Развитие электроэнергетики России
Тема 1. Развитие электроэнергетики России
Оглавление
1. Роль электроэнергетики в хозяйственном и топливно- энергетическом комплексе страны, место России в мировом производстве электроэнергии. Районообразующая роль крупных электростанций 3
2. Современное состояние развития и размещения электроэнергетического хозяйства России. Основные типы электростанций и особенности их размещения 7
3. Важнейшие проблемы и основные направления развития и размещения электроэнергетики Российской Федерации 15
Список литературы 19
Роль электроэнергетики в хозяй
ственном и топливно- энергетическом комплексе страны, место России в мировом производстве электроэнергии. Районообразующая роль крупных электростанций
Электроэнергетика — отрасль экономики Российской
Федерации, включающая в себя комплекс
экономических отношений, возникающих
в процессе производства (в том числе производства
в режиме комбинированной выработки электрической и тепл
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) – сложная межотраслевая система, включающая добычу и производство топлива и электроэнергии (электроэнергии и тепла), их транспортировку, распределение и использование. В ТЭК выделяют: топливную промышленность: нефтяную, газовую, угольную, сланцевую, торфяную, ядерную; и электроэнергетику[2], тесно связанные со всеми отраслями народного хозяйства.
Место России в мировом производстве электроэнергии. Россия всегда была одним из ведущих энергетических государств. В мировом производстве топлива и энергии на ее долю приходится 23% добываемого газа, около 10% нефти (включая газовый конденсат), почти 6% угля и 6% электроэнергии. Есть полная уверенность, что роль российских топливно-энергетических ресурсов в формировании устойчивого энергоснабжения сохранится и в XXI веке. [4] По данным Росстата, в 2010 году Россия занимала 4-е место в мире по производству электроэнергии. [3] По потреблению же первичных энергоресурсов на душу населения, несмотря на высокую энергоемкость экономики, мы все сильнее отстаем от развитых стран. Если еще в 1995 г. по общему объему энергопотребления США и Китай превосходили Россию, соответственно, в 3,5 и 1,4 раза, то уже в 2000 г., соответственно, в 3,8 и 2 раза. [4]
Экономическая оценка важнейших энергетических
ресурсов страны. К энергетическим
ресурсам относятся топливные ресурсы,
энергия рек, энергия атома, солнечная
энергия и энергия ветра, приливов и отливов.
В целом Россия хорошо обеспечена энергетическими
ресурсами. Однако используются пока в
основном топливные, являющиеся исчерпаемыми
и невозобновимыми. Энергия рек и атомная
энергия используются в меньшей степени.
Почти не используется энергия ветра и
приливов (действуют всего две приливные
станции).
Основные запасы энергетических ресурсов
(нефти, газа, угля, энергии рек; 85%) находятся
в восточной части страны, за Уралом, в
труднодоступных районах, а основные районы
потребления энергии — в западной (тут
потребляется 75% энергии). Для решения
проблемы нехватки энергетических ресурсов
в западной части страны в 80-е годы планировалось
развитие атомной энергетики и ускоренная
добыча топлива на востоке с передачей
его на запад. Реализация этой программы
замедлилась после аварии в Чернобыле,
в связи с трудностями, возникшими с добычей
нефти и газа в Сибири. [5]
Специфические черты электроэнергетики и их роль в территориальной организации хозяйства. Одна из главных специфических особенностей электроэнергетики состоит в том, что ее продукция в отличие от продукции остальных отраслей промышленности не может накапливаться для последующего использования: производство электроэнергии в каждый момент времени должно соответствовать размерам потребления (с учетом потерь в сетях). Вторая особенность — универсальность электрической энергии: она обладает одинаковыми свойствами независимо от того, каким образом она была произведена — на тепловых, гидравлических, атомных или каких-либо иных электростанциях, и может быть использована любым потребителем. Передача электроэнергии, в отличие от других энергетических ресурсов, осуществляется мгновенно. [6] В настоящее время без электрической энергии наша жизнь немыслима. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Представить без электроэнергии наш быт также невозможно. Столь широкое распространение объясняется ее специфическими свойствами:
· возможности превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и т.п.);
· способности относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах;
· огромным скоростям протекания электромагнитных процессов;
· способности к дроблению энергии и образование ее параметров (изменение напряжения, частоты).
В промышленности электрическая
энергия применяется для
В сельском хозяйстве электроэнергия применяется для обогрева теплиц и помещений для скота, освещения, автоматизации ручного труда на фермах.
Огромную роль электроэнергия
играет в транспортной промышленности.
Электротранспорт не загрязняет окружающую
среду. Большое количество электроэнергии
потребляет электрифицированный
Электроэнергия в быту является основной частью обеспечения комфортабельной жизни людей. Многие бытовые приборы (холодильники, телевизоры, стиральные машины, утюги и др.) были созданы благодаря развитию электротехнической промышленности.
Электроэнергетика - важнейшая
часть жизнедеятельности
Районообразующая роль крупных электростанций. Крупные электростанции играют значительную районообразующую роль. На их базе возникают энергоемкие и теплоемкие производства (выплавка алюминия, титана, ферросплавов, производство химических волокон и др.). Например, Саянский ТПК (на базе Саяно-Шушенской ГЭС) - электрометаллургия: сооружается Саянский алюминиевый завод, завод по обработке цветных металлов, строится молибденовый комбинат, в перспективе намечается строительство электрометаллургического комбината. [7]
Современное состояние развития и размещения электроэнергетического хозяйства России. Основные типы электростанций и особенности их размещения
Единая энергетическая система
России (ЕЭС России) состоит из 69 региональных энергосистем,
которые, в свою очередь, образуют 7 объединенных
энергетических систем: Востока, Сибири, Урала
В электроэнергетический комплекс ЕЭС России входит более 600 электростанций мощностью свыше 5 МВт. На конец 2011 года общая установленная мощность электростанций ЕЭС России составила 218 235,8 МВт.
Увеличение установленной
Ежегодно все станции
Сетевое хозяйство ЕЭС России насчитывает более 10 200 линий электропередачи класса напряжения 110 – 1150 кВ.
Управление
Рис.1
Параллельно с ЕЭС России работают
энергосистемы Азербайджана, Белоруссии,
Грузии, Казахстана, Латвии, Литвы, Молдавии,
Монголии, Украины и Эстонии. Через
энергосистему Казахстана параллельно
с ЕЭС России работают энергосистемы
Центральной Азии - Киргизии и Узбекистана.
Через устройство Выборгского
От электрических сетей России осуществляется также электроснабжение выделенных районов Норвегии и Китая. [8]
Практически вся электроэнергия в России производится на ТЭС, ГЭС и АЭС. Технологические различия между видами электростанций используются при их объединении в энергосистемы — группы станций, соединенные линиями электропередач (ЛЭП) высокого напряжения (до 500-800 кВ). Большая часть электростанций нашей страны (в пределах Главной полосы расселения) объединена в Единую энергосистему России. За ее пределами электроснабжение осуществляется из небольших автономных установок, не связанных между собой. [10]
Основные типы электростанций и особенности их размещения по регионам страны. Основной тип электростанций в России - тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, мазут, газ, сланцы, торф).[9] Эти установки вырабатывают примерно 67% электроэнергии России. На их размещение влияют топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные электростанции располагаются в местах добычи топлива. ТЭС, использующие калорийное, транспортабельное топливо, ориентированы на потребителей. Теплоэлектростанции на традиционных видах топлива (угле, газе, мазуте, торфе) могут быть двух видов: конденсационные (когда прошедший через турбину отработанный пар охлаждается, конденсируется и вновь поступает в котел) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), в которых отработанный пар затем используется для отопления. ТЭЦ строят обычно в крупных городах, поскольку передача пара или горячей воды пока возможна на расстояние не более 20 км. [10] Среди них главную роль играют мощные (более 2 млн кВт) ГРЭС - государственные районные электростанции, обеспечивающие потребности экономического района, работающие в энергосистемах(Таблица 1). [9] Самые крупные. Сургутская-2,Рефтинская, Костромская,Сургутская-1. [10]
Таблица 1. ГРЭС мощностью более 2 млн. кВт.
Россия располагает большим
гидроэнергетическим
Общий валовой (теоретический) гидроэнергопотенциал России определен в 2900 млрд кВт-ч годовой выработки электроэнергии или 170 тыс. кВт-ч на 1 кв. км территории.
Технически достижимый уровень
использования
Экономический потенциал, как
приемлемая для практического
Наиболее освоен экономический гидроэнергопотенциал в Европейской части России - 46,8%. Существенно ниже освоение гидроэнергопотенциала Сибири - 21,7%. На Востоке России освоение гидроэнергетического потенциала составляет только 3,8%.
Гидроэлектростанции России имеют установленную мощность 1 тыс. МВт и более, а их суммарная установленная мощность равна 34108 МВт. Из крупных ГЭС 6 электростанций имеют электрическую мощность 2 тыс. МВт и более, суммарная мощность этих ГЭС составляет 25581 МВт.
В настоящее время с участием РАО "ЕЭС России" ведется строительство 7 гидроэлектростанций на Востоке в Сибири, и на юге Европейской части страны. Проектная установленная мощность этих ГЭС составляет 7102 МВт, а проектная среднегодовая выработка электроэнергии - 30 млрд 421 млн кВт-ч. [11]
Гидроэлектростанции России мощностью свыше 1000 МВт
Таблица 2
Атомные
станции. (АЭС) в России пока используются
для выработки электроэнергии (а не для
отопления, хотя уже есть проекты АСТ —
атомных станций теплоснабжения). Отсутствие
вредных выбросов, малые объема топлива,
после ее переработки можно использовать
ещё раз, низкая себестоимость энергии.
Опасны, сложная система переработки топлива,
дорогие. Балаковская АЭС Саратов, Ленинградская
АЭС, Курская АЭС, Смоленская АЭС, Калининская
Аэс Тверь.
Основными особенностями размещения АЭС
является их удаление от населенных пунктов,
которых не видно в непосредственной близости
на снимках. Ленинградская АЭС расположена
в 80 км западнее Санкт-Петербурга на южном
берегу Электроэнергия Балаковской АЭС
- самая дешевая среди всех АЭС и тепловых
электростанций России. Коэффициент использования
установленной мощности на АЭС составляет
более 80 %
Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию. В отличие от ТЭС, работающих на органическом топливе, АЭС работает на ядерном горючем (в основном 233U, 235U. 239Pu). При делении 1 г изотопов урана или плутония высвобождается 22 500 квт ч, что эквивалентно энергии, содержащейся в 2800 кг условного топлива.
По типу реакторов: Реакторы на тепловых нейтронах, использующие специальные замедлители для увеличения вероятности поглощения нейтрона ядрами атомов топлива: 1) Реакторы на лёгкой воде; 2) Графитовые реакторы; 3) Реакторы на тяжёлой воде
Реакторы на быстрых нейтронах;
Субкритические реакторы, использующие внешние источники нейтронов;
Термоядерные реакторы.
По виду отпускаемой энергии: Атомные станции по виду отпускаемой энергии можно разделить на:
Атомные электростанции (АЭС), предназначенные для выработки только электроэнергии
Атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), вырабатывающие как электроэнергию, так и тепловую энергию
Атомные станции теплоснабжения (АСТ), вырабатывающие только тепловую энергию
Однако, на всех атомных станциях России есть теплофикационные установки, предназначенные для подогрева сетевой воды.
Атомные станции в России. В настоящее время в Российской Федерации на 10 действующих АЭС эксплуатируется 31 энергоблок общей мощностью 23243 МВт, из них 15 реакторов с водой под давлением — 9 ВВЭР-440, 15 канальных кипящих реакторов — 11 РБМК-1000 и 4 ЭГП-6, 1 реактор на быстрых нейтронах.
В разработках проекта Энергетической стратегии России на период до 2030 г. предусмотрено увеличение производства электроэнергии на атомных электростанциях в 4 раза.
Действующие атомные станции: Балаковская, Белоярская, Билибинская, Волгодонская, Калининская, Кольская, Курская, Ленинградская, Нововоронежская, Смоленская.
Проектируемые
атомные станции: Нижегородская
Остановленное строительство атомных станций: Башкирская АЭС (город Агидель), Воронежская атомная станция теплоснабжения (город Воронеж), Горьковская атомная станция теплоснабжения (город Нижний Новгород), Костромская АЭС (поселок городского типа Чистые Боры), Крымская АЭС (город Щёлкино, Украина), Татарская АЭС (поселок городского типа Камские Поляны).
Остановленные атомные станции: Обнинская, Сибирская [14]
Использования нетрадиционных источников энергии. В последние годы в России возрос интерес к использованию альтернативных источников энергии – солнца, ветра, внутреннего тепла Земли, морских проливов. Уже построены опытные электростанции на нетрадиционных источниках энергии. Так, на энергии приливов работают Кислогубская и Мезенская электростанции на Кольском полуострове.
Термальные горячие воды
используются для горячего водоснабжения
гражданских объектов и в теплично-парниковых
хозяйствах. На Камчатке на р. Паужетка
построена геотермальная
Крупными объектами
Ветровые установки в жилых поселках Крайнего Севера используются для защиты от коррозии магистральных газо- и нефтепроводов, на морских промыслах.
Разработана программа, согласно в начале третьего тысячелетия планируется построить ветровые электростанции – Колмыцкую, Тувинскую, Магаданскую, Приморскую и геотермальные электростанции – Верхнее-Мугимовскую, Океанскую. На юге России, в Кисловодске, предполагается сооружение первой в стране опытно-экспериментальной электростанции, работающей на солнечной энергии. Ведутся работы по вовлечению в хозяйственный оборот такого источника энергии, как биомасса.
По данным экспертов, ввод в эксплуатацию указанных электростанций позволит довести долю нетрадиционной и малой энергетики в энергобалансе России до 2%.[15]
Важнейшие проблемы и основные направления развития и размещения электроэнергетики Российской Федерации
С начала 90-х топливно-энергетический
комплекс подвержен кризисным явлениям.
В отдельных районах
Энергосберегающая политика подразумевает коренное совершенствование структуры энергопотребления, экономию топлива и энергии во всех отраслях народного хозяйства и переход на энергосберегающие технологии.
В перспективе возможно снижение доли
мазута в топливном балансе
Также новая энергетическая программа
должна учитывать возможности
Экологические проблемы развития отрасли. Основные формы влияния энергетики на окружающую среду состоят в следующем:
- Основной объем энергии человечество пока получает за счет использования невозобновимых ресурсов.
- Загрязнение атмосферы: тепловой эффект, выделение в атмосферу газов и пыли.
- Загрязнение гидросферы: тепловое загрязнение водоемов, выбросы загрязняющих веществ.
- Загрязнение литосферы при транспортировке энергоносителей и захоронении отходов, при производстве энергии.
- Загрязнение радиоактивными и токсичными отходами окружающей среды.
- Изменение гидрологического режима рек гидроэлектростанциями и как следствие загрязнение на территории водотока.
- Создание электромагнитных полей вокруг линий электропередач.
Согласовать постоянный
- Экономия энергии. Степень влияния прогресса на экономию энергии можно продемонстрировать на примере паровых машин. Как известно, КПД паровых машин 100 лет назад составлял 3-5%, а сейчас достигает 40%. Развитие мировой экономики после энергетического кризиса 70 годов также показало, что на этом пути у человечества есть значительные резервы. Применение ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий обеспечило значительное сокращение потребления топлива и материалов в развитых странах.
- Развитие экологически более чистых видов производства энергии. Решить проблему, вероятно, способно развитие альтернативных видов энергетики, особенно базирующихся на использовании возобновляемых источников. Однако пути реализации данного направления пока не очевидны. Пока возобновимые источники дают не более 20 % общемирового потребления энергии. Основной вклад в эти 20% дают использование биомассы и гидроэнергетика.[17]
Основные приоритеты перспективного развития и размещения отрасли. Для более экономичного, рационального и комплексного использования общего потенциала электростанций нашей страны создана Единая энергетическая система (ЕЭС). Экономическая выгодность мощных линии электропередачи и объединение энергосистем очевидны: значительно повышается надежность снабжения, электроэнергией народного хозяйства экономических районов, выравниваются суточные и годовые графики потребления электроэнергии, улучшаются экономические показатели станций, создаются условия для полной электрификации районов, испытывающих недостаток в электроэнергии. В ЕЭС работают свыше 700 крупных электростанций, что составляет 84% мощности всех электростанций. Управление ЕЭС осуществляется из единого центра, оснащенного электронно-вычислительной техникой.
Основными
положениями новой
- Приведение
одновременно с
- Акционирование
предприятий топливно-
- Поддержка
независимых производителей
- Расширение
возможностей привлечения
В перспективе
Россия должна отказаться от строительства
новых крупных тепловых и гидравлических
станций, требующих огромных инвестиций
и гидравлических станций, требующих
огромных инвестиций и создающих
экологическую напряженность. Предполагается
строительство ТЭЦ малой и
средней мощности и малых АЭС
в удаленных северных и восточных
регионах. На Дальнем Востоке
Список литературы
[1] - Федеральный закон Российской Федерации от 26 марта 2003 г. N 35-ФЗ «Об электроэнергетике»
[2]- Образовательный сайт Вороновой
О.Н. http://www.voronova-on.ru/
[3] – Федеральная служба
государственной статистики (Росстат) http://www.gks.ru/free_doc/
[4] – Экономика http://www.ruseconomy.ru/
[5] – Всем, кто учится AB Alleng.ru http://www.alleng.ru/d/geog/
[6] – 1 сентября http://geo.1september.ru/view_
[7] – Библеотекарь.Ру http://bibliotekar.ru/
[8] - Системный оператор Единой
энергетической системы http://so-ups.ru/index.php?id=
[9] – Библеотекарь.Ру http://bibliotekar.ru/
[10] - Rudocs.exdat.com http://rudocs.exdat.com/docs/
[11] – Эксперт Ра Рейтинговое
агенство http://www.raexpert.ru/
[14] – Genon http://www.genon.ru/GetAnswer.
[15] – Образовательная сеть
«Знание» http://xn----
[16] - «Mark5» http://www.mark5.ru/102/23755/
[17] – Ядерная физика в Интернете http://nuclphys.sinp.msu.ru/
[18] - Федеральная целевая
программа «Энергоэффективная