гидроэнергии ограничены.

Российская Федерация имеет приоритет в мирном использовании атомной энергии. В 1954 г. вступила в строй первая опытная Обнинская АЭС (Центральный район). Сейчас в стране действует девять атомных электростанций, на которых установлено 32 ядерных реактора суммарной мощностью более 21 млн кВт. По объему производства электроэнергии на АЭС Российская Федерация уступает США, Франции и Японии, причем США – в 2,5 раза. АЭС были сооружены преимущественно в наиболее густонаселенных районах европейской части. Некоторые из них появились в уязвимых с экологической точки зрения местах, например в верховьях ряда рек. Это вызывает негативное отношение общественности к развитию атомной энергетики, резко усилившееся после Чернобыльской аварии. При правильной эксплуатации АЭС представляют собой наиболее экологически чистые источники энергии. Они практически не генерируют вредных выбросов (окислов азота и углерода), снижают совокупный "парниковый" эффект от массового сжигания органического топлива (угля, нефти, газа) на ТЭЦ.

Геотермические электростанции используют глубинное тепло земных недр, принципиально напоминают ТЭЦ, но связаны не с потребителями, а с источниками энергии. В Российской Федерации первая ГТЭС – Паужетская (11 тыс. кВт) – сооружена на Камчатке. Там же начато строительство Мутновской ГТЭС (150…200 тыс. кВт).

Гидроэлектростанции – весьма эффективные источники электроэнергии. Они используют возобновляемые ресурсы, что позволяет сокращать перевозки и экономить минеральное топливо (на 1 кВт×ч расходуется около 0,4 кг условного топлива), обладают простотой управления и очень высоким коэффициентом полезного действия (более 80 %). По этим причинам гидроэлектростанции производят электроэнергию более дешевую, чем тепловые установки: ее себестоимость в 5-6 раз ниже.

В Российской Федерации крупнейшие в мире гидроэнергетические каскады ГЭС созданы на Волге и Каме, Ангаре и Енисее, Оби и Иртыше и других преимущественно равнинных реках.

Гидроаккумулирующие электростанции способны успешно решать "проблему пика", обеспечивая необходимую маневренность в

18

использовании мощностей энергетических систем. ГАЭС как источники пиковой мощности независимы от естественных колебаний речного стока. В отличие от ГЭС их строительство вызывает значительно меньшее затопление земельных площадей под водохранилища.

Приливные электростанции используют энергию напора, который создается между морем и отсеченным от него заливом бассейном, во время прилива и в обратном направлении при отливе.

Важнейшая тенденция развития электроэнергетики – объединение электростанций в энергосистемах, которые осуществляют производство, передачу и распределение электроэнергии между потребителями. Энергосистема представляет собой взаимообусловленное (в пределах той или иной территории) сочетание электростанций разных типов, работающих на общую нагрузку.

При совместной работе в энергосистеме для каждого типа электростанции выбирается наиболее экономичный режим нагрузки. Мощные КЭС и АЭС в основном покрывают базисную нагрузку. Их дополняют ТЭЦ (в зимний период, когда графики потребления тепла и электроэнергии совпадают) и отчасти ГЭС (без регулирования). Пиковую нагрузку обычно принимают на себя ГЭС и особенно отличающиеся высокой маневренностью ГАЭС.

Отечественная практика освоила самые высокие в мире напряжения для массовых передач электроэнергии как переменного (больше 500 кВ), так и постоянного (больше 800 кВ) тока. Протяженность всех электросетей превышает 1 млн км, в том числе на высоковольтные магистрали (более 400 кВ) приходится около 50 тыс. км.

1.2. Состояние энергосбережения в Российской Федерации

Под энергосбережением понимается комплекс мероприятий, предпринятых поставщиками и потребителями топлива и энергии для ограничения или предотвращения их потерь, а под "рациональным использованием энергии" – наиболее эффективное использование энергии для реализации сформулированных целей с учетом социальных, политических, финансовых, природных и других ограничений.

Эффективность использования энергоресурсов в Россий-

ской Федерации значительно ниже, чем в развитых странах. По расчетам специалистов энергоемкость национального дохода у нас в 2-3

19

раза выше, т.е. более 50 % энергоресурсов мы расходуем впустую. Если сравнить энергопотребление в тоннах условного топлива в расчете на одного жителя Российской Федерации с соответствующими показателями, достигнутыми в таких странах, как Англия, Франция, то это выглядит следующим образом: Россия - 7, Англия - 5,3, Франция - 5,1. В то же время показатели уровня развития экономики, производительности труда, жизни населения в Англии и Франции значительно превосходят достигнутые в Российской Федерации. Следовательно, дело не в объемах потребления, а в рациональности и эффективности использования энергоресурсов.

К сожалению, Российская Федерация на рубеже XX-XXI веков остается страной расточительной. Энергоемкость ее экономики в 3 раза выше средней энергоемкости мировой экономики, в 7 раз больше, чем в Японии, в 4,5 раза больше, чем в США.

В жилищно-коммунальной сфере российские нормы расхода тепла и воды в 3 раза выше, чем у наших "северных" соседей – Финляндии и Норвегии, а фактические расходы тепла и воды превышают потребление их в этих странах в 4-5 раз.

Расход топливно-энергетических ресурсов на производство единицы продукции в Российской Федерации превышает среднемировые показатели:

-по стальному прокату – в 1,5-2 раза;

-производству полимеров – в 1,5-3 раза;

-алюминиевому прокату – в 1,3 раза;

-медному прокату и производству огнеупоров – в 2 раза. Распределение энергоресурсов по направлениям экономики в

странах Западной Европы и Российской Федерации значительно различается. На удовлетворение социальных потребностей населения в Западной Европе расходуется в 2-3 раза больше энергоресурсов, чем в Российской Федерации. Следовательно, при достигнутом уровне производства энергоресурсов можно повысить обеспеченность ими всех сфер экономики, в том числе социальной, за счет рационального использования и всемерной экономии энергоресурсов, внедрения энергосберегающих мероприятий во всех отраслях страны.

Основными препятствиями на пути осуществления энергосберегающей политики в Российской Федерации являются: