Основные направления перспективного развития и размещения электроэнергетики

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,  ТПК.

4. Типы электростанций, их размещение, преимущества и недостатки

Основной тип электростанций в России- тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, газ, мазута, сланцы, торф). На их долю приходится около 67 % производства электроэнергии. Основную роль играют мощные (более 2 млн кВт) ГРЭС – государственные районные электростанции, обеспечивающие потребности экономического района и работающие в энергосистемах.

Таблица 3

Производство электроэнергии электростанциями России в 2009 г.

Анализируя производство электроэнергии по видам электростанций, можно сделать следующие выводы. Основную долю в производстве электроэнергии занимают тепловые электростанции – 65,7%, затем гидроэлектростанции – 17,8%, наименьшую долю в производстве электроэнергии занимают атомные электростанции – 16,5%.

На размещение тепловых электростанций оказывают  основное влияние топливный и  потребительский факторы. Наиболее мощные из них располагаются, как  правило, в местах добычи топлива: чем  крупнее электростанция, тем дальше она может передавать электроэнергию.

4.1 Тепловые электростанции.

Тепловые  электростанции ориентированы на потребителя  и одновременно находятся у источников топливных ресурсов. Потребительскую ориентацию имеют электростанции, использующие высококалорийное топливо, которое экономически выгодно транспортировать. Электростанции, работающие на мазуте, располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности. Крупнейшие ГРЭС приводятся в таблице 4 .

Таблица 4

Размещение  ГРЭС мощностью более 2 млн кВт

Крупными  тепловыми электростанциями являются Березовская ГРЭС-1 и ГРЭС-2, работающие на углях Канско-Ачинского бассейна, Сургутская ГРЭС-1 и ГРЭС-2, Уренгойская ГРЭС – на газе.

Преимущества тепловых электростанций:

• относительно свободное размещение, связанное с широким распространением топливных ресурсов в России;
• способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний (в отличие от ГЭС).

К недостаткам относятся:

• использование невозобновимых топливных ресурсов,
• низкий КПД, крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду КПД обычной ТЭС – 37-39%.
• топливный баланс характеризуется преобладанием газа и мазута.

 

4.2 Гидравлические электростанции (ГЭС)

ГЭС занимают второе место по количеству вырабатываемой электроэнергии. Наиболее мощные ГЭС  построены в Сибири, где освоение гидроресурсов наиболее эффективно: удельные капиталовложения в 2-3 раза ниже и себестоимость электроэнергии в 4-5 раз меньше, чем в Европейской  части страны.

Таблица 5

ГЭС мощностью  более 2 млн кВт

Гидростроительство  в нашей стране характеризовалось  сооружением на реках каскадов гидроэлектростанций. Каскад – групп ГЭС, расположенных  ступенями по течению водного  потока для последовательного использования  его энергии. Помимо получения электроэнергии каскады решили проблемы снабжения  населения и производства водой, устранения упадков, улучшения транспортных условий. Саамы крупные ГЭС в  стране входят в состав Ангаро-Енисейского каскада: Саяно-Шушенская, Красноярская – на Енисее; Иркутская, Братская, Усть-Илимская – на Ангаре; строится Богучанская ГЭС (4 млн кВт).

В Европейской  части страны создан крупный каскад ГЭС на Волге. В его состав входят Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Городецкая, Чебоксарская, Волжская (вблизи Самары), Саратовская, Волжская (вблизи Волгограда). Весьма перспективным является строительство гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Их действие основано на цикличном перемещении одного и того же объема воды между двумя бассейнами – верхним и нижним. ГАЭС позволяют решать проблемы пиковых нагрузок, маневренности использования мощностей энергосетей. В России, остро стоит проблема создания маневренности электростанций, в том числе ГАЭС. Построены Загорская ГАЭС (1,2 млн кВт), строится Центральная ГАЭС (3,6 млн кВт).

Преимущества ГЭС:

• используют возобновимые ресурсы;
• просты в управлении (количество персонала на ГЭС в 15-20 раз меньше, чем на ГРЭС);
• имеют высокий КПД – более 80%. В результате производимая на ГЭС энергия – самая дешевая;
• высокая маневренность, т.е. возможность практически мгновенного автоматического запуска и отключения любого требуемого количества агрегатов, что позволяет использовать мощные ГЭС либо в качестве максимально маневренных «пиковых» электростанций, обеспечивающих устойчивую работу крупных энергосистем, либо «покрывать» плановые пики суточного графика нагрузки энергосистемы, когда имеющихся в наличии мощностей ТЭС не хватает.

Недостаток - строительство плотин и водохранилищ резко меняет режим рек, замедлят течения, а это разрушает водные экосистемы.

      

4.3 Атомные электростанции (АЭС)

Фактически  удельный вес АЭС достиг только 12,3 %. Чернобыльская катастрофа вызвала  сокращение программы атомного строительства, с 1986 г. в эксплуатацию были введены только четыре энергоблока. В настоящее время ситуация меняется. Правительством РФ было принято специальное постановление, фактически утвердившее программу строительства новых АЭС до 2010 г. Первоначальный ее этап – модернизация действующих энергоблоков и ввод в эксплуатацию новых, которые должны заменить выбывающие после 2000 г. блоки Билибинской, Нововоронежской и Кольской АЭС.

Сейчас  в России действует девять АЭС (табл.6 ) Еще четырнадцать АЭС и АСТ (атомных станций теплоснабжения) находятся в стадии проектирования, строительства или временно законсервированы.

Таблица 6

Мощность  действующих АЭС

Были пересмотрены принципы размещения АЭС с учетом потребности  района в электроэнергии, природных  условий (в частности, достаточного количества воды), плотности населения, возможности обеспечения защиты людей от недопустимого радиационного  воздействия при тех или иных ситуациях. Принимается во внимание вероятность возникновения на предполагаемой территории землетрясений, наводнений, наличие близких грунтовых вод. АЭС должны размещаться не ближе  25 км от городов с численностью более 100 тыс. жителей, АСТ – не ближе 5 км. Ограничивается суммарная мощность электростанций: АЭС- 8 млн кВт, АСТ – 2 млн кВт.

Преимущества  АЭС:

• их 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);
• АЭС не дают выбросов в атмосферу в условиях безаварийной работы (в отличие от ТЭС), не поглощают кислород.

К негативным последствиям работы АЭС относятся:

• Трудности в захоронении радиоактивных отходов. Для их вывоза со станции сооружаются контейнеры с мощной защитой и системой охлаждения. Захоронение производится в земле на больших глубинах в геологически стабильных пластах;
• Катастрофические последствия аварий на наших АЭС вследствие несовершенной системы защиты;
• Тепловое загрязнение используемых АЭС водоемов.

Функционирование АЭС как объектов повышенной опасности требует участи государственных органов власти и управления в формировании направлений  развития, выделений необходимых  средств.

 

5. Нетрадиционные источники энергии

В последние годы в России возрос интерес к использованию  альтернативных источников энергии  – солнца, ветра, внутреннего тепла  Земли, морских проливов. Уже построены  опытные электростанции на нетрадиционных источниках энергии. Так, на энергии  приливов работают Кислогубская и Мезенская электростанции на Кольском полуострове.

Термальные горячие воды используются для горячего водоснабжения  гражданских объектов и в теплично-парниковых хозяйствах. На Камчатке на р. Паужетка построена геотермальная электростанция. Ее мощность 5 мВт.

Крупными объектами геотермального теплоснабжения являются теплично-парниковые комбинаты – Паратунский на Камчатке и Тернапрский в Дагестане. В перспективе масштабы использования термальных вод будут неуклонно возрастать.

Ветровые установки в  жилых поселках Крайнего Севера используются для защиты от коррозии магистральных  газо- и нефтепроводов, на морских  промыслах.

Разработана программа, согласно в начале третьего тысячелетия планируется  построить ветровые электростанции – Колмыцкую, Тувинскую, Магаданскую, Приморскую и геотермальные электростанции – Верхнее-Мугимовскую, Океанскую. На юге России, в Кисловодске, предполагается сооружение первой в стране опытно-экспериментальной электростанции, работающей на солнечной энергии. Ведутся работы по вовлечению в хозяйственный оборот такого источника энергии, как биомасса.

По данным экспертов, ввод в эксплуатацию указанных электростанций позволит к 2010 довести долю нетрадиционной и  малой энергетики в энергобалансе  России до 2%.

 

 

 

6. Единая энергетическая система

Для более экономичного и  рационального и комплексного использования  общего потенциала электростанций нашей  страны создана Единая энергетическая система (ЕЭС). В ЕЭС объединены свыше 700 крупных электростанций, имеющих  общую мощность свыше 250 млн кВт (т.е. 84%мощности всех электростанций страны). Управление ЕЭС осуществляется из единого центра, оснащенного электронно-вычислительной техники.

Объединенные энергетические системы (ОЭС) Северо-Запада, Центра, Поволжья, Юга, Северного Кавказа, Урала входят в ЕЭС Европейской части страны. Они объединены такими высоковольтными магистралями, как Самара – Москва (500 кВт), Самара – Челябинск, Волгоград – Москва, Волгоград – Донбасс (800 кВт), Москва – Санкт-Петербург (750 кВт) и др.

Российская энергетика переживает непростой период. Серьезная авария в Московской энергосистеме в  2005 г., ограничение энергоснабжения в исключительно холодную зиму 2005-2006 гг., неоднократные перебои в энергоснабжении в разных регионах России и отказы в подключении новых объектов усилили беспокойство по поводу надежности энергоснабжения, подчеркнули значительные потребности сектора в капиталовложениях, став стимулом для структурной перестройки электроэнергетики. Это привело к серьезному пересмотру инвестиционной программы холдинга РАО "ЕЭС России" на 52,7% принадлежащего государству, и сделало приватизацию генерирующих компаний и дерегулирование цен на электроэнергию более приемлемыми для политиков.

В процессе проводимой реформы  энергетики структура российской электроэнергетической  отрасли претерпевает коренные изменения. Тепловые и гидроэлектростанции, которые  находились в собственности РАО  ЕЭС и его дочерних предприятий - региональных электроэнергетических  компаний (АО-энерго), были разделены между 21 генерирующей компанией. На долю этих компаний приходится 70% производства электрической энергии в стране. Большинство из них остаются дочерними структурами РАО ЕЭС, но должны быть приватизированы. "ИнтерРАО ЕЭС" - дочернее предприятие РАО ЕЭС, ведущее зарубежный бизнес группы, - получит 4 тепловых электростанции, которые до сих пор не были затронуты процессом реструктуризации, и станет 22-й генерирующей компанией.

6.1. Задачи, стоящие  перед ЕЭС

Одной из основных задач реформы российской энергетики является разделение технологической  цепочки по видам деятельности - производства, передачи, распределения  и сбыта электроэнергии - с целью  развития конкуренции, повышения эффективности  и прозрачности регулирования. Эти  изменения призваны способствовать притоку инвестиций в сектор и  улучшению качества услуг, в конечном счете обеспечивая рост национальной экономики. В самостоятельном дерегулированном сегменте генерации бизнес-риск выше, чем в других звеньях производственной цепочки вследствие высокой капиталоемкости, стандартизованного характера продукции отрасли, ценовой конкуренции, высокой зависимости от цен на другие стандартизованные товары (например, топливо) или от изменения объемов водных ресурсов, а также вследствие высоких рисков конкуренции по сравнению, например, с деятельностью в сегментах передачи и распределения электроэнергии, которые являются естественными монополиями и не подвержены риску конкуренции.

       6.2. Проблемы функционирования ЕЭС

Одной из серьёзных проблем  функционирования ЕЭС является слабость межсистемных, а иногда и системообразующих  связей в энергосистеме, что приводит к «запиранию» мощностей электрических  станций. Слабость межсистемных связей в ЕЭС обусловлена ее территориальной распределённостью. Ограничения в использовании связей между различными ОЭС и большинства наиболее важных связей внутри ОЭС определяются в основном условиями статической устойчивости; для ЛЭП, обеспечивающих выдачу мощности крупных электростанций, и ряда транзитных связей определяющими могут быть условия динамической устойчивости.