Проблемы и перспективы развития и размещения электроэнергетики в россии. Проблемы и перспективы развития электроэнергетики

Введение

Электроэнергетика – это комплексная отрасль хозяйства, которая включает в свой состав отрасль по производству электроэнергии и передачу ее до потребителя. Электроэнергетика является важнейшей базовой отраслью промышленности России. От уровня ее развития зависит все народное хозяйство страны, а так же уровень развития научно-технического прогресса в стране.

Специфической особенностью электроэнергетики является то, что её продукция не может накапливаться для последующего использования, поэтому потребление соответствует производству электроэнергии и по размеру (с учетом потерь) и во времени.

Представить себе жизнь без электрической энергии уже невозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос, наш быт. Её специфическое свойство – возможность превращаться практически во все другие виды энергии (топливную, механическую, звуковую, световую и т.п.)

В промышленности электроэнергия применяется как для приведения в действие различных механизмов, так и непосредственно в технологических процессах. Работа современных средств связи основана на применении электроэнергии.

Электроэнергия в быту является основной частью обеспечения комфортабельной жизни людей.

Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышленности. Электротранспорт не загрязняет окружающую среду.

1. Значение электроэнергетики в экономике Российской Федерации

Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики. Электроэнергетика является основой функционирования экономики и жизнеобеспечения. Надежное и эффективное функционирование электроэнергетики, бесперебойное снабжение потребителей – основа поступательного развития экономики страны и неотъемлемый фактор обеспечения цивилизованных условий жизни всех ее граждан. Электроэнергетика является элементом ТЭК. ТЭК России является мощной экономико-производственной системой. Он определяющим образом влияет на состояние и перспективы развития национальной экономики, обеспечивая 1/5 производства валового внутреннего продукта, 1/3 объема промышленного производства и доходов консолидированного бюджета России, примерно половину доходов федерального бюджета, экспорта и валютных поступлений.

При развитии энергетики огромное значение придается вопросам правильного размещения электроэнергетического хозяйства. Важнейшим условием рационального размещения электрических станций является всесторонний учет потребности в электроэнергии всех отраслей народного хозяйства страны и нужд населения, а также каждого экономического района на перспективу.

Одним из принципов размещения электроэнергетики на современном этапе развития рыночного хозяйства является строительство преимущественно небольших по мощности тепловых электростанций, внедрение новых видов топлива, развитие сети дальних высоковольтных электропередач.

Существенная особенность развития и размещения электроэнергетики – широкое строительство теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) для теплофикации различных отраслей промышленности и коммунального хозяйства. ТЭЦ размещают в пунктах потребления пара или горячей воды, поскольку передача тепла по трубопроводам экономически целесообразна лишь на небольшом расстоянии.

Важным направлением в развитии электроэнергетики является строительство гидроэлектростанций. Особенность современного развития электроэнергетики – сооружение электроэнергетических систем, их объединение и создание Единой энергетической системы (ЕЭС) страны.

2. Характеристика самых крупных тепловых и атомных электростанций

Тепловые электростанции (ТЭС). В России около 700 крупных и средних ТЭС. Они производят до 70% электроэнергии. ТЭС используют органическое топливо – уголь, нефть, газ, мазут, сланцы, торф. 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. 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 (тепловые электростанции всего мира выбрасывают в атмосферу ежегодно 200–250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида; кроме того они поглощают огромное количество кислорода).

Атомные электростанции (АЭС). АЭС используют транспортабельное топливо. АЭС ориентируются на потребителей, расположенных в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом или в местах, где выявленные ресурсы минерального топлива ограничены. Кроме этого, атомная электроэнергетика относится к отраслям исключительно высокой наукоемкости.

Доля АЭС в суммарной выработке электроэнергии в России составляет пока 12%, в США – 20%, Великобритании – 18.9%, Германии – 34%, Бельгии – 65%, Франции – свыше 76%.

Сейчас в России действуют девять АЭС общей мощностью 20.2 млн кВт: в Северо-Западном районе – Ленинградская АЭС, в ЦЧР – Курская и Нововоронежская АЭС, в ЦЭР – Смоленская, Калининская АЭС, Поволжье – Балаковская АЭС, Северном – Кольская АЭС, Урале – Белоярская АЭС, Дальнем Востоке – Билибинская АЭС.

Достоинства АЭС: их можно строить в любом районе; коэффициент использования установленной мощности равен 80%; при нормальных условиях функционирования они меньше наносят вред окружающей среде, чем иные виды электростанций; не поглощают кислород. Недостатки АЭС: трудности в захоронении радиоактивных отходов (д ля 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. С экономической точки зрения ядерная энергетика специфична. Ей свойственны, по крайней мере, две кардинальные особенности. Первая особенность связана с большой ролью капиталовложений, которые вносят основной вклад в стоимость электроэнергии. Из чего следует необходимость особо тщательно и обоснованно учитывать роль капиталовложений. Вторая определяется спецификой использования ядерного топлива, которая существенно отличается от той, что присуща обычному химическому топливу. К сожалению, до сих пор не сложилось единого мнения о том, как следует учитывать эти особенности в экономических расчетах. На примере российской ядерной энергетики можно проанализировать вышеназванные особенности с точки зрения современных особенностей производства электроэнергии.

Несмотря на то, что экономические проблемы ядерной энергетики были обстоятельно изложены еще в монографии, тем не менее, существовавший до середины 80-х годов оптимизм в прогнозах ее развития определялся в основном представлениями об умеренной капиталоемкости АЭС, зачастую продиктованными соображениями политического плана.

Известно, что удельные капиталовложения в АЭС значительно выше, чем в обычные электростанции, особенно это касается АЭС с быстрыми реакторами. Это связано в первую очередь со сложностью технологической схемы АЭС: используются 2-х и даже 3-х контурные системы отвода тепла из реактора.

Создается специальная система гарантированного аварийного расхолаживания.

Предъявляются высокие требования к конструкторским материалам (ядерная чистота).

Изготовление оборудования и его монтаж ведутся в особо строгих, тщательно контролируемых условиях (реакторная технология).

К тому же термический к.п.д. на используемых в настоящее время в России АЭС с тепловыми реакторами заметно ниже, чем на обычных тепловых станциях.

Другим важным вопросом является то, что в твэлах внутри реактора постоянно содержится значительное количество ядерного топлива, необходимого для создания критической массы. В некоторых публикациях \например по данным Батова, Корякина Ю.И., 1969 г.\, предлагается включать в капиталовложения стоимость первой загрузки ядерного топлива. Если следовать этой логике, то в капвложения следует включать не только топливо, находящееся в самом реакторе, но и занятое во внешнем топливном цикле. Для реакторов, использующих замкнутый цикл с регенерацией топлива, таких как быстрые реакторы, общее количество «замороженного» таким образом топлива может в 2–3 раза, а то и больше превышать критическую массу. Все это значительно увеличит и без того значительную составляющую капвложений и соответственно ухудшит расчетные экономические показатели АЭС.

Такой подход нельзя считать правильным. Ведь в любом производстве одни элементы оборудования находятся в постоянной эксплуатации, а другие материальные средства службы регулярно заменяются новыми. Однако, если этот срок не слишком велик, их стоимость не причисляют к капвложениям. Эти затраты учитываются в качестве обычных, текущих. В случае с твэлами в пользу этого свидетельствует период их использования, который не превышает нескольких месяцев.

Важным является также вопрос о цене ядерного топлива. Если речь идет только об уране, то его стоимость определяется затратами на добычу, извлечение из руды, изотопное обогащение (если таковое необходимо).

Если топливом является плутоний, который используется для быстрых реакторов, то в общем случае следует различать два режима: замкнутый, когда плутония достаточно для обеспечения потребностей развивающейся энергетики, и конверсионный, когда его не хватает и наряду с ним используется 235 U. Для случая конверсионного цикла цена плутония должна определяться из сопоставления с известной ценой 235 U. В любом быстром реакторе можно использовать как плутониевое, так и урановое топливо. Поэтому при экономическом сопоставлении влияния эффекта вида топлива на капитальную составляющую стоимости электроэнергии можно исключить. Достаточно приравнять между собой лишь непосредственные затраты на топливо (топливные составляющие) в том и другом случае. По оценкам специалистов цена плутония превосходит цену 235 U примерно на 30%. Для плутония это обстоятельство важно, поскольку нарабатываемый плутоний как побочный продукт приносит большой доход.

На современном этапе остро стоит проблема модернизации энергетического хозяйства. Устаревшие технологии сжигания угля, мазута, газа, высокий уровень сработанности оборудования приводят к превышению затрат топлива и огромным выбросам вредных веществ в атмосферу. Основная доля электроэнергии используется для потребности промышленности, где очень большие потери электроэнергии в результате бесхозяйственности и применения неэффективных технологий производства.

Проблема! Главной причиной, ограничивающей развитие энергетики, является экологическая. За 2012 год выбросы загрязняющих атмосферу веществ предприятиями по производству и распределению электроэнергии составили 592,1 тыс. тонн, или 39,1 % всех выбросов стационарными источниками загрязнения. Предложите пути решения этой проблемы.

В 2013 году вредные выбросы предприятий электроэнергетики уменьшились на 13,6 % за счет неработающей Углегорской ТЭС, однако остаются самыми значительными среди всех видов промышленной деятельности – 384,1 тыс. тонн, или 35,8 % областного объема.

Таблица 1. Удельный выброс загрязняющих веществ от ТЭС Нашего

края

Учитывая среднее значение удельного выброса от ТЭС, а также тот факт, что население области потребляет 7859,4 млн. кВт- год электроэнергии, можно определить, что при выработке этого количества электроэнергии на ТЭС в атмосферный воздух поступает 141,5 тыс. т загрязняющих веществ в

год, таких как оксид углерода, азота, диоксид серы, пыль неорганическая, тяжелые металлы, парниковые газы (табл. 1).

Для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу и эффективного использования энергии как приоритетного направления энергетической политики

региона необходимо: увеличивать объемы использования природного газа на ТЭС за счет уменьшения его затрат в металлургии и других отраслях хозяйства; повышать эффективность использования топлива разных видов; внедрять эффективные и экономически рентабельные очистительные устройства и их системы; совершенствовать структуру промышленности; внедрять энергосберегающие технологии, оборудование и бытовые приборы.

ПОВТОРИМ ГЛАВНОЕ

Электроэнергетика – базовая отрасль экономики, которая вырабатывает, передает и трансформирует электроэнергию.

Почти вся электроэнергия Нашего края вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС). Электростанции соединяются между собой ЛЭП и образуют энергосистемы.

Среди тепловых электростанций выделяют конденсационные и

теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) .

Большие ТЭС размещают в районах добычи топлива, вблизи рек, которые дают воду для охлаждения. Передавать электроэнергию по линиям электропередач гораздо дешевле, чем перевозить топливо.

Наш край учится использовать альтернативные источники энергии. Ветер и солнечную энергию – для выработки электричества. Биомассу: древесные опилки, солому – для отопления.

Среди важнейших причин, ограничивающих развитие энергетики, относится экологическая .

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ 1. Что входит в отраслевой состав электроэнергетики? 2. Каково значение электроэнергетики в хозяйстве региона? 3. Что такое ТЭЦ, ТЭС? В чем их отличие? 4. Почему в Донбассе были построены только тепловые электростанции? 5. Какие нетрадиционные виды энергии используются в нашем регионе? 6. Что такое энергосистема? В чем ее особенности? 7. Каковы проблемы и перспективы развития электроэнергетики нашего края? 8. Подготовьте учебный проект «Нетрадиционные виды энергии» 9. Определите, сколько стоит 1 кВт ч электроэнергии. Посмотрите по счетчику, какое количество электроэнергии ваша семья потребляет в сутки. Сколько это стоит? Проведите аналогичные расчеты за месяц, год. Определите, какие домашние электроприборы потребляют наибольшее количество электроэнергии. Как программа энергосбережения может быть реализована в вашем доме? Разработайте «домашние мероприятия» по энергосбережению.

Опережающие темпы развития возобновляемой энергетики по сравнению с традиционной - общемировой тренд, начиная с конца 20 века. В силу ряда объективных (наличие достаточных запасов углеводородов) и субъективных (общий экономический и технологический кризис) факторов, Россия оказалась не вовлечена в глобальный процесс изменения энергетической парадигмы. Сегодня ситуация меняется, и новые технологии все больше привлекают внимание бизнеса и власти. Подробный анализ причин развития российской возобновляемой энергетики и перспектив различных сегментов отрасли был проведен в рамках аналитического отчета «Альтернативная энергетика России 2009», подготовленного компанией «АЭнерджи» в декабре прошлого года.

Как уже было сказано выше, сегодня ситуация меняется, и в возобновляемую энергетику начинает активно приходить капитал - в первую очередь иностранный и государственный. Для целей государственных инвестиций активно создаются компании в рамках государственных корпораций. Дочерние структуры «Роснано», «Ростехнологий», «Росатома» и «РусГидро» реализуют проекты почти во всех сегментах возобновляемой энергетики. Суммарный утвержденный объем инвестиций в отрасль на плановый период 2010–2013 годов составляет 4–5 млрд долл. Вместе с капиталом в отрасли появляются и крупные лоббисты - Сергей Чемезов, Анатолий Чубайс и другие.

Помимо развития проектов в сегменте централизованной генерации электроэнергии, в России активно появляются экспортоориентированные производства топливных гранул, биотоплива, поликремния и солнечных панелей. Причина развития таких проектов - благоприятная конъюнктура мировых рынков и доступность ресурсов для производства обозначенных видов продукции в РФ. Появление этих производств, вместе с проблемами в традиционной энергетике, поспособствует расширению и внутреннего рынка децентрализованной генерации тепла и электроэнергии из ВИЭ.

Исследование проведенное компанией АЭнерджи в декабре 2009 года показало, что наиболее перспективными направлениями развитиями ВИЭ в России следует назвать биоэнергетику, малую гидроэнергетику и ветроэнергетику. «РусГидро» также связывает большие надежды с развитием приливной энергетики, в которой Россия может стать глобальным лидером в ближайшее десятилетие. Остановимся подробнее на перспективах развития обозначенных отраслей.

Биоэнергетика

Биоэнергетика - одно из самых перспективных направлений развития возобновляемой энергетики РФ. Это обусловлено наличием существенного ресурсного потенциала биомассы и экономически оправданных технологий.

Перевод мазутных и угольных котельных на биомассу в ряде регионов России, разработавших региональные программы развития возобновляемой энергетики и благоприятная конъюнктура европейского рынка топливных гранул, связанная с увеличением спроса на пеллеты на фоне роста цен на природный газ и жидкое топливо, обуславливают наращивание производства в этом секторе биоэнергетике. В 2010 г. будет введено порядка 50% существующей сегодня мощности или 350 тыс. тонн в год.

Динамично развивается и биогазовая энергетика. И это несмотря на то, что фактически эта отрасль не затронута ни федеральной, ни региональными системами поддержки использования ВИЭ. Это обусловлено растущими потребностями развивающегося сельского хозяйства РФ в энергоресурсах и удобрениях. Существующие тарифы, доступность сетей, стоимость технологического присоединения и рост цен на газ не всегда устраивают сельскохозяйственных производителей и предприятия пищевой индустрии.

По данным сельскохозяйственной переписи менее 35% крупных и средних сельскохозяйственных организаций имеют доступ к системе централизованного газоснабжения и только 20% к сетям централизованного теплоснабжения. При условии выполнения программы газификации первый показатель вырастет не более чем на 10%. Вместе с этим в последние годы принципиально выросла стоимость технологического присоединения, что делает биогазовые проекты, в некоторых случаях, сопоставимыми по капитальным затратам с сетевым подключением.

Биогазовая энергетика будет развиваться на базе крупнейших сельскохояйственных производств (животноводческих ферм) в сельской местности, предприятий пищевой промышленности, источников сточных вод (городские водоканалы) и ТБО в крупных городах.

Появляются в России и проекты производства биотоплива. Во многом это обусловлено созданием по инициативе ГК «Ростехнологии» в марте 2008 года корпорации «Биотехнологии» для целей развития биотопливного производства в России. Компания активно покупает лесохимические предприятия Восточной Сибири и Урала и создает на их основе заводы по производству биотоплива и сопутствующих товаров. Наличие такого сильного лоббиста на рынке позволит ускорить принятие ряда ключевых законодательных актов, способствующих развитию биотопливной энергетики. В частности ведется разработка законодательных актов, предусматривающих выведение биоэтанола из числа подакцизных товаров и введение требования обязательных присадок биотоплива в моторное топливо.

На первоначальном этапе продукция российских биотопливных заводов, по всей видимости, будет, отправятся за рубеж, в Германию и Китай. Законодательная база, способствующая развитию биотопливной энергетики, должна появиться в 2010-2011 гг., что создаст хорошие условия для сбыта произведенного биотоплива и на внутреннем рынке.

Ветроэнергетика

Сегодня, ввиду усиливающегося энергодефицита в ряде регионов и создания системы поддержки возобновляемой энергетики, в ветроэнергетику, ранее неинтересную для инвесторов ввиду ее низкой рентабельности, начинает приходить капитал, в том числе и иностранный. Ветроэнергетика привлекает региональные власти высокой скоростью ввода мощностей, бизнес - приемлемыми сроками окупаемости (до 10 лет).

Пока еще существуют проблемы с привлечением финансирования, связанные с отсутствием ключевых законодательных актов, устанавливающих приоритетную закупку сетевыми организациями электроэнергии, произведенной на основе ВИЭ и размер надбавок.

Тем не менее, существует ряд площадок, на которых уже ведутся ветроизмерения, разработаны ТЭО и найдены инвесторы:

Параллельно с реализацией проектов начался процесс кооперации в отрасли - 13 ноября 2009 г. прошла «Первая национальная конференция» Российской ассоциации ветроиндустрии, по итогам которой на имя председателя правительства РФ было направлено открытое письмо с предложениями по поддержке отрасли.

В сегменте децентрализованной генерации начинается реализация нескольких пилотных проектов в Ненецком АО и Волгоградской области комбинированной генерации (ветер солнце, ветер дизель).

Малая гидроэнергетика

Малая гидроэнергетика характеризуется коротким инвестиционным циклом (не более 7 лет), короткими сроками возведения объектов (не более 2 лет) и колоссальным экономическим потенциалом замены дизельных генераторов малыми гидроэлектростанциями в изолированных зонах (в районах Северного Кавказа, Сибири, Дальнего Востока). Срок окупаемости таких проектов приближается к одному году.

Активный интерес к малой гидроэнергетике проявляет крупнейшая генерирующая компания России «РусГидро». В частности, разработаны программы строительства МГЭС в федеральных округах, предполагающие сооружение 384 станций суммарной мощностью 2,1 ГВт.

В ближайшие несколько лет в России можно ожидать ввода новых мощностей в малой гидроэнергетике в объеме 50–60 МВт установленной мощности в год.

Приливная энергетика

На сегодняшний день существует ряд факторов, препятствующих развитию приливной энергетики в РФ. Это и удаленность основных районов потребления электроэнергии от перспективных районов освоения энергетических ресурсов и приливов, и необходимость создания дополнительной сетевой инфраструктуры для целей строительства и эксплуатации приливных станций.

Тем не менее, в Генеральную схему размещения объектов электроэнергетики до 2020 года включены две приливные электростанции - это Мезенская ПЭС мощностью 8 ГВт, в Мезенской губе в Архангельской области и Тугурская ПЭС мощностью 3640 МВт, в Тугурском заливе Охотского моря в Хабаровском крае.

Первая, в перспективе, способна обеспечить потребности в электроэнергии при разработке Ломоносовского месторождения алмазов в Архангельской области, вторая решить проблему энергодефицита Дальневосточной энергосистемы. В случае успешной реализации проектов, Российская Федерация, в целом, и компания «РусГидро», в частности, станут мировыми лидерами в сфере приливной энергетики.

Впечатляющая динамика развития на фоне кризисной ситуации в экономике позволяют оптимистично смотреть на будущее отрасли. Рынок альтернативной энергетики является одним из немногих секторов российской экономики, который будет стремительно расти (на десятки и сотни процентов в год в зависимости от сегмента) в ближайшие годы. Его привлекательность повышает обилие небольших по размеру капитальных вложений проектов, в которых может участвовать малый и средний бизнес.

Об авторах

Компания «АЭнерджи» реализует проекты в сфере энергосбережения и возобновляемой энергети: ки. Одно из приоритетных направлений деятельности компании - консалтинг. В рамках этого направления, компания разработала ряд региональных программ раз: вития возобновляемой энергетики и подготовила ряд аналитических отчетов для бизнеса, заинтересованного в расширении своей деятельности в сфере возобновля: емой энергетики.

Станислав ЧЕРНИЦА,
Артем ЧУРИКОВ,
AEnergy.ru

Международная научно- практическая конференция « Малая энергетика-2005»

Дьяков А.Ф., Научный совет РАН по надёжности и безопасности больших систем энергетики, Москва, Россия

О роли и месте малой энергетики . Прежде всего, хотел бы отметить, что главным гарантом надёжного и безопасного обеспечения энергией потребителей нашей страны по-прежнему остаётся Единая энергетическая система России.

Однако, даже в ХХI веке, Единая энергетическая система охватывает немногим более 30 % территории страны, остальные 70 % - обеспечивают электроэнергией электростанции, работающие в автономном режиме или локальные энергосистемы, такие как Камчатская, Магаданская и Сахалинская. Поэтому перспективы развития малой энергетики, видимо, следует рассматривать с учётом этих обстоятельств, то есть в зоне ЕЭС и вне её, так как эти проблемы в каждой из этих зон решаются по-разному.

На территории страны, которую не охватывает ЕЭС, мы должны обеспечивать развитие малой и возобновляемой энергетики, в основном, за счёт создания комбинированных (гибридных) электростанций, на базе 2-х, 3-х и более источников энергии. Например, ветро-дизельных, ветро-солнечных, ветро-гидравлических или солнечно-теплонасосных станций.

При этом крайне важно, использовать на малых электростанциях именно те источники энергии, которые позволяют свести к минимуму завоз топлива в отдалённые и труднодоступные регионы, особенно районы Крайнего Севера.

При развитии малой энергетики в зоне ЕЭС, надо исходить из того, что она не предназначена решать проблемы обеспечения надёжности и живучести Единой энергетической системы в условиях быстрого роста энергопотребления. Но в период плавного, постепенного роста энергопотребления, на этапе реформирования энергетики, адаптации её к рыночным отношениям, малая энергетика, безусловно, может сыграть важную роль.

Кроме того, с целью обеспечения гарантированного энергоснабжения важнейших объектов жизнеобеспечения на случай аварийного отключения их от ЕЭС, малые автономные электростанции на этих объектах могут использоваться в качестве резервных мощностей. В необходимости такого резервирования мы ещё раз убедились, во время системной аварии 25 мая 2005 г. в Московской и смежных - Калужской, Рязанской, Смоленской и Тульской энергосистемах.

Сегодня, когда в нашей стране идёт реформирование электроэнергетики, происходит не только изменение структуры управления отраслью, но и изменение денежных потоков, прежде всего, их дальнейшее дробление.

В связи с чем, изыскание собственных средств на строительство крупных электростанций и даже отдельных энергоблоков, во многих случаях, просто невозможно. Наглядный пример тому, последствия реформирования электроэнергетики в Англии и других странах.

В этих условиях, в ближайшие годы мы реально можем рассчитывать лишь на незначительные объёмы инвестиций и строительство, в основном, небольших электростанций. Реализация таких проектов позволяет сократить объём инвестиций, сроки их возврата, снизить инвестиционные риски.

При этом важно помнить и считаться с тем, что доля инвестиций на один кВт установленной мощности малых электростанций больше, чем крупных. К тому же, следует признать, что уровень нынешних заниженных тарифов, не создаёт благоприятных экономических условий для развития малой энергетики, так как ведёт к увеличению сроков окупаемости даже таких небольших электростанций.

Сегодня, крайне важно, изучить рынок малой энергетики, чтобы с его учётом строить работу не только энергетиков, но и машиностроителей, производящих энергооборудование для этих электростанций.

Однако приходится констатировать, что рынок малой энергетики развивается пока, в основном в Европейской части страны, где успешно функционирует Единая энергетическая система. Тогда как сама жизнь, нужды населения, потребности развития промышленности, транспорта, сельского хозяйства страны, требуют более активного продвижения малой энергетики в Сибирь, на Дальний Восток, в районы Крайнего Севера, где нет возможности компенсировать нехватку электроэнергии, используя возможности ЕЭС.

Вполне понятно, что в перспективе более активно будет развиваться малая энергетика на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), её доля, в общем объёме установленной мощности электростанций, несомненно, будет расти.

О важности более широкого использования возобновляемых источников энергии в XXI веке, вряд ли кого-то надо убеждать. По прогнозу Европейского Совета по возобновляемой энергетике (Renewable Energy World. Juiy-August 2004), доля ВИЭ в мировом потреблении первичной энергии к 2040 году достигнет 47,7 % (рис.1).

Сегодня всем ясно, что основные не возобновляемые энергоресурсы, раньше или позже, исчерпаются. По одним прогнозам угля хватит на 1500 лет, нефти - на 250, газа -на 120 лет. По другим прогнозам перспектива хуже. Нефть должна закончиться лет через 40, газ - через 80, уран - через 80-100 лет, угля может хватить ещё лет на 400.

Доля возобновляемых источников энергии, в общем, объёме энергопотребления, в мире постоянно увеличивается. По данным МИРЭС этот показатель в максимальном варианте к 2020 году может возрасти до 8 - 12 %. В лидеры по использованию возобновляемых источников энергии сегодня вышли страны Европейского Союза (ЕС). В директивных документах ЕС поставлена задача, вдвое увеличить долю ВИЭ в энергетическом балансе Европы (с 6% до 12%), в выработке электроэнергии - с 14% до 22% .

При этом большая часть доли ВИЭ в балансе электроэнергии приходится на гидроэнергетику, потенциал которой для строительства крупных ГЭС, практически исчерпан. Поэтому дальнейшее наращивание производства электроэнергии за счёт строительства гидростанций, связывается именно со строительством малых ГЭС.

Значительный рост доли ВИЭ в энергобалансе ЕС намечается обеспечить и за счет ветровой энергетики. Но это добавляет энергетикам много проблем, связанных с необходимостью развития электрических сетей, усложнением диспетчерского управления оперативными режимами, обеспечением надежности и безопасности энергоснабжения потребителей.

Кроме того, в зависимости от доли ветроэлектростанций, в суммарной установленной мощности энергосистем, тарифы на электроэнергию в этих странах, могут вырасти в ближайшее время на 13 - 25%, а в перспективе, при достижении намеченной доли ветровой энергетики в энергобалансе, рост тарифов может составить в среднем 34%.

Что касается данных о ресурсах возобновляемых источников энергии в России, то они представлены в табл. 1. Причём значительными возобновляемыми ресурсами располагают большинство регионов страны, в том числе и проблемных, с точки зрения энергоснабжения.

Видимо, нет необходимости подробно их комментировать, отмечу лишь, что экономический потенциал ВИЭ в нашей страны составляет 270-335 млн. т у. т., то есть более 25 % от внутреннего энергопотребления. Однако, используется сегодня всего 1,5 млн. т у. т., а в общем энергобалансе нашей страны ВИЭ составляют не более 0,5 % по электроэнергии и 4 % - по теплу.

В соответствии со стратегией развития энергетики России на перспективу до 2020 года возобновляемые источники энергии будут составлять пока незначительную долю в силу своей дороговизны и невысокой надежности.

В связи с чем, малую энергетику на базе возобновляемых источников энергии на ближайшую перспективу надо рассматривать, прежде всего, как средство решения проблем энергоснабжения в отдалённых и труднодоступных регионах, как средство решения экологических проблем, которые всё больше обостряются, и, наконец, как средство энергосбережения.

Газотурбинные (ГТУ) и парогазовые (ПГУ) энергетические установки. Они являются сегодня наиболее перспективными источниками тепловой и электрической энергии. Речь идёт, прежде всего, о малых модульных электростанциях на базе отечественных ПГУ и ГТУ (2,5, 4,0, 6.0, 8,0 и 12,0 МВт) с использованием газа, разумеется, там, где он уже есть или где можно и экономически выгодно проложить газопровод.

В табл. 2. даны основные технические характеристики малых энергетических установок на газе: ГТЭС «Урал-2500», «Урал-4000» и Урал-6000». Особо следует отметить высокий КПД этих станций - 79,0 %, 81,0 % и 83,1 % соответственно.

Сегодня нельзя сбрасывать со счетов возможность создания на действующих муниципальных и ведомственных котельных небольших газотурбинных и парогазовых установок, для производства электроэнергии, то есть превращение их в малые или мини-ТЭЦ. Строительство таких мини-ТЭЦ не требует значительных затрат времени и средств, но добавка выработки электроэнергии может быть существенной, что крайне важно при нынешнем дефиците инвестиций. Разумеется, речь идёт о котельных на газе и тех из них, где для такой реконструкции есть возможности.

Нельзя забывать и такое важное направление увеличения энергопроизводства, как создание мини-ТЭЦ на базе небольших ГТУ и ПГУ с использованием газа и тепла, применяемых в производственном процессе предприятий. Большие возможности для увеличения выработки электроэнергии и тепла имеются, например, у сахарных заводов, которые также можно реализовать путём пристройки к ним небольших ПГУ и ГТУ.

Необходимо более широко использовать для наращивания производства электроэнергии электростанции, создаваемые на базе компрессорных станций магистральных газопроводов страны, используя в этих целях турбодетандеры, газовые турбины с нагнетателем газа, а также регенераторы тепла сжатого воздуха компрессоров. Надо отметить, что Газпром проводит определённую работу в этом направлении, но объединение с ним усилий РАО «ЕЭС России» может дать значительно больший эффект.

Дизельные электростанции (ДЭС). Они составляют основу электроснабжения в арктических районах России. Только в этом регионе работает примерно 47 тыс. малых дизельных электростанций.

Однако, большинство ДЭС имеют низкий КПД (до 0,4) и ограниченный ресурс службы, высокие удельные расходы (250-300 г/кВт·ч.) очень дорогого дизельного топлива (в 6-7 раз дороже газа и в 2 раза - топочного мазута). По сравнению с другими малыми электростанциями ДЭС имеют сверхнормативные значения выбросов загрязняющих веществ, а себестоимость, вырабатываемой ими электроэнергии, достигает 6 руб./кВт·ч.

Кроме того, отечественные дизельные энергоустановки всё ещё уступают лучшим зарубежным ДЭС по экономичности и надёжности, а также по габаритам и массе на единицу установленной мощности.

Поэтому в целях дальнейшего повышения эффективности и надёжности ДЭС необходимо повышать их удельную мощность на единицу массы, внедрять газотурбонаддув, переводить на газовое и нефтяное топливо, расширять производство автоматизированных ДЭС контейнерного типа, развивать систему сервисного обслуживания предприятиями-изготовителями.

Газодизельные электростанции (ГДЭС). В последнее время во всём мире активно внедряются ГДЭС, использующие природный газ. У газопоршневых электростанций топливная составляющая стоимости электроэнергии в 2-2,5 раза меньше, чем у обычных ДЭС. Что ещё важно, так это то, что газопоршневые двигатели малых электростанций могут работать и на промышленных газах: коксовом, биогазе, шахтном и др. У нас ГДЭС внедряются пока медленно, хотя в настоящее время многие российские заводы приступили к производству таких электроустановок.

Гибридные электростанции. Наиболее перспективными в удаленных и арктических районах являются комбинированные (гибридные) электростанции, например, ветродизельные электростанции (ВДЭС). Такие электростанции обеспечивают сокращение потребления дизельного топлива на 30-50% и увеличивают жизненный цикл дизельгенераторов в 2-3 раза. Гибридные электростанции при своей круглогодичной эксплуатации снижают потребление жидкого топлива в 4-6 раз и имеют срок окупаемости не более 3-х лет.

Интерес представляет комбинированный автономный блок-модуль биогазо-ветро-солнечной тепло-электростанции ЗАО ЦЕНТР «ЭКОРОС», в состав которого входят:

Биогазовая теплоэлектростанция мощностью не менее 10-15 кВт (электрических) и не менее 60 кВт (тепловых);

Ветроэлектрическая станция мощностью не менее 16-32 кВт;

Станция солнечного теплоснабжения мощностью 2300 литров воды в сутки с температурой не менее 60 °С.

Малые атомные электростанции. В более отдалённой перспективе предпочтения, видимо, будут отдаваться малым АЭС, так как в удалённых и труднодоступных местах, особенно в условиях Крайнего Севера, куда сложно и крайне дорого обеспечить доставку топлива, они будут наиболее эффективными.

Пока малые атомные теплоэлектростанции (АТЭС ММ) намечается построить в четырех городах России: Вилючинске (Камчатка), Северодвинске (Архангельская область), Дудинке (Красноярский край) и Певеке (Чукотка).

Кроме того, всё более настоятельно требуется создание атомных электростанций мощностью от 1,5 до 6-10 МВт для снабжения энергоресурсами небольших селений и районов. Стратегия развития малой энергетики России для решения подобных задач предусматривает строительство плавучих АЭС с использованием судовых технологий, а в этом деле, как известно, у России опыт большой.

Однако на осуществление таких проектов требуются значительные инвестиции, что, в первую очередь, и тормозит строительство таких электростанций. Например, стоимость строительства атомной электростанции малой мощности в Северодвинске составит примерно 180-200 млн. долларов. Установленная мощность этой АТЭС ММ составит 70 МВт электроэнергии и 50 Гкал тепловой энергии, сроки окупаемости проекта не менее 13 лет.

Малая гидроэнергетика (МГЭС). Экономический потенциал гидроэнергетики в мире составляет 8100 млрд. кВт·ч. Доля малых и микроГЭС составляет около 10% общего экономического гидропотенциала мира. Лидером в развитии малой гидроэнергетики является Китай. Установленная мощность МГЭС в этой стране превышает 20 тыс. МВт. Широкое распространение малые ГЭС получили в Австрии, Финляндии, Норвегии и Швейцарии.

В России экономический потенциал МГЭС составляет 200 млрд. кВт·ч/год, а используется всего 1-2 %. В настоящее время в России работают немногим более 300 МГЭС, общей мощностью 1000 МВт. Разумеется, в ближайшие годы малые и микро-ГЭС будут востребованы и в нашей стране. Правительством Республики Дагестан, например, принята специальная «Программа строительства малых гидравлических электростанций в республике до 2010 г.», которая успешно выполняется.

На мой взгляд, назрело время вернуться к проблеме восстановления микро - и малых ГЭС в России. Как известно, в 50-60 годы малых ГЭС в нашей стране было более 10 тысяч, но в связи со строительством в последующие годы большого количества крупных электростанций, малые гидростанции были заброшены. По этим же причинам было прекращено и производство отечественного оборудования для таких гидростанций.

Однако сегодня, в связи развитием фермерских хозяйств на селе, увеличением количества небольших частных предприятий, интерес к малым и микро-ГЭС растёт. Это начинает учитывать и наша промышленность. В стране растёт производство оборудования для микро- и малых гидростанций. Интерес представляют разработки ОАО «МНТО ИНСЭТ». Мощность гидроагрегатов этого общества колеблется в диапазоне от 10 до 6000 кВт. Стоимость 1 кВт микро - и малых ГЭС составляет 300 -900 долларов США.

Геотермальная энергетика. Надо отметить, что установленная мощность ГеоТЭС в мире достигла свыше 8000 МВт. В США показатель установленной мощности приблизился к отметке 3000 МВт. Произведенное на ГеоТЭС электричество вместе с теплом, напрямую идущим на обогрев и промышленные нужды, составляет в энергобалансе этой страны более 1%. В Мексике геотермальная составляющая превышает 4%, но абсолютный лидер - Филлипины, где десятки ГеоТЭС общей мощностью 2000 МВт вырабатывают пятую часть всей электроэнергии, производимой в стране. В Исландии все потребности страны в тепле и электроэнергии обеспечиваются за счёт геотермальных ресурсов.

Россия располагает огромными геотермальными ресурсами, используя которые для теплоснабжения городов и поселков, наша страна могла бы экономить 20-30% ископаемого топлива в течение ближайших 5-10 лет. Но, обладая такими запасами геотермальной энергии и являясь технологическим лидером в этой области, Россия значительно отстаёт в их практическом использовании.

В настоящее время в нашей стране действуют 3 геотермальных электростанции, расположенные на Камчатке: Паужетская ГеоЭС, Верхне-Мутновская ГеоЭС и Мутновская ГеоЭС. Их суммарная мощность составляет более 70 МВт. Кроме того, на Курильских островах работает три небольшие геотермальные установки.

Ведётся строительство 3-го блока Мутновской ГеоЭС, которая состоит из 4-х блоков по 25 МВт. ОАО "Геотерм" разработало также ТЭО инвестиций на сооружение 4-го блока Верхне-Мутновской ГеоЭС с использованием бинарного цикла, что позволит увеличить эффективность использования геотермального теплоносителя на 20-25%. Схема геотермальной бинарной электрической станции представлена на рис. 2.

В Ставропольском крае одобрена концепция и бизнес-план комплексного использования геотермальных ресурсов Казьминского месторождения. Температура воды здесь достигает 124 °С, а наличие 14 пробуренных скважин позволяет получить в год не менее 24 млн. кВт·ч электроэнергии, вырабатываемой на бинарной ГеоЭС, и около 300 тыс. Гкал тепла. В Краснодарском крае подготовлен проект использования геотермальных вод для тепло- и электроснабжения г. Лабинска общей тепловой мощностью 100 МВт и электрической - 4,0 МВт.

Важно отметить, что для развития геотермальной энергетики в стране имеется необходимое отечественное оборудование, производство которого налажено в ОАО «Калужский турбинный завод».

Дальнейшее расширение промышленного использования месторождений геотермальных вод позволит нашей стране в значительной мере сократить потребление природного газа за счет перехода на использование более дешевых источников энергии. Одним словом, в ближнесрочной перспективе, среди возобновляемых источников энергии, геотермика, опирающаяся на турбинные технологии, будет играть важную роль.

Тепловые насосы (ТН). Прежде всего, важно отметить, что тепловые насосы, используя низкопотенциальное тепло воздуха и грунтовых вод, производят тепла в 3 -7 раз больше, чем потребляют электрической энергии. В настоящее время в мире более 10 млн. ТН, общей мощностью 30 тыс. МВт. Широко применяются тепловые насосы в Швеции, Германии, Австрии, США и Японии. По прогнозам МИРЭС доля тепловых насосов в теплоснабжении в мире к 2020 г. составит 75 %.

В России тепловые насосы используются пока недостаточно, хотя возможности для использования их огромны. В нашей стране сегодня немногим более 100 ТН, а их суммарная мощность составляет примерно 30 МВт.

На рис. 3 представлена схема одного из тепловых насосов, производимого ЗАО НПФ «Тритон-лтд». Стоимость оборудования ТН колеблется в пределах от 80 до 180 долларов США за 1 кВт тепловой энергии, а сроки окупаемости, не превышают 3 лет.

Перспективным направлением применения тепловых насосов является использование тепла обратной сетевой воды в системах дальнего транспортирования тепла, а также - дымовых газов. Причём, чем выше температура используемого источника тепла, тем лучше энергетический баланс. При этом, большинство теплонасосных систем обходятся без поддержки отопительных котлов даже в самые холодные периоды времени, поэтому перспективы таких установок в нашей стране огромны.

Приливные электростанции (ПЭС). Общий потенциал использования приливной энергии мирового океана оценивается в 800 ГВт, что может обеспечить до 15% мирового энергопотребления. В настояшее время действует ПЭС Ранс во Франции (249 МВт), Аннаполис - в Канаде (20 МВт), три ПЭС - в Китае, одна - в Корее, а также Кислогубская ПЭС (400 кВт) в России.

В России есть большие возможности для строительства приливных станций. По расчетам ученых, лишь в Европейской части и на Дальнем Востоке нашей страны от энергии прилива может быть получено более 120 ГВт мощности.

Специалистами Научно-исследовательского института энергетических сооружений разработана для приливных электростанций принципиально новая, ортогональная турбина, не имеющая аналогов в мире. Ими подготовлены также предложения по строительству на базе типового блок-модуля, с использованием ортогональной турбины, Тугурскую ПЭС (мощностью 8 млн. кВт) и Мезенской ПЭС (11,4 млн. кВт). Использование новой турбины на этих ПЭС позволиет уменьшить капитальные вложения на их сооружение на 17 %, по сравнению с затратами на ПЭС с осевыми капсульными агрегатами.

Энергоустановки с использованием топливных элементов (ТЭ). В последние годы во многих странах высокими темпами развивается электрохимическая энергетика с использованием водорода и топливных элементов. Высокая эффективность ТЭ, отсутствие движущихся частей, шума, экологическая чистота вызывают всё больший интерес к таким установкам.

Рынок топливных элементов в США, например, за последние 5 лет вырос с 218 млн. до 2,4 млрд. долларов, при среднегодовом росте 62 %. Большое внимание использованию топливных элементов уделяют Европейский союз, Япония и Англия. В Японии, например, планируется создать до 2010 г. энергоустановок на топливных элементах общей мощностью 2000 МВт. В Великобритании с помощью регенеративных топливных элементов планируется выравнивать графики нагрузки.

В США, Германии и Японии создаются комбинированные энергетические установки по выработке электроэнергии и тепла с использованием топливных элементов, ГТУ, ПГУ, энергии ветра и солнца, получившие название гибридных энергоустановок (ГИЭУ). Реально достигнутый КПД ГИЭУ в настоящее время составляет 60 %, к 2010 г. намечается достигнуть 70 %, а в перспективе, при комбинированной выработке электрической и тепловой энергии, - 85-90 %.

В России также многие годы успешно ведутся работы по созданию энергоустановок на базе топливных элементов, предназначенных в первую очередь для космических исследований. В последнее время к созданию высокоэффективных энергоустановок на основе топливных элементов, в том числе и гибридных, подключились и наши отраслевые институты. Одним словом, это перспективное направление в энергетике, несомненно, получит дальнейшее развитие и займёт важное место в малой энергетике нашей страны.

Ветроэнергетические установки (ВЭУ). Передовые страны мира определили своей целью увеличить долю выработки электроэнергии ветроэлектростанциями к 2020 году до 12%. При поддержке и поощрении государства ветроэнергетика успешно развивается в таких странах, как: Германия, Дания, США, Великобритания, Испания, Индия. В 2002 году суммарная мощность ветроустановок в мире достигла 31 ГВт, к концу 2003 г. - почти 37 ГВт, в текущем году - более 50 ГВт.

В США, например, мощность смонтированных ветроустановок сегодня составляет порядка шести тысяч МВт, а к 2020 году, в соответствии с принятой программой развития ветроэнергетики в стране, должна достигнуть 80 тысяч МВт.

Россия также обладает огромными ветроэнергетическими ресурсами, особенно на территории Крайнего Севера, Юга России и Дальнего Востока - где использование энергии ветра экономически выгодно. Экономический потенциал ветровой энергии в нашей стране составляет примерно 260 млрд. кВт×ч/год, т.е. около 30% производства электроэнергии всеми электростанциями России.

Первая в мире ветроэлектростанция ЦАГИ Д-30, мощностью 100 кВт была построена в 1932 году в Крыму. Но увлечение масштабными энергетическими проектами в шестидесятые-восьмидесятые годы в нашей стране надолго затормозило развитие малой энергетики.

Тем не мене, в России уже действуют:

Заполярная ветроэлектростанция мощностью 1,5 МВт (Комиэнерго),

Куликовская ВЭС - 5,1 МВт (Янтарьэнерго),

Маркинская ВЭС - 300 кВт (Ростовэнерго),

Марпосадская ВЭС - 215 кВт (Чувашэнерго),

ВЭС «Тюпкельды» - 2,2 МВт (Башкирэнерго),

Чукотская ВЭС на мысе Обсервации - 2,5 МВт (Чукотэнерго),

ВЭС на острове Беринга - 500 кВт (Камчатскэнерго).

На Калмыцкой ВЭС мощностью 22 МВт (Калмэнерго), из-за отсутствия средств смонтированы пока только 2 ВЭУ «Радуга-1000», а работает одна. На побережье Финского залива в Ленинградской области намечается построить первую в России промышленную ветроэлектрическую станцию мощностью 75 МВт. На её строительство потребуется примерно 100 млн. долларов США.

В настоящее время изучается возможность строительства в Калининградской области "Морского ветропарка", состоящего из 25 ветроустановок по 2 мегаватта каждая, в 500 метрах от берега Балтийского моря. Реализация этого проекта, явится первым шагом в нашей стране по использованию шельфовой зоны моря для возведения ВЭС большой мощности.

Строительство ветроэлектростанций, безусловно, будет продолжаться и дальше, но их сооружение должно осуществляться, прежде всего, в тех местах, где не только хорошие ветра, но и отсутствует централизованное электроснабжение, так как эффективность ВЭС пока мала, а стоимость электроэнергии, произведенной ими, в 3 раза больше, полученной от традиционных источников. Поэтому сроки окупаемости таких станций велики.

Солнечные энергоустановки. На мой взгляд, достойное место в энергобалансе многих регионов нашей страны в перспективе могут занять солнечные энергоустановки, особенно горячего водоснабжения.

Солнечные установки теплоснабжения и горячего водоснабжения наибольшее распространение получили в Краснодарском крае. Одна из первых энергоустановок в крае действует с 1989 г. на крыше издательства "Советская Кубань"(432 коллектора), В пансионате "Лесная поляна" в 1999 г. установлено 68 коллекторов, которые обеспечивают горячее водоснабжение в летнее время. Хорошо себя зарекомендовали солнечные установки горячего водоснабжения Краснодарской краевой больницы и санатория «Лазаревское» в г. Сочи.

Сегодня наиболее перспективными являются солнечные установки теплоснабжения и горячего водоснабжения для индивидуальных потребителей. Стоимость системы горячего водоснабжения и отопления, например, для дома площадью до 250 м 2 , с использованием солнечных коллекторов, срок эксплуатации которых не менее 30 лет, обойдётся владельцу около десяти тысяч долларов США, или 90 центов в день.

В последние годы в нашей стране не только расширяется производство солнечных коллекторов, но и повышается их качество, снижается себестоимость. Например, солнечные коллектора ОАО «Ковровский механический завод» и ФГУП НПО «Машиностроение» по своим характеристикам не уступают лучшим мировым аналогам. Причём один м 2 такого коллектора стоит примерно 170 долларов США.

В области солнечной электроэнергетики наиболее перспективными признаны фотоэлектрические установки с прямым преобразованием солнечного излучения в электроэнергию с помощью солнечных фотобатарей. Фотоэлектрические модули, преобразующие энергию солнечных лучей в электричество, имеют в своей основе кристаллический или аморфный кремний и, в зависимости от площади модуля, мощность его может достигать 80-1000 и более Вт, а снимаемое напряжение составляет 12, 24, 48 В (табл. 3).

В настоящее время в мире наблюдается настоящий бум производства фотоэлементов для прямого преобразования солнечной энергии - в электрическую. Ежегодные темпы их роста за последние годы составили 30 %. В США, их годовое производство достигло 60 МВт, в Японии - 80 МВт, в Германии - 50 МВт. В Германии и США успешно реализуется специальные программы в этой области электроэнергетики.

Однако, солнечная энергия пока дорога и малоэффективна, требует больших затрат на эксплуатацию. Цена электроэнергии на солнечных фотоэнергетических установках хотя и снизилась за последние годы, но всё ещё велика, около 20 центов за кВт.ч.

Энергетические установки с использованием биомассы. В большинстве стран Западной Европы, в США, Канаде, а также в Китае, Индии и Бразилии, большое внимание уделяется использованию биомассы, как источника экологически чистого топлива и энергии.

В России ежегодное количество органических отходов составляет более 390 млн. тонн, в том числе сельскохозяйственных - более 250 млн. тонн. Сегодня у нас имеются интересные разработки энергетических установок для использования энергии биомассы, налаживается производство отечественного оборудование для них.

Но пока мы имеем дело, как правило, лишь с экспериментальными и демонстрационными образцами. Например, на рис. 4 представлена схема биогазоэнергетического модуля БИОНЭ - 1, разработанного ЗАО ЦЕНТР «ЭКОРОС». На его базе построена первая биоэнергетическая мини-тепло-электростанция, с попутным производством органического удобрения, в Агроплемфирме «Искра» Московской области. Одним словом, разработки есть, но дальше опытно-эсперементальных установок дело не идёт. Хотя возможности для использования таких энергоустановок в нашей страны очень велики.

Мусоросжигательные заводы с энергетическими установками. Необходимость переработки во многих регионах постоянно увеличивающихся твёрдых бытовых отходов, настоятельно требует расширения строительства мусоросжигательных заводов с выработкой тепла и электроэнергии.

Сегодня мусоросжигательных заводов, производящих энергию, много в Германии, Японии, Швейцарии, Бельгии и других странах. В России такие заводы, активно стали строиться только в последние 15-20 лет. Они имеются во Владивостоке, Владимире, Москве, Мурманске, Пятигорске, Сочи и Челябинске. Строится такой завод и Санкт-Петербурге. В Москве имеется программа строительства 10 таких заводов. Однако эйфории по поводу дальнейшего тиражирования таких заводов, видимо, не должно быть. И на это имеются серьёзные причины.

Во-первых, сжигание твёрдых бытовых отходов, дело крайне дорогое и, во-вторых, далеко не безвредное. Все такие заводы относятся к опасным производствам, не ниже 2-й категории. Выбрасываемые ими диоксины - являются большой текущей проблемой этих заводов, а загрязнение окружающих территорий тяжёлыми металлами - большой и перспективной, так как избавиться от них не возможно в течение многих лет.

Именно этими причинам вызвано закрытие в последние годы некоторых мусоросжигательных заводов в Англии, Нидерландах, заражение территории вокруг которых диоксинами превышает среднее по стране в 50-100 раз. Такие же проблемы возникли в Польше и других странах. Одним словом, некоторые из этих заводов оказались опасней полигонов для захоронения мусора.

Поэтому решение о строительстве таких заводов на перспективу, видимо, следует принимать лишь с учётом конкретной ситуации с твёрдыми бытовыми отходами и состоянием экологии, сложившейся в том или ином регионе. К тому же, на большинстве наших мусоросжигательных заводов энергетические установки хотя и имеются, но по разным причинам фактически не работают.

Некоторые проблемы, которые следует учитывать при развитии малой энергетики, в том числе и на базе возобновляемых источников энергии.

Во-первых, речь идёт о необходимости учёта таких специфических особенностей работы энергоустановок на ВИЭ, как изменение водных, воздушных и солнечных потоков, неустойчивость в их работе, в том числе и длительные перерывы. В связи с чем, представляется целесообразным создавать гибридные энергоустановки, то есть одновременно использовать в них несколько источников энергии.

Во-вторых, при строительстве мини и малых электростанций надо использовать модули высокой заводской готовности, предусматривать автоматизированные системы управления ими, а так же периодическое обслуживание их силами заводов - изготовителей оборудования.

В-третьих, при создании энергоустановок ВИЭ надо быть готовым к большим первоначальным инвестициям и высоким тарифам на энергию. К уровню действующих в энергетике России тарифов, приближается стоимость электроэнергии, вырабатываемой только энергоустановками, с использованием геотермальных вод. Стоимость электроэнергии, вырабатываемой электростанциями на базе других ВИЭ, значительно дороже.

В-четвёртых, крайне важно, искать пути экономии затрат на эксплуатацию таких электростанций. Например, обеспечить их пуск, работу и останов в автоматическом режиме, а обслуживание и ремонтные работы выполнять вахтовым методом. Разумеется, что всё это требует ускоренного развития в энергетике, средств связи и телемеханики.

В-пятых, предпринимая шаги по расширению в перспективе строительства малых электростанций, мы должны решать и проблемы, которые с этим связаны. Речь идёт, в частности, об адаптации малых энергетических установок к работе в составе Единой энергетической системы, а также о параллельной работе с другими электростанциями.

Узнайте актуальную информацию о

ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1. Историко-географические особенности развития электроэнергетики в России. . . . . . . . . . .4

2. Территориальное размещение производств электроэнергетики в Российской Федерации. 6

3. Единая энергетическая система страны. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4. Проблемы и перспективы развития электроэнергетики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Список используемых источников. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

ВВЕДЕНИЕ

Электроэнергетика, ведущая и составная часть энергетики. Она обеспечивает генерирование (производство), трансформацию и потребление электроэнергии, кроме того, электроэнергетика играет районообразующую роль (являясь стержнем материально-технической базы общества), а также способствует оптимизации территориальной организации производительных сил. В экономически развитых странах технические средства электроэнергетики объединяются в автоматизированные и централизованно управляемые электроэнергетические системы.

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. Без электроэнергии невозможно действие современных средств связи и развитие кибернетики, вычислительной и космической техники. Представить без электроэнергии нашу жизнь невозможно.

Основным потребителем электроэнергии остается промышленность, хотя ее удельный вес в общем полезном потреблении электроэнергии значительно снижается. Электрическая энергия в промышленности применяется для приведения в действие различных механизмов и непосредственно в технологических процессах.

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

Огромную роль электроэнергия играет в транспортном комплексе. 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 основной частью обеспечения комфортабельной жизни людей. Многие бытовые приборы (холодильники, телевизоры, стиральные машины, утюги и другие) были созданы благодаря развитию электротехнической промышленности.

Поэтому, актуальность выбранной мною темы является очевидной, также как очевидна важность электроэнергетики в хозяйственной жизни нашей страны.

Итак, задачами и целью данной работы являются:

Рассмотреть структуру электроэнергетики;

Изучить её размещение;

Рассмотреть современный уровень развития электроэнергетики;

Охарактеризовать особенности развития и размещения электроэнергетики в России.

Историко-географические особенности развития электроэнергетики в России.

Развитие электроэнергетики России связано с планом ГОЭЛРО (1920 г.) сроком на 15 лет, который предусматривал строительство 10 ГЭС общей мощностью 640 тыс. кВт. План был выполнен с опережением: к концу 1935 г. было построено 40 районных электростанций. Таким образом, план ГОЭЛРО создал базу индустриализации России, и она вышла на второе место по производству электроэнергии в мире.

В начале XX века в структуре потребления энергоресурсов абсолютно преобладающее место занимал уголь. Например, в развитых странах к 1950г. на долю угля приходилось 74%, а нефти – 17% в общем объеме энергопотребления. При этом основная доля энергоресурсов использовалась внутри стран, где они добывались.

Среднегодовые темпы роста энергопотребления в мире в первой половине XX в. составляли 2-3%, а в 1950-1975гг. - уже 5%.

Чтобы покрыть прирост энергопотребления во второй половине XX в. мировая структура потребления энергоресурсов претерпевает большие изменения. В 50-60-х гг. на смену углю все больше приходят нефть и газ. В период с 1952 по 1972гг. нефть была дешевой. Цена на нее на мировом рынке доходила до 14 долл./т. Во второй половине 70-х также начинается освоение крупных месторождений природного газа и его потребление постепенно наращивается, вытесняя уголь.

До начала 70-х годов рост потребления энергоресурсов был в основном экстенсивным. В развитых странах его темп фактически определялся темпом роста промышленного производства. Между тем, освоенные месторождения начинают истощаться, и начинает расти импорт энергоресурсов, в первую очередь – нефти.

В 1973г. разразился энергетический кризис. Мировая цена на нефть подскочила до 250-300 долл./т. Одной из причин кризиса стало сокращение ее добычи в легкодоступных местах и перемещение в районы с экстремальными природными условиями и на континентальный шельф. Другой причиной стало стремление основных стран - экспортеров нефти (членов ОПЕК), которыми в основном являются развивающиеся страны, более эффективно использовать свои преимущества владельцев основной части мировых запасов этого ценного сырья.

В этот период ведущие страны мира были вынуждены пересмотреть свои концепции развития энергетики. В результате, прогнозы роста энергопотребления стали более умеренными. Значительное место в программах развития энергетики стало отводиться энергосбережению. Если до энергетического кризиса 70-х энергопотребление в мире прогнозировалось к 2000 г. на уровне 20-25 млрд. т условного топлива, то после него прогнозы были скорректированы в сторону заметного уменьшения до 12,4 млрд. т условного топлива.

Промышленно развитые страны принимают серьезнейшие меры по обеспечению экономии потребления первичных энергоресурсов. Энергосбережение все больше занимает одно из центральных мест в их национальных экономических концепциях. Происходит перестройка отраслевой структуры национальных экономик. Преимущество отдается мало энергоемким отраслям и технологиям. Происходит свертывание энергоемких производств. Активно развиваются энергосберегающие технологии, в первую очередь, в энергоемких отраслях: металлургии, металлообрабатывающей промышленности, транспорте. Реализуются масштабные научно-технические программы по поиску и разработке альтернативных энергетических технологий. В период с начала 70х до конца 80х гг. энергоемкость ВВП в США снизилась на 40%, в Японии – на 30%.

В этот же период идет бурное развитие атомной энергетики. В 70-е годы и за первую половину 80-х годов в мире было пущено в эксплуатацию около 65% ныне действующих АЭС.

В этот период в политический и экономический обиход вводится понятие энергетической безопасности государства. Энергетические стратегии развитых стран нацеливаются не только на сокращение потребления конкретных энергоносителей (угля или нефти), но и в целом на сокращение потребления любых энергоресурсов и диверсификацию их источников.

В результате всех этих мер в развитых странах заметно снизился среднегодовой темп прироста потребления первичных энергоресурсов: с 1,8% в 80-е гг. до 1,45% в 1991-2000 гг. По прогнозу до 2015 г. он не превысит 1,25%.

Во второй половине 80-х появился еще один фактор, оказывающий сегодня все большее влияние на структуру и тенденции развития ТЭК. Ученые и политики всего мира активно заговорили о последствиях воздействия на природу техногенной деятельности человека, в частности, влиянии на окружающую среду объектов ТЭК. Ужесточение международных требований по охране окружающей среды с целью снижения парникового эффекта и выбросов в атмосферу (по решению конференции в Киото в 1997г.) должно привести к снижению потребления угля и нефти как наиболее влияющих на экологию энергоресурсов, а также стимулировать совершенствование существующих и создание новых энергетических технологий.

Территориальное размещение производств электроэнергетики в Российской Федерации.

Электроэнергетика сильнее, чем все другие отрасли промышленности, способствует развитию и территориальной оптимизации размещения производительных сил. Это выражается в следующем (по А.Т.Хрущёву): 1) вовлекаются в использование топливно-энергетические ресурсы, удаленные от потребителей; 2) возможен промежуточный отбор электроэнергии для снабжения ею районов, через которые проходят линии высоковольтных электропередач, что способствует росту уровня территориальной освоенности этих районов, повышению эффективности экономики и уровня комфортности проживания в них; 3) возникают дополнительные возможности для создания электроёмких и теплоёмких производств (в которых доля топливно-энергетических затрат в себестоимости готовой продукции очень велика); 4) электроэнергетика имеет большое районообразующее значение, именно она во многом определяет производственную специализацию районов.

Опыт развития отечественной электроэнергетики выработал следующие принципы размещения и функционирования предприятий этой отрасли промышленности: 1) концентрация производства электроэнергии на крупных районных электростанциях, использующих относительно дешёвое топливо и энергоресурсы; 2) комбинирование производства электроэнергии и тепла для теплофикации населенных пунктов, прежде всего городов; 3) широкое освоение гидроресурсов с учетом комплексного решения задач электроэнергетики, транспорта, водоснабжения, ирригации, рыбоводства; 4) необходимость развития атомной энергетики, особенно в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом, при условии подчеркнутого и исключительного внимания к соблюдению правил эксплуатации АЭС, обеспечение безопасности и надежности их функционирования; 5) создание энергосистем, формирующих единую высоковольтную сеть страны.

Размещение предприятий электроэнергетики зависят от ряда факторов, основные из них – топливно-энергетические ресурсы и потребители. По степени обеспеченности топливно-энергетическими ресурсами районы России можно разделить на три группы: 1) наиболее высокая – Дальневосточный, Восточно-Сибирский, Западно-Сибирский; 2) относительно высокая – Северный, Северо-Кавказский; 3) низкая – Северо-Западный, Центральный, Центрально-Черноземный, Поволжский, Уральский.

Расположение топливно-энергетических ресурсов не совпадает с размещением населения, производством и потребителем электроэнергии. Подавляющая часть произведенной электроэнергии расходуется в европейской части России. По производству электроэнергии среди экономических районов к концу 1990-х гг. выделялись Центральный, а по потреблению – Уральский. В числе электродефицитных районов: Уральский, Северный, Центрально-Черноземный, Волго-Вятский (см. приложение 1).

Крупные электростанции играют значительную районообразующую роль. На их базе возникают энергоёмкие и теплоёмкие производства.

Электроэнергетика включает тепловые электростанции, атомные электростанции, гидроэлектростанции (включая гидроаккумулирующие и приливные), прочие электростанции (ветростанции, гелиостанции, геотермальные), электрические сети, тепловые сети, самостоятельные котельные.

Тепловые электростанции (ТЭС). Основной тип электростанций в России – тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, газ, мазут, сланцы, торф). Основную роль играют мощные (более 2 млн кВт) государственные районные электростанции (ГРЭС), обеспечивающие потребности экономического района и работающие в энергосистемах. На размещение тепловых электростанций оказывают основное влияние топливный и потребительский факторы.

При выборе места для строительства ТЭС учитывают сравнительную эффективность транспортировки топлива и электроэнергии. Если затраты на перевозку топлива превышают издержки на передачу электроэнергии целесообразно размещать непосредственно у источников топлива, при более высокой эффективности транспортировки топлива электростанции размещают вблизи потребителей электроэнергии. Наиболее мощные ТЭС расположены, как правило, в местах добычи топлива (чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать энергию).

ГРЭС мощностью более 2 млн кВт расположены в следующих экономических районах: Центральном (Костромская, Рязанская, Конаковская); Уральская (Рефтинская, Троицкая, Ириклинская); Поволжском (Заинская); Восточно-Сибирском (Назаровская); Западно-Сибирском (Сургутские); Северо-Западном (Киришская) (см. приложение 2).

К тепловым электростанциям относятся и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), обеспечивающие теплом предприятия и жилье, с одновременным производством электроэнергии. ТЭЦ размещаются в пунктах потребления пара и горячей воды, поскольку радиус передачи тепла невелик (10-12 км).

Положительные свойства ТЭС:

Относительно свободное размещение, связанное с широким распространением топливных ресурсов в России;

Способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний в отличие от ГЭС).

Отрицательные свойства ТЭС:

Используют невозобновимые топливные ресурсы;

Обладают низким коэффициентом полезного действия (КПД);

Оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду;

Имеют большие затраты на добычу, перевозку, переработку и удаление отходов топлива.

Гидравлические электростанции (ГЭС). Они занимают второе место по количеству вырабатываемой электроэнергии. Гидроэлектростанции являются эффективным источником энергии, поскольку они используют возобновимые ресурсы, они просты в управлении (количество персонала на ГЭС в 15-20 раз меньше, чем на ГРЭС), имеют высокий КПД (более 80%) 1 , производят самую дешевую энергию.

Определяющее влияние на размещение гидроэлектростанций оказывают размеры запасов гидроресурсов, природные (рельеф местности, характер реки, ее режим и др.) и хозяйственные (размер ущерба от затопления территории, связанного с созданием плотины и водохранилища ГЭС, ущерба рыбному хозяйству и др.), условия их использования.

Запасы гидроресурсов и эффективность использования водной энергии в районах России различны. Большая часть гидроэнергоресурсов страны (более 2/3 запасов) сосредоточена в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. В этих же районах исключительно благоприятны природные условия для строительства и функционирования ГЭС – многоводность, естественная зарегулированность рек (например, реки Ангары озером Байкал), позволяющие вырабатывать электроэнергию на мощных ГЭС равномерно, без сезонных колебаний, наличие скальных оснований для возведения высоких платин и др.

Эти и другие особенности обуславливают здесь более высокую экономическую эффективность строительства ГЭС (удельные капиталовложения в 2-3 раза ниже, а стоимость электроэнергии в 4-5 раз дешевле), чем в районах европейской части страны. Поэтому самые крупные в стране ГЭС построены на реках Восточной Сибири (Ангара, Енисей). На Ангаре, Енисее и других реках России строительство ГЭС ведется, как правило, каскадами, которые представляют собой группу электростанций, расположенных ступенями по течению водного потока, для последовательности использования его энергии. Крупнейший в мире Ангаро-Енисейский гидроэнергетический каскад имеет общую мощность около 22 млн кВт. В его состав входят гидроэлектростанции: Саяно-Шушенская, Красноярская, Иркутская, Братская, Усть-Илимская.

Каскад из мощных электростанций создан также в европейской части страны на Волге и Каме (Волжско-Камский каскад): Волжская (вблизи Самары), Волжская (вблизи Волгограда), Саратовская, Чебоксарская, Воткинская и др.

В приложении 3 представлены основные каскады ГЭС в России.

Менее мощные ГЭС созданы на Дальнем Востоке, в Западной Сибири, на Северном Кавказе и в других районах России. В европейской части страны, испытывающей острый дефицит в электроэнергии, весьма перспективно строительство особого вида гидроэлектростанций – гидроаккумулирующих (ГАЭС). Одна из таких электростанций уже построена – Загорская ГАЭС (1,2 млн. кВт) в Московской области.

Положительные свойства ГЭС: более высокая маневренность и надежность работы оборудования; высокая производительность труда; возобновляемость источника энергии; отсутствие затрат на добычу, перевозку и удаление отходов топлива; низкая себестоимость.

Отрицательные свойства ГЭС: возможность затопления населенных пунктов, сельхозугодий и коммуникаций; отрицательное воздействие на фору, фауну; дороговизна строительства.

Атомные электростанции (АЭС) производят электроэнергию более дешевую, чем ТЭС, работающих на угле или мазуте. Их доля в суммарной выработке электроэнергии в России не превышает 11% (в Литве – 76%, Франции – 76%, Бельгии – 65%, Швеции – 51%, Словакии – 49%, ФРГ – 34%, Японии – 30%, США – 20%).

Главным фактором размещения атомных электростанций, использующих в своей работе высокотранспортабельное, ничтожное по весу топливо (для полной годовой загрузки АЭС требуется всего несколько килограммов урана), - потребительский. Крупнейшие АЭС в нашей стране в основном расположены в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом. В России действуют 10 АЭС (см. приложение 4), на которых функционирует 30 энергоблоков. На АЭС эксплуатируется реакторы трех основных типов: водо-водяные (ВВЭР), большой мощности канальные урано-графитовые (РБМК) и на быстрых нейтронах (БН). Атомные электростанции в России объедены в концерн «Росэнергоатом».

Положительные свойства АЭС: их можно строить в любом районе, независимо от его энергетических ресурсов; атомное топливо отличается большим содержанием энергии; АЭС не делают выбросов в атмосферу в условиях безаварийной работы; не поглощают кислород.

Отрицательные свойства АЭС: сложились захоронения радиоактивных отходов (для их вывоза со станций сооружаются контейнеры с мощной защитой и системой охлаждения); тепловое загрязнение используемых АЭС водоемов.

В отечественной электроэнергетике используются альтернативные источники энергии: солнца, ветра, внутреннего тепла земли, морских приливов. Построены природные электростанции (ПЭС). На приливных волнах на Кольском полуострове сооружена Кислогубская ПЭС (400 кВт), который более 30 лет; На терминальных водах Камчатки поострена Паужетская ГеоТЭС. Ветровые энергоустановки имеются в жилых поселках Крайнего Севера, гелиоустановки на Северном Кавказе.

3. Единая энергетическая система страны

Энергосистема – это группы электростанций разных типов, объединенные высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП) и управляемые из одного центра. Энергосистемы в электроэнергетике России объединяют производство, передачу и распределение электроэнергии между потребителями. В энергосистеме для каждой электростанции есть возможность выбрать наиболее экономичный режим работы. Причем если в составе энергосистемы высока доля ГЭС, то ее маневренные возможности повышаются, а себестоимость электроэнергии относительно ниже; наоборот, в системе, объединяющей только ТЭС, они наиболее ограничены, а себестоимость электроэнергии выше.

Для более экономного использования потенциала электростанций России создана Единая энергетическая система (ЕЭС), в которой входят более 700 крупных электростанций, на которых сосредоточено 84% мощности всех электростанций страны. Создание ЕЭС имеет экономические преимущества. Объединенные энергетические системы (ОЭС) Северо-Запада, Центра, Поволжья, Юга, Северного Кавказа, Урала входят в ЕЭС европейской части. Они объединены такими высоковольтными магистралями, как Самара – Москва (500 кВ), Самара – Челябинск, Волгоград – Москва (500 кВ), Волгоград – Донбасс (800 кВ), Москва – Санкт-Петербург (750 кВ).

Основная цель создания и развития Единой энергетической системы России состоит в обеспечении надежного и экономичного электроснабжения потребителей на территории России с максимально возможной реализацией преимуществ параллельной работы энергосистем.

Единая энергетическая система России входит в состав крупного энергетического объединения - Единой энергосистемы (ЕЭС) бывшего СССР, включающего также энергосистемы независимых государств: Азербайджана, Армении, Беларуси, Грузии, Казахстана, Латвии, Литвы, Молдовы, Украины и Эстонии. С ЕЭС продолжают синхронно работать энергосистемы семи стран восточной Европы - Болгарии, Венгрии, Восточной части Германии, Польши, Румынии, Чехии и Словакии.

Электростанциями, входящими в ЕЭС, вырабатывается более 90% электроэнергии, производимой в независимых государствах – бывших республиках СССР. Объединение энергосистем в ЕЭС позволяет: обеспечить снижение необходимой суммарной установленной мощности электростанций за счет совмещения максимумов нагрузки энергосистем, которые имеют разницу поясного времени и отличия в графиках нагрузки; сократить требуемую резервную мощность на электростанциях; осуществить наиболее рациональное использование располагаемых первичных энергоресурсов с учетом изменяющейся топливной конъюнктуры; удешевить энергетическое строительство; улучшить экологическую ситуацию.

Для совместной работы электроэнергетических объектов, функционирующих в составе Единой энергосистемы, создан координационный орган Электроэнергетический Совет стран СНГ.

Система российской электроэнергетики характеризуется довольно сильной региональной раздробленностью вследствие современного состояния линий высоковольтных передач. В настоящее время энергосистема Дальнего района не соединена с остальной частью России и функционирует независимо. Соединение энергосистем Сибири и Европейской части России также очень ограничено. Энергосистемы пяти европейских регионов России (Северо-Западного, Центрального, Поволжского, Уральского и Северо-Кавказского) соединены между собой, но пропускная мощность здесь в среднем намного меньше, чем внутри самих регионов. Энергосистемы этих пяти регионов, а также Сибири и Дальнего Востока рассматриваются в России как отдельные региональные объединенные энергосистемы. Они связывают 68 из 77 существующих региональных энергосистем внутри страны. Остальные девять энергосистем полностью изолированы.

Преимущества системы ЕЭС, унаследовавшей инфраструктуру от ЕЭС СССР, заключаются в выравнивании суточных графиков потребления электроэнергии, в том числе за счет ее последовательных перетоков между часовыми поясами, улучшении экономических показателей электростанций, создании условий для полной электрификации территорий и всего народного хозяйства.

В конце 1992 г. было зарегистрировано Российское акционерное общество энергетики и электрификации (РАО ЕЭС), созданное для управления ЕЭС и организации надежного энергосбережения народного хозяйства и населения. В РАО ЕЭС входят более 700 территориальных АО, оно объединяет около 600 ТЭС, 9 АЭС и более 100 ГЭС. РАО ЕЭС работает параллельно с энергосистемами стран СНГ и Балтии, а также с энергосистемами некоторых стран Восточной Европы. За пределами РАО ЕЭС пока остаются крупные энергосистемы Восточной Сибири.

Контрольный пакет РАО ЕЭС закреплен в государственной собственности. Как естественный монополист компания находится в системе государственного регулирования тарифов на электричество. В отдельных регионах, например на Дальнем Востоке, федеральное правительство субсидирует энерготарифы.

В 1996 году Правительство РФ создало федеральный (общероссийский) оптовый рынок электрической энергии и мощности (ФОРЭМ) для покупки о продажи электроэнергии через сети высоковольтных передач. Практически вся электроэнергия, передаваемая по сетям высоковольтных передач, технически рассматривается как результат сделки на ФОРЭМе. Управляется этот рынок РАО ЕЭС. На ФОРЭМе покупатели и продавцы не заключают контракты друг с другом. Они покупают и продают электроэнергию по фиксированным ценам, а РАО ЕЭС обеспечивает соответствие спроса и предложения. Продавцами электроэнергии, не связанными с РАО ЕЭС, являются атомные электростанции.

4. Проблемы и перспективы развития электроэнергетики.

Основные проблемы развития электроэнергетики России связаны: с технической отсталостью и износом фондов отрасли, несовершенством хозяйственного механизма управления энергетическим хозяйством, включая ценовую и инвестиционную политику, ростом неплатежей энергопотребителей. В условиях кризиса экономики сохраняется высокая энергоемкость производства.

В настоящее время более 18% электростанций полностью выработали свой расчетный ресурс установленной мощности. Очень медленно идет процесс энергосбережения. Правительство пытается решить проблему разных сторон: одновременно идет акционирование отрасли (51% акций остается у государства), привлекаются иностранные инвестиции и начала внедряться программа по снижению энергоемкости производства.

В качестве основных задач развития российской энергетики можно выделить следующее: 1) снижение энергоемкости производства; 2) сохранение единой энергосистемы России; 3) повышение коэффициента используемой мощности энергосистемы; 4) полный переход к рыночным отношениям, освобождение цен на энергоносители, полный переход на мировые цены, возможный отказ от клиринга; 5) скорейшее обновление парка энергосистемы; 6) приведение экологических параметров энергосистемы к уровню мировых стандартов.

Сейчас перед отраслью стоит ряд проблем. Важной является экологическая проблема. На данном этапе, в России выброс вредных веществ в окружающую среду на единицу продукции превышает аналогичный показатель на западе в 6-10 раз.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу энергокомпаниями РАО «ЕЭС России» в 2005-2007 г.г. (SO 2 , NO 2 , твердых частиц), тыс. тонн. (рис. 1)

Рисунок 1.

Снижение выбросов в атмосферу в 2007 г. по сравнению с 2006 г. объясняется уменьшением доли сжигания топлива (мазута и угля) с высоким содержанием серы и золы.

За 2007 год энергокомпании РАО ЕЭС России добились следующих производственно-экологических показателей:

Экстенсивное развитие производства, ускоренное наращивание огромных мощностей привело к тому, что экологический фактор долгое время учитывался крайне мало или вовсе не учитывался. Наиболее не экологична угольная ТЭС, вблизи них радиоактивный уровень в несколько раз превышает уровень радиации в непосредственной близости от АЭС. Использование газа в ТЭС гораздо эффективнее, чем мазута или угля; при сжигании 1 тонны условного топлива образуется 1,7 тонны углерода против 2,7 тонны при сжигании мазута или угля. Экологические параметры, установленные ранее не обеспечивают полной экологической чистоты, в соответствии с ними строилось большинство электростанций.

Новые стандарты экологической чистоты вынесены в специальную государственную программу “Экологически чистая энергетика”. С учетом требований этой программы уже подготовлено несколько проектов и десятки находятся в стадии разработки. Так, существует проект Березовской ГРЭС-2 с блоками на 800 мВт и рукавными фильтрами улавливания пыли, проект ТЭС с парогазовыми установками мощностью по 300 мВт, проект Ростовской ГРЭС, включающий в себя множество принципиально новых технических решений. Отдельно рассмотрим проблемы развития атомной энергетики.

Атомная промышленность и энергетика рассматриваются в Энергетической стратегии (2005-2020гг.) как важнейшая часть энергетики страны, поскольку атомная энергетика потенциально обладает необходимыми качествами для постепенного замещения значительной части традиционной энергетики на ископаемом органическом топливе, а также имеет развитую производственно-строительную базу и достаточные мощности по производству ядерного топлива. При этом основное внимание уделяется обеспечению ядерной безопасности и, прежде всего безопасности АЭС в ходе их эксплуатации. Кроме того, требуется принятие мер по заинтересованности в развитии отрасли общественности, особенно населения, проживающего вблизи АЭС.

Для обеспечения запланированных темпов развития атомной энергетики после 2020 г., сохранения и развития экспортного потенциала уже в настоящее время требуется усиление геологоразведочных работ, направленных на подготовку резервной сырьевой базы природного урана.

Максимальный вариант роста производства электроэнергии на АЭС соответствует как требованиям благоприятного развития экономики, так и прогнозируемой экономически оптимальной структуре производства электроэнергии с учетом географии ее потребления. При этом экономически приоритетной зоной размещения АЭС являются европейские и дальневосточные регионы страны, а также северные районы с дальнепривозным топливом. Меньшие уровни производства энергии на АЭС могут возникнуть при возражениях общественности против указанных масштабов развития АЭС, что потребует соответствующего увеличения добычи угля и мощности угольных электростанций, в том числе в регионах, где АЭС имеют экономический приоритет.

Основные задачи по максимальному варианту: строительство новых АЭС с доведением установленной мощности атомных станций до 32 ГВт в 2010 г. и до 52,6 ГВт в 2020 г.; продление назначенного срока службы действующих энергоблоков до 40-50 лет их эксплуатации с целью максимального высвобождения газа и нефти; экономия средств за счет использования конструктивных и эксплуатационных резервов.

В этом варианте, в частности, намечена достройка в 2000-2010 годы 5 ГВт атомных энергоблоков (двух блоков – на Ростовской АЭС и по одному – на Калининской, Курской и Балаковской станциях) и новое строительство 5,8 ГВт атомных энергоблоков (по одному блоку на Нововоронежской, Белоярской, Калининской, Балаковской, Башкирской и Курской АЭС). В 2011 – 2020 гг. предусмотрено строительство четырех блоков на Ленинградской АЭС, четырех блоков на Северо-Кавказской АЭС, трех блоков Башкирской АЭС, по два блока на Южно-Уральской, Дальневосточной, Приморской, Курской АЭС –2 и Смоленской АЭС – 2, на Архангельской и Хабаровской АТЭЦ и по одному блоку на Нововоронежской, Смоленской и Кольской АЭС – 2.

Одновременно в 2010 – 2020 гг. намечено вывести из эксплуатации 12 энергоблоков первого поколения на Билибинской, Кольской, Курской, Ленинградской и Нововоронежской АЭС.

Основные задачи по минимальному варианту – строительство новых блоков с доведением мощности АЭС до 32 ГВт в 2010 г. и до 35 ГВт в 2020 г. и продление назначенного срока службы действующих энергоблоков на 10 лет.

Основой электроэнергетики России на всю рассматриваемую перспективу останутся тепловые электростанции, удельный вес которых в структуре установленной мощности отрасли составит к 2010 г. 68%, а к 2020 г. – 67-70% (2000 г. – 69%). Они обеспечат выработку, соответственно, 69% и 67-71% всей электроэнергии в стране (2000 г. – 67%).

Учитывая сложную ситуацию в топливодобывающих отраслях и ожидаемый высокий рост выработки электроэнергии на тепловых электростанциях (почти на 40-80 % к 2020 г.), обеспечение электростанций топливом становится в предстоящий период одной из сложнейших проблем в энергетике.

Суммарная потребность для электростанций России в органическом топливе возрастет с 273 млн т у.т. в 2000 г. до 310-350 млн т у.т. в 2010 г. и до 320-400 млн т у.т. в 2020 г. Относительно не высокий прирост потребности в топливе к 2020 г. по сравнению с выработкой электроэнергии связан с практически полной заменой к этому периоду существующего неэкономичного оборудования на новое высокоэффективное, что требует осуществления практически предельных по возможностям вводов генерирующей мощности. В высоком варианте в период 2011-2015 гг. на замену старого оборудования и для обеспечения прироста потребности предлагается вводить 15 млн кВт в год и в период 2016-2020 гг. до 20 млн кВт в год. Любое отставание по вводам приведет к снижению эффективности использования топлива и соответственно к росту его расхода на электростанциях, по сравнению с определенными в Стратегии уровнями.

Необходимость радикального изменения условий топливного обеспечения тепловых электростанций в европейских районах страны и ужесточения экологических требований обусловливает существенные изменения структуры мощности ТЭС по типам электростанций и видам используемого топлива в этих районах. Основным направлением должно стать техническое перевооружение и реконструкция существующих, а также сооружение новых тепловых электростанций. При этом приоритет будет отдан парогазовым и экологически чистым угольным электростанциям, конкурентоспособным в большей части территории России и обеспечивающим повышение эффективности производства энергии. Переход от паротурбинных к парогазовым ТЭС на газе, а позже – и на угле обеспечит постепенное повышение КПД установок до 55 %, а в перспективе до 60 % что позволит существенно снизить прирост потребности ТЭС в топливе.

Для развития Единой энергосистемы России Энергетической стратегией предусматривается:

1) создание сильной электрической связи между восточной и европейской частями ЕЭС России, путем сооружения линий электропередачи напряжением 500 и 1150 кВ. Роль этих связей особенно велика в условиях необходимости переориентации европейских районов на использование угля, позволяя заметно сократить завоз восточных углей для ТЭС;

2) усиление межсистемных связей транзита между ОЭС (объединенной энергетической системой) Средней Волги – ОЭС Центра – ОЭС Северного Кавказа, позволяющего повысить надежность энергоснабжения региона Северного Кавказа, а также ОЭС Урала – ОЭС Средней Волги – ОЭС Центра и ОЭС Урала – ОЭС Северо-Запада для выдачи избыточной мощности ГРЭС Тюмени;

3) усиление системообразующих связей между ОЭС Северо-Запада и Центра;

4) развитие электрической связи между ОЭС Сибири и ОЭС Востока, позволяющей обеспечить параллельную работу всех энергообъединений страны и гарантировать надежное энергоснабжение дефицитных районов Дальнего Востока.

Альтернативная энергетика. Несмотря на то, что Россия по степени использования так называемых нетрадиционных и возобновляемых видов энергии находятся пока в шестом десятке стран мира, развитие этого направления имеет большое значение, особенно учитывая размеры территории страны. Ресурсный потенциал нетрадиционных и возобновляемых источников энергии составляет порядка 5 млрд. т условного топлива в год, а экономический потенциал в самом общем виде достигает не менее 270 млн. т условного топлива (рис. 2).

Пока все попытки использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в России носят экспериментальный и полуэкспериментальный характер или в лучшем случае такие источники играют роль местных, строго локальных производителей энергии. Последнее относится и к использованию энергии ветра. Это происходит потому, что Россия еще не испытывает дефицита традиционных источников энергии и ее запасы органического топлива и ядерного горючего пока достаточно велики. Однако и сегодня в удаленных или труднодоступных районах России, где нет необходимости строить большую электростанцию, да и обслуживание ее зачастую некому, «нетрадиционные» источники электроэнергии – наилучшее решение проблемы.

Намечаемые уровни развития и технического перевооружения отраслей энергетического сектора страны невозможны без соответствующего роста производства в отраслях энергетического (атомного, электротехнического, нефтегазового, нефтехимического, горношахтного и др.) машиностроения, металлургии и химической промышленности России, а также строительного комплекса. Их необходимое развитие – задача всей экономической политики государства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сегодня мощность всех электростанций России составляет око­ло 212,8 млн. кВт. В последние годы произошли огромные органи­зационные изменения в энергетике. Создана акционерная компа­ния РАО «ЕЭС России», управляемая советом директоров и осуще­ствляющая производство, распределение и экспорт электроэнергии. Это крупнейшее в мире централизованно управляемое энергетиче­ское объединение. Фактически в России сохранилась монополия на производство электроэнергии.

При развитии энергетики огромное значение придается вопро­сам правильного размещения электроэнергетического хозяйства. Важнейшим условием рационального размещения электрических станций является всесторонний учет потребности в электроэнергии всех отраслей народного хозяйства страны и нужд населения, а также каждого экономического района на перспективу.

Одним из принципов размещения электроэнергетики на совре­менном этапе развития рыночного хозяйства является преимущест­венное строительство небольших по мощности тепловых электро­станций, внедрение новых видов топлива, развитие сети дальних высоковольтных электропередач.

Существенная особенность развития и размещения электро­энергетики - широкое строительство теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) для теплофикации различных отраслей промышленности и коммунального хозяйства.

Основной тип электростанций в России - тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, газ, мазут, сланцы, торф). На их долю приходится около 68% производства электроэнергии.

Основную роль играют мощные (более 2 млн кВт) ГРЭС - госу­дарственные районные электростанции, обеспечивающие потребно­сти экономического района и работающие в энергосистемах.

ГЭС занимает второе место по количеству вырабатываемой электроэнергии (в 2000 г. около 18%). Гидроэлектростанции являют­ся весьма эффективным источником энергии, поскольку использу­ют возобновимые ресурсы, они просты в управлении (количество персонала на ГЭС в 15-20 раз меньше, чем на ГРЭС) и имеют вы­сокий КПД - более 80%. В результате производимая на ГЭС энер­гия - самая дешевая.

Преимущества АЭС состоят в том, что 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.

В последние годы в России возрос интерес к использованию альтернативных источников энергии – солнца, ветра, внутреннего тепла Земли, морских приливов.

Разработана программа, согласно которой в первой половине XXI в. должны построить ветровые электростанции - Калмыцкую, Тувинскую, Магаданскую, Приморскую и геотермальные электро­станции - Верхне-Мугимовскую, Океанскую.

В перспективе Россия должна отказаться от строительства но­вых крупных тепловых и гидравлических станций, требующих ог­ромных инвестиций и создающих экологическую напряженность. Предполагается строительство ТЭЦ малой и средней мощности и малых АЭС в удаленных северных и восточных регионах. На Даль­нем Востоке предусматривается развитие гидроэнергетики за счет строительства каскада средних и малых ГЭС. Новые мощные кон­денсационные ГРЭС будут строиться на углях Канско-Ачинского бассейна.

Список используемых источников

Архангельский В. Электроэнергетика – комплекс общегосударственного значения. – БИКИ, №140, 2003

Винокуров А.А. Введение в экономическую географию и региональную экономику России. Часть 1. – М., ВЛАДОС-ПРЕСС. 2003

Гладкий Ю.Н., Доброскок В.А., Семенов С.П. Социально-экономическая география: Учебное пособие. – М., Наука. 2001

Дронов В.П. Экономическая и социальная география. – И. Проспект. 1996

Козьева И.А., Кузьбожев Э.Н. Экономическая география и регионалистика: Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. – Курск. КГТУ. 2004

Макаров А. Электроэнергетика России: производственные перспективы и хозяйственные отношения. – Общество и экономика, № 7-8, 2003

Российский статистический ежегодник. – М., 2001

Скопин А.Ю. Экономическая география России: учебник. – М. ТК Велби. Изд-во Проспект. 2005

«Экономическая газета» № 3, 2008.

Экономическая география и регионолистика. / Под ред. Е.В. Вавилова. – М. Гардарики. 2004

Экономическая география: Учебное пособие. / Под ред. Жлетикова В.П. – Ростов-на-Дону. Феникс. 2003

Экономическая и социальная география России: Учебник для вузов. / Под ред. проф. А.Т. Хрущева – 2-е изд., стереотип. – М. Дрофа. 2002

1. http://www. gks .ru/

2. http://www. slon .ru/

ПРИЛОЕНИЕ 1.

Производство электроэнергии по экономическим районам России 2

Экономические районы
	млрд кВт*ч		млрд кВт*ч		млрд кВт*ч		млрд кВт*ч
Россия в целом
Северный
Северо-Западный
Центральный
Волго-Вятский
Центрально-Черноземный
Поволжский
Северо-Кавказский
Уральский
Западно-Сибирский
Восточно-Сибирский
Дальневосточный
Калининградская обл.

Производство и распределение энергии 3

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

ГРЭС мощностью более 2 млн кВт

Экономический район	Субъект Федерации		Мощность, млн кВт
Северо-Западный	Ленинградская обл. (Кириши)	Киришская
Центральный	Костромская обл.(пос. Волгореченск)	Костромская		Мазут, газ
	Рязанская обл. (пос. Новомичуринск)	Рязанская		Уголь, мазут
	Тверская обл. (Конаково)	Конаковская		Мазут, газ
Северо-Кавказский	Ставропольский край (пос. Солнечнодольск)	Ставропольская
Поволжский	Республика Татарстан (Заинск)	Заинская
Уральский	Свердловская обл. (пос. Рефтинский)	Рефтинская
	Челябинская обл. (Троицк)	Троицкая
	Оренбургская обл. (пгт. Энергетик)	Ириклинская		Мазут, газ
Западно-Сибирский	Ханты-Мансийский автономный округ (Сургут)	Сургутская ГРЭС-1
		Сургутская ГРЭС-2
Восточно-Сибирский	Красноярский край (Назарово)	Назаровская
	Красноярский край (Березовское)	Березовская
Дальневосточный	Республика Саха (Нерюнгри)	Нерюнгринская

ПРИЛОЕНИЕ 3.

Размещение основных каскадов ГЭС

Экономический район	Субъект Федерации		Мощность, млн кВт
Восточно-Сибирский (Ангаро-Енисейский каскад)	Республика Хакасия (пос. Майна, на р. Енисее)	Саяно-Шушенская
	Красноярский край (Дивногорск, на р. Енисее)	Красноярская
	Иркутская обл. (Братск, на р. Ангаре)	Братская
	Иркутская обл. (Усть-Илимск, на р. Анаре)	Усть-Илимская
	Иркутская обл. (Иркутск, на р. Ангаре)	Иркутская
	Красноярский край (Богучаны, на р. Ангаре)	Богучанская
Поволжский (Волжско-Камский каскад, всего включает 13 гидроузлов мощностью 115 млн кВт)	Волгоградская обл. (Волгоград, на р. Волге)	Волжская (Волгоград)
	Самарская обл. (Самара, на р. Волге)	Волжская (Самара)
	Саратовская обл. (Балаково, на р. Волга)	Саратовская
	Республика Чувашия (Новочебоксарск, на р. Волге)	Чебоксарская
	Республика Удмуртия (Воткинск, на р. Каме)	Воткинская

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

Атомные электростанции России

Экономический район	Город, субъект Федерации		Тип реактора	Мощность, млн кВт
Северо-Западный	Сосновый бор, Ленинградская обл.	Ленинградская
Центрально-Черноземный	Курчатов, Курская обл.
Поволжский	Балаково, Саратовская обл.	Балаковская
Центральный	Рославль, Смоленская обл.	Смоленская
	Удомля, Тверская обл.	Калининская
Центрально-Черноземный	Нововоронеж, Воронежская обл.	Нововоронежская
Северный	Кандалакша, Мурманская обл.	Кольская
Уральский	пос. Заречный (Свердловская обл.)	Белоярская
Дальневосточный	Пос. Билибино, Чукотский автономный округ	Билибинская
Северо-Кавказский	Волгодинск, Ростовская обл.	Волгодонская

	Качественные характеристики работы	Максимальный балл
	Оценка работы по формальным критериям:
	Соблюдение сроков сдачи работы по этапам написания
	Внешний вид работы и правильность оформления титульного листа
	Наличие правильно оформленного плана (оглавления)
	Указание страниц в оглавлении работы и их нумерация в тексте
	Наличие в тексте сносок и гиперссылок
	Наличие и качество иллюстративного материала, приложений
	Правильность оформления списка литературы
	Оценка работы по содержанию
	Актуальность проблематики
	Логическая структура работы и ее отражение в плане, сбалансированность разделов
	Качество введения
	Соответствие содержания работы заявленной теме, глубина проработки темы
	Качество выполнения картосхем, расчетов (практической части курсовой работы)
	Соответствие содержания разделов их названию
	Логическая связь между разделами
	Степень самостоятельности в изложении, умение делать выводы, обобщения
	Качество заключения
	Использование новейшей литературы, статистических справочников
III .	Наличие ошибок принципиального характера

России электроэнергетика России переживает далеко не лучшие... О. П. Электроэнергетика России . – М.: Рынок ценных бумаг, 2001. – 157с. Дьяков А. Ф. Основные направления развития энергетики России . – М.: ...