Значение электроэнергетики в экономике РФ

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………   3

1. Значение электроэнергетики в экономике РФ……………...   4

2. Принципы размещения и типы электростанций……………   6

3. Проблемы электроэнергетики………………….. …………..   11

4.Основные направления перспективного развития электроэнергетики  России …………………………………………………………….    12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………    14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………….    16

ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………….   17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Электроэнергетика, ведущая область энергетики, обеспечивающая электрификацию народного хозяйства страны. В экономически развитых странах технические средства электроэнергетики объединяются в автоматизированные и централизованно управляемые электроэнергетические системы.

Энергетика является основой развития производственных сил в любом государстве. Энергетика  обеспечивает бесперебойную работу промышленности , сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.

Электроэнергетика наряду с другими отраслями  народного хозяйства рассматривается как часть единой народно - хозяйственной экономической системы. В настоящее время без электрической энергии наша жизнь немыслима. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Без электроэнергии невозможно действие современных средств связи и развитие кибернетики, вычислительной и космической техники. Так же велико значение  электроэнергии в сельском хозяйстве, транспортном  комплексе и в быту. Представить без электроэнергии нашу жизнь невозможно.

Электрическая энергия в промышленности применяется для приведения в действие различных механизмов и непосредственно в технологических процессах.

В настоящее время коэффициент электрификации силового привода в промышленности составляет 80%. При этом около 1/3 электроэнергии расходуется непосредственно на технологические нужды.

Отрасли, зачастую не использующие электроэнергию напрямую для своих технологических процессов являются крупнейшими потребителями электроэнергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Значение электроэнергетики в  экономике РФ

 

Электроэнергетика является важнейшей базовой отраслью промышленности России. От уровня ее развития зависит все народное хозяй-

ство страны. В промышленности электрическая энергия применяется как для приведения в действие различных механизмов, так и непосредствен- но в тех- нологических процессах.

Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышлен- ности. Электротранспорт не загрязняет окружающую среду. Большое коли- чество электроэнергии потребляет электрифицированный железнодорожный транспорт, что позволяет повышать пропускную способность дорог за счет увеличения скорости движения поездов, снижать себестоимость перевозок, повышать экономию топлива.

Топливно-энергетический комплекс России один из крупнейших в мире, по масштабам производства энергетических ресурсов уступает лишь США. Россия находится на втором месте в мире после США, разрыв по этому показателю между этими странами весьма значителен (в 1992 г. в России было произведено 976 млрд. кВт-ч электроэнергии, в США более 3000, т.е. более чем втрое).

Мощность всех электростанций России составляет около 215 млн. кВт. Со вступлением России в рыночные отношения произошли огромные организационные изменения в энергетике. Создана крупнейшая акционерная компания РАО «ЕЭС России», осуществляющая производство, распределение и экспорт электроэнергии. В ведении РАО «ЕЭС России» находятся около 600 ТЭС, более 100 ГЭС и 9 атомных электростанций (АЭС).

Снижение производства энергии связано с уменьшением спроса со стороны потребителей, также в немалой степени это объясняется старением энергетического оборудования. По оценкам специалистов, около 40% электростанций в России имеют устаревшее оборудование, а 15% станций отнесены к категории небезопасных для эксплуатации. Резкое снижение мощностей вызывает критическое положение в снабжении электроэнергией ряда регионов России (Дальний Восток, Северный Кавказ и др.)

Распределение вырабатываемой электроэнергии по отраслям народного хозяйства выглядит следующим образом: большую часть (55%) потребляет промышленность, 17% - сельское хозяйство, 20% - транспорт, 4% - сфера обслуживания, оставшаяся часть идет на экспорт.

В отличие от многих стран в топливно-энергетическом комплексе России велик удельный вес наиболее экологически чистого топлива – природного газа и низка доля каменного угля. Удельный вес угля в энергобалансе России в конце 90-х гг. составлял всего лишь 14%, в то время как в Великобритании – 32, в Германии – 27, в Японии – 18%.

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Принципы размещения и типы  электростанций

При развитии энергетики огромное значение придается вопросам правильного размещения электроэнергетического хозяйства. Важнейшим условием рационального размещения электрических станций является всесторонний учет потребности в электроэнергии всех отраслей народного хозяйства страны и нужд населения, а также каждого экономического района на перспективу.

Одним из принципов размещения электроэнергетики является строительство преимущественно небольших по мощности тепловых электростанций, внедрение новых видов топлива, развитие сети дальних высоковольтных электропередач.

Более половины всей электроэнергии производится на тепловых электростанциях, в том числе комбинированного цикла, использующих комбинированные парогазовые установки. В качестве топлива на ТЭС используют уголь, газ, сланцы, торф, то есть органическое топливо (преобладают газ и мазут). Важную роль играют государственные районные электростанции (ГРЭС), вырабатывающие более 2 млн. кВт и обеспечивающие потребности экономического района (таблица 1)

Таблица 1

ГРЭС мощностью более 2 млн. кВт

Федеральный округ	Название ГРЭС	Установленная мощность, млн. кВт	Топливо
Центральный	Костромская	3,6	Мазут
	Рязанская	2,8	Уголь
	Конаковская	3,6	Мазут, газ
Уральский	Сургутская 1	3,3	Газ
	Сургутская 2	4,8	Газ
	Рефтинская	3,8	Уголь
	Троицкая	2,4	Уголь
	Ириклинская	2,4	Мазут
Приволжский	Заинская	2,4	Мазут
Сибирский	Назаровская	6,0	Уголь
Южный	Ставропольская	2,1	Мазут, газ
Северо-западный	Киришская	2,1	Мазут

 

К крупным тепловым электростанциям относятся следующие ГРЭС: Костромская, Вяземская, Конанковская в Центральном районе; Рефтинская, Троицкая, Ириклинская на Урале; Назаровская, Сургутская, Уренгойская в Сибири, а также Березовская, использующая уголь крупного Канско-Ачинского бассейна; на Северном Кавказе это Ставропольская, а на Северо-западе -  Киришская ГРЭС.

Производство электроэнергии на ТЭС РАО «ЕЭС России» - 521,4 млрд. кВт-ч. На РАО «ЕЭС России» было также выработано 465,8 млн. Гкал тепловой энергии, что эквивалентно 541,7 млрд. кВт-ч тепловой энергии.

В таблице 2 приводятся показатели топливопотребления по видам использованного топлива.

Таблица 2

 

Потребление топлива по РАО «ЕЭС России» по видам в 2011 г.

 

Вид топлива	Доля вида топлива	Расход топлива тыс. т (млн.  куб. м для газа)
потребление угля	25,6%	101 200
потребление мазута	3,1%	5 258
потребление газа	70,6%	139 686
Другие виды топлива	0,7%

 

Размещение ТЭС зависит от топливного и потребительского факторов. В частности наиболее мощные ТЭС  располагаются в местах добычи топлива, будь то торф, уголь или сланцы; чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать электроэнергию. Тепловые станции, работающие на мазуте, расположены в центрах нефтеперерабатывающей промышленности. Потребительский фактор предполагает использование топлива, выгодного в транспортировке.

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 коэффициент полезного действия, загрязнение окружающей среды, невозобновимость топливных ресурсов. Коэффициент полезного действия обычной ТЭС – 37-39%. Несколько больший КПД имеют ТЭЦ, обеспечивающие теплом предприятия и жилье с одновременным производством электроэнергии, - 60%.

Второе место по производству электроэнергии занимают гидравлические электростанции, использующие энергию воды. Строительство их производилось на равнинах и горных реках. ГЭС, построенные на равнинах, создавали целые каскады, наиболее крупные из которых расположены в Сибири. Крупный каскад ГЭС расположен на Волге: Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Горьковская, Чебоксарская, Вожская, Саратовская.

Гидроэлектростанции характеризуются более дешевой производимой энергией, высоким КПД, простотой в обслуживании и управлении по сравнению с ГРЭС, использованием возобновимого источника энергии. Строительство ГЭС затратное, но быстро окупаются в течение 1,5 - 2 лет, следовательно прибыльные. Однако строительство в СССР крупных равнинных каскадов ГЭС отрицательно сказалось на экологической обстановке: потеряны ценные сельскохозяйственные земли, нанесен ущерб рыбному хозяйству, нарушено общее экологическое равновесие.

ГЭС не могут быть основным производителем энергии, не смотря на свои плюсы, так как в основном они зависят от сезона, от полноты воды в реках. Поэтому большее значение они имеют как маневренные «пиковые» электростанции, позволяющие обеспечить нормальную работу   в период суточных пиков нагрузки электросистемы, когда имеющихся мощностей ТЭС не хватает. В современных условиях строительство ГЭС экономически нецелесообразно – огромные финансовые затраты, районы мало освоены экономически, недостаточно производительных сил. Отсюда сделан акцент на строительство малой и средней гидроэнергетики.

В практической работе по размещению электростанций большое значение имеет кооперирование гидроэлектростанций с тепловыми электростанциями. Это обусловлено тем, что выработка электроэнергии на гидростанциях сильно колеблется в течение года в связи с изменениями водного режима рек. Объединение тепловых и гидравлических электростанций в одной электросистеме позволяет компенсировать недостаток в выработке энергии на гидростанциях в маловодные периоды года за счет электроэнергии, вырабатываемой на тепловых электростанциях.

Важным направлением развития электроэнергетики было строительство атомных электростанций, в первую очередь в районах, испытывающих дефицит топлива. При подготовке проектов строительства атомных электростанций учитывается целый ряд факторов: потребность района в электроэнергии, природные условия (достаточное кол-во воды), плотность населения, возможности защиты населения при авариях, размещение не ближе 25 км от городов с численностью 100 тыс. жителей. К плюсам АЭС относятся независимость от энергетических ресурсов при строительстве, большое содержание энергии в небольшом объеме топлива (в 1 кг основного ядерного топлива – урана – содержится энергии столько же, сколько в 2500 т. угля), отсутствие выбросов в атмосферу. Установлено, что энергетический эквивалент разведанных мировых запасов ядерного горючего во много раз превосходит энергетический эквивалент известных мировых запасов угля, нефти и гидроэнергии, вместе взятых. Однако, как и у других электростанций есть и минусы. Это – трудности в захоронении радиоактивных отходов (для их вывоза со станций сооружаются контейнеры с мощной защитой и системой охлаждения), катастрофические последствия в результате аварий, тепловое загрязнение используемых водоемов.

К новым разработкам в атомной энергетике можно отнести создание АТЭЦ и АСТ. АТЭЦ помимо электрической энергии производится и тепловая, а на АСТ – только тепловая.

Важная черта нашей энергетической системы – централизация. Около 90% электроэнергии производят крупные ГЭС, ТЭС и АЭС, которые объединены в электрическую сеть высоковольтными линиями электропередачи. Большинство населенных пунктов присоединены к ним, так что 87% населения получают электроэнергию централизованно. Однако большая часть территории России с низкой плотностью населения еще не подключена к центральным энергетическим системам. Около 10 млн. жителей Крайнего Севера, Дальнего Востока и других регионов не имеют выхода к энергетическим сетям. Решить эту проблему проще всего, используя нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ), потенциал которых в России чрезвычайно велик. К нетрадиционным возобновляемым источникам энергии относятся геотермальная энергия, энергия биомассы, энергия ветра, солнечная энергия, фотоэлектричество. К примеру, геотермальные электростанции выбрасывают в атмосферу в 100 и более раз меньше углекислого газа, чем тепловые.

Использование НВИЭ имеет три важных аспекта: экологический, региональный, инвестиционный. Экологические достоинства особенно значимы в свете Киотских соглашений по ограничению выбросов парниковых газов (прежде всего углекислого газа), образующихся при сжигании обычного топлива. Региональное значение НВИЭ определяется тем, что в удаленных районах именно они позволяют обеспечить децентрализованное энергоснабжение и сократить завоз. Инвестиционная привлекательность заключается в том, что, как правило, сооружение этих установок не требует больших капиталовложений и трудозатрат.

Энергетические системы играют важнейшую роль в более планомерном размещении производства, широком внедрении во все отрасли народного хозяйства электроэнергии и ее  более рациональным использовании. При этом доля тепловых станций главная (таблица 3)

 

Таблица 3

 

Производство электроэнергии на разных типах электростанций России, млрд. кВт/ч

Тип электростанций	2005	2008	2011
Тепловые	629	710	714
Гидроэлектростанции	175	167	168
Атомные	149	163	173

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Проблемы электроэнергетики

 

В структуре снабжения энергетики органическим топливом основное место занимает газ, доля которого составляет около 60-64%. Уголь обеспечивает 26–29%. Доля мазута в пределах 7–13%, торфа – 0,3%. Такая большая доля газа, несмотря на все его экономические и экологические преимущества, явно нерациональна с точки зрения надежности энергообеспечения и энергетической безопасности страны. Это одна из основных проблем отечественной  энергетики.

Другой серьезнейшей проблемой является физическое и моральное старение оборудования и самих электростанций. Значительное количество энергоблоков в ближайшие годы будет работать в зоне серьезного риска аварий. Последние 12-13 лет шел неуклонный процесс снижения инвестиций в электроэнергетику. Это привело почти к полному прекращению вводов новых и замещению устаревших электроэнергетических объектов.

В России много лет сохраняется крайне низкий уровень тепловой экономичности электроэнергетики на паровых турбинах – средний уровень КПД равен 35%, а старые небольшие электростанции работают даже с КПД до 25% . и если не направить все усилия на повышение технического уровня в этой области, при повышении цен на топливо до мирового уровня цена на электроэнергию в России может стать в 1,5-2 раза выше мировой.

В ведущих промышленных державах наметилась устойчивая тенденция к сокращению энергоемкости создаваемой единицы ВВП, а в России с начала 90-х гг. сохраняется противоположная тенденция. С 1990 по 1999 гг. энергоемкость ВВП России увеличилась на 32%, а энергоемкость промышленного производства – более чем на 45%. Этому способствовали факторы структурного характера, а также увеличение стоимости энергии и ее доли в общих издержках производства конечной продукции. Потенциал энергосбережения в промышленности используется не более чем на 2%. В целом по России лишь 10% промышленных предприятий инвестируют капитал в энергосберегающие проекты, хотя надо уделять более значительное внимание повышению эффективности использования электроэнергии.

 

 

 

 

4. Основные направления перспективного  развития  электроэнергетики России

 

Перспективы развития энергетики России существенно определяются 
трендами развития мировой энергетики. Энергетика как основа функционирования экономики и общества призвана обеспечить растущее население планеты (с 6,3 млрд. человек в 2005 г. до 8 млрд. человек в 2030 г.) и развитие экономики со среднегодовыми темпами роста ВВП  3,5-4%. Это приведёт к росту энергопотребления в 1,3-1,5  раза к 2030 г., но неравномерно по регионам мира.

На жизни двух последних поколений до 70% энергетических потребностей планеты обеспечивали нефть и природный газ. Их обычные ресурсы вполне достаточны для удовлетворения потребностей, по крайней мере, следующего поколения, а вместе с нетрадиционными ресурсами – и до конца XXI века.

Развитие к 2030 г. новых технологий преобразования энергии резко расширит возможности взаимозаменяемости природных энергоресурсов и существенно изменит как условия их конкурентоспособности, так и соответствие требованиям охраны окружающей среды.

Тенденции развития мировой энергетики учитываются при разработке Энергетической стратегии России до 2030 года. Но энергетика России имеет важные особенности: низкую энергоэффективность экономики, слабую диверсификация энергоресурсов, высокую нагрузку ТЭК на окружающую среду и на экономику. В ИНЭИ РАН создана научно-методическая база для исследования этих проблем и прогнозирования развития энергетики, комплекс математических моделей и распределённые базы данных. Они широко используются при разработке Энергетической стратегии России на период до 2030 г. По Энергетической стратегии России ВВП вырастет до 2030 г. в 3,5 - 5 раз и расход энергии - на 45-75%. Это потребует двукратного снижения энергоёмкости ВВП. Россия имеет 20% мировых энергоресурсов, но отстаёт их разведка. При должной её интенсификации производство энергии увеличится на 25-45%. Уголь, АЭС и ГЭС станут замещать нефть и газ, доля последнего снизится с 42,5 до 41%.

Энергетика - крупнейший внутренний потребитель природного газа, и поэтому экономить газ в первую очередь планируется именно в ней. В качестве экономии предлагается заменить тепловые электростанции на природном газе атомной энергетикой. Для этого, согласно планам правительства, придется построить приблизительно 30 новых реакторов к 2020 г., чтобы  довести долю атомной энергетики в электрическом балансе до 25%. При этом вариант замещения газовой энергетики на атомную обычно преподносят как единственно возможный. Между тем одной из реальных альтернатив  является повышение эффективности использования газа в самой теплоэнергетике.

 Другая задача - оптимизация  развития электроэнергетики с  ростом мощности электростанций в 2-2,7 раза (в основном АЭС, ГЭС и угольные КЭС) и утроением электрических сетей. Экспорт энергоресурсов увеличится только на 15-25% до 950-1080 млн. к 2020 г. с тенденцией последующего снижения. Существенно вырастет нагрузка на окружающую среду, что не обеспечивает устойчивого развития. Поэтому рассматривается сценарий с замедлением роста расхода энергии с 65% до 30% за счёт более быстрого снижения энергоёмкости ВВП (но медленнее тренда последних 10 лет). Это радикально изменит электроэнергетику: при приоритете АЭС и ГЭС угольные ТЭС уступят современным парогазовым технологиям и кратно вырастет использование возобновляемой энергии. В результате расход газа на ТЭС уменьшится, и его добыча стабилизируется без снижения экспорта газа. После 2015 г. может снизиться и добыча угля. Тогда эмиссия парниковых газов стабилизируется с 2015 г. в диапазоне 78-82% от уровня 1990 года.

Необходим рост инвестиций не в производство электроэнергии, а в энергосберегающие технологии, а также в использование новых или альтернативных источников энергии, что даст возможность обеспечить в стране экономию энергоресурсов, особенно минерального топлива, и будет способствовать уменьшению негативного воздействия на окружающую среду.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Сейчас перед отраслью стоит ряд проблем. На данном этапе, в России выброс вредных веществ в окружающую среду на единицу продукции превышает аналогичный показатель на западе в 6-10 раз.

Экстенсивное развитие производства, ускоренное наращивание огромных мощностей привело к тому, что экологический фактор долгое время учитывался крайне мало или вовсе не учитывался. Наиболее не экологична  угольная ТЭС, вблизи них радиоактивный уровень в несколько раз превышает уровень радиации в непосредственной близости от АЭС. Экологические параметры, установленные ранее не обеспечивают полной экологический чистоты, в соответствии с ними строилось большинство электростанций. Новые стандарты экологической чистоты вынесены в специальную государственную программу “Экологически чистая энергетика»

Развитие атомной энергетики в России неотвратимо и это сейчас понимает большинство населения, да и сам отказ от ядерной энергетики потребовал бы колоссальных затрат. Так, если выключить сегодня все АЭС, потребуется дополнительно 100 млн. тонн условного топлива, которое просто неоткуда взять. Известно, что себестоимость атомной энергии значительно превышает себестоимость электроэнергии, полученный на тепловых или гидравлических станциях, однако использование энергии АЭС во многих конкретных случаях не только незаменимо, но и является экономически выгодным.

Принципиально новое направление в развитии энергетики и возможной замене АЭС представляют по безтопливным электрохимическим генераторам.

Потребляя натрий, содержащийся в морской воде в избытке этот генератор имеет КПД около 75%. Продуктом реакции здесь является хлор и кальцинированная сода, и причем возможно последующее использование этих веществ в промышленности .

 В условиях рынка и развития энергетического хозяйства необходимо исходить из принципов:

• -учитывать в первую очередь строительство экологически чистых электростанций и переводить ТЭС на более чистое топливо – природный газ;
• -создать ТЭЦ для теплофикации отраслей промышленности, сельского и коммунального хозяйства, что обеспечивает экономию топлива и вдвое увеличивает КПД электростанций;
• -строить небольшие по мощности электростанции с учетом  потребностей в электроэнергии некрупных регионов;
• -объединить различные типы электростанций в единую энергосистему;
• -сооружать гидроаккумулирующие станции на малых реках,  особенно в остродефицитных по энергии районах России;
• -использовать в получении электрической энергии нетрадиционные виды топлива, энергию ветра, солнца, морских приливов, геотермальных вод и т. д.
• Национальная программа повышения качества энергоснабжения.