Значення, структура та місце галузі в економіці України

ЗМІСТ

ВСТУП

Електроенергетика – основа розвитку економіки, вона є складовою частиною паливно-енергетичного  комплексу України. Це вкрай потрібна галузь для сучасного суспільства, однак крім великої користі вона приносить чимало екологічних проблем.

Енергетика – найважливіший фактор у процесі перетворення природи людиною. Виробництво енергії, її транспортування і споживання набули глобального характеру. Створений людством енергетичний потенціал забезпечує сучасні технології освоєння навколишнього космічного простору.

Поряд з тим майже 80% усіх видів забруднення  біосфери зумовлює саме енергетична  промисловість, яка включає добування, переробку і використання палива.

Теплові електростанції нині є найпоширенішими, здебільшого вони працюють на вугіллі, торфі, горючих сланцях, мазуті, природному газі. Природний газ є відносно найчистішим видом палива.

Щорічне споживання енергії у світі зараз наближається до 25-35 млрд. тонн умовного палива. При цьому спалювання органічного палива в енергетичних установках супроводжується величезними викидами шкідливих речовин і побічного тепла в навколишнє середовище.

РОЗДІЛ 1

Значення, структура та місце галузі в економіці України

Україна належить до держав недостатньо забезпечених власними енергоресурсами. За цим показником вона відстає від країн Західної Європи, в тому числі й таких, як Німеччина і Франція. Окремими видами палива Україна забезпечена лише на 20-30 % і тільки вугіллям – на 100 %. Водночас вона має найбільш енергомістку економіку. Енергомісткість національного доходу України у 4-6 разів вища, ніж США, Японії та країн Західної Європи. Споживання умовного палива на душу населення у нас становить приблизно 6,5 т, тоді як у перелічених країнах тільки 4,2-5,5 т. Основними видами енергоресурсів в Україні є кам’яне вугілля, нафта, газ, атомна і водна енергія.

Розміщення теплових електростанцій залежить переважно  від наявності паливно-енергетичних ресурсів і споживачів електроенергії (додаток 1).

Географічна структура  споживання електроенергії в Україні  неоднорідна. Найбільше споживання електроенергії в областях, де розвинена  гірничо-металургійна промисловість. У 2009 році найбільшими споживачами електроенергії в Україні були Дніпропетровська, Донецька, Луганська та Запорізька області, що спожили 52 608,3 млн. кВт-год (58 % від загальнодержавного споживання) електроенергії.

Найпоширеніші в Україні теплові електростанції, які за характером обслуговування споживачів є районними (ДРЕС). Вони виробляють майже 2/3 усієї електричної енергії в державі. Частка вугілля в структурі палива, яке використовують ТЕС, велика. Перевагою ТЕС є відносно вільне розміщення, вдвоє менший обсяг капіталовкладень у них порівняно з ГЕС. Найбільшими ДРЕС в Україні є Вуглегірська, Старобешівська, Курахівська, Слов'янська (Донецька область), Криворізька, Придніпровська (Дніпропетровська область), Бурштинська (Івано-Франківська область), Запорізька, Ладижинська (Вінницька область), Трипільська (Київська область) та ін.

Головна тенденція розвитку електроенергетики України – об'єднання електростанцій в енергосистеми, які здійснюють виробництво, транспортування і розподіл електроенергії між споживачами. Це зумовлено потребою ритмічного забезпечення споживачів електроенергією, для виробництва і споживання якої характерні не тільки сезонні, а й добові коливання. Енергосистеми дають змогу маневрувати у виробництві електроенергії як у часі, так і в просторі. Незбіг пікових навантажень в окремих ланках енергосистем робить можливим у разі потреби перекидання електроенергії в зустрічних напрямах із заходу на схід і з півночі на південь. У процесі транспортування електроенергії на значну відстань її втрати неминучі, вони збільшуються із зростанням відстаней, проте можуть зменшуватися при підвищенні напруги передачі. Тому будівництво високовольтних ліній є досить актуальним.

Енергетичний потенціал  України в даний час є чималим. В електроенергетиці він представлений 44 тепловими електростанціями (ТЕС).

Частка електроенергії виробленої на різних типах електростанцій становить: ТЕС (36,4 млн. кВт), АЕС (12,8 млн. кВт), ГЕС (4,7 млн. кВт). ТЕС має найбільшу частку у виробництві електроенергії. Використовуване паливо: кам’яне вугілля (25,5%), природний газ (23,1%), мазут (1,4%).

Використання низькоякісного (непроектного) палива на багатьох блочних  електростанціях спричиняє інтенсивне старіння обладнання ТЕС.

Галузь потребує коштів, інакше вона стане просто небезпечною. Достатньо сказати, що вже цілком вичерпали свій ресурс 98% енергоблоків теплових електростанцій. Зношеність енергомереж країни призвела до того, що технологічні втрати електроенергії в них складають 20% її транспортованої кількості та постійно зростають: у 1996 р. вони складали трохи більше 12%, а сьогодні в таких областях як Хмельницька, Волинська, Закарпатська, Тернопільська, Херсонська, Одеська доходять до 36—44%. За оцінками експертів, Україна щорічно втрачає в електромережах електроенергію, для виробництва якої необхідно до 10 млрд. кубометрів газу.

Широке використання вугілля та інших видів викопного  палива з метою одержання електричної  енергії має явні переваги, оскільки електричну енергію неважко передавати навіть на значні відстані, машини і механізми можна розташовувати далеко від генераторів. Нині набуває поширення й електричне обігрівання житла, при цьому в будинках не спалюють ніякого палива і там не утворюється ні диму, ні золи.

Величезним недоліком теплоенергетики є те, що викопне вуглеводне паливо – вугілля, нафта і природний газ – належить до вичерпних невідновних природних ресурсів. Це дуже нераціональне використання копалин, які природа накопичувала впродовж багатьох геологічних ер, оскільки вуглеводневі ресурси – чудова сировина для хімічного синтезу.

Нині дуже важливою є  проблема ресурсозбереження для української держави. Країна забезпечує себе власними енергоресурсами лише на 20 відсотків. Адже, хоча населення України становить лише один відсоток усього населення планети, споживаємо ми два відсотки всіх енергоресурсів Землі, тобто вдвічі більше середньостатистичного землянина. На одиницю виробленої в Україні продукції витрачається втричі більше енергії, ніж у розвинених країнах, що наперед робить цю продукцію неконкурентоспроможною.

Якби Україна зменшила споживання енергоресурсів хоча б удвічі, вона б повністю забезпечувала свої енергопотреби, тобто цілком могла  стати енергоресурсонезалежною  державою. Але для цього необхідно  впровадити сучасні методи нафтогазодобування, вводити в експлуатацію нові розвідані родовища, відновити старі свердловини і пробурити нові на вже начебто використаних родовищах, розвивати вугільну промисловість, розширити видобуток бурого вугілля, торфу, увести до ладу нові потужності гідроелектростанцій, запровадити режим суворої економії енергоресурсів та електроенергії хоча б на побутовому рівні.

РОЗДІЛ 2

 Екологічний  вплив теплоелектростанцій на навколишнє середовище

Одним із провідних чинників, що обмежує розвиток енергетики в Україні, є екологічний. Викиди від роботи цієї галузі становлять близько 30% всіх твердих часток, що надходять в атмосферу внаслідок господарської діяльності людини. За цим показником електростанції зрівнялися з підприємствами металургії і випереджають всі інші галузі промисловості. Крім того, електроенергетика дає до 63% сірчаного ангідриду, понад 53% оксидів азоту, що надходять у повітря від стаціонарних джерел забруднення. Вони є основними джерелами кислотних дощів в Україні. Оксиди вуглецю, що їх викидають електростанції в атмосферу – головне джерело парникового ефекту.

Великі  ТЕС використовують мільйони тонн вугілля  щорічно. Україна за кількістю “технічного  бруду” на душу населення, навіть не враховуючи наслідків Чорнобильської катастрофи, посідає перше місце в Європі. Зони екологічної біди займають 15 % території держави. Забруднені такі області, як Київська, Житомирська, Рівненська, Чернігівська, Вінницька, Черкаська, та інші.

Екологічний вплив  ТЕС на навколишнє середовище залежить від виду палива. Для спалювання в топках ТЕС використовують три групи органічних ресурсів - тверді (вугілля і горючі сланці), рідкі (мазут, дизельне і газотурбінне паливо) і газоподібні палива (природний газ, біогаз та ін.).

При спалюванні твердого палива на ТЕС в атмосферу викидаються: летка зола з частками палива, що не згоріло, сірчистий і сірчаний ангідриди, оксиди вуглецю і азоту, фтористі сполуки та газоподібні продукти неповного згорання палива. Побічним продуктом, що утворюється при згоранні вугілля, є вугільна зола. Золовідвали займають величезні площі землі, які вилучаються з раціонального господарського використання.

У вугіллі містяться  вкраплення радіоактивних ізотопів цезію і торію. При спалюванні ці елементи роблять свій внесок в  радіоактивне забруднення навколишнього середовища.

При спалюванні рідких видів палива (зокрема мазуту) з димовими газами в атмосферу  надходять сірчистий і сірчаний ангідриди, оксиди азоту, тверді і газоподібні  продукти неповного згорання палива, сполуки ванадію, солей натрію та ін.

При спалюванні природного газу єдиним найбільш істотним забруднювачем атмосферного повітря  є оксид азоту (його утворюється  на 20% менше, ніж при спалюванні вугілля). Природний газ є найбільш екологічно чистим видом енергетичного палива.

Порівняльні дані про вміст шкідливих домішок у димах традиційних видів палива наведені у табл. 1.

                                                                               Таблиця 1

                    Вміст основних шкідливих домішок у димах

Для запобігання  забрудненню атмосфери продуктами згорання палива та з метою зменшення  ймовірності утворення кислотних  дощів необхідно на ТЕС і ТЕЦ  змінити технологію.

Це можна  зробити в таких напрямках:

а) розсіювання  оксиду сірки в більш високих шарах повітряного басейну за допомогою спорудження на ТЕС високих димових труб;

б) використання вугілля з низьким вмістом  сірки на нових установках;

в) очищення вугілля  від сірки;

г) використання порошкоподібного вугілля і видалення  сірки з топочних газів, що відходять.

Комплексна підготовка вугілля до спалювання дозволяє знизити і спростити процес спалювання палива, скоротити витрати палива і знизити працевтрати на транспортування, зокрема, для індивідуальних споживачів у затареному вигляді і з протипиловою обробкою (парафінування). Аналогічні підходи застосовують і до високосірчистої нафти.

Однією з  проблем теплоенергетики є утилізація золи. Останнім часом золу стали  використовувати для різних цілей. Бетони, в яких міститься 20% золи, дають скорочення циклу пропарювання виробів удвоє. Вироби з додаванням золи морозостійкі, краще протистоять агресивному середовищу, мають ідеальну гладку поверхню. Золу використовують як мінеральну добавку в асфальтобетон і замість піску в керамзитобетоні. Досить перспективним є застосування золи у виробництві цегли і зольного гравію.

Інший недолік  ТЕС полягає в тому, що перетворення теплової енергії, яка міститься  у викопному паливі, супроводжується  колосальними втратами.

Сучасна теплова  електростанція, яка працює на вугіллі і виробляє пару для наступного перетворення її енергії за допомогою турбогенератора в електричну, досягає ефективності 40%, іншими словами, лише 40% теплової енергії, яку віддає вугілля під час згорання, перетворюється в електричну. Такою ж приблизно є й ефективність теплових електростанцій, які використовують нафту.

Одержання електричної  енергії супроводжується марним використанням великої частини  теплової енергії викопного палива - вугілля, нафти та природного газу. Особливо великими є витрати, коли одержана електрична енергія знову перетворюється в тепло на місці її використання.

При одержанні  електричної енергії виділяється  зайве тепло, яке необхідно кудись відводити. Коли такі "теплові відходи" викидаються в навколишнє середовище, це може призвести до небезпечних наслідків. Ось чому надлишок тепла в навколишньому середовищі класифікується як теплове забруднення.

Багато праць  присвячено тепловому впливу на живі організми у зв'язку з місцем розташування теплоелектростанцій. Ці дослідження  показали, що явно небезпечний вплив здійснюють ті електростанції, які розташовані в більш теплих кліматичних областях, оскільки організми, що живуть там, часто потрапляють в умови, близькі до верхньої температурної межі виживаності. Додаткове тепло від ближньої електростанції нерідко перевищує температурний поріг нормального існування організмів.

Розв'язати проблему теплового забруднення навколишнього  середовища можна двома шляхами – знайти надлишковому теплу корисне використання або перейти на охолодження замкненого типу з використанням градирень або ставків-охолоджувачів.

Охолодження замкненого типу має дві переваги. По-перше, якщо тепло передається від охолоджувальної  води в атмосферу, то немає необхідності викидати охолоджуючу воду в озеро  чи річку. Тим самим усувається небезпека підігрівання водних організмів. По-друге, зменшується не тільки теплове забруднення, але й кількість охолоджуючої води, яка забирається з річок, скорочується на кілька відсотків порівняно з кількістю, яка необхідна при охолодженні відкритого типу. Справа в тому, що одна і та ж вода знову і знову використовується для охолодження відпрацьованої пари з турбін. У результаті кількість води, яка забирається на потреби електростанцій, значно скорочується, що дозволяє використовувати воду з іншою метою.

ВИСНОВОК

Проблеми  теплових електростанцій пов’язані  з тим, що вони є великими забруднювачами атмосфери. При спалюванні низькосортного вугілля з домішками сірки утворюється сірчистий газ, який, сполучаючись з водяною парою у повітрі, спричиняє кислотні дощі. Вугілля, до того ж, не повністю згорає. Це зумовлено використанням застарілих технологій спалювання палива. Тому важливим для ТЕС є їх модернізація, налагодження очистки викидів у атмосферу, а також використання у господарстві золи і шлаку, які нагромаджуються на цих ТЕС.

З-поміж негативних наслідків роботи ТЕС на викопному  вугільному паливі слід особливо зважати  на небезпеку забруднення біосфери радіоактивними речовинами в обсягах, які набагато перевищують можливі  радіоактивні викиди за нормальної експлуатації атомних електростанцій.

Глобальний вплив викидів від спалювання вугілля й нафти на здоров'я людей діє приблизно так само, як аварія типу Чорнобильської, що повторюється раз на рік. Це – «тихий Чорнобиль», наслідки якого безпосередньо невидимі, але постійно впливають на екологію. Концентрація токсичних домішок у хімічних відходах стабільна, і врешті-решт усі вони перейдуть у екосферу, на відміну від радіоактивних відходів АЕС, що розпадаються.

Для зменшення  викидів в атмосферу шкідливих  речовин необхідно дотримуватись  таких заходів:

- економити теплоенергію;

- збільшувати частку природного газу на ТЕС за рахунок зменшення його перевитрат у металургії та інших галузях господарства;

- підвищувати ефективність використання різних видів палива;

- вводити у роботу ефективні і економічно виправдані очисні пристрої;

- удосконалювати структуру промисловості.

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Б. Коробко. Концепція стратегії довгострокового розвитку паливно-енергетичного комплексу України. / www.kar.net/~res-ua.
2. Бровдій В.М., Гаца О.О. Екологічні проблеми України (проблеми ноогеніки). - К.: НПУ, 2010.
3. Дорогунцов С.І., Муховиков A.M., Хвесик М.А. Оптимізація природокористування: У 5 т. - К.: Кондор, 2004.
4. Д. Толмачов. Роль і перспектива окремих енергоносіїв в Україні. // Економіст, 2000, №7-8.
5. В.Лір. Енергетична ефективність економіки України. // Економіст, 2000, №9.
6. Динаміка виробництва найважливіших видів промислової продукції.// Економіст, 2001, №10.
7. Качинський А.Б., Хміль Г.А. Екологічна безпека України: аналіз, оцінка та державна політика. - К.: НІСД, 2007.
8. Іванук Р. І. Економічні проблеми розвитку паливно-енергетичного комплексу України // Економіка України - 1995 р.- № 2 –ст. 38-43
9. Розміщення продуктивних сил України за ред. Є. П. Качана. – К. , 1996.

ДОДАТОК 1

Перелік теплових електростанцій фактичною потужністю більше 20 МВт