История развития производства электроэнергии. Современная электроэнергетика. Мировые тенденции в электроэнергетике

Прогнозный документ «Целевое видение развития электроэнергетики России на период до 2030 г.» был разработан в конце 2006 г. под руководством академика РАН А.Е. Шейндлина ведущими институтами энергетического профиля РАН с привлечением в индивидуальном порядке ряда академиков и других специалистов РАН и иных организаций страны в области энергетики.

Работа выполнена по заказу РАО ЕЭС России, тем не менее она содержит независимые оценки состояния и перспектив развития энергетики страны. Любой прогнозный документ в области развития энергетики на длительный период должен базироваться на анализе, прогнозах и целях развития страны в целом. К сожалению, сегодня в России отсутствует внятно сформулированная экономическая установка, и сиюминутные частные, корпоративные и (реже) государственные интересы доминируют над долгосрочными.

Ввиду неизбежной в этих условиях неопределенности в принятых посылках прогнозы развития страны возможны лишь в сценарных вариантах.

В соответствии с техническим заданием РАО ЕЭС России в качестве таких вариантов были взяты: выработка электроэнергии в размере 2000 и 3000 млрд кВт ч в год. Последующий анализ показал, что выработка электроэнергии в объеме 3000 млрд кВт ч в год на этот период является избыточной, не обеспеченной в должной мере ни кадровыми, ни экономическими ресурсами. Поэтому материалы «Целевого видения» ориентируются прежде всего на достижение в 2030 г. производства около 2000 млрд кВт ч.

Богатые энергетические ресурсы страны и высокий производственный потенциал , созданный во второй половине ХХ века, благоприятствуют обеспечению достаточно высокого уровня энергетической безопасности страны. Однако, с начала 90-х годов лавинообразно нарастает процесс морального и физического старения оборудования тепловой, атомной и гидроэнергетики, электрических сетей, диспетчерского и технологического управления. Выработала проектный ресурс половина мощности ТЭС, значительная часть оборудования электрических сетей, снизилась эффективность использования топлива на ТЭС, она существенно ниже, чем на современных парогазовых и паросиловых установках.

В последние годы в ряде крупных регионов, прежде всего в мегаполисах, интенсивно нарастает дефицит электроэнергии и мощности в связи с ростом потребления в них электроэнергии, наблюдается снижение резерва генерирующих мощностей, пропускной способности электрических сетей и уровня системной надежности ЕЭС России в целом. Не удовлетворяется спрос потребителей. Нарастает число отказов в присоединении к сетям. В период низких зимних температур резервы мощности в Европейской части страны и на Урале уменьшаются в несколько раз и не соответствуют нормативным. Экономика и население страны предельно зависимы от надежности поставок газа из Тюменского региона.

Топливный баланс ТЭС, в котором доля газа в европейских энергосистемах превышает 80 %, в зимнее время, в периоды сильных похолоданий не обеспечен с должной надежностью прежде всего из-за ограничений, вводимых Газпромом. Ключевой задачей ослабления зависимости электроснабжения Европейской части России от поставок природного газа является повышение использования угля, что требует анализа и обоснования оптимального соотношения и способов транспорта первичных энергоресурсов и электроэнергии из Сибири.

Распределение мощностей действующих и в ЕЭС России носит асимметричный характер: практически все 23,2 ГВт сосредоточены в Европейской части страны, а из 45,6 ГВт мощности всех в Сибири и на Дальнем Востоке находятся 26,9 ГВт, что препятствует их эффективному использованию и не обеспечивает требуемую маневренность в Европейской части ЕЭС. Отсутствие электрических связей большой пропускной способности между Европейской и Восточно-Сибирской частями ЕЭС не позволяет оптимизировать режимы работы и говорит о незавершенности инфраструктуры ЕЭС.

Потери электроэнергии по отрасли в целом превысили 107 млрд кВт ч или около 13 % от отпуска электроэнергии в сеть. Их технологическая составляющая около 70 %, более 28 % - коммерческие потери. Таким образом, к новому этапу своего развития энергетика России приходит достаточно изношенной,недостаточно сбалансированной, во многих отношениях технологически отсталой и несамообеспеченной.

Выполненный анализ показал, что уровень ВВП, на который реально следует ориентироваться при разработке экономических прогнозов до 2030 г., составляет около 35000 долл./(чел. год) в ценах 2000 г., что близко к сегодняшнему верхнему уровню передовых промышленно развитых стран (так называемого «золотого миллиарда»). Сегодня экономика страны всецело опирается на сырьевые отрасли и критически зависит от их экспорта при почти полной утрате за последние 15 лет не только конкурентоспособности, но и в ряде отраслей самой возможности производства высокотехнологичной, наукоемкой продукции, в том числе в энергомашиностроительной, электротехнической, приборостроительной областях, электронике и двигателестроении.

В долгосрочном плане для России, как и для любой другой страны, это бесперспективный путь, ведущий к технологической деградации, потере экономической, а затем и политической независимости. Эта тенденция должна быть грамотно и решительно пресечена, прежде всего, из стратегических соображений, несмотря на неизбежное сопротивление сегодняшней экономической «элиты» страны и давление Запада. Стратегически целесообразно сохранение экспорта лишь в объемах, обеспечивающих внутренние инвестиционные потребности страны. Рост ВВП и удержание экспорта энергоресурсов на уровне, обеспечивающем внутренние инвестиционные потребности, невозможны без активной, направляемой и жестко контролируемой государством энергосберегающей политики как в области производства, так и, в первую очередь, потребления энергоресурсов.

Тем самым эффективное развитие энергетики и активное энергосбережение являются неотделимыми компонентами единого процесса. В 1998 -1999 гг. энергоемкость ВВП России превышала средние общемировые показатели в 3,15 раза, а развитых стран - в 3,5-3,7 раза. За период 20002005 гг. энергоемкость российского ВВП уменьшилась на 21,4 %, а электроемкость - на 19,6 %. Сценарием «2000» предусматривается за счет структурной перестройки экономики компенсировать до 65 % необходимого прироста энергопотребления и около 60 % электропотребления. Наряду с использованием структурного фактора в соответствии с ранее принятыми программными документами по энергосбережению должны быть реализованы организационные и технологические меры по экономии топлива и энергии.

Как известно, сравнительно холодные страны (Норвегия, Финляндия, Канада), страны, имеющие протяженные территории (Канада, США, Австралия), и страны, затрачивающие много энергии на транспорт ТЭР (США), имеют в 1,7-2,3 раза более высокий индекс удельного энергопотребления ВВП, чем Европейские страны и Япония. Учитывая неблагоприятные географические условия России (климат, протяженность территории), даже при самых энергичных усилиях в области энергосбережения и структурных преобразований экономики вряд ли осуществимо желание выйти в 2030 г. на уровень удельного энергопотребления ниже 0,35 т у.т./1000 долл. ВВП. (Заметим, что уровень США и Канады 2000 г. - 0,33 и 0,45 т у.т./1000 долл. ВВП, соответственно.) Ввиду предстоящего резкого сокращения численности трудоспособного населения требуемый рост ВВП может быть обеспечен лишь при резком увеличении производительности труда, обеспечиваемом достаточно высоким электропотреблением на уровне 0,32 -0,34 кВт ч/долл. ВВП, что будет соответствовать выходу к 2030 г. на уровень ВВП в 35000-37000 долл./(чел. год) в ценах 2000 г. с потребной выработкой электроэнергии около 1800-2000 млрд кВт ч/год. Возможность подобного среднего роста ВВП на уровне 5,9-6 % в год в течение 25 лет представляется достаточно сложной задачей, а указанные цифры предельными и трудно достижимыми.

Совокупные показатели развития производства электрической и тепловой энергии приведены на рис. 1 и в табл. 1. Отметим, что прирост отпуска тепловой энергии существенно меньше прироста выработки электроэнергии. Несмотря на существенно отличающиеся темпы экономического и социального развития отдельных регионов (в известной степени совпадающих с Федеральными округами), соотношения вкладов этих укрупненных регионов в производство и потребление ВВП, а также генерацию электроэнергии не претерпит радикальных изменений. Современные наукоемкие производства будут развиваться более интенсивно в Европейской части страны, а энергоемкие и сырьевые отрасли - в Сибири. Суммарная мощность электростанций страны, необходимая для выработки 2000 млрд кВт ч в 2030 г., составляет 370-380 ГВт, из которых около 70 ГВт должны быть установлены на и примерно столько же на ГЭС. Из 2000 млрд кВт ч электроэнергии 530-550 млрд кВт ч должны быть выработаны на (27 %), 250 млрд кВт ч на (12-13 %), остальные на ТЭС (рис. 2). Вклад электростанций, использующих , будет невелик, хотя их роль в автономном энергоснабжении существенно возрастет.

Согласно прогнозу структуры топливного баланса электроэнергетики в 2030 г,. для обеспечения необходимой выработки электроэнергии на ТЭС потребуется 340-360 млн т у.т. органического топлива. При этом развитие атомной энергетики приобретает исключительно важную роль для замыкания топливного баланса Европейской части страны; столь же высока роль гидроэнергетики для Сибири и Дальнего Востока. Фактически Европейская часть страны и Урал являются и будут оставаться остродефицитными в отношении снабжения топливом регионами, положение которых в условиях рыночной экономики мало отличается от большинства Европейских стран. Наличие ограничений на поставки природного газа для нужд энергетики предопределяет возрастание доли угля в топливном балансе электростанций (до 29 % в 2030 г.). Запасы органического топлива в России в целом достаточно велики.

Мы еще не вышли за рамки их начального использования. Однако уже примерно к 2012 г. по нефти и к 2015-2020 гг. по газу обязателен ввод новых месторождений (расположенных в менее доступных районах и экономически менее выгодных). Объем геологоразведочных работ на нефть и газ должен быть резко увеличен. В Европейской части страны нужно обратить внимание на целесообразность использования многочисленных источников местного топлива (сланцы, местные угли, малые газовые месторождения). Важно подчеркнуть, что из-за инерционности вводов необходимых мощностей на и и неподготовленности к быстрому вводу высокоэффективных угольных ТЭС до 2010 г. для преодоления сегодняшних дефицитов в поставке электроэнергии чрезвычайно важен форсированный ввод ПГУ и соответственно некоторое увеличение поставок газа энергетике. При оценке развития атомной энергетики учитывалась возможность продления ресурса существующих до 45 лет. При этом в 2030 г. из числа действующих сегодня 23 ГВт мощности в эксплуатации останутся 10 ГВт. Подавляющее большинство новых станций необходимо построить в Европейской части страны. Суммарная мощность достигнет ~ 70 ГВт.

Начиная с 2012 г. на смену реакторам ВВЭР -1000 придут модифицированные реакторы мощностью около 1240 МВт (так называемый проект АЭС-2006), а еще через несколько лет - реакторы ВВЭР -1500 -1600. Для размещения новых мощностей целесообразно использовать намеченные в 80-е годы площадки. Для обеспечения более полной загрузки (увеличения КИУМ) их строительство целесообразно сопровождать вводом гидроаккумулирующих станций, возможные площадки размещения которых сегодня известны. Мощности к 2030 г. должны быть увеличены примерно в 1,5 раза и достигнуть уровня 65 ГВт (в том числе после соответствующей реконструкции сохранятся примерно 46 ГВт на действующих ГЭС). Практически весь ввод новых мощностей должен произойти в Сибирском и Дальневосточном регионах. В Европейской части, где потенциал гидроэнергетики в известной мере исчерпан, будут построены каскады сравнительно малой мощности на Кавказе и в Карелии.

Для электроснабжения Европейской части намечается сооружение Туруханской (Эвенкийской) на реке Нижняя Тунгуска мощностью до 12 ГВт, связанной линией постоянного тока 750 кВ с сетью Европейской части страны. Всего предполагается довести передачу в Европейскую часть по двум ЛЭП до 120 млрд кВт ч электроэнергии. Крупные должны быть построены на Ангаре и в Бурятско-Читинском регионе для обеспечения энергоемких производств региона и частично экспорта. Необходимо масштабное строительство гидроаккумулирующих станций в Европейской части общей мощностью около 10 ГВт (3-4 ГВт в ближайшей перспективе), которые обеспечат экономичное суточное регулирование нагрузки в сети и будут способствовать работе атомных станций в базовом режиме.

Сегодня тепловые электростанции играют доминирующую роль в производстве электроэнергии в стране. Их мощность приближается к 140 ГВт, из которых более 95 ГВт приходится на установки, работающие на природном газе, и примерно 45 ГВт на установки, использующие твердое топливо. Характерен, как результат последовательно осуществлявшегося в течение многих лет курса на комбинированную выработку тепла и электроэнергии, высокий удельный вес (около 55 % установленной мощности ТЭС). К 2030 г. необходимо заменить все действующее сегодня основное оборудование ТЭС. Доминирующая роль тепловой энергетики сохранится, как сохранится в Европейской части страны преобладание ТЭС на природном газе.

Существенно более высокий к.п.д. парогазовых установок (ПГУ) позволит выработать большую мощность при том же потреблении природного газа, а низкий удельный объем главного корпуса для ПГУ мощностью 170-540 МВт (0,7-0,65 м3/кВт) позволит разместить их в главных корпусах, ранее занимаемыхконденсационными блоками 100-200-300-500 МВт (с удельным объемом 1,0-0,725 м3/кВт). То есть, при создании новых мощных КЭС на газе должны активно использоваться площадки, инфраструктура и корпусы существующих ГРЭС при сохранении или весьма умеренном увеличении потребления природного газа.

Новые и реконструируемые угольные блоки в Европейской части страны в силу дефицита топлива в этом регионе должны быть ориентированы на использование пара суперсверхкритических параметров (ССКП). При сооружении станций в Сибири на базе дешевых углей целесообразно по технико-экономическим соображениям остановиться на отработанных сверхкритического давления (СКД) параметрах с использованием модернизированного, более эффективного основного и вспомогательного оборудования. Мощность вновь сооружаемых угольных станций в Европейской части страны в варианте производства 2 трлн кВт ч электроэнергии должна составить 1015 ГВт (при мощности -70 ГВт, увеличении потребления газа на 15 % и передаче около 15 ГВт мощности по ЛЭП из восточных районов). Если говорить об освоении потенциала КАТЭК, то, наряду со строительством КЭС СКД (здесь также по технико-экономическим соображениям, видимо, целесообразно остановиться на СКД параметрах), целесообразно развивать энерготехнологические комплексы с выработкой, наряду с электроэнергией, моторного топлива и других ценных продуктов. В техникоэкономическом плане эти установки являются наиболее выгодными.

Во всех случаях при широком применении на начальном этапе импортного и лицензионного оборудования (ПГУ, котлы с кипящим слоем и т.п.) должен быть форсирован выпуск отечественного оборудования этого класса. Следует подчеркнуть, что ориентация на массовые закупки основного энергетического оборудования за рубежом содержит опасность полной ликвидации отечественной энергомашиностроительной отрасли. Расчеты показывают целесообразность увеличения поставок газа электростанциям Европейской части страны в объеме, превышающем сегодняшний на 15-20 %. В противном случае, скорее всего, придется увеличивать ввод мощностей на АЭС. Важным вопросом является проблема выброса парниковых газов (CO2) и участия в Киотском протоколе. Эта проблема может найти правильное решение лишь с учетом общей политической обстановки в мире.

Повышенная активность в этом вопросе при недоказанной в научном плане связи потепления климата с выбросами парниковых газов (заметим, что для России климат в целом будет меняться в благоприятную сторону) и игнорировании Киотского протокола США, Китаем и Индией - странами, дающими наибольшие выбросы CO2, вряд ли отвечает интересам России. В России системы централизованного теплоснабжения (СЦТ) работают более 70 лет. Максимальные темпы развития СЦТ в России пришлись на 50-е -80-е годы ХХ века, когда они стали самыми большими жизнеобеспечивающими инженерными системами городов. В 2000 г. на было сосредоточено 63,2 из 131,4 ГВт электрической мощности ТЭС.

В целом по стране от в СЦТ поступало около 4,1 из 8,7 млрд ГДж тепла, примерно две трети которого шло на промышленные нужды. Согласно прогнозу, годовой отпуск тепла от централизованных источников (их доля в общем отпуске тепла превышает 80 %) может возрасти по сравнению с 2000 г. в 1,5-1,8 раза: с 1425 млн Гкал в 2000 г. до 2050 Гкал в 2030 г. Необходимо учитывать то, что в перспективе основным видом топлива в СЦТ по условиям экологии, как и в настоящее время, будет оставаться природный газ, высокая эффективность использования которого рассматривается как одна из ключевых задач при производстве электроэнергии и тепла. Условия функционирования отдельных резко разнятся, и решения по их модернизации должны быть индивидуализированы. При этом акцент должен быть сделан на оптимизацию схем теплоснабжения и режимов отпуска тепла с использованием всех его источников (ТЭЦ, районных котельных, мелких производителей тепла).

Тепловые распределительные сети, связывающие с потребителями, создавались многие десятилетия и в них вложены огромные средства. Экономически нереально (и нерационально) изменить в короткие сроки структуру централизованного теплоснабжения крупного городского поселения, нужно грамотно использовать все источники теплоснабжения. Для вновь создаваемых источников теплоснабжения акцент должен быть сделан на ГТУ-ТЭЦ умеренной мощности (включая надстройки действующих водогрейных котлов районных станций теплоснабжения - РТС), причем с таким расчетом, чтобы, в первом приближении, количество тепла отработанных газов ГТУ круглогодично покрывало нагрузку горячего водоснабжения, а отопительная нагрузка обеспечивалась за счет сжигания дополнительного топлива. Эти ГТУ-ТЭЦ должны быть максимально приближены к потребителю.

Рекомендуется широкомасштабное применение систем отопления и горячее водоснабжение (ГВС) на базе тепловых насосов, прежде всего, в крупных городах, где достаточно много источников низкопотенциального тепла. Выше были рассмотрены вопросы, касающиеся генерации электроэнергии. Не менее острыми являются проблемы ее передачи и распределения. Единая национальная энергетическая система (ЕНЭС) объединяет энергетику России, обеспечивая параллельную работу основных электростанций и узлов нагрузки, осуществляет связь ЕЭС России с энергосистемами других стран. В настоящее время ЕНЭС включает в себя электрические сети напряжением 330-750 кВ и в соответствии с утвержденными критериями часть линий электропередачи напряжением 220 кВ.

По существу, ЕНЭС представляет собой основную системообразующую электрическую сеть, то есть включает в себя все межсистемные связи и основные электрические линии электропередачи. Сегодня ЕНЭС обеспечивает, в целом, достаточно высокий уровень надежности энергоснабжения потребителей и устойчивость работы . Однако при этом существует ряд острых проблем их функционирования, связанных как с ихтехнологическим состоянием, так и с новыми формами функционирования сети в рыночных условиях. К основным технологическим проблемам можно отнести следующие:

Большой объем морально и физически устаревшего оборудования линий электропередачи и подстанций.

Недостаточная пропускная способность межсистемных и системообразующих электрических сетей, из-за которых перетоки мощности близки или достигают предельных значений, а ряд энергетических мощностей (ОЭС Сибири, ОЭС Средней Волги и Центра) остаются неиспользованными.

Слабая управляемость электрической сети и недостаточный объем и качество устройств регулирования и реактивной мощности.

Прогрессирующее отставание от развитых стран по ряду технологий и по техническому уровню определенных типов сетевого оборудования и систем управления, низкая степень автоматизации сетевых объектов.

Устаревшая нормативная база. При разработке «Видения» рассмотрены два сценария развития основной электрической сети ЕЭС России: первый - развитие электропередач только на переменном токе в соответствии с используемыми сейчас шкалами напряжений 330-750 кВ (зона Северо-Запада, частично Центра и Юга) и 220-500-1150 кВ (остальная часть ЕЭС России); второй - использование передач постоянного тока (ППТ) для выдачи мощности удаленных генерирующих узлов и для межсистемных электрических связей (МЭС) на уровне ЕЭС России.

Полученные структуры основной электрической сети для каждого из вариантов представлены на рис. 3 и 4. Сеть 750 кВ должна развиваться в европейской части ЕЭС России для усиления связей между ОЭС Северо-Запада и Центра, выдачи мощности АЭС, находящихся в этой зоне. Сети 500 кВ должны быть использованы для присоединения ОЭС Востока к ЕЭС России, усиления основной сети в ОЭС Северного Кавказа, Центра, Поволжья, Урала, Сибири и Востока, а также развития межсистемных связей между региональными ОЭС, в первую очередь, между ОЭС Северного Кавказа и Центра, ОЭС Центра, Поволжья и Урала. Основные тенденции в развитии распространенных в большей части энергосистем сетей 220 кВ состоят в усилении их распределительных функций, сокращении длины участков, повышении плотности электрических сетей с целью повышения надежности электроснабжения потребителей и выдачи мощности небольших и средних электростанций.

Основным направлением в развитии сети 110 кВ будет дальнейший охват ими территории России с целью повышения надежности электроснабжения потребителей. Применение линий электропередачи и вставок постоянного тока может в перспективе рассматриваться как средство транспортировки по этим линиям больших потоков электроэнергии на дальние расстояния и создания управляемых элементов в кольцевых сетях переменного тока, что совместно с широким использованием устройств FACTS существенным образом повысит управляемость ЕЭС России.

Для выдачи мощности Туруханской необходимо ЛЭП постоянного тока на запад в ОЭС Урала и далее в ОЭС Центра, на юг в район Красноярска и на юго-восток до Усть-Илимской ГЭС. Надо восстановить действовавшую до начала 90-х годов связь ОЭС Сибири и ОЭС Урала с ОЭС Северного Казахстана. Также должен быть рассмотрен вопрос о мощной связи ОЭС Сибири и ОЭС Урала, проходящей по территории России, в том числе варианта на постоянном токе. Этот вопрос должен рассматриваться в контексте проблем увеличения доли угля в энергетике и оптимизации вариантов использования углей Кузбасса, с учетом транспортных возможностей.

В результате основная электрическая сеть в европейской части ЕЭС России, включая Урал, будет представлять собой развитую сеть 220(330)-500(750) кВ с приемными подстанциями ЛЭП постоянного тока от Туруханской ГЭС. Основная электрическая сеть ОЭС Сибири и Востока будет представлять собой развитую основную конфигурацию ЛЭП 220-500 кВ в основном в широтном направлении с приемными подстанциями ЛЭП постоянного тока в районе Красноярска и УстьИлимской от Туруханской ГЭС.

Основные положения обеспечения надежности функционирования ЕЭС России сводятся к следующему:

Адаптации задачи надежности к рыночным условиям, вводу в действие экономических механизмов управления надежностью и обеспечению приоритета надежности перед рыночными обязательствами при угрозе нарушения или при нарушении электроснабжения, осуществлению технической экспертизы всех моделей рынка с проверкой их влияния на надежность энергоснабжения;

Обеспечению безопасности систем жизнеобеспечения городов (мегаполисов) при нарушении их электроснабжения, в том числе путем саморезервирования ответственных потребителей;

Обеспечению устойчивости работы электростанций при их выделении из энергосистемы на местную нагрузку, включая сохранение собственных нужд;

Обеспечению способности ЕЭС противостоять расчетным возмущениям без нарушения системной надежности и надежности электроснабжения конечных потребителей;

Выработке альтернативы принципу солидарной ответственности за надежность в региональном разрезе, существовавшему в дореформенный период. Оценки необходимых пропускных способностей электрических связей в ЕЭС приведены в табл. 2.Ключевым вопросом реализации любой стратегии наращивания производства электроэнергии являются возможности энергомашиностроения. В «Видении» определены масштабы потребного производства энергетического оборудования по годам для производства 2 трлн кВт ч электроэнергии в 2030 г.

На заключительном этапе потребуется производство в год:

Три реакторных блока типа ВВЭР-1500;

До 8 ГВт паровых турбин для ТЭС;

Примерно 4,5 ГВт паровых турбин для АЭС;

4,5-5 ГВт газовых турбин;

Около 1,3 ГВт гидротурбин;

Общее количество паровых котлов на 20-22 тыс. т пара в час.

Эти цифры не учитывают объемов, необходимых для модернизации остающегося в эксплуатации оборудования. При капитальной модернизации и полном восстановлении производственных мощностей существующих заводов энергетического машиностроения представляется возможным обеспечение выпуска и поставки оборудования по всей линейке и в количестве, необходимом для выработки 2 трлн кВт ч электроэнергии в год.

При этом представляется целесообразным создание на базе одного-двух современных заводов авиадвигателей, имеющих полнокровные конструкторские бюро и владеющих современными технологиями газотурбостроения, объединений по производству современных газовых турбин большой мощности для энергетики. Дополнительно на муниципальном уровне ежегодно должно будет вводиться 0,7-1,2 ГВт мощности в виде 15-30 МВт газотурбинных надстроек котельных (районных станций теплоснабжения). Производство электрогенераторов должно достигнуть 13 -15 ГВт в год. Организация производства электротехнической аппаратуры на полевых транзисторах для обеспечения надежной, экономичной и маневренной работы электрических сетей, элементной базы современных АСУТП и ряда других позиций энергетического и электротехнического оборудования требует специальных усилий.

Для создания необходимого для выработки в 2030 г. 2000 млрд кВт ч электроэнергии генерирующих мощностей и соответствующих электрических сетей потребуются значительные инвестиции. Оценка суммарных инвестиций дается в табл. 3. Величина удельных капзатрат выбрана на базе существующих мировых цен и тенденций их изменений с учетом стоимости рабочей силы в России. Потенциально существуют несколько путей инвестирования. В «Видении» рассмотрены три из них: за счет средств частного инвестора; за счет дополнительной эмиссии акций; за счет опережающей инвестиционной составляющей тарифа через специальный инвестиционный фонд.

Наиболее затратным является первый путь, так как банки запрашивают высокий процент на заемный капитал (12 %), а частный инвестор требует ускоренного возврата капитала (за 10 лет и менее). В итоге ежегодная инвестиционная компонента затрат стоимости выработки электроэнергии лежит в пределах 18-27% от удельных капитальных затрат, что приводит (при числе часов использования максимума установленной мощности 6000) к «инвестиционной составляющей» стоимости выработки электроэнергии в 4,2 цент/(кВт ч). Несколько меньше (~3,4 цент/(кВт ч)) «инвестиционная составляющая» стоимости выработки электроэнергии в варианте с дополнительной эмиссией акций, где в стоимость производства электроэнергии ежегодно отчисляется около 13% удельных капзатрат.

Обе вышеуказанные цифры достаточно велики. Кроме того, оба варианта таят в себе скрытые опасности. Стоимость выработки электроэнергии не может быть повышена только для вновь введенных агрегатов или для станций, где они установлены. Примерно к той же отпускной цене «подтянутся» и старые станции с весьма низкой амортизационной составляющей затрат в стоимости выработки электроэнергии. То есть, в условиях существования или угрозы дефицита мощности и бесконтрольной либерализации рынка электроэнергии создаются объективные условия для получения сверхприбыли и необоснованного изъятия средств у потребителя.

Заметим, что к тому же, в варианте с дополнительной эмиссией акций, из-за чрезвычайно заниженного уставного капитала и капитализации существующих станций лицо, скупившее доппакет акций, становится владельцем непропорционально большой доли общей стоимости станции и, соответственно, получателем непропорционально высокой доли доходов. Наименее затратным является третий путь, когда в тариф закладывается только соответствующая ежегодная доля необходимых инвестиций (в данном случае «инвестиционная составляющая» равна ~1,6 цент/(кВт ч)).

Государство должно образовать из этой составляющей специальный Инвестиционный фонд и осуществлять контроль за его расходованием. Нужно особо подчеркнуть, что при всех обстоятельствах в реализации стратегии определяющую (можно сказать, критическую) роль будет иметь воссоздание кадрового потенциала отрасли. Без принятия экстраординарных мер квалифицированный кадровый потенциал (научный, конструкторский, монтажный, производственный) будет полностью утрачен в ближайшие 5 лет. Для решения перечисленных вышепроблем необходимо разработать специальную мобилизационную программу, реализация которой должна быть возложена на специальный государственный орган, обладающий властью и финансовыми возможностями. Помимо административных и координирующих функций, этот орган должен оперативно решать проблемы, в том числе касающиеся финансового обеспечения, предусмотренные программой.

Государство должно взять на себя выполнение следующих функций:

— гарантию сбалансированного и самодостаточного развития электроэнергетики страны, способной как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе удовлетворять потребности общества в электрической и тепловой энергии;

— руководство разработкой целеполагающих принципов и научных основ функционирования энергетики, прогнозирования ее развития, определением базовых количественных показателей, принципиальных подходов к формированию энергобалансов;

— совершенствование нормативно-правового обеспечения энергетики, разработку национальных стандартов, касающихся производства, снабжения и потребления электроэнергии и тепла в условиях рыночной экономики;

— координацию работы по оптимальному размещению генерирующих мощностей, оптимизации единой энергетической системы России, обеспечению надежности ее функционирования;

— обеспечение экологической политики.;

— обеспечение подготовки научных и инженерных кадров энергетики (включая атомную энергетику), энергомашиностроения, электротехнической и смежной отраслей, рабочих кадров высшей квалификации в энергомашиностроении, монтажных и строительных организациях;

— обеспечение НИОКР, развитие соответствующих отраслевых и академических научно-исследовательских институтов, создание пилотных и опытно-промышленных установок и финансирование их работы;

— восстановление и подъем отечественного энергомашиностроения; долевое (не менее 50 %) участие в разработке новой техники;

— законодательное, организационное, научное и частично финансовое обеспечение политики энергосбережения, являющейся неотделимой компонентой планов развития энергетики;

— создание благоприятных условий для инвестиций в энергетику с учетом длительного срока окупаемости;

— разработку и реализацию ценовой политики в энергетике, направленной на совершенствование структуры топливного баланса и тарифов на реализуемую продукцию. Контроль величины и расходования инвестиционной компоненты тарифов;

— обеспечение безопасности атомной энергетики. В ноябре 2000 г. Правительством РФ была одобрена Энергетическая стратегия России на период до 2020 г., ее уточненная редакция была утверждена Правительством РФ 22 мая 2003 г.

Общие (макроэкономические) показатели Стратегии выполняются с превышением наивысшего из четырех рассмотренных в ней сценариев развития. Это касается роста ВВП и объема промышленного производства (в денежном выражении), снижения показателей энергоемкости ВВП и некоторых других индексов.

Вместе с тем, все вышеуказанные позитивные сдвиги имеют своим основным источником одно - неожиданный для всех гигантский рост цен на экспортируемую нефть (прежде всего) и газ и заметное увеличение физического объема экспорта энергоресурсов против предусмотренного Стратегией, а структурные сдвиги в экономике, выражающиеся в изменении соотношения доли ВВП, произведенной в сфере услуг и в производственной сфере, в пользу первой, наряду с закрытием нерентабельных производств обусловлены продолжающейся стагнацией производственной сферы за исключением топливодобывающих отраслей и металлургии. В итоге, рост макроэкономических показателей сочетается с медленным восстановлением машиностроения, нарастающим отставанием приборостроения и в целом наукоемких, инновационных производств, не подкрепляется вводом новых мощностей и масштабной реконструкцией действующих производств, разведкой и разработкой новых месторождений, сопровождается полным пренебрежением к развитию научных исследований и образования. Все вышесказанное в полной мере относится к энергетике и обеспечивающим ее энергомашиностроению и науке.

Запоздалые усилия по экстренному вводу новых генерирующих мощностей и сетей во всех своих ключевых элементах (газовые турбины, современные котлы с ЦКС, легированные стали для котлов, автоматика, полупроводниковые приборы для сетей, многие позиции вспомогательного оборудования) опираются на масштабные закупки зарубежного оборудования, превращение отечественных предприятий в «отверточные» производства, предполагают расходование на эти цели в 1,5-2 раза завышенные инвестиции. Данное специфическое состояние - благопристойные макроскопические показатели при фактической разрухе - потребовали нового рассмотрения состояния энергетики, ее перспектив. Представленное «Видение» учитывает положительные стороны Энергетической стратегии, многие общие положения которой и конкретные цифры хорошо коррелируют с «Видением». Вместе с тем, эти два документа расходятся в основном в путях решения проблемы.

Если Энергетическая стратегия видит эти пути в «формировании цивилизованного энергетического рынка и недискриминированных экономических взаимоотношениях его субъектов между собой и государством, при том, что государство, ограничивая свои функции как хозяйствующего субъекта, усиливает свою роль в формировании инфраструктуры как регулятора рыночных отношений», то «Видение» полагает, что сегодня роль государства в реализации задач энергетики должна быть определяющей и не ограничивающейся только созданием благоприятного климата.

Электроэнергетика является ключевой мировой отраслью, которая определяет технологическое развитие человечества в глобальном смысле этого слова. Данная отрасль включает в себя не только весь спектр и разнообразие методов производства (генерации) электроэнергии, но и ее транспортировку конечному потребителю в лице промышленности о всего общества в целом. Развитие электроэнергетики, ее совершенство и оптимизация, призванная удовлетворить постоянно растущий спрос на электроэнергию - это ключевая общая мировая задача современности и дальнейшего обозримого будущего.

Развитие электроэнергетики

Несмотря на то, что электричество, как некий энергетический ресурс, было известно человечеству сравнительно давно, перед его бурным стартом развития стояла серьезная проблема - отсутствие возможности передачи электричества на большие расстояния. Именно эта проблема сдерживала развитие электроэнергетики до конца восемнадцатого века. Основываясь на открытии эффективного способа электропередачи, начали развиваться и технологии, основой которых стал электрический ток. Телеграф, электромоторы, принцип электрического освещения - все это стало настоящим прорывом, который повлек за собой не только изобретение и постоянное совершенствование механических электровырабатывающих машин (генераторов), но и целых электростанций.

Одной из самых значимых вех в развитии электроэнергетики можно назвать гидроэлектростанции (ГЭС), функционирование которых основано на так называемых возобновляемых источниках энергии, которые имеют вид заранее подготовленных водных масс. На сегодняшний день данный тип электростанций является одним из самых эффективных и проверенных десятилетиями.

Отечественная история становления и развития электроэнергетики наполнена уникальными свершениями и ярчайшим контрастом дореволюционного и послереволюционного периода. И если первый из двух периодов обусловлен ничтожным объемом электрогенерации и практически полным отсутствием развития электроэнергетики как глобальной промышленной отрасли, то второй период - это настоящий и неоспоримый технологический рывок, обеспечивший в самые кротчайшие временные сроки повсеместную электрификацию, которая коснулась и множества советских фабрик и заводов, и каждого советского гражданина. Повсеместная тотальная электрификация нашей страны позволила догнать и во многих отраслях существенно перегнать в развитии технологий многие зарубежные страны, сформировав тем самым на середину двадцатого века непревзойденный промышленный потенциал. Разумеется, за рубежом электроэнергетика так же стремительно развивалась, но по своей массовости и доступности так и не сумела превзойти уровень Советского Союза.

Отрасли промышленности электроэнергетики

На сегодняшний день, электроэнергетику можно разделить на три фундаментальных технологических ветви, каждая из которых осуществляет электрогенерацию своим, уникальным способом.

Атомная энергетика

Высокотехнологичная и самая перспективная ветвь электроэнергетики, в основу которой положен процесс деления ядер атомов в специально приспособленных для этого реакторах. Тепловая энергия, образуемая при ядерном делении преобразуется в электричество.

Тепловая энергетика

Основой данной энергетики является то или иное топливо (Газ, уголь, определенные типы нефтепродуктов), которое, сгорая, трансформируется в электроэнергию.

Гидроэнергетика

Ключевым аспектом электрогенерации в данном типе энергетики является вода, которая определенным образом запасается в реках и водоемах (водохранилищах). Запасенные водные массы проходят через электрогенерирующие турбины, вырабатывая тем самым существенное количество электроэнергии.

В дополнение к этому можно отметить и так называемую альтернативную энергетику, которая, в большей части, основывается на экологически чистых ресурсах. К таким ресурсам можно отнести солнечных свет, силу ветра и геотермальные источники. Однако, альтернативная энергетика - это, прежде всего, смелый эксперимент, нежели полноценная электроэнергетическая отрасль, не обладающая требуемой эффективностью.

Электроэнергетика в России

Россия - это один из гигантов электрогенерации и передовая держава в области электроэнергетики. Передовые технологии, богатые природные ресурсы, множество быстрых полноводных рек позволили разработать и ввести в эксплуатацию современные высокоэффективных атомные электростанции и гидроэлектростанции. Постоянная разработка и совершенствование технологий привело к образованию одной из крупнейших мировых энергосетей, включающей в себя колоссальное количество вырабатываемого и потребляемого электрического тока.

Электроэнергетическая отрасль России поделена на несколько крупных энергокомпания, которые, как правило, функционируют по территориальному признаку и отвечают за свою, строго определенную долю отрасли. Основные генерационные мощности страны заключены в атомных и гидроэлектростанциях, где последние обеспечивают порядка 18-20% электроэнергии в год.

Важно отметить, что постоянно производится модернизация имеющихся и ввод в эксплуатацию новых электрогенерационных станций. На сегодняшний день, общий объем вырабатываемой электроэнергии полностью покрывает все нужны промышленности и общества, позволяя стабильно наращивать энергоэкспорт в соседние государства.

Электроэнергетика стран мира

Любое крупное государство с развитым промышленным сектором всегда будет являться очень крупным производителем и потребителем электроэнергии. Следовательно, электроэнергетика в любом из подобных государств - это стратегически важная промышленная отрасль, которая постоянно нуждается в развитии. К странам с развитой электроэнергетикой можно отнести: Россию, США, Германию, Францию, Японию, Китай, Индию и некоторые другие страны, где или прослеживается стабильно высокий уровень экономики и промышленного потенциала, или присутствует активных экономический рост.

Промышленность любой страны состоит из большого количества разнообразных отраслей, таких как машиностроение или электроэнергетика. Это те направления, в которых развивается конкретная страна, и у разных государств могут быть различные акценты в зависимости от многих факторов, таких как природные ресурсы, технологическое развитие и так далее. В данной статье речь пойдет об одной очень важной и активно развивающейся на сегодняшний день отрасли промышленности - об электроэнергетике. Электроэнергетика - это отрасль, которая развивалась в течение многих лет постоянно, однако именно в последние годы она начала активно двигаться вперед, подталкивая человечество к использованию более экологичных источников энергии.

Что это такое?

Итак, в первую очередь необходимо разобраться, что вообще представляет собой данная отрасль. Электроэнергетика - это подразделение энергетики, которое отвечает за производство, распределение, передачу и продажу именно электрической энергии. Среди других отраслей данной сферы именно электроэнергетика является самой популярной и распространенной сразу по целому ряду причин. Например, из-за легкости ее дистрибуции, возможности передачи ее на огромные расстояния за кратчайшие промежутки времени, а также из-за ее универсальности - электрическую энергию можно без проблем при необходимости трансформировать в другие такие как тепловая, световая, химическая и так далее. Таким образом, именно развитию данной отрасли огромное внимание уделяют правительства мировых держав. Электроэнергетика - это отрасль промышленности, за которой будущее. Именно так считают многие люди, и именно поэтому вам необходимо более детально ознакомиться с ней с помощью данной статьи.

Прогресс производства электроэнергии

Чтобы вы могли полностью понять, насколько важной является для мира данная отрасль, необходимо взглянуть на то, как происходило развитие электроэнергетики на протяжении всей истории ее существования. Сразу же стоит отметить, что производство электроэнергии обозначается в миллиардах киловатт в час. В 1890 году, когда электроэнергетика только начинала развиваться, производилось всего девять млрд кВт/ч. Большой скачок произошел к 1950 году, когда производилось уже более чем в сто раз больше электроэнергии. С того момента развитие шло гигантскими шагами - каждое десятилетие добавлялось сразу по несколько тысяч миллиардов кВт/ч. В результате к 2013 году мировыми державами производилось в сумме 23127 млрд кВт/ч - невероятный показатель, который продолжает расти с каждым годом. На сегодняшний день больше всего электроэнергии дают Китай и Соединенные Штаты Америки - именно эти две страны имеют наиболее развитые отрасли электроэнергетики. На долю Китая приходится 23 процента вырабатываемой во всем мире электроэнергии, а на долю США - 18 процентов. Следом за ними идут Япония, Россия и Индия - каждая из этих стран имеет как минимум в четыре раза меньшую долю в мировом производстве электроэнергии. Что ж, теперь вам также известна и общая география электроэнергетики - пришло время перейти к конкретным видам этой отрасли промышленности.

Тепловая электроэнергетика

Вы уже знаете, что электроэнергетика - это отрасль энергетики, а сама энергетика, в свою очередь, является отраслью промышленности в целом. Однако разветвление не заканчивается на этом - электроэнергетики имеется несколько видов, некоторые из них очень распространенные и используются повсеместно, другие не так популярны. Существуют и альтернативные области электроэнергетики, где используются нетрадиционные методы, позволяющие добиваться масштабного производства электроэнергии без вреда окружающей среде, а также с нейтрализацией всех негативных особенностей традиционных методов. Но обо всем по порядку.

В первую очередь необходимо рассказать о тепловой электроэнергетике, так как она является самой распространенной и известной во всем мире. Как получается электроэнергия данным способом? Легко можно догадаться, что в данном случае происходит преобразование тепловой энергии в электрическую, а тепловая получается путем сжигания различных видов топлива. Теплоэлектроцентрали можно найти практически в каждой стране - это самый простой и удобный процесс получения больших объемов энергии при малых затратах. Однако именно этот процесс и является одним из самых вредных для окружающей среды. Во-первых, для получения электроэнергии используется природное топливо, которое когда-нибудь гарантированно закончится. Во-вторых, продукты горения выбрасываются в атмосферу, отравляя ее. Именно поэтому и существуют альтернативные методы получения электроэнергии. Однако это еще далеко не все традиционные виды электроэнергетики - есть и другие, и дальше мы сконцентрируемся именно на них.

Ядерная электроэнергетика

Как и в предыдущем случае, при рассмотрении ядерной электроэнергетики можно многое почерпнуть уже из названия. Выработка электроэнергии в данном случае производится на атомных реакторах, где происходит расщепление атомов и деление их ядер - в результате этих действий происходит большой выброс энергии, которая затем и трансформируется в электрическую. Вряд ли кому-то еще неизвестно, что это самая небезопасная электроэнергетика. Промышленность далеко не каждой страны имеет свою долю в мировом производстве ядерной электроэнергии. Любая утечка из такого реактора может привести к катастрофическим последствиям - достаточно вспомнить Чернобыль, а также происшествия в Японии. Однако в последнее время безопасности уделяется все больше внимания, поэтому атомные электростанции строятся и дальше.

Гидроэнергетика

Еще одним популярным способом производства электроэнергии является получение ее из воды. Этот процесс происходит на гидроэлектростанциях, он не требует ни опасных процессов деления ядра атома, ни вредных для окружающей среды сжиганий топлива, но имеет и свои минусы. Во-первых, это нарушение естественного течения рек - на них строятся дамбы, за счет которых создается необходимое течение воды в турбины, благодаря чему и получается энергия. Зачастую из-за строительства дамб осушаются и гибнут реки, озера и другие природные водохранилища, поэтому нельзя сказать, что это идеальный вариант для данной отрасли энергетики. Соответственно, многие предприятия электроэнергетики обращаются не к традиционным, а к альтернативным видам получения электроэнергии.

Альтернативная электроэнергетика

Альтернативная электроэнергетика - это собрание видов электроэнергетики, отличных от традиционных в основном тем, что они не требуют нанесения того или иного вида вреда окружающей среде, а также не подвергают никого опасности. Речь идет о водородной, приливной, волновой и многих других разновидностях. Самым распространенными из них являются ветро- и гелиоэнергетика. Именно на них делается акцент - многие считают, что именно за ними будущее данной отрасли. В чем суть этих видов?

Ветроэнергетика - это получение электроэнергии из ветра. В полях строятся ветряные мельницы, которые работают очень эффективно и позволяют обеспечивать энергией ненамного хуже, чем описанные ранее методы, но при этом для действия ветряков нужен только лишь ветер. Естественно, недостатком данного метода является то, что ветер - это природная стихия, которую невозможно себе подчинить, однако ученые работают над улучшением функциональности ветряных мельниц современности. Что касается гелиоэнергетики, то здесь электроэнергия получается из солнечных лучей. Как и в случае с предыдущим видом, здесь также необходимо работать над увеличением аккумулирующей мощности, так как солнце светит далеко не всегда - и даже если погода безоблачная, в любом случае в определенный момент наступает ночь, когда солнечные панели не способны производить электроэнергию.

Передача электроэнергии

Что ж, теперь вы знаете все основные виды получения электроэнергии, однако, как вы уже могли понять из определения термина электроэнергетики, получением все не ограничивается. Энергию необходимо передавать и распределять. Так, передается по линиям электропередач. Это металлические проводники, которые создают одну большую электрическую сеть во всем мире. Ранее чаще всего использовались воздушные линии - именно их вы можете видеть вдоль дорог, перекинутые от одного столба к другому. Однако в последнее время большую популярность обретают кабельные линии, которые прокладываются под землей.

История развития электроэнергетики России

Электроэнергетика России начала развиваться тогда же, когда и мировая - в 1891 году, когда впервые была удачно осуществлена передача электрической мощности на практически двести километров. В реалиях дореволюционной России электроэнергетика была невероятно слабо развита - годовая выработка электричества на такую огромную страну составляла всего 1,9 млрд кВт/ч. Когда же состоялась революция, Владимир Ильич Ленин предложил реализация которого была начата немедленно. Уже к 1931 году задуманный план был выполнен, однако скорость развития оказалась настолько впечатляющей, что к 1935 году план был перевыполнен в три раза. Благодаря этой реформе уже к 1940 году годовая выработка электроэнергии в России составила 50 млрд кВт/ч, что в двадцать пять раз больше, чем до революции. К сожалению, резкий прогресс был прерван Второй мировой войной, однако после ее завершения работы восстановились, и к 1950 году Советский Союз вырабатывал 90 млрд кВт/ч, что составляло около десяти процентов всеобщей выработки электроэнергии по всему миру. Уже к середине шестидесятых годов Советский Союз вышел на второе место в мире по производству электроэнергии и уступал только Соединенным Штатам. Ситуация оставалась на таком же высоком уровне вплоть до распада СССР, когда электроэнергетика оказалась далеко не единственной отраслью промышленности, которая сильно пострадала из-за этого события. В 2003 году был подписан новый ФЗ об электроэнергетике, в рамках которого в ближайшие десятилетия должно происходить стремительное развитие этой отрасли в России. И страна определенно движется в этом направлении. Однако одно дело - подписать ФЗ об электроэнергетике, и совершенно другое - его реализовать. Именно об этом и пойдет речь далее. Вы узнаете о том, какие на сегодняшний день существуют проблемы электроэнергетики России, а также какие будут выбираться пути для их решения.

Избыток электрогенерирующих мощностей

Электроэнергетика России находится уже в гораздо более хорошем состоянии, чем десять лет назад, так что можно смело сказать, что прогресс идет. Однако на недавно проведенном энергетическом форуме были выявлены основные проблемы этой отрасли в стране. И первая из них - избыток электрогенерирующих мощностей, который был вызван массовой постройкой электростанций низкой мощности в СССР вместо строительства малого количества электростанций высокой мощности. Все эти станции все равно нужно обслуживать, поэтому выхода из ситуации два. Первый - это вывод мощностей из эксплуатации. Этот вариант был бы идеальным, если бы не огромные стоимости такого проекта. Поэтому Россия, скорее всего, будет двигаться в сторону второго выхода, а именно увеличения объема потребления.

Импортозамещение

После введения западных станций промышленность России очень остро ощутила свою зависимость от заграничных поставок - это сильно затронуло и электроэнергетику, где практически ни в одной из современных сфер деятельности полный процесс производства тех или иных генераторов не проходил исключительно на территории РФ. Соответственно, правительство планирует наращивать производственные мощности в нужных направлениях, контролировать их локализацию, а также пытаться максимально избавиться от зависимости от импорта.

Чистый воздух

Проблема заключается в том, что современные российский компании, работающие в сфере электроэнергетики, очень сильно загрязняют воздух. Однако Министерство экологии РФ ужесточило законодательство и стало чаще собирать штрафы за нарушение установленных норм. К сожалению, компании, страдающие от этого, не планируют пытаться оптимизировать свое производство - они бросают все силы на то, чтобы задавить «зеленых» количеством, и требуют смягчения законодательства.

Миллиарды долга

На сегодняшний день суммарный долг пользователей электроэнергии по всей России составляет около 460 миллиардов российских рублей. Естественно, если бы в распоряжении страны были все те деньги, которые ей задолжали, то она могла бы значительно быстрее развивать электроэнергетику. Поэтому правительство планирует ужесточить наказания за просрочки в оплате счетов за электричество, а также будет призывать тех, кто не хочет платить по счетам в будущем, устанавливать собственные солнечные панели и снабжать себя энергией самостоятельно.

Регулируемый рынок

Самая главная проблема отечественной электроэнергетики - это полная регулируемость рынка. В европейских странах регулирование рынка энергетики практически полностью отсутствует, там имеется самая настоящая конкуренция, поэтому отрасль развивается огромными темпами. Все эти правила и регуляции очень сильно тормозят развитие, и в результате РФ уже начала закупки электроэнергии из Финляндии, где рынок практически не регулируется. Единственное решение этой проблемы - переход к модели свободного рынка и полный отказ от регуляции.

Введение
1. Историко-географические особенности развития электроэнергетики в России
2. Территориальное размещение производств электроэнергетики в Российской Федерации
3. Единая энергетическая система страны
4. Проблемы и перспективы развития электроэнергетики
Заключение
Список использованных источников

Введение

Электроэнергетика - отрасль энергетики, включающая в себя производство, передачу и сбыт электроэнергии. Электроэнергетика является наиболее важной отраслью энергетики, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Отличительной чертой электрической энергии является практическая одновременность её генерирования и потребления, так как электрический ток распространяется по сетям со скоростью, близкой к скорости света.

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.

Например, 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.

1. 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.

2. 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.

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).

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%), 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.

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, 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.

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.

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.

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 использованных источников

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

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

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

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

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

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

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

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

Реферат на тему “История развития электроэнергетики в России” обновлено: 14 ноября, 2017 автором: Научные Статьи.Ру

Топливно-энергетический комплекс страны охватывает получение, передачу, преобразование и использование различных видов энергии и энергетических ресурсов.

Электроэнергетика - ведущая составляющая часть энергетики , обеспечивающая электрификацию хозяйства страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии.

Основная часть электроэнергии вырабатывается крупными электростанциями. Электростанции объединены между собой и с потребителями высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП) и образуют электрические системы .

Начало применения электричества положили открытие электрической дуги В. В. Петровым (1802 г.), изобретение П. Н. Яблочковым электрической дуговой свечи (1876 г.) и А. Н. Лодыгиным лампы накаливания (1873-1874 гг.).

Промышленное применение электроэнергии началось с создания Б. С. Якоби первого практически применимого электродвигателя с вращательным движением (1834-1837 гг.) и изобретения гальванопластики (1838 г.). В 1882 г. Н. Н. Бенардос открыл способ электросварки металлов.

Первые центральные электростанции постоянного тока мощностью несколько десятков, а позднее несколько сотен киловатт были сооружены в 80-х и начале 90-х годов XIX в. в Москве, Петербурге, Царском селе (ныне г.Пушкин) и ряде других городов. Эти электростанции почти не имели силовой нагрузки, и только с 1892 г., когда был пущен электрический трамвай в Киеве (первый трамвай в России), появляется некоторая силовая нагрузка у станций постоянного тока.

Небольшое напряжение станций постоянного тока (110-220 В) ограничивало радиус их действия, а тем самым и их мощность. Изобретение силового трансформатора (П. Н. Яблочков, 1876 г.) открыло возможность применения переменного тока высокого напряжения и значительно увеличило радиус действия электростанций.

Первые центральные электростанции однофазного переменного тока напряжением 2-2,4 кВ были сооружены в Одессе (1887 г.), Царском селе (1890 г.), Петербурге (1894 г.) и ряде других городов.

Переломным моментом в развитии электроснабжения вообще и электростанций в частности явилось создание в 1888-1889 гг. выдающимся русским инженером М. О. Доливо-Добровольским системы трехфазного переменного тока. Им впервые были созданы трехфазные синхронные генераторы, трехфазные трансформаторы и, что особенно важно, трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым и фазным ротором.

Первая в России электростанция трёхфазного тока мощностью 1200 кВ∙А была сооружена инженером А. Н. Щенсновичем в 1893 г. в Новороссийске. Станция предназначалась для электрификации элеватора.

Подводя общие итоги развития электроэнергетики в дореволюционной России, можно сказать, что установленная мощность всех электростанций России в 1913 г. составляла около 1100 МВт при производстве электроэнергии около 2 млрд. кВт·ч в год. По уровню производства электроэнергии Россия занимала 15-е место в мире.

План ГОЭЛРО, принятый в 1920 г., предусматривал увеличение объема промышленного производства в стране примерно в 2 раза по сравнению с 1913 г. Основой такого роста промышленности, было намечавшееся в течение 10-15 лет сооружение 30 районных электростанций в различных регионах страны общей мощностью 1750 МВт. Выработку электроэнергии предполагалось довести до 8,8 млрд. кВт·ч в год.

План ГОЭЛРО был выполнен к 1 января 1931 г., то есть за 10 лет. Установленная мощность электростанций и выработка электроэнергии в различные исторические периоды приведены в табл.1.1.

Таблица 1.1

Установленная мощность электростанций и выработка электроэнергии