Мировая электроэнергетика и позиции России: современное состояние и тенденции развития

КУРСОВАЯ РАБОТА 
по дисциплине «Мировая экономика»

на тему «Мировая электроэнергетика и позиции России: современное состояние и тенденции развития»

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Электроэнергетика — отрасль энергетики, включающая в себя производство, передачу и сбыт электроэнергии. Электроэнергетика является наиболее важной отраслью энергетики, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.).

Электроэнергетика является ключевой отраслью экономики многих стран  мира. Это немало для любой страны, а для российского климата и расстояний является достоянием, утратой которого рисковать непозволительно.

Значение электроэнергетики велико, так как она является базовой  отраслью экономики России, благодаря  ее существенному вкладу в социальную стабильность общества и конкурентоспособность промышленности, включая энергоемкие отрасли. Строительство новых мощностей по выплавке алюминия в основном привязано к гидроэлектростанциям. Также в энергоемкий сектор входит черная металлургия, нефтехимия, строительство и т.д.

Электроэнергетика - отрасль экономики Российской Федерации, включающая в себя комплекс экономических отношений, возникающих в процессе производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии), передачи электрической энергии, оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, сбыта и потребления электрической энергии с использованием производственных и иных имущественных объектов (в том числе входящих в Единую энергетическую систему России), принадлежащих на праве собственности или на ином предусмотренном федеральными законами основании субъектам электроэнергетики или иным лицам. Электроэнергетика является основой функционирования экономики и жизнеобеспечения.

Актуальность данной темы заключается  в том, что от состояния энергосистемы страны зависят основные параметры ее экономического развития, уровень национальной безопасности и политическая стабильность в обществе, качество среды обитания.

В курсовой работе объектом является энергетическая отрасль, предметом -состояние, проблемы и перспективы развития электроэнергетики в России и в мире.

Целью данной курсовой работы является анализ состояния и тенденций  развития мировой электроэнергетики  и позиций России.

Из поставленной цели можно выделить следующие задачи:

• Изучить роль, виды и факторы размещения электроэнергетики;
• Определить современное состояние мировой электроэнергетики
• Проанализировать значение электроэнергетики в экономике Российской Федерации
• Выявить проблемы и тенденции развития электроэнергетического комплекса России.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1. ЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ В МИРОВОМ ХОЗЯЙСТВЕ И НАПРАВЛЕНИЯ ЕЕ РАЗВИТИЯ

1.1. Роль, виды и факторы размещения  электроэнергетики

 

Электроэнергетика - отрасль промышленности, занимающаяся производством электроэнергии на электростанциях и передачей ее потребителям, является также одной из базовых отраслей тяжёлой промышленности.

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.

Научно-технический прогресс невозможен без развития энергетики, электрификации. Для повышения производительности труда первостепенное значение имеет механизация и автоматизация производственных процессов, замена человеческого труда (особенно тяжелого или монотонного) машинным. Но подавляющее большинство технических средств механизации и автоматизации (оборудование, приборы, ЭВМ) имеет электрическую основу. Особенно широкое применение электрическая энергия получила для привода в действие электрических моторов. Мощность электрических машин (в зависимости от их назначения) различна: от долей ватта (микродвигатели, применяемые во многих отраслях техники и в бытовых изделиях) до огромных величин, превышающих миллион киловатт (генераторы электростанций).

Человечеству электроэнергия нужна, причем потребности в ней увеличиваются  с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутоний. Поэтому важно на сегодняшний день найти выгодные источники электроэнергии, причем выгодные не только с точки зрения дешевизны топлива, но и с точки зрения простоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов, необходимых для постройки станции, долговечности станций.

Энергетическая промышленность является частью топливно-энергетической промышленности и неразрывно связана с другой составляющей этого гигантского хозяйственного комплекса - топливной промышленностью¹.

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. Представить без электроэнергии наш быт также невозможно. Столь широкое распространение объясняется ее специфическими свойствами:

• возможности превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и другие);
• способности относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах;
• огромным скоростям протекания электромагнитных процессов;
• способности к дроблению энергии и образование ее параметров (изменение напряжения, частоты).

Основным потребителем электроэнергии остается промышленность, хотя ее удельный вес в общем полезном потреблении электроэнергии во всём мире значительно снижается. 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.

В сельском хозяйстве электроэнергия применяется для обогрева теплиц и помещений для скота, освещения, автоматизации ручного труда на фермах.

Рассмотрим основные виды электроэнергетики:

1. Тепловые электростанции –  вырабатывают до 70% электрической  энергии.

Подразделяются на:

- конденсационные (КЭС);

- теплофикационные (ТЭЦ);

КЭС (конденсационные электростанции) предназначены для выработки электрической энергии, работают в свободном режиме.

На теплоэлектростанциях (ТЭС) энергия  сжигаемого топлива преобразуется  в котле в энергию водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат. На ТЭС топливом служат уголь, торф, мазут и газ.

Условием строительства КЭС, является наличие источника водоснабжения. КПД КЭС не превышает 40%. Наибольшие энергетические потери имеют место  в конденсаторе, где отработавший пар содержит некоторое количество тепла, при t= 60-70°С, которое нигде не используется. КЭС ещё называют также государственной районной станцией – ГРЭС (Кармановская ГРЭС). КЭС (ГРЭС) недостаточно маневренны, их подготовка к пуску и набор нагрузки занимает от 3 до 6 часов.

ТЭЦ (теплоэлектроцентрали), предназначены для снабжения промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом. Они более экономичные.

Специфика электрической части  ТЭЦ определяется расположением  электростанции вблизи центра электрических  нагрузок.

КПД ТЭЦ около 60% за счёт более эффективного использования тепловой энергии.

2. Атомная электростанция (АЭС).

В АЭС используется энергия ядерных  реакций. В качестве горючего используют изотоп урана-235. Изотоп - разновидность  одного и того же элемента отличающегося  массой атомов. Тепловая энергия, выделяющаяся при реакции деления, отводится с помощью теплоносителя.

Технологическая схема АЭС зависит  от типа теплореактора, вида теплоносителя  и замедлителя и может быть одно, двух и трёх контурной.

Замедлители, в качестве которых  могут использоваться графит, замедляют быстрые нейтроны, образующиеся при делении ядер урана до медленных (тепловых) нейтронов.

Одноконтурная схема АЭС усложняет  биологическую защиту, так как  радиоактивность распространяется на все элементы блока.

3. Гидроэлектростанция (ГЭС)

Первичными двигателями на ГЭС  являются гидротурбины, которые приводят во вращение синхронные генераторы. Мощность гидрогенератора пропорционально  набору воды и её расходу.

Водное пространство перед плотиной называют верхним бьефом, ниже плотины  – это нижний бьеф. Из-за меньших эксплутационных расходов,  себестоимость электрической энергии на ГЭС меньше, чем на ТЭС.

Кпд ГЭС η =90%

 Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС)

Имеет 2 водных бассейна верхний, нижний.

На ГАЭС устанавливаются обратимые  гидроагрегаты. В часы минимума нагрузки энергосистемы, генераторы станции переводят в двигательный режим, а турбины в насосный режим и происходит перекачка воды из нижнего бассейна в верхний. В период максимума нагрузки при дефиците электрической мощности, генераторы вырабатывают электрическую энергию.

Агрегаты станции высокоманевренные, в некоторых случаях они могут  использоваться в качестве синхронных компенсаторов.

Кпд ГАЭС η =70%

4. Нетрадиционные типы электростанций

К ним относятся станции с  магнитогидродинамическими генераторами (МГД - генераторы). Эти генераторы могут использоваться в качестве надстройки на конденсационных электростанциях. Принцип действия МГД основан на законе электромагнитной индукции. Проводником в генераторе является поток ионизированного газа (плазма), магнитное поле создаётся мощными электромагнитами.

 

МГД

Энергию солнца можно использовать либо путём прямого  получения электрической энергии  через фотоэлементы, либо путём использования  теплового излучения солнца сфокусированного зеркалами на парогенераторе.

Геотермальные электростанциииспользуют энергию  подземных термальных вод (напр. для  районов Камчатки, где температура  пород на глубине 4 км достигает 600°С). С помощью буровых скважин, в  расположенные недра, может быть направлена вода, которая превратится в пар, и будет вращать турбины, вырабатывающие электрическую энергию.

Ветряная  электростанция основана на использовании  энергии ветра.

В мировой практике широко используются ветроэнергетические установки (ВЭУ). Некоторые из них достигают предельной для ветроагрегатов мощности в 3-4 МВт.

ВЭУ применяются  для привода насосных станций, опреснения минерализованных вод, мелиорации земельных  угодий. В настоящее время применяют  ВЭУ двух конструктивных типов:

• с горизонтальной осью вращения, параллельной воздушному потоку;
• с вертикальной осью вращения, перпендикулярной воздушному потоку.

Факторы, влияющие на размещение электрических  станций.

На размещение различных видов электростанций влияют различные факторы. На размещение тепловых электростанций оказывает основное влияние топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные ТЭС расположены, как правило, в местах добычи топлива, чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать электроэнергию. Потребительскую ориентацию имеют электростанции, использующие высококалорийное топливо, которое экономически выгодно транспортировать. Электростанции, работающие на мазуте, располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности.

Так как  гидравлические электростанции используют для выработки электроэнергии силу падающей воды, то, соответственно, ориентированы на гидроэнергетические ресурсы. Огромные гидроэнергетические ресурсы мира расположены неравномерно. Для гидростроительства в нашей стране было характерно сооружение на реках каскадов гидроэлектростанциях. Каскад-группа ТЭС, расположенных ступенями по течению водного потока для последовательного использования его энергии. При этом помимо получения электроэнергии, решаются проблемы снабжения населения и производства водой, устранение паводков, улучшения транспортных условий. К сожалению, создание каскадов в стране привело к крайне негативным последствиям: потере ценных сельскохозяйственных земель, нарушению экологического равновесия.

Равнинные водохранилища обычно велики по площади 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 это необходимо, например, для создания нормального судоходства и орошения.

Атомные электростанции можно строить в любом районе, независимо от его энергетических ресурсов: атомное топливо отличается большим содержанием энергии (в 1 кг основного ядерного топлива - урана - содержится энергии столько же, сколько в 2500 т. угля). В условиях безаварийной работы АЭС не дают выбросов в атмосферу, поэтому безвредны для потребителя. В последнее время создаются АТЭЦ и АСТ. На АТЭЦ, как и на обычной ТЭЦ, производится и электрическая и тепловая энергия, а на АСТ только тепловая².