Электроэнергетика

Введени е Гидроэнергетическое строительство развертывалось быстрыми темпами. За предвоенный период были построены ГЭС общей мощностью свыше 1 млн кВт (Волховская, Свирская и др.). В этот же период началась реконструкция рек Волги, Камы, которая про должалась и в послевоенный период. Многие предприятия ныне размещаются вдоль линии электропередачи. Энергетические мощности притягивают к себе энергоемкие производства (алюминиевая промышленность, магниевая, титановая, произ водство ферросплавов) и теплоемкие (производство глиноз ема, химического волокна и др.) Около крупнейших ГЭС размещаются производства электро металлургии, электрохимии. Таким образом, электроэнергетика является рай онообразующим фактором (определяет специализацию района). Самая большая доля производства электроэнергии РФ приходится на тепловые станции (около 70%). Доля ГЭС в топливно-электроэнергетическом балансе — 20%, а атомных станций — около 14%. Одна из характерных черт советского гидроэнерго строитель ства — сооружение на реках каскадов гидроэлектростанций. Круп нейшими в мире являются Волжско-Камский, Ангаро-Енисейский каскады ГЭС. (Рис.1) Сояно-шушенская гэ с 1. Гидравлические электростанции (ГЭС) ГЭС находятся на втором месте по количе ству вырабатываемой электроэнергии (в 2000г. Около 18%). Гидроэлектростанции являются весьма эффективным источником энергии, поскольку ис пользуют возобновимые ресурсы, они просты в управлении (коли чество персонала на ГЭС в 15— 20 раз меньше, чем на ГРЭС) и имеют высокий кпд — более 80%. В результате производимая на ГЭС энергия самая дешевая. Огромное достоинство ГЭС — это высокая маневренность, т.е. возможность практически мгновенно го автоматического запуска и от ключения любого требуемого коли чества агрегатов. Это позволяет использовать мощные ГЭС либо в качестве максимально маневренных «пиковых» электростанций, обеспечивающих устойчивую работу крупных энергосистем, либо «покрывать» плановые пики суточного графика нагрузки энергоси стемы, когда имеющихся в наличии мощностей ТЭС не хватает. Естественно, это под силу только мощным ГЭС. Строительство ГЭС требует длительных сроков и больших удель ных капиталовложений, связано с потерями земель на равнинах, на носит ущерб рыбному хозяйству. Доля участия ГЭС в выработке элек троэнергии существенно меньше их доли в установленной мощности, что объясняется тем, что их полная мощность реализуется лишь в короткий период, причем только в многоводные годы. Поэтому не смотря на обеспеченность России гидроэнергетическими ресурсами, ГЭС не могут служить основой выработки электроэнергии в стране. Для гидростроительства в нашей стране, как уже говорилось, было характерно сооружение на реках каскадов гидроэлектрос танций. Каскад — группа ГЭС, расположенных ступенями по те чению водного потока для последовательного использования его энергии (Рис.2) получения электроэнергии, решаются проблемы снабжения населения и производства водой, устране ния паводков, улучшения транспортных условий. К сожалению, создание каскадов в стране привело к крайне негативным послед ствиям: потере ценных сельскохозяйственных земель, особенно пойменных, нарушению экологического равновесия. Наиболее мощные ГЭС построены в Сибири, где освоение гидроресурсов наиболее эффективно: удельные капиталовложения в 2— 3 раза ниже и себестоимость электроэнергии в 4— 5 раз мень ше, чем в Европейской части страны (табл1 ). Табл.1 ГЭС мощностью более 2 млн кВт Федеральный округ Название Установленная мощность, ГЭС млн кВт Сибирский Саяно-Шушенская (Рис.1) 6,4 Красноярская 6,0 Братская 4,5 Усть-Илимская 4,3 Приволжский Волжская (Волгоград) 2,5 Волжская (Самара) 2,3 ГЭС можно разделить на две основные группы: расположенные на крупных равнинных реках и на горных реках. В нашей стране большая часть ГЭС сооружалась на равнинных реках. Равнинные водохранилища обычно велики по площади и изменяют природ ные условия на значительных территориях: ухудшается санитарное состояние водоемов; нечистоты, которые раньше выносились река ми, накапливаются в водохранилищах, приходится применять спе циальные меры для промывки русел рек и водохранилищ. Соору жение ГЭС на равнинных реках менее рентабельно, чем на горных. Самые крупные ГЭС в стране входят в состав Ангаро-Енисей ского каскада: ь Саяно-Шушенская, ь Красноярская — на Енисее, ь Иркутская, Братская, ь Усть-Илимская — на Ангаре, ь строится Бо-гучанская ГЭС (4 млн кВт). В Европейской части страны создан крупный каскад ГЭС на Волге. В его состав входят Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Городецкая, Чебоксарская, Волжская (вблизи Самары), Саратов ская, Волжская (вблизи Волгограда) ГЭС. Весьма перспективным является строительство гидроаккумули рующих электростанций ГАЭС). Их действие основано на циклич ном перемещении одного и того же объема воды между двумя бас сейнами — верхним и нижним. В ночные чары, когда потребность в электроэнергии мала, эта вода перекачивается из нижнего водо хранилища в верхний, потребляя при этом излишки энергии, про изводимой электростанциями ночью. Днем, когда резко возрастает потребление электричества, вода сбрасывается из верхнего бассей на вниз через турбины, вырабатывающие энергию. Это выгодно, так как остановки ГЭС в ночное время невозможны. Таким обра зом, ГАЭС позволяют решать проблемы пиковых нагрузок, манев ренности использования мощностей энергосетей. В России, осо бенно ii eapone йской части, остро стоит проблема создания манев ренных электростанций, в том числе ГАЭС. Построена Загорская ГАЭС (1,2 млн кВт), строится Центральная ГАЭС (3,6 млн кВт). 2. атомные электростанции (АЭС) Доля атомных электростанций в суммарной выроботке электроэнергии – более 14% (в США – 19,6%, в Великобритании – 18,9, в ФРГ – 34, в Бельгии – 65, во Франции – свыше 76%) Чернобыльская ка тастрофа вызвала сокращение программы атомного строительства, с 1986 г. в эксплуатацию были введены только четыре энергобло ка. В настоящее время ситуация меняется. Правительством РФ было принято специальное постановление, фактически утвердив шее программу строительства н овых АЭС до 2010 г. Первоначаль ный ее этап — модернизация действующих энергоблоков и ввод в эксплуатацию новых, которые должны заменить выбывающие после 2000 г. блоки Билибинской, Нововоронежской и Кольской АЭС. Сейчас в России действуют девять АЭС (табл.2 ). Еще четыр надцать АЭС и ACT (атомных станций теплоснабжения) находят ся в стадии проектирования, строительства или временно закон сервированы. Таблица 2 . Мощность действующих АЭС Федеральный округ Название АЭС Установленная мощность, млн кВт Северо-Западный Ленинградская (Рис.3) Кольская 4,0 1,76 Центральный Курская Нововоронежская Смоленская Калининская 4,0 1,8 3,0 2,0 Приволжский Балаковская 4,0 Уральский Белоярская 0,6 Дальневосточный Билибинская 0,048 В настоящее время введена практика международной экспер тизы проектов и действующих АЭС. В результате проведенной экспертизы были приняты решения: выведены из эксплуатации два блока Воронежской ACT , планируется вывод Белоярской АЭС, остановлен первый энергоблок Нововоронежской АЭС, пересмат ривается еще ряд проектов. Было установлено, что места располо жения АЭС выбраны неудачно, а качество их сооружения и обо рудования не всегда отвечало нормативным требованиям. Были пересмотрены принципы размещения АЭС с учетом по требности района в электроэнергии, природных условий (в част ности, достаточное количество воды), плотности населения, воз можности обеспечения защиты людей от недопустимого радиаци онного воздействия при тех или иных аварийных ситуациях. При этом принимается во внимание вероятность возникновения на предполагаемой площади землетрясений, наводнений, наличие близких грунтовых вод. АЭС должны размешаться не ближе 25 км от городов с численностью более 100 тыс. жителей, для ACT — не ближе 5 км; ограничивается суммарная мощность электростан ций: АЭС — 8 млн кВт, ACT — 2 млн кВт. Новым в атомной энергетике является создание АТЭЦ и ACT . На АТЭЦ, как и на обычной ТЭЦ, производится и электричес кая, и тепловая энергия, а на ACT — только тепловая. Намеча лось построить Воронежскую и Горьковскую ACT . АТЭЦ дей ствует в поселке Билибино на Чукотке. В Воронеже и Нижнем Новгороде решение о создании ACT вызвало резкие протесты населения, поэтому была проведена экспертиза специалистами МАГАТЭ, которые пришли к выводу, что проекты выполнены на высшем уровне. По сравнению с тепловыми и гидроэлектростанциями АЭС обладают рядом преимуществ: ■'a6 АЭС можно строить в любом районе, независимо от его энер гетических ресурсов. ■'a6 Атомное топливо отличается большим содержанием энергии (в 1 кг основного ядерного топлива — урана — содержится энер гии столько же, сколько в 2500 т угля). ■'a6 АЭС не дают выбросов в атмосферу в условиях безаварийной работы (в отличие от ТЭС), не поглощают кислород. Работа АЭС имеет и негативные последствия. ■'a6 Существуют трудности в захоронении радиоактивных отхо дов. Для их вывоза со станций сооружаются контейнеры с мощ ной защитой и системой охлаждения. Захоронение производится в земле на больших глубинах в геологически стабильных пластах. ■'a6 Катастрофические последствия аварий на наших АЭС как следствие несовершенной системы защиты. ■'a6 Тепловое загрязнение водоемов, используемых АЭС. Функционирование АЭС как объектов повышенной опаснос ти требует участия государственных органов власти и управления в формировании направлений развития, выделении необходимых средств. 3. нетрадиционные источники э не ргии В последние годы в России возрос интерес к использованию альтернативных источников энергии — солнца, ветра,внутреннего тепла Земли, морских приливов . Уже построены опыт ные электростанции на нетрадиционных источниках энергии. Так, на энергии приливов на Кольском полуострове работают Кисло-губская и Мезенская электростанции. Термальные горячие воды используются для горячего водо снабжения жилых объектов и в теплично-парниковых хозяйствах. На Камчатке, на р. Паужетка построена геотермальная электро станция. Ее мощность 5 МВт. Крупными объектами геотермального теплоснабжения явля ются теплично-парниковые комбинаты — Паратунский на Кам чатке и Тернапрский в Дагестане. В перспективе масштабы ис пользования термальных вод будут неуклонно возрастать. Ветровые энергоустановки имеются в жилых поселках Край него Севера, используются для защиты от коррозии магистраль ных газо- и нефтепроводов, на морских промыслах. Разработана программа, согласно которой в начале третьего тысячелетия пла нируется построить ветровые электростанции — Калмыцкую, Ту винскую, Магаданскую, Приморскую и геотермальные электро станции — Верхне-Мугимовскую, Океанскую. На юге России, в Кисловодске, предполагается сооружение первой в стране опыт но-экспериментальной электростанции, работающей на солнеч ной энергии. Ведутся работы по вовлечению в хозяйственный обо рот такого источника энергии, как биомасса. По данным экспертов, ввод в эксплуатацию указанных элект ростанций позволит к 2010 г. довести долю нетрадиционной и малой энергетики в энергобалансе России до 2% Заключение В перспективе России должна отказаться от строительства новых крупных тепловых и гидравлических станций , требующих ог ромных инвестиций и создающих экологическую напряженность. Предполагается строительство ТЭЦ малой и средней мощности и малых АЭС в удаленных северных и восточных регионах. На Даль нем Востоке предусматривается развитие гидроэнергетики за счет строительства каскада средних и малых ГЭС. Новые мощные кон денсационные ГРЭС будут строиться на углях Канско-Ачинского бассейна. До 2010 г. планируется осуществить техническое перевооруже ние и реконструкцию тепловых электростанций, работающих на угле, и перевести их на использование чистых угольных техноло гий, а также реконструировать электростанции, работающие на газе, оснастив их парогазовыми установками. К 2005 г. предпола гается ввести в эксплуатацию дополнительные мощности ТЭС за счет комбинированных парогазовых установок с общим объемом около 8 млн кВт. К 2005 г. примерно 80% всей электроэнергии в России будет производиться на теплоэлектростанциях в основном комбинированного типа. Перспективно использование геотермаль ной энергии. Районами, наиболее перспективными для широкого использования термальных вод, являются Западная и Восточная Сибирь, а также Камчатка, Чукотка, Сахалин. В середине 1990-х годов был принят Федеральный закон «Об энергосбережении», основной целью которого является стимули рование применения более эффективных технологий, которые в перспективе приведут к значительной экономии энергоресурсов. В целом по России лишь примерно 10% промышленных пред приятий инвестируют капитал в энергосберегающие проекты. Уже в ближайшей перспективе необходимо уделять значительное вни мание повышению эффективности использования электроэнергии. По расчетам специалистов, благодаря внедрению эффектив ных энергосберегающих технологий в России может быть достиг нуто годовое сокращение потребления электроэнергии к 2010 г. на 112 млрд кВт-ч. Поэтому необходим рост инвестиций не в производство элек троэнергии, а в энергосберегающие технологии, а также в исполь зование новых или альтернативных источников энергии, что даст возможность обеспечить в стране экономию энергоресурсов, осо бенно минерального топлива, и будет способствовать уменьше нию негативного воздействия на окружающую среду. Список литературы 1. Экономическая география России: Учеб. Пособие для вузов, Под ред. Т.Г.Морозовой. – 2-е изд.,перераб. И доп. – М.:ЮНИТИ-ДИНА, 2003. – 471 с. 2. Экономическая география и региональная экономика:Учебно-справочное пособие. Родионова И.А. – 3-е изд. – М.:Московский Лицей, 2003. – 288 с.