Развитие и размещение электроэнергетики в России основывается на принципах, сформулированных еще в плане ГОЭЛРО (1920 г.). Электроэнергетика России играет огромную роль в обеспечении нормального функционирования экономики страны. Обеспечивая НТП, электроэнергетика решающим образом воздействует не только на развитие, но и на территориальную организацию производительных сил, в первую очередь промышленности: передача электроэнергии на большие расстояния способствует более эффективному освоению топливно-энергетических ресурсов независимо от того, насколько они удалены от мест потребления; благодаря возможности промежуточного отбора электроэнергии для снабжения тех районов, через которые проходят высоковольтные ЛЭП (т.н. электронный транспорт), увеличивается плотность размещения промышленных предприятий; на основе массового использования электрической и тепловой энергии в технологических процессах возникают электроемкие (алюминий, магний, титан, ферросплавы и др.) производства, в которых доля топливно-энергетических затрат в себестоимости готовой продукции значительно выше по сравнению с традиционными отраслями; электроэнергетика - важный районообразующий фактор, так, в Сибири и на Дальнем Востоке она во многом определяет специализацию районов и формирование ТПК.
В последнее пятидесятилетие электроэнергетика была в нашей стране одной из наиболее динамично развивающихся отраслей. Она опережала по темпам развития как промышленность в целом, так и тяжелую индустрию. РФ занимает четвертое место по общему объему производства электроэнергии в мире после США, Китая и Японии.
Главный потребитель электроэнергии - промышленность (около 60% всей вырабатываемой энергии). Там электроэнергия используется в качестве двигательной силы и для осуществления ряда технологических процессов. То, что продукция электроэнергетики не может накапливаться, а передается по линиям электропередач, значительно расширяет географию размещения предприятий. Размещение предприятий самой электроэнергетики зависит от расположения топливно-энергетических ресурсов и потребителей.
Важная особенность электроэнергии России - существование энергосистем, объединенных в Единую энергосистему (ЕЭС). Это дает возможность эффективнее распределять электроэнергию по территории страны, управлять балансом электрической мощности (см. рисунок 1).
Основными в составе электроэнергетики России являются тепловые электростанции (ТЭС). Они сосредотачивают 2/3 всей установленной мощности. Но поскольку число часов использования среднегодовой установленной мощности ТЭС как минимум в 1,5 раза больше, чем гидроэлектростанций, то их доля по выработке электроэнергии еще значительнее. Вместе с тем следует учитывать, что теплоэнергетика оказывает наиболее сильное и всестороннее загрязняющее воздействие на окружающую среду.
Среди ТЭС различают конденсационные (КЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). По характеру обслуживания потребителей различают государственные районные электрические станции (ГРЭС) и центральные, расположенные вблизи центра энергетических нагрузок. ТЭС преобразуют энергию сгорания органического топлива в электрическую. На ТЭЦ пар после турбины либо отправляется к потребителю, либо возвращается обратно в систему, отдав свою теплоту воде, которая идет к потребителю. Поэтому ТЭЦ выгодно строить в больших городах и около крупных промышленных предприятий, т.к. радиус передачи теплоты весьма невелик (10-12 км). В Москве, например, расположено свыше двух десятков ТЭЦ. И хотя максимальная мощность ТЭЦ, как правило, не превышает 1млн. кВт, их КПД больше 70%. Но, тем не менее, первостепенную роль среди ТЭС играют КЭС, несмотря на то, что их КПД всего лишь 30-35%. Тяготея одновременно и к источникам топлива, и к местам потребления, они имеют самое широкое распространение. Насчитывается свыше 70 КЭС мощностью 1млн. кВт и более каждая.
Особо выделяются ГРЭС мощностью свыше 2 млн. кВт. ГРЭС дают более 70% всей электроэнергии России. Крупнейшие российские ГРЭС: Центральный район - Конаковская, Костромская (3600 МВт); Северный Кавказ - Новочеркасская; Поволжье - Заинская; Урал - Рефтинская (третья по мощности в Европе), Ириклинская, Троицкая; Западная Сибирь - Сургутская (работает на попутном газе), Назаровская; Восточная Сибирь - Березовская, Харанорская, Гусиноозерская; Дальний Восток - Нерюнгринская.
В рамках проекта Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса (КАТЭК) ведется строительство мощнейшей ГРЭС мощностью 6400 МВт.
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. ГТ готовятся к вводу на Краснодарской и Шатурской ГРЭС; парогазотурбинные установки (ПГУ), в которых теплота отработавших газов используется для подогрева воды или получения пара низкого давления в парогенераторах, ПГУ готовятся к вводу на Невинномысской и Кармановской ГРЭС; магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы) для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую, МГД-генераторы готовятся к вводу на ТЭЦ-21 "Мосэнерго" и Рязанской ГРЭС.
Геотермические электростанции (ГеоТЭС), в основе работы которых лежит освоение глубинной теплоты земных недр, принципиально напоминают ТЭЦ, но в противоположность последним связаны не с потребителями, а с источниками энергии. Геотермальные электростанции преобразуют внутреннюю энергию перегретой воды или пара, выходящего из недр Земли, в электрическую. ГеоТЭС строят в тех районах, где происходит заметная вулканическая деятельность. В 1968 г. на Камчатке, в долине реки Паужетки, была сооружена первая и пока единственная российская ГеоТЭС мощностью 11 МВт.
Гидроэлектростанции (ГЭС) являются весьма эффективными источниками энергии. Они используют возобновимые ресурсы, обладают простотой управления и очень высоким КПД - более 80%. На ГЭС занято в 15-20 раз меньше персонала. По этим причинам ГЭС производят более дешевую энергию, чем ТЭС: ее себестоимость в 5-6 раз ниже. На электростанциях этого типа производится 18% всей российской электроэнергии.
Гидроэлектростанция преобразует энергию водного потока в электрическую. Строительство ГЭС требует решения целого комплекса проблем (орошение земель, развитие водного транспорта и рыбного хозяйства, охрана окружающей среды), и лучшим решением является каскадный принцип строительства, когда ГЭС "нанизываются" на реку. Каскады ГЭС сооружены на Волге и Каме, на Иртыше, на Ангаре и Енисее, на мелких реках Карелии и Кольского полуострова, на притоках Амура, на Вилюе, на Свири. К крупным ГЭС относятся электростанции мощностью свыше 25 МВт. ГЭС выгодно строить на горных реках с большим падением и расходом воды. Российские же ГЭС в большинстве своем равнинные, а, следовательно, низконапорные и малоэффективные. Сооружение ГЭС на равнинных реках влечет за собой и значительный материальный ущерб, вызываемый затопление территории под водохранилища.
В России действует несколько крупнейших ГЭС: каскад Волга - Кама (11 ГЭС: Самарская, Волгоградская, Саратовская, Чебоксарская, Камская и др.); каскад Ангара - Енисей (Саяно-Шушенская (6400 МВт), Красноярская (6000 МВт), Усть-Илимская, Братская (4500 МВт), Иркутская); Зейская (Зея) и Бурейская (Бурея) - на притоках Амура.
Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) требуют постройки не одного, а двух водохранилищ на разных уровнях. Они предназначены для снятия пиковых нагрузок, и поэтому их целесообразно строить вблизи больших городов. В России действует Загорская ГАЭС мощностью 1200 МВт.
Приливные электростанции (ПЭС) имеют похожий принцип действия, только строятся они на берегах морей и океанов. Первая ПЭС в СССР была сооружена в 1968 г. на Белом море (Кислогубская).
Атомные электростанции (АЭС) используют в высшей степени транспортабельное топливо. При расходе 1 кг урана-235 выделяется теплота, эквивалентная сжиганию 2,5 тыс. т лучшего угля. Эта характерная особенность совершенно исключает зависимость АЭС от топливно-энергетического фактора и обеспечивает наибольшую маневренность размещения среди электростанций всех типов. АЭС ориентируются на потребителей, расположенных в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом или там, где выявленные ресурсы минерального топлива и гидроэнергии ограничены. Однако наряду с этими преимуществами АЭС имеет главный недостаток - она несет в себе постоянную и страшную угрозу окружающей среде. 26 апреля 1986 г. произошла одна из крупнейших катастроф в истории человечества - авария на Чернобыльской АЭС.
Атомная электростанция преобразует энергию деления тяжелых или синтеза легких атомных ядер в электрическую энергию. Теплота, выделившаяся в результате ядерной реакции, нагревает до кипения воду, пар вращает турбину и т.д. (аналогично ТЭС).
Россия имеет приоритет в мирном использовании атомной энергии. В 1954 г. вступила в строй первая опытная Обнинская АЭС (Центральный район). К началу 1989 г. в СССР действовало 15 АЭС суммарной мощностью 35 млн. кВт. Ныне действуют 11 АЭС: Обнинская, Кольская (1760 МВт), Петербургская (4000 МВт), Тверская, Смоленская, Курская (4000 МВт), Нововоронежская (2455 МВт), Балаковская, Димитровградская, Белоярская (900 МВт), Билибинская.
В России доля электроэнергии, вырабатываемой на АЭС, составляет 12% (для сравнения: Франция 75%, Бельгия 61%, Республика Корея 54%, Германия 32%, США 18%). По объему производства электроэнергии на АЭС в настоящее время Россия уступает США (в 2,5 раза), Франции и Японии.
Очень перспективной отраслью энергетики является создание ветряных электростанций (ВЭС) и их комплексов. Стоимость электроэнергии на ВЭС ниже, чем на любых других станциях. Преимуществом ВЭС также является ее абсолютная независимость от каких бы то ни было недвижимых объектов. Имеется проект создания сети ВЭС на Кольском полуострове общей мощностью 1000 МВт.
Для электроэнергетики характерны следующие тенденции развития. Во-первых, снижение в топливном балансе электростанций сначала доли мазута, а затем и природного газа, благодаря строительству АЭС и тепловых электростанций, работающих на углях открытой добычи, а также крупных ГЭС (главным образом в восточных районах). Во-вторых, завершение формирования ЕЭС с повышением ее маневренности и надежности путем строительства пиковых электростанций, ЛЭП сверхвысокого напряжения переменного и постоянного тока.
Электроэнергетика занимается производством и передачей электроэнергии и является одной из базовых отраслей тяжелой промышленности. По производству электроэнергии Россия находится на втором месте в мире после США. Основная часть электроэнергии, производимой в России, используется промышленностью – 60 %, причем большую часть потребляет тяжелая индустрия – машиностроение, металлургии, химическая, лесная промышленность.
Отличительная особенность экономики России (аналогично тому, как и ранее СССР) – более высокая по сравнению с развитыми странами удельная энергоемкость производимого национального дохода (почти в полтора раза выше, чем в США), в связи с этим крайне важно широко внедрять энергосберегающие технологии и технику. Стоит сказать, что для некоторых районов электроэнергетика является отраслью специализации, к примеру, Поволжский и Восточно-Сибирский экономические районы. На их базе возникают энергоемкие и теплоемкие производства. К примеру, Саянский ТПК (на базе Саяно-Шушенской ГЭС) специализируется в электрометаллургии: здесь сооружается Саянский алюминиевый завод, завод по обработке цветных металлов и другие предприятия.
Электроэнергетика прочно вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность, сельское хозяйство, науку и космос. Это объясняется ее специфическими свойствами:
– возможностями 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 преобразованию ее параметров (напряжение, частота и т.д.).
Электроэнергетика представлена тепловыми, гидравлическими и атомными электростанциями.
Тепловые электростанции (ТЭС). Основной тип электростанций в России
– тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, мазут, газ, сланцы, торф). Среди них главную роль играют мощные (более 2 млн. кВт) ГРЭС – государственные районные электростанции, обеспечивающие потребности экономического района, работающие в энергосистемах.
Наиболее мощные ТЭС расположены, как правило, в местах добычи топлива (торф, сланцы, низкокалорийные и многозольные угли). Тепловые электростанции, работающие на мазуте, располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности.
Преимущества тепловых электростанций по сравнению с другими типами электростанций:
1) относительно свободное размещение, связанное с широким распространением топливных ресурсов в России;
2) способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний.
Недостатки тепловых электростанций:
1)использование невозобновляемых топливныхресурсов;
2) низкий коэффициент полезного действия;
3) крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду.
Тепловые электростанции всего мира выбрасывают в атмосферу ежегодно 200 – 250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида; они поглощают огромное количество кислорода воздуха. К настоящему времени установлено, что и радиоактивный фон вокруг тепловых электростанций, работающих на угле, в среднем в 100 раз выше, чем вблизи АЭС такой же мощности, так как обычный уголь в качестве микропримесей почти всегда содержит уран-238, торий-232 и радиоактивный изотоп углерода. ТЭС нашей страны в отличие от зарубежных до сих пор не оснащены достаточно эффективными системами очистки отходящих газов от оксидов серы и азота. Правда, ТЭС на природном газе экологически чище угольных, мазутных и сланцевых, но огромный экологический вред наносит природе прокладка газопроводов, особенно в северных районах.
Несмотря на отмеченные недостатки, в ближайшей перспективе доля ТЭС в приросте производства электроэнергии может составить 78 – 88%. Топливный баланс тепловых электростанций России характеризуется преобладанием газа и мазута.
Гидравлические электростанции (ГЭС). Гидравлические станции занимают второе место по количеству вырабатываемой электроэнергии, доля которой в общем объёме производства составляет 16,5%.
ГЭС можно разделить на две основные группы: ГЭС на крупных равнинных реках и ГЭС на горных реках. В нашей стране большая часть ГЭС сооружалась на равнинных реках. Равнинные водохранилища обычно велики по площади и изменяют природные условия на значительных территориях. Ухудшается санитарное состояние водоемов. Нечистоты, которые раньше выносились реками, накапливаются в водохранилищах, приходится применять специальные меры для промывки русел рек и водохранилищ. Сооружение ГЭС на равнинных реках менее рентабельно, чем на горных. Но иногда для создания нормального судоходства и орошения это крайне важно.
Наиболее мощные ГЭС построены в Сибири, и себестоимость электроэнергии в 4 – 5 раз меньше, чем в европейской части страны. Для гидростроительства в нашей стране было характерно сооружение на реках каскадов гидроэлектростанций. Каскад - ϶ᴛᴏ группа ГЭС, расположенных ступенями по течению водного потока с целью последовательного использования его энергии. Самые крупные ГЭС в стране входят в состав Ангаро-Енисейского каскада: Саяно-Шушенская, Красноярская на Енисее, Иркутская, Братская, Усть-Илимская на Ангаре. В европейской части страны создан крупный каскад ГЭС на Волге, в состав которого входят Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Горьковская, Чебоксарская, Волжская, Саратовская электростанции. В перспективе электроэнергию ГЭС Ангаро-Енисейского каскада планируется использовать совместно с электроэнергией Канско-Ачинского энергетического комплекса в остродефицитных по топливу районах европейской части страны, Забайкалья и Дальнего Востока.
Вместе с тем, планируется создание энергомостов в страны Западной Европы, СНГ, Монголию, Китай, Корею.
К сожалению, создание каскадов в стране привело к крайне негативным последствиям: потере ценных сельскохозяйственных земель, особенно пойменных, нарушению экологического равновесия.
Преимущества гидроэлектростанций :
1) использование возобновляемых ресурсов;
2) простота управления (количество персонала на ГЭС в 15 – 20 раз
меньше, чем на ГРЭС);
3) высокий коэффициент полезного действия (более 80 %).
4) высокая маневренность, ᴛ.ᴇ. возможность практически мгновенного
автоматического запуска и отключения любого требуемого количества агрегатов.
По указанным причинам производимая на ГЭС энергия – самая дешевая.
Недостатки гидроэлектростанций:
1) длительные сроки строительства ГЭС;
2) требуются большие удельные капиталовложения;
3) неблагоприятное воздействие на окружающую среду, так как
строительство ГЭС ведет к потерям равнинных земель, наносит ущерб рыбному хозяйству.
Атомные электростанции. Доля АЭС в суммарной выработке электроэнергии в России составляет около 12 % . При этом в США – 19,6 %, в ФРГ– 34 %, в Бельгии – 65 %, во Франции – свыше 76 %. Планировалось довести удельный вес АЭС в производстве электроэнергии в СССР в 1990 до 20 %, однако Чернобыльская катастрофа вызвала сокращение программы атомного строительства.
Сейчас в России действуют 9 АЭС, еще 14 АЭС находятся в стадии проектирования, строительства или временно законсервированы. Сегодня введена практика международной экспертизы проектов и действующих АЭС. После аварии были пересмотрены принципы размещения АЭС. В первую очередь теперь учитываются следующие факторы: потребность района в электроэнергии, природные условия, плотность населения, возможность обеспечения защиты людей от недопустимого радиационного воздействия при тех или иных аварийных ситуациях. При этом принимается во внимание вероятность возникновения на предполагаемой площадке землетрясений, наводнений, наличие близких грунтовых вод.
Новым в атомной энергетике является создание атомных станций, на которых производится как электрическая, так и тепловая энергия, а также станций, где производят только тепловую энергию.
Преимущества АЭС :
1)возможно строительство АЭС в любом районе, независимо от его
энергетических ресурсов;
2) для работы не требуется кислород воздуха;
3) высокая концентрация энергии в ядерном топливе;
4) отсутствие выбросов в атмосферу.
Недостатки АЭС:
1) работа АЭС сопровождается рядом негативных последствий для
окружающей природной среды: возникают захоронения радиоактивных отходов, происходит тепловое загрязнение используемых атомными станциями водоемов;
2) возможны катастрофические последствия аварий на АЭС.
Для более экономичного, рационального и комплексного использования общего потенциала электростанций нашей страны создана Единая энергетическая система (ЕЭС), в которой работают свыше 700 крупных электростанций. Управление ЕЭС осуществляется из единого центра, оснащенного электронно-вычислительной техникой. Создание Единой энергосистемы значительно повышает надежность снабжения электроэнергией народного хозяйства.
В Российской Федерации разработана и принята энергетическая стратегия
на период до 2020 года. Высшим приоритетом энергетической стратегии является повышение эффективности энергопотребления и энергосбережения. В соответствии с этим основные задачи развития электроэнергетикиРоссии на ближайшую перспективу таковы:
1. Снижение энергоемкости производств за счёт внедрения новых технологий;
2. Сохранение единой энергосистемы России; 3. Повышение коэффициента используемой мощности электростанций;
4. Полный переход к рыночным отношениям, освобождение цен на энергоносители, переход на мировые цены;
5. Скорейшее обновление парка электростанций;
6. Приведение экологических параметров электростанций к уровню мировых стандартов.
Электроэнергетика - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Электроэнергетика" 2017, 2018.
Электроэнергетика объединяет все процессы производства, передачи, трансформации и потребления электроэнергии. Она решающим образом влияет на уровень развития НТП в стране, а также на территориальную организацию народного хозяйства.
Россия занимает второе место в мире по производству электроэнергии (786,9 млрд. кВт/ч в 1997 г.), однако показатель выработки электроэнергии на душу населения пока еще ниже, чем в развитых странах. Электроэнергетика наряду с газовой промышленностью принадлежит к отраслям ТЭК, сохранившим стабильность развития.
На размещение предприятий электроэнергетики, в основном, влияют два фактора: наличие топливно-энергетической базы и потребителей энергии. Раньше 9/10 всей электроэнергии в стране производилось в европейской части России, в настоящее время наметился сдвиг в размещении отрасли на восток.
В структуре производства электроэнергии более 70% приходится на ТЭС, 20% - на ГЭС, около 10% - на АЭС.
Основными в составе электроэнергетики являются тепловые станции (ТЭС). Они дают свыше 2/3 электроэнергии. Это связано с тем, что Россия обладает большими и разнообразными запасами топливных ресурсов, ТЭС можно размещать непосредственно вблизи потребителя.
Тепловые станции России работают на угле, мазуте, природном газе, сланцах, торфе, используют внутреннюю энергию Земли.
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 последних отработанный пар затем используется для отопления. ТЭЦ строят обычно в крупных городах, поскольку передача пара или горячей воды пока возможна на расстоянии не более 20 км.
Конденсационные электростанции, обслуживающие большие территории, называют государственными районными электростанциями (ГРЭС). Именно на них вырабатывается большая часть электроэнергии.
В электроэнергетике сложилась тенденция строительства мощных ТЭС. Самые крупные из них (мощностью свыше 2 млн. кВт) - Костромская и Конаковская (в Центральном районе), Рефтинская и Троицкая (на Урале), Киришская (в Северо-Западном районе), Заинская (в Поволжье), Сургутская и Нижневартовская, Березовская, Назаровская, Не-рюнгринская (в Сибири и на Дальнем Востоке).
Россия обладает огромным гидропотенциалом, особенно в восточной части страны. Самые мощные гидроэлектростанции (ГЭС) построены на реках с большим падением и расходом воды. Это Саяно-Шушенская и Красноярская ГЭС на Енисее (обе мощностью по 6 млн. кВт), Братская и Усть-Илимс-кая на Ангаре (более чем по 4 млн. кВ). Но создание крупных ГЭС неблагоприятно влияет на окружающую среду. Особенно это касается ГЭС на равнинных реках, где водохранилища затапливают огромные территории, нарушают режим реки. Замедление течения реки приводит к резкому снижению ее способности к самоочистке, заиливанию русла, нарушению всей экосистемы в целом. Поэтому в перспективе планируется создание средних и малых ГЭС.
Значительный экономический эффект дают также гидроаккумулирующие станции (ГАЭС), покрывающие «пиковые нагрузки» на энергетические системы. Очень перспективным направлением развития гидроэнергетики является также создание приливных электростанций (ПЭС), использующих энергию морских вод. В России сейчас действует опытная Кислогубская ПЭС, планируется создание еще нескольких ПЭС.
Атомные электростанции (АЭС) - важная часть электроэнергетики всех развитых стран мира. Первая на планете АЭС была сооружена в г. Обнинске в 1954 г. С тех пор в России и бывших союзных республиках построено достаточно много АЭС, большинство - в европейской части России, на Украине и в Литве. Сейчас в стране действуют девять крупных АЭС - Курская (4 млн. кВт), Смоленская, Тверская, Нововоронежская, Ленинградская, Балашовская, Белоярская, Кольская.
После аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году строительство многих электростанций и ввод новых энергоблоков были приостановлены, темпы развития атомной энергетики замедлялись.
В настоящее время функционирует Единая энергетическая система (ЕЭС) России, объединяющая многочисленные электростанции европейской части и Сибири. Передача электроэнергии на большие расстояния осуществляется с помощью высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП).
Современное состояние ТЭК в России, как и в других странах, требует решить ряд проблем. Во-первых, это колоссальное увеличение добычи невозобновляемых источников энергии за последние десятилетия и все возрастающее загрязнение окружающей среды. На долю ТЭК в нашей стране приходится около 48% выбросов вредных веществ в атмосферу, 36% сточных вод и свыше 30% твердых отходов от всех загрязнителей. Все это требует не только внедрения новых технологий производства электроэнергии, но и использования возобновляемых источников энергии (ВИЗ). В мире сейчас 1/7 электроэнергии получают за счет ВИЗ: солнечного излучения, ветра, тепла Земли, энергии приливов. Вопрос о расширении использования ВИЗ для России особенно актуален, так как у нас энергоснабжение более 70% территории базируется в основном на привозном органическом топливе; транспортировка его очень дорога (до 1/5 стоимости топлива), а в условиях экономического кризиса регулярность снабжения нарушается. Поэтому перестройка энергобаланса должна идти и в направлении увеличения доли ВИЗ до 20% в среднем по России (в некоторых регионах - до 50% и более).
Во-вторых, перспективы развития ТЭК связаны также с проведением энергосберегающей политики, так как почти 2/3 производимой энергии не доходит до потребителя, преобразуясь в тепловую энергию.
Содержание .
1.Введение……….3
2.Значение отрасли
в мировом хозяйстве, её отраслевой состав,
влияние НТР на её развитие……………………..
4
3.Сырьевые и топливные
ресурсы отрасли и их развитие ………………
7
4.Размеры производства
продукции с распределением по главным
географическим регионам……………………….
10
5.Главные страны
производители электроэнергии…….. 11
6.Главные районы
и центры производства электроэнергии
……………. 13
7.Природоохранные
и экологические проблемы, возникающие
в связи с развитием отрасли………………………..
14
8.Главные страны
(районы) экспорта продукции электроэнергетики
…. 15
9.Перспектива развития
и размещения отрасли ………. 16
10.Заключение …………………….
17
11.Список используемой
литературы………………... 18
-2-
Введение.
Электроэнергетика
– составляющая часть энергетики, обеспечивающая
электрификацию хозяйства страны на основе
рационального производства и распределения
электроэнергии. Она имеет очень важное
преимущество перед энергией других видов
- относительную легкость передачи на
большие расстояния, распределения между
потребителями, преобразования в другие
виды энергии (механическую, химическую,
тепловую, свет).
Специфической
особенностью электроэнергетики является
то, что ее продукция не может накапливаться
для последующего использования, поэтому
потребление соответствует производству
электроэнергии и во времени, и по количеству
(с учетом потерь).
Электроэнергетика
вторглась во все сферы деятельности человека:
промышленность и сельское хозяйство,
науку и космос. Представить без электроэнергии
наш быт также невозможно.
Современное общество
к концу ХХ века столкнулось с
энергетическими проблемами, которые
приводили известной степени даже к
кризисам. Человечество старается найти
новые источники энергии, которые были
бы выгодны во всех отношениях: простота
добычи, дешевизна транспортировки, экологическая
чистота, восполняемость. Уголь и газ отходят
на второй план: их применяют только там,
где невозможно использовать что-либо
другое. Всё большее место в нашей жизни
занимает атомная энергия: её можно использовать
как в ядерных реакторах космических челноков,
так и в легковом автомобиле.
-3-
Значение отрасли
в мировом хозяйстве,
её отраслевой
состав, влияние НТР
на её развитие.
Электроэнергетика
входит в состав топливно-экономического
комплекса, образуя в нем, как
иногда говорят «верхний этаж». Можно
сказать, что она относится к так
называемым «базовым» отраслям промышленности.
Эта её роль объясняется необходимостью
электрификации самых различных сфер
человеческой деятельности. Развитие
электроэнергетики является неприемлемым
условием развития других отраслей промышленности
и всей экономики государств.
Энергетика включает
в себя совокупность отраслей, снабжающих
другие отрасли энергоресурсами. В
нее входят все топливные отрасли
и электроэнергетика, включая разведку,
освоение, производство, переработку
и транспортировку источников тепловой
и электрической энергии, а также самой
энергии.
Динамика мирового
производства электроэнергетики показана
на рис.1 , из которого вытекает, что во
второй половине ХХ в. выработка электроэнергии
увеличилась почти в 15 раз. На протяжении
всего этого времени темпы роста спроса
на электроэнергию превышали темпы роста
спроса на первичные энергоресурсы.
На протяжении
всего этого времени темпы
роста спроса на электроэнергию превышали
темпы роста спроса на первичные
энергоресурсы. В первой половине 1990-х
гг. ни составляли соответственно 2,5% и
1,55 в год.
Согласно прогнозам,
к 2010 году мировое потребление электроэнергии
может возрасти до 18-19 трлн. кВт/час, а к
2020г.- до 26-27 трлн. кВт./ч. соответственно
будут возрастать и установленные мощности
электростанций мира, которые уже в середине
1990-х г превысил и уровень 3 млрд. кВт.
Между тремя
основными группами стран выработка
электроэнергии распределяется следующим
образом: на долю экономически развитых
стран приходится 65%, развивающихся
- 33% и стран с переходной экономикой
- 13%. Предполагают, что доля развивающихся
стран в перспективе будет возрастать,
и к 2020 г. они обеспечат уже около Ѕ мировой
выработки электроэнергии.
В мировом хозяйстве
развивающиеся страны по-прежнему выступают
главным образом в качестве поставщиков,
а развитые - потребителей энергии.
На развитии
электроэнергетики оказывают влияние
как
природные, так
и социально-экономические факторы.
Электрическая
энергия - универсальный, эффективный
-4-
технически и
экономический вид используемой
энергии. Важна также экологическая
безопасность использования и передачи
по сравнению со всеми видами топлива
(учитывая сложности и экологическую
составляющую при их транспортировке).
Электрическая
энергия вырабатывается на электростанциях
разного типа - тепловых (ТЭС), гидравлических
(ГЭС), атомных (АЭС), в сумме дающих 99% производства,
а также на электростанциях, испльзующих
энергию солнца, ветра, приливов и пр. (таб.1).
Таблица 1
Производство
электроэнергии в мире и в некоторых странах
на электрических
станциях разного типа (2001г.)
| Страны мира |
Производство
электроэнергии
(млн кВт/ч) |
Доля производства электроэнергии (%) | |||
| ТЭС | ГЭС | АЭС | другие | ||
| США | 3980 | 69,6 | 8,3 | 19,8 | 2,3 |
| Япония | 1084 | 58,9 | 8,4 | 30,3 | 0,4 |
| Китай | 1326 | 79,8 | 19,0 | 1,2 | - |
| Россия | 876 | 66,3 | 19,8 | 13,9 | - |
| Канада | 584 | 26,4 | 60,0 | 12,3 | 1,3 |
| Германия | 564 | 63,3 | 3,6 | 30,3 | 2,8 |
| Франция | 548 | 79,7 | 17,8 | 2,5 | - |
| Индия | 541 | 7,9 | 15,3 | 76,7 | 0,1 |
| Великобритания | 373 | 69,0 | 1,7 | 29,3 | 0,1 |
| Бразилия | 348 | 5,3 | 90,7 | 1,1 | 2,6 |
| Мир в целом | 15340 | 62,3 | 19,5 | 17,3 | 0,9 |
5-
Вместе с тем
именно рост потребления электроэнергии
связан с теми сдвигами, которые
формируются в промышленном производстве
под воздействием НТП: автоматизацией
и механизацией производственных процессов,
широким применением электроэнергии в
технологических процессах, повышением
степени электрификации всех отраслей
хозяйства. Также значительно выросло
потребление электроэнергии населением
в связи с улучшением условий и качества
жизни населения, широким распространением
радио- и телеаппаратуры, бытовых электроприборов,
компьютеров (в том числе использование
всемирной компьютерной сети Интернет).
С глобальной электрификацией связан
неуклонный рост производства электроэнергии
на душу населения планеты (с 381 кВт/ч 1950г.
до 2400 кВт/ч в 2001г.). В число лидеров по данному
показателю входят Норвегия, Канада, Исландия,
Швеция, Кувейт, США, Финляндия, Катар,
Новая Зеландия, Австралия (т.е. особенно
выделяются страны с небольшой численностью
населения и в основном экономически развитые)
Увеличение расходов
на НИОКР в области энергетики
значительно улучшило показатели работы
тепловых станций обогащение угля,
совершенствование оборудования ТЭС,
повышение мощности агрегатов (котлов,
турбин, генераторов). Ведутся активные
научные исследования в области ядерной
энергетики, использования геотермальной
и солнечной энергии и т. д.
-6-
Сырьевые и топливные
ресурсы отрасли
и их развитие.
Для выработки
электроэнергии в мире ежегодно потребляется
15 млрд. т условного топлива и
объем произведенной электроэнергии
растет. О чем наглядно свидетельствует
рис. 2
Рис. 2. Рост мирового
потребления первичных энергоресурсов
в ХХв, млрд тонн условного топлива.
Суммарная мощность
электростанций всего мира в конце
90-х годов превышала 2,8млрд кВт, а
выработка электроэнергетики вышла
на уровень 14 трлн кВт/ч год.
Основную роль
в электроснабжении мирового хозяйства
выполняют тепловые станции (ТЭС), работающие
на минеральном топливе, главным образом
на мазуте или газе. Наиболее велика доля
в теплоэнергетике таких стран, как ЮАР
(почти 100%), Австралия, Китай, Россия, Германия
и США и др., обладающих собственными запасами
этого ресурса.
Теоретический
гидроэнергетический потенциал
нашей планеты оценивается в 33-49
трлн кВт/ч, а экономический (который
может быть использован при современном
развитии техники) в 15 трлн кВт/ч. Однако
степень освоенности гидроэнергоресурсов
в в разных регионах мира различна (в целом
по миру лишь 14%). В Японии гидроресурсы
используются на 2/3, в США и Канаде - на
3/5, в Латинской Америке - на 1/10, а в Африке
на 1/20 гидроресурсного потенциала. (Таб.2)
Таблица
2
Крупнейшие ГЭС
мира.
| Наименование | Мощность (млн. кВт) | Река | Страна |
| Итайпу | 12,6 | Парана | Бразилия/Парагвай |
| Гури | 10,3 | Карони | Венесуэла |
| Гранд - Кули | 9,8 | Колумбия | США |
| Саяно-Шушенская | 6,4 | Енисей | Россия |
| Красноярская | 6,0 | Енисей | Россия |
| Ла-Гранд-2 | 5,3 | Ла-Гранд | Канада |
| Черчилл-Фолс | 5,2 | Черчилл | Канада |
| Братская | 4,5 | Ангара | Россия |
| Усть-Илимская | 4,3 | Ангара | Россия |
| Тукуруи | 4,0 | Такантинс | Бразилия |
Однако общая структура производства электроэнергии серьезно изменилась с 1950 г. Если раньше применялись лишь
-7-
тепловые(64,2%) и гидравлические станции (35,8%), то ныне доля ГЭС снизилась до 19% за счет использования ядерной энергетики и других альтернативных источников получения энергии.
В последние десятилетия практического применение в мире получило использование Ядерной энергии. Производство электроэнергии на АЭС возросло в последние 20 лет в 10 раз. Со времени ввода в эксплуатацию первой атомной электростанции (1954год, СССР - г.Обнинск, мощность 5МВт), суммарная мощность АЭС мира превысила 350тыс МВт(Таб. 3) До конца 80-х годов ядерная энергетика развивалась опережающими темпами по отношению ко всей электроэнергетике, особенно в экономически высокоразвитых странах, дефицитных по другим энергоресурсам. Доля атомных станций в общем производстве электроэнергии мира в 1970г составляла 1,4%, в1980 г. - 8,4%, а 1993г. уже 17,7%, хотя в последующие годы доля несколько снизилась и стабилизировалась в 2001г. - около 17%). Во много тысяч раз меньшая потребность в топливе (1 кг урана эквивалентен, по заключенной в нём энергии, 3 тыс. т каменного угля) почти освобождает размещение АЭС от влияния Транспортного фактора.
Таблица 3
Ядерный потенциал отдельных стран мира, на 1января 2002г.
| Страна | Действующие реакторы | Строящиеся реакторы | Доля
АЭС в общем производстве
электроэнергии,
%
|
||
| Число блоков | Мощность, МВт | Число блоков | Мощность, МВт | ||
| Мир | 438 | 352110 | 36 | 31684 | 17 |
| США | 104 | 97336 | - | - | 21 |
| Франция | 59 | 63183 | - | - | 77 |
| Япония | 53 | 43533 | 4 | 4229 | 36 |
| Вели-кобрита-ния | 35 | 13102 | - | - | 24 |
| Россия | 29 | 19856 | 5 | 4737 | 17 |
| ФРГ | 19 | 21283 | - | - | 31 |
| Респуб-лика Корея | 16 | 12969 | 4 | 3800 | 46 |
| Канада | 14 | 10007 | 8 | 5452 | 13 |
| Индия | 14 | 2994 | 2 | 900 | 4 |
| Украина | 13 | 12115 | 4 | 3800 | 45 |
| Швеция | 11 | 9440 | - | - | 42 |
К категории нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ), которые также часто называют альтернативными, принято относить несколько не получивших пока широкого распространения источников, обеспечивающих постоянное возобновление энергии за счет естественных процессов. Это источники связанные с естественными процессами в литосфере (геотермальная энергия), в гидросфере (разные виды энергии мирового океана),в атмосфере (энергия ветра), в биосфере (энергия биомассы) и в космическом пространстве (солнечная энергия).
Среди несомненных достоинств всех видов альтернативных источников энергии обычно отмечают их практическую неисчерпаемость и отсутствие каких-либо вредных воздействий на окружающую среду.
Источники геотермальной энергии отличаются не только неисчерпаемостью, но и довольно широким распространением: ныне они известны более чем в 60 станах мира. Но сам характер использования этих источников многом зависит от природных особенностей. Первая промышленная ГеоТЭС была построена в итальянской провинции Тоскана в 1913году. Число стран, имеющих ГеоТЭС, уже превышает 20.
Использование энергии ветра началось, можно сказать, на самом раннем этапе человеческой истории.
Ветроэнергетические установки Западной Европы обеспечивали бытовые потребности в электроэнергии примерно 3 млн. человек. В рамках ЕС поставлена задача к 2005году увеличить долю ветроэнергетики в производстве электроэнергии до 2% (это позволит закрыть угольные ТЭС мощностью 7 млн кВт), а к 2030г. - до 30%
Хотя солнечную энергию использовали для обогрева домов ещё в древней Греции, зарождение современной гелиоэнергетики произошло только в ХIХ в., а становление в ХХ в.
На мировом «солнечном саммите», проведенном в середине 1990-х гг. была разработана Мировая солнечная программа на 1996 - 2005гг, имеющая глобальные, региональные и национальные разделы.
-9-
Размеры производства
продукции с распределением
по главным географическим
регионам.
Мировое производство
и потребление топлива и энергии имеют
и ярко выраженные географические аспекты,
региональные различия. Первая линия таких
различий проходит между экономически
развитыми и развивающимися странами,
вторая - между крупными регионами, третья
- между отдельными государствами мира.
Таблица 4
Доля крупных
регионов мира в мировом производстве
электроэнергии (1950-2000 гг.), %
| Регионы | 1950г. | 1970г. | 1990г. | 2000г. |
| Западная Европа | 26,4 | 22,7 | 19,2 | 19,5 |
| Восточная Европа | 14,0 | 20,3 | 19,9 | 10,9 |
| Северная Америка | 47,7 | 39,7 | 31,0 | 31,0 |
| Центральная и Южная Америка | 2,2 | 2,6 | 4,0 | 5,3 |
| Азия | 6,9 | 11,6 | 21,7 | 28,8 |
| Африка | 1,6 | 1,7 | 2,7 | 2,9 |
| Австралия и Океания | 1,3 | 1,4 | 1,6 | 1,7 |
С глобальной электрификацией связан неуклонный рост производства электроэнергии на душу населения планеты (с 381 кВт/ч 1950г. до 2400 кВт/ч в 2001г.). В число лидеров по данному показателю входят Норвегия, Канада, Исландия, Швеция, Кувейт, США, Финляндия, Катар, Новая Зеландия, Австралия (т.е. особенно выделяются страны с небольшой численностью населения и в основном экономически развитые)
Показатель роста производства и потребления электроэнергии точно отражает все особенности развития хозяйства государств и регионов мира. Так, более 3/5 всей электроэнергии вырабатывается в промышленно развитых странах, среди которых по общей её выработке выделяются США, Россия, Япония, Германия, Канада, а также Китай.
Первые десять стран мира по производству электроэнергии на душу населения (тыс. кВт/час,1997год)
-10-
Главная страна
производителя электроэнергии.
Рост производства
электроэнергии был отмечен во всех
крупных регионах и странах мира.
Однако процесс проходил в них
достаточно неравномерно. Уже в 1965 году
США превысил общий мировой уровень
производства электроэнергии 50-го года
(СССР - только в 1975 году преодолел тот
же рубеж). А ныне США, оставаясь по-прежнему
мировым лидером, производят электроэнергии
на уровне почти 4 трлн. кВт/ч (таб.5)
Таблица 5
Первые десять
стран мира по производству электроэнергии
(1950-2001гг), млрд. кВт/ч
По суммарной мощности электростанций и по производству электроэнергии США занимают первое место в мире. В структуре выработки электроэнергии преобладает производство её на ТЭС, работающих на угле, газе, мазуте (около 70%), остальное производят ГЭС и АЭС (28%). На долю альтернативных источников энергии приходится около 2% (имеется геоТЭС, солнечные и ветровые станции).
По числу энергоблоков работающих АЭС (110) США занимают первое место в мире. АЭС размещаются в основном на востоке страны и ориентированы на крупных потребителей электроэнергии (большинство в пределах 3-х мегалополисов).
Всего в стране действует более тысячи ГЭС, но особенно велико значение гидроэнергетики в штате Вашингтон (в бассейне р. Колумбия), а также в бассейне р. Теннеси. Кроме этого крупные ГЭС построены на реках Колорадо и Ниагара.
Второе место по общей выработки электроэнергии занимает
-11-
Китай, обогнав Японию и Россию.
Большая её часть производится на ТЭС (3/4), в основном работающих на угле. Крупнейшая ГЭС - Гэчжоуба построена на реке Янцзы. Много мелких и мельчайших ГЭС. Предполагается дальнейшее развитие гидроэнергетики в стране. Также действуют свыше 10 приливных электростанций (в т.ч. вторая по мощности в мире). В Лхасе (Тибет) построена геотермальная станция.
-12-
Главные районы
и центры производства
электроэнергии.
Крупные ТЭС
строят обычно в районах добычи топлива(угля),
либо в местах, удобных для его
производства (в портовых городах).
Тепловые станции, работающие на мазуте,
располагаются в местах размещения нефтеперерабатывающих
заводов, работающие на природном газе
- вдоль трасс газопроводов.
В настоящее
время из большинства действующих
ГЭС с мощностью более 1 млн
кВт свыше 50% находятся в промышленно
развитых странах.
Крупнейшие по
мощности из действующих за рубежом
ГЭС: бразильско - парагвайская «Итайпу»
на р. Паранда - с мощность свыше 12 млн
кВт; венесуэльская «Гури» на р. Карони.
Крупнейшие ГЭС в России построены
на р. Енисей: Красноярская и Саяно-Шушенская
(каждая мощностью более 6 млн кВт).
В энергоснабжении
многих стран ГЭС играют решающую
роль, например, в Норвегии, Австрии,
Новой Зеландии, Бразилии, Гондурасе,
Гватемале, Танзании, Непале, Шри-Ланке
(80-90% общей выработки электроэнергии),
а также в Канаде, Швейцарии и других государствах.
и т.д.................
Доверенности
