Развитие электроэнергетики в России

План

Введение  ……………………………………………………………………………….….2

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…………………………………………………………………………….…11

3. Важнейшие  проблемы и основные направления  развития и размещения электроэнергетики Российской Федерации……………………………………………26

Заключение……………………………………………………………………………….31

Список  использованной литературы…………………………………………………...32

Приложения………………………………………………………………………….…...33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Электроэнергетика является базовой отраслью российской экономики, обеспечивающей электрической и тепловой энергией внутренние потребности народного хозяйства и населения, а также осуществляющей экспорт электроэнергии в страны СНГ и дальнего зарубежья. Устойчивое развитие и надежное функционирование отрасли во многом определяют энергетическую безопасность страны и являются важными факторами ее успешного экономического развития.

За последние  годы в электроэнергетике России произошли радикальные преобразования: изменилась система государственного регулирования отрасли, сформировался конкурентный рынок электроэнергии, были созданы новые компании. Изменилась и структура отрасли: было осуществлено разделение естественно монопольных (передача электроэнергии, оперативно-диспетчерское управление) и потенциально конкурентных (производство и сбыт электроэнергии, ремонт и сервис) функций; вместо прежних вертикально-интегрированных компаний, выполнявших все эти функции, созданы структуры, специализирующиеся на отдельных видах деятельности.

Магистральные сети перешли под контроль Федеральной сетевой компании, распределительные сети интегрированы в межрегиональные распределительные сетевые компании (МРСК), функции и активы региональных диспетчерских управлений были переданы общероссийскому Системному оператору (СО ЕЭС).

Активы  генерации в процессе реформы  объединились в межрегиональные  компании двух видов: генерирующие компании оптового рынка (ОГК) и территориальные  генерирующие компании (ТГК). ОГК объединили электростанции, специализированные на производстве почти исключительно электрической энергии. В ТГК вошли главным образом теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые производят как электрическую, так и тепловую энергию. Шесть из семи ОГК сформированы на базе тепловых электростанций, а одна (РусГидро) – на основе гидрогенерирующих активов.

Одной из важнейших целей реформы являлось создание благоприятных условий  для привлечения в отрасль  частных инвестиций. В ходе реализации программ IPO и продажи пакетов  акций генерирующих, сбытовых и ремонтных  компаний, принадлежавших ОАО РАО «ЕЭС России», эта задача была успешно решена. В естественно монопольных сферах, напротив, произошло усиление государственного контроля.

Таким образом, были созданы условия для  решения ключевой задачи реформы  – создания конкурентного рынка  электроэнергии (мощности), цены которого не регулируются государством, а формируются на основе спроса и предложения, а его участники конкурируют, снижая свои издержки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Роль электроэнергетики  в хозяйственном  и топливно-

энергетическом  комплексе страны, место России в мировом производстве электроэнергии. Районообразующая роль крупных электростанции

     Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) - сложная межотраслевая  система добычи и производства топлива  и энергии (электроэнергии и тепла), их транспортировки, распределения и использования. В его состав входят: топливная промышленность (нефтяная, газовая, угольная, сланцевая, торфяная) и электроэнергетика, тесно связанные со всеми отраслями народного хозяйства.

     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. По производству электроэнергии Россия занимает 4 место в мире после США, Китая и Европейского союза.

     Электроэнергетика занимается производством и передачей  электроэнергетики и является важнейшей  базовой отраслью промышленности России. От уровня ее развития зависит все  народное хозяйство страны.

Важнейшие топливно-энергетические ресурсы

    Энергетические  ресурсы на территории России расположены  крайне неравномерно. Основные их запасы сконцентрированы в Сибири и на Дальнем  Востоке (около 93% угля, 60% природного газа, 80% гидроэнергоресурсов), а большая  часть потребителей электроэнергии - в европейской части страны.

       Уголь.

     Одним из самых распространенных источников топлива для электростанций является уголь. Россия располагает большими запасами и занимает первое место  в мире по разведанным запасам  углей.

     Наиболее  благоприятны условия добычи угля в Кузнецком (40% всей добычи России), Канско-Ачинском, Южно-Якутском и Печерском бассейнах.

       Уголь Кузнецкого бассейна по  запасам (балансовые – 600 млрд. т), качеству и мощности пластов  (6-25 м) занимает одно из первых  мест в мире. Кузнецкие угли высококалорийны (до 8,6 тыс. ккал), а также в этом районе разведаны значительные запасы коксующихся углей.

     Мощность  пластов бурых углей Канско-Ачинского  бассейна, расположенного в пределах Кемеровской области и Красноярского  края, огромна (14-70 м). Теплотворность их невелика – 2,8-4,6 тыс. ккал, но они имеют самую низкую себестоимость в России, т.к. есть условия для открытой добычи. Здесь создается программно-целевой ТПК с крупными тепловыми электростанциями. Также ресурсами углей располагают и другие районы России: Центральный, Уральский, но условия добычи там менее благоприятны.

       Нефть.

     В России разведано несколько сотен  месторождений нефти. В настоящее  время главным районом добычи является Западная Сибирь (2/3 добываемой в России нефти). Основные месторождения находятся в среднем течении Оби (Самотлорское, Усть-Балыкское, Мегионское, Александровское и др.). Также запасами нефти обладают Волго-Уральский район (Татарстан, Башкортостан), Европейский Север (республика Коми), Северный Кавказ (Чечня и Дагестан) и Дальний Восток (о. Сахалин). В настоящее время разведанность европейской части РФ и Западной Сибири на нефть достигает 65-70%, а в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке - 6-8%. Шельфы морей разведаны лишь на 1%, но именно на эти труднодоступные регионы приходится около половины перспективных и прогнозируемых ресурсов нефти.  
 

       Природный газ.

     Ресурсами природного газа наиболее хорошо обеспечены Западная Сибирь, Поволжье, Урал и Северный Кавказ. В Западной Сибири выделяют три крупных газоносных области: Тазовско-Пурпейскую (основные месторождения – Тазовское, Медвежье, Ямбургское, Уренгойское, Надымское); Березовскую (месторождения – Игримское, Пунгинское, Пахромское); Васюганскую (месторождения – Усть-Сильгинское, Лугинецкое, Мыльджинское). В Оренбургской области и республике Коми созданы ТПК на базе газово-конденсатных месторождений.

       Торф.

     Основными запасами торфа обладают Западная Сибирь, Европейский Север, Урал, Северо-Западный, Центральный районы. В электроэнергетике  торф служит топливом для ТЭС.

       Гидроэнергоресурсы.

     Огромные  запасы гидроэнергоресурсов сосредоточены  в восточных районах России на Ангаре, Енисее, Оби, Иртыше и в европейской  части - на Волге и Каме.

     Также энергетическими ресурсами являются горючие сланцы, уран, энергия ветра, приливов и отливов, солнечная радиация и внутреннее тепло Земли. Многие из них являются нетрадиционными и пока еще не используются широко.

     Специфические особенности электроэнергетики  и их роль в территориальной организации хозяйства

     Особенностью  электроэнергетики является то, что ее продукция не может накапливаться для последующего использования, поэтому потребление соответствует производству электроэнергетики и по размерам (разумеется, с учетом потерь), и во время. Существуют устойчивые межрайонные связи по ввозу и вывозу электроэнергетики.

     Представить сегодня нашу жизнь без электроэнергетической  энергетики невозможно. Электроэнергетика  вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Немыслим без электроэнергии и наш быт. Столь широкое распространение объясняется ее специфическими свойствами:

• Возможность 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 изменению параметров – напряжения, частоты.

     В промышленности электрическая энергия  применяется для приведения в  действие различных механизмов и непосредственно в технологических процессах. Работа современных средств связи (телеграфа, телефона, радио, телевидения) основана на применении электроэнергии. Без нее не возможно было бы развитие кибернетики, вычислительной техники, космической отрасли.

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

     Электроэнергия  в быту является основным фактором обеспечения комфортабельной жизни  людей. Уровень развития электроэнергетики отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-технического прогресса. 

     Из  общего объема произведенной и полученной из-за пределов РФ электроэнергии почти 97% потребляется внутри страны. За ее пределы уходит около 3% электроэнергии. Основная часть электроэнергии , используется промышленностью – 60%, причем большую часть потребляет тяжелая индустрия – машиностроение, металлургия, химическая, лесная. 9% электрической энергии потребляется в сельском хозяйстве, 9,7% - транспортом, другими отраслями – сфера обслуживания и быта, реклама и пр. – 13,5%. Потери электроэнергии в России составляют около 8% от ее производства.

     В России в 2008 году произведено рекордное количество электроэнергии за всю ее постреформенную историю. В 2008 году было выработано 1 040 млрд. кВт. ч электроэнергии, прирост производства по отношению к 2007 г. составляет 2,5%. На долю тепловой генерации приходится 710 млрд. кВт. ч (прирост 5 %), гидроэнергетика выработала 167 млрд. кВт. ч, атомная энергетика произвела 163 млрд. кВт. ч (+1,9 %).

     В 2008 г. в лидерах прироста был Приволжский федеральный округ, где выработано электроэнергии на 3,3% больше, чем в 2007 г. В Северо-Западном ФО увеличение составило 4%, в Южном ФО - 3%, в Уральском ФО - 1,2%, в Центральном ФО - 1%. Сократилось производство в Дальневосточном и Сибирском федеральных округах (соответственно на 1,3% и 0,4%).

Районообразующая  роль крупных электростанций

         Электроэнергетика отличается большим  районообразующим значением. Обеспечивая  научно-технический прогресс, она решающим образом воздействует не только на развитие, но и на территориальную организацию производительных сил, в первую очередь промышленности.

     Передача  энергии на большие расстояния способствует более эффективному освоению топливно-энергетических ресурсов независимо от их удаленности от места потребления.

     Электроэнергетика способствует увеличению плотности  размещения промышленных предприятий. В местах больших запасов энергетических ресурсов концентрируются энергоемкие (производство алюминия, магния, титана, ферросплавов) и теплоемкие (производство химических волокон, глинозема) производства, в которых доля топливно-энергетических затрат в себестоимости готовой продукции значительно выше, чем в традиционных отраслях.

     Особенно  велика роль электроэнергетики как районообразующего фактора в Сибири и на Дальнем Востоке. В этих районах она определяет их специализацию и служит основой для формирования территориально-промышленных комплексов (ТПК). Например, Саянский ТПК.

     На  базе Саяно-Шушенской ГЭС развивалась электрометаллургия; сооружается Саянский алюминиевый завод, завод по обработке цветных металлов, строится молибденовый комбинат.

     Крупные промышленные узлы тоже играют районообразующую роль. Промышленный узел - это комплексно спланированное на общей территории сочетание предприятий, рационально использующих минерально-сырьевые, энергетические, сельскохозяйственные и трудовые ресурсы; связанных единством смежных, вспомогательных и обслуживающих производств; единым транспортным обеспечением и общей строительной базой.

     Например:

     1. Иркутско-Черемховский узел. На базе  Иркутской ГЭС и ТЭЦ в

     Иркутске, Шелехово и Ангарске работает алюминиевый  завод, предприятия машиностроения, легкой, целлюлозно-бумажной, химической промышленности.

     2. Братский узел. Энергия, вырабатываемая Братско-Усть-Илимской

     ГЭС, обеспечивает работу лесоперерабатывающей и горнодобывающей промышленности, машиностроения и завода ферросплавов.

     Принципы  размещения производства представляют собой исходные научные положения, которыми руководствуется государство в своей экономической политике.

     Основные  принципы развития электроэнергетики:

     1. концентрация производства электроэнергии  путем строительства крупных  районных электростанций, использующих  дешевое топливо и гидроэнергоресурсы;

     2. комбинирование производства электроэнергии  и теплоты (теплофикация городов  и индустриальных центров);

     3. широкое освоение гидроресурсов  с учетом комплексного решения  задач электроэнергетики, транспорта, водоснабжения, ирригации и рыбоводства;

     4. развитие атомной энергетики (особенно в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом);

     5. создание энергосистем, формирование  высоковольтных сетей.

     Электроэнергетика характеризуется быстрыми темпами  роста и высоким уровнем централизации (районные электростанции производят свыше 90% электроэнергии в стране).

     На  размещение производительных сил также  влияют энергоэкономические условия: обеспеченность района энергетическими  ресурсами, величина запасов, качество и экономические показатели.

     Факторами размещения принято считать совокупность условий для наиболее рационального выбора места размещения хозяйственного объекта, группы объектов, отрасли или конкретной территориальной организации структуры хозяйства республики, экономического района. 
 

2. 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, Средней Волги, Юга, Центра и Северо-Запада. Все энергосистемы соединены межсистемными высоковольтными линиями электропередачи напряжением 220-500 кВ и выше и работают в синхронном режиме (параллельно).

Рис . 1 Структура установленной мощности электростанций ЕЭС России, %

(на 01.01.2010 г.)

Рис. 2 Структура выработки электроэнергии в ЕЭС России, %

(на 01.01.2010 г.)

Таблица 1

Производство  электроэнергии в  России (млрд. кВт/ч)

         В электроэнергетический комплекс ЕЭС России по состоянию на начало 2010 года входит более 600 электростанций мощностью свыше 5 МВт. Их суммарная установленная мощность превышает 210 тыс. МВт. Ежегодно все станции вырабатывают около одного триллиона кВт∙ч электроэнергии. Сетевое хозяйство ЕЭС России насчитывает более 9800 линий электропередачи класса напряжения 110 – 1150 кВ.

Управление  электроэнергетическими режимами энергосистем всех территориальных энергообъединений и субъектов Российской Федерации осуществляют филиалы ОАО «СО ЕЭС» — объединенные и региональные диспетчерские управления соответственно.

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, Таджикистана и Узбекистана. Через устройство Выборгского преобразовательного комплекса совместно с ЕЭС России работает энергосистема Финляндии, входящая в энергообъединение энергосистем Скандинавии НОРДЕЛ.

От электрических  сетей России осуществляется также  электроснабжение выделенных районов  Норвегии и Китая. 

Основные  типы электростанций

          Тепловые электростанции.

     Основным  типом электростанций в России являются тепловые (ТЭС). Эти установки вырабатывают примерно 65,5% 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.

     Существует  несколько принципов классификации  ТЭС:

     1. ТЭС делятся на конденсационные (КЭС) и ТЭЦ.

     2. По виду используемой энергии выделяют установки:

     А) работающие на традиционном органическом топливе (уголь, торф, сланцы, мазут, природный газ);

     Б) геотермические (ГТЭС).

     3. По характеру обслуживания потребителей различают:

     А) районные ТЭС, начиная с плана  ГОЭЛРО, государственные районные электрические  станции (ГРЭС);

     Б) центральные, расположенные вблизи центра энергетических нагрузок.

     4. По принципу взаимодействия все электростанции делятся на системные и изолированные (работающие вне энергосистем).

     Тепловые  электростанции используют широко распространенные топливные ресурсы, относительно свободно размещаются и способны вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний. Их строительство ведется быстро и связано с меньшими затратами труда и материальных средств. Но у ТЭС есть существенные недостатки. Они используют невозобновимые ресурсы, обладают низким КПД (30-35%), оказывают крайне негативное влияние на экологическую обстановку. ТЭС всего мира ежегодно выбрасывают в атмосферу 200-250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида, а также поглощают огромное количество кислорода. Установлено, что уголь в микродозах почти всегда содержит U238, Th232 и радиоактивный изотоп углерода.

     Большинство ТЭС России не оснащены эффективными системами очистки уходящих газов  от оксидов серы и азота. Хотя установки, работающие на природном газе экологически существенно чище угольных, сланцевых  и мазутных, вред природе наносит прокладка газопроводов (особенно в северных районах).

     Первостепенную  роль среди тепловых установок играют конденсационные электростанции (КЭС). Они тяготеют и к источникам топлива, и к потребителям, и поэтому  очень широко распространены. Чем крупнее КЭС, тем дальше она может передавать электроэнергию, т.е. по мере увеличения мощности возрастает влияние топливно-энергетического фактора. Ориентация на топливные базы происходит при наличии ресурсов дешевого и нетранспортабельного топлива (бурые угли Канско-Ачинского бассейна) или в случае использования электростанциями торфа, сланцев и мазута (такие КЭС обычно связаны с центрами нефтепереработки).

     ТЭЦ (теплоэлектроцентрали) представляют собой установки по комбинированному производству электроэнергии и теплоты. Их КПД доходит до 70% против 30-35% на КЭС. ТЭЦ привязаны к потребителям, т.к. радиус передачи теплоты (пара, горячей воды) составляет 15-20 км. Максимальная мощность ТЭЦ меньше, чем КЭС.

     В последнее время появились принципиально новые установки:

     . газотурбинные (ГТ) установки, в  которых вместо паровых применяются  газовые турбины, что снимает  проблему водоснабжения (на Краснодарской  и Шатурской ГРЭС);

     . парогазотурбинные (ПГУ), где тепло  отработавших газов используется  для подогрева воды и получения пара низкого давления (на Невинномысской и Кармановской ГРЭС);

     . магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы), которые преобразуют  тепло непосредственно в электрическую  энергию (на ТЭЦ-21 Мосэнерго и  Рязанской ГРЭС).

     В России мощные ТЭС (2 млн. кВт и более) построены в Центральном районе, в Поволжье, на Урале и в Восточной Сибири. Крупнейшие ГРЭС приводятся в таблице 2.

Таблица 2

     Размещение  ГРЭС мощностью более 2 млн кВт