Содержание
Введение
1. Значение и роль вхозяйственном комплексе электроэнергетики. Значение электроэнергетики вхозяйственном комплексе России
2. Особенностиразмещения и развития электроэнергетики
2.1 Основныепринципы и факторы размещения и развития электроэнергетики
2.2Энергетические ресурсы России и география их размещения
2.3Энергетические кризисы
3. Типыэлектростанций
3.1 Тепловыеэлектростанции (ТЭС)
3.2Гидравлические электростанции (ГЭС)
3.3 Атомныеэлектростанции (АЭС)
3.4Альтернативные источники энергии
4.Реструктуризация и перспективы электроэнергетики
4.1Реструктуризация электроэнергетики
4.2Перспективы электроэнергетики
4.3Электроэнергетика Тульской области и ее пути развития
Заключение
Списокиспользуемой литературы
Введение
Электроэнергетика — ведущая область энергетики, обеспечивающаяэлектрификацию народного хозяйства страны. Стабильное развитие экономикиневозможно без постоянно развивающейся энергетики.
Основным объектом исследования является энергетическая отрасль, ееспецифика и значение.
Основными задачами исследования является:
– Определениязначимость данной отрасли в хозяйственном комплексе страны;
– Изучениеэнергетических ресурсов и факторы размещения электроэнергетики;
– Рассмотрениеразличных типов электростанции, их положительные и отрицательные факторы;
– Изучениеальтернативных источников энергии, какую роль они играют в современнойэнергетике;
– Изучение целейреструктуризации и перспективы российской электроэнергетики;
Основной целью данной курсовой работы является изучение принциповфункционирования рассматриваемой отрасли в современных условиях, выявленияосновных проблем, связанных с экономическими, географическими, экологическимифакторами и пути их преодоления.
1. Значение ироль в хозяйственном комплексе электроэнергетики. Значение электроэнергетики вхозяйственном комплексе России
Электроэнергетика занимается производством и передачей электроэнергетикии является важнейшей базовой отраслью промышленности России. От уровня ееразвития зависит все народное хозяйство страны.
Отличительной особенностью экономики России (так же, как и ранее СССР) –более высокая по сравнению с развитыми странами удельная энергоемкостьпроизводимого национального дохода (почти в полтора раза выше, чем в США).Поэтому необходимо широко внедрять энергосберегающие технологии и технику.Однако даже в условиях снижение энергоемкости ВНП спецификой развитияпроизводства энергии является постоянно возрастающая потребность в нейпроизводственной и социальной сферы. Важную роль электроэнергетика играет вусловиях перехода к рыночной экономике – от ее развития во многом зависит выходиз экономического кризиса, решение социальных проблем. На решение социальныхзадач в 2010 г. пойдет свыше 60% прироста потребления электроэнергетики.
Особенностью электроэнергетики является то, что ее продукция не можетнакапливаться для последующего использования, поэтому потребление соответствуетпроизводству электроэнергетики и по размерам (разумеется, с учетом потерь), иво время. Существуют устойчивые межрайонные связи по ввозу и вывозуэлектроэнергетики. Электроэнергетика является отраслью специализацииПриволжского и Сибирского федеральных округов. Крупные электростанции играютзначительную районообразующую роль. На их базе возникают энергоемкие итеплоемкие производства (выплавка алюминия, титана, ферросплавов, производствохимических волокон и др.), например, Саянский ТПК (на базе Саяно-Шушенской ГЭС)– сооружается Саянский алюминиевый завод, завод по обработке цветных металлов,строится молибденовый комбинат, в перспективе намечается строительствоэлектрометаллургического комбината.
Представить сегодня нашу жизнь без электроэнергетической энергетикиневозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека:промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Немыслим безэлектроэнергии и наш быт. Столь широкое распространение объясняется ееспецифическими свойствами:
– Возможностьпревращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую,звуковую, световую и т.п.);
– Способностьюотносительно просто передаваться на значительные расстояния в большихколичествах;
– Огромнымискоростями протекания электромагнитных процессов;
– Способностью кдроблению энергии и изменению параметров – напряжения, частоты.
В промышленности электрическая энергия применяется для приведения вдействие различных механизмов и непосредственно в технологических процессах.Работа современных средств связи (телеграфа, телефона, радио, телевидения)основана на применении электроэнергии. Без нее не возможно было бы развитиекибернетики, вычислительной техники, космической отрасли.
Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышленности.Электротранспорт не загрязняет окружающую среду. Большое количествоэлектроэнергии потребляет электрифицированный железнодорожный транспорт, чтопозволяет повышать пропускную способность дорог за счет увеличения скоростидвижения поездов, снижать себестоимость перевозок, повышать экономию топлива.[5,122]
Электроэнергия в быту является основным фактором обеспечениякомфортабельной жизни людей. Уровень развития электроэнергетики отражаетуровень развития производительных сил общества и возможностинаучно-технического прогресса.
Таблица 1 — Основные потребители электроэнергии в России, 2004 г.Потребители Доля потребленной электроэнергии, % Промышленность 48,9 в том числе топливная 12,0 черная металлургия 7,1 цветная металлургия 9,0 химия и нефтехимия 5,4 машиностроение и металлообработка 6,5 деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная 1,8 промышленность строительных материалов 2,1 Легкая 0,8 Пищевая 1,4 Сельское хозяйство 3,4 Транспорт и связь 11,5 Строительство 0,9 Жилищно-коммунальное хозяйство 14,0 Население 8,0 Прочие отрасли 13,3
Анализируя данные таблицы, можно сделать следующие выводы. Доляпотребления электроэнергии промышленности составляет 48,9%.Основным потребителемэлектроэнергии являются такие отрасли как топливная, жилищно-коммунальноехозяйство, транспорт и связь, прочие отрасли.
/>
Рис.1 — Потребители электроэнергии России
Становление электроэнергетики в России связано с планом ГОЭЛРО (1920 г.).План ГОЭЛРО, рассчитанный на 10-15 лет, предусматривал строительство 10гидроэлектростанций и 20 паровых электростанций суммарной мощностью 1,5 млнкВт. Фактический план был реализован за 10 лет – к 1931 г., а к концу 1935 г.вместо 30 было построено 40 районных электростанций, в том числе Свирская иВолховская гидроэлектростанции, Шатурская ГРЭС на торфе и Каширская ГРЭС наподмосковных углях. Основу плана составили:
– Широкоеиспользование на электростанциях местных топливных ресурсов;
– Созданиевысоковольтных электрических сетей, объединяющих мощные станции;
– Экономическоеиспользование топлива, достигаемое параллельной работой ТЭС и ГЭС;
– Сооружение ГЭС впервую очередь в районах, бедных органическим топливом.
План ГОЭЛРО создал базу индустриализации России. В 1920-е годы нашастрана занимала одно из последних мест по выработке энергии, а уже в конце1940-х годов она заняла первое место в Европе и второе в мире.
Сегодня мощность всех электростанций России составляет около 212,8 млнкВт. В последние годы произошли огромные организационные изменения вэнергетике. Создана акционерная компания РАО «ЕЭС России», управляемая советомдиректором и осуществляющая производство, распределение и экспорт электроэнергии.Это крупнейшее в мире централизованно управляемое энергетическое объединение.Фактически в России сохранилась монополия на производство электроэнергии введении РАО «ЕЭС России» находится около 600 тепловых электростанций (ТЭС),более 100 гидравлических электростанций (ГЭС) и 9 атомных электростанций (АЭС).[6, 23]
Место России в мировом производстве электроэнергии
Общее мировое производство электроэнергии в 2004г. достигло 13700 ТВт•ч,из них 62% были выработаны на тепловых энергостанциях на органическом топливе,по 18% на АЭС и ГЭС, а остальные 2% на нетрадиционных возобновляемых источникахэнергии.
К числу крупнейших в мире производителей электроэнергии в 2004 г.относились США, Китай, Япония, Россия, Канада, Германия и Франция. В 2004 г.объем мировой торговли электроэнергией составил 348 ТВт•ч и был на 25 % большепо сравнению с 2003 г. Таким образом, имеет место существенное опережениетемпов расширения международной торговли электроэнергией по сравнению с темпамироста ее производства. Крупнейшими экспортерами электроэнергии являются Франция(69 ТВт·ч в 2003 г.), Парагвай (40 ТВт•ч) и Канада (36 ТВт•ч), крупнейшимиимпортерами — США и Италия (по 37 ТВт•ч). Хорошо известно, что Россия обладаетогромными запасами органических топлив: 45% мировых запасов природного газа,23% угля и 13% нефти находится в ее недрах. Лидерство России на мировом рынкеэнергоресурсов, с одной стороны, дает множество политических и экономическихпреимуществ, а с другой — накладывает целый ряд обязательств и серьезнуюответственность. Причем не только на внешнем рынке, но и внутри страны.Возрастающее потребление электроэнергии во всем мире и в активно развивающейсяэкономике России — устойчивая тенденция, требующая постоянного увеличенияобъемов как экспортных поставок энергоносителей, так, безусловно, и стабильногообеспечения растущих потребностей внутреннего рынка. Это придает первоочереднуюважность таким вопросам, как привлечение в отрасль инвестиций, техническоепереоснащение и совершенствование объектов энергетики. Между тем отставание вразвитии электроэнергетики от экономики в целом становится все более очевидным.[6, 59]
Таблица 2 — Финансовые результаты экспорта электроэнергии в 2004 г.Страна Объем поставок Млн. кВт.ч Млн. долл. США Ближнее зарубежье Украина 3127,97 84,4 Казахстан 2639,27 64,1 Белоруссия 4946,52 121 Грузия 156,86 4,7 Итого 10870,62 274,2 Дальнее зарубежье Турция 378,27 8,7 Латвия 81,12 1,4 Финляндия 666,74 17,8 Итого 1126,13 27,9 Всего экспорт 11996,75 302,1
На основании таблицы можно сделать следующие выводы. Основную частьэкспорта электроэнергии составляют поставки на Украину, Белоруссию, Казахстан,Финляндию.
/>
Рис. 2 — Экспорт электроэнергии в 2004 году
2. Особенности размещения и развития электроэнергетики
2.1 Основные принципы и факторы размещения и развитияэлектроэнергетики
При развитии энергетики огромное значение придается вопросам правильногоразмещения электроэнергетического хозяйства. Важнейшим условием рациональногоразмещения электрических станций является всесторонний учет потребности вэлектроэнергии всех отраслей народного хозяйства страны и нужд населения, атакже экономического района на перспективу.
Одним из принципов размещения электроэнергетики на современном этаперазвития рыночного хозяйства является преимущественное строительство набольшихпо мощности тепловых электростанций, внедрение новых видов топлива, развитиесети дальних высоковольтных электропередач. В дорыночный период строились оченькрупные электростанции. Наиболее крупные электростанции мощностью по 2 млн кВти более работают во многих регионах страны.
Особенностью развития электроэнергетики было строительство атомныхэлектростанций, в первую очередь в районах, дефицитных по топливу Атомныеэлектростанции в своем размещении учитывают потребительский фактор.Установлено, что энергетический эквивалент разведанных мировых запасов ядерногогорючего во много раз превосходит энергетический эквивалент известных мировыхзапасов угля, нефти и гидроэнергии, вместе взятых. Кроме того, преимуществоатомных электростанций перед другими тепловыми и гидростанциями состоит в том,что их можно строить в любом районе независимо от его топливных или водныхресурсов.
Существенная особенность развития и размещения электроэнергетики –широкое строительство теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) для теплофикации различныхотраслей промышленности и коммунального хозяйства. Под теплофикацией понимаетсяцентрализованное снабжение теплом городов и промышленных предприятий содновременным производством электроэнергии. Теплофикация дает экономию топливаи почти вдвое увеличивает коэффициент полезного действия электростанции,позволяет производить дешевую тепловую энергию для отопления, вентиляции игорячего водоснабжения и, следовательно, способствует лучшему удовлетворениюбытовых нужд населения.
Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) размещаются в пунктах потребления пара игорячей воды, поскольку передача тепла по трубопроводам экономическицелесообразна лишь на небольшие расстояния. При проектировании и сооружениитепловых электростанций учитываются климатические условия отдельных районовстраны. Это позволяет удешевлять и сокращать сроки строительства. Так, в южныхрайонах, где нет сильных морозов, все более широкое распространение получаютэлектростанции открытого или полуоткрытого типа.
Важным направлением в развитии электроэнергетики является также строительствогидроэлектростанций.
Гидроэнергетическое строительство развертывалось быстрыми темпами. Запредвоенный период были построены ГЭС общей мощностью свыше 1 млн кВт(Волховская, Свирская и др.). В этот же период началась реконструкция рекВолги, Камы, которая продолжалась и в послевоенный период.
В практической работе по размещению электростанций большое значение имееткооперирование гидроэлектростанций с тепловыми электростанциями. Этообусловлено тем, что выработка электроэнергии на гидростанциях сильноколеблется в течение года в связи с изменениями водного режима рек. Объединениетепловых и гидравлических электростанций в одной энергосистеме позволяеткомпенсировать недостаток в выработке энергии на гидростанциях в маловодныепериоды года за счет электроэнергии, вырабатываемой на тепловыхэлектростанциях.[4,251]
2.2 Энергетические ресурсы России и география ихразмещения
Энергетические ресурсы на территории России расположены крайне неравномерно.Основные их запасы сконцентрированы в Сибири и на Дальнем Востоке (около 93% угля,60% природного газа, 80% гидроэнергоресурсов), а большая часть потребителей электроэнергии- в европейской части страны. Рассмотрим данную картину более подробно порегионам.
Российская Федерация состоит из 11 экономических районов. Можно выделить районы,в которых вырабатывается значительное количество электроэнергии, их пять: Центральный,Поволжский, Урал, Западная Сибирь и Восточная Сибирь.
Центральный экономический район (ЦЭР) имеет довольно выгодное экономическоеположение, но не обладает значительными ресурсами. Запасы топливных ресурсов крайнемалы, хотя по их потреблению район занимает одно из первых мест в стране. Он расположенна пересечении сухопутных и водных дорог, которые способствуют возникновению и укреплениюмежрайонных связей. Запасы топлива представлены Подмосковным буроугольным бассейном.Запасы гидроэнергии невелики, созданы системы водохранилищ на Оке, Волге и другихреках. Также разведаны запасы нефти, но до добычи еще далеко. Можно сказать,что энергетические ресурсы ЦЭР имеют местное значение, и электроэнергетика не являетсяотраслью его рыночной специализации.
В структуре электроэнергетики Центрального экономического района преобладаюткрупные тепловые электростанции. Конаковская и Костромская ГРЭС, имеющие мощностьпо 3,6 млн. кВт, работают, в основном, на мазуте, Рязанская ГРЭС (2,8 млн. кВт)– на угле. Также достаточно крупными являются Новомосковская, Черепетская, Щекинская,Ярославская, Каширская, Шатурская тепловые электростанции и ТЭЦ Москвы. ГЭС Центральногоэкономического района невелики и немногочисленны. В районе Рыбинского водохранилищапостроена Рыбинская ГЭС на Волге, а также Угличская и Иваньковская ГЭС. Гидроаккумулирующаяэлектростанция построена около Сергиева Посада. В районе есть две крупные атомныеэлектростанции: Смоленская (3 млн. кВт) и Калининская (2 млн. кВт), а также ОбнинскаяАЭС.
Поволжский экономический районспециализируется на нефтянойи нефтеперерабатывающей, химической, газовой, обрабатывающей промышленности, производствестроительных материалов и электроэнергетике. В структуре хозяйства выделяется межотраслевоймашиностроительный комплекс.
Важнейшими полезными ископаемыми района являются нефть и газ.Крупные месторождения нефти находятся в Татарстане (Ромашкинское, Первомайское,Елабужское и др.), в Самарской (Мухановское), Саратовской и Волгоградскойобластях. Ресурсы природного газа обнаружены в Астраханской области(формируется газопромышленный комплекс), в Саратовской (Курдюмо-Елшанское иСтепановское месторождения) и Волгоградской (Жирновское, Коробовское и др. месторождения)областях.
В структуре электроэнергетики выделяются крупная Заинская ГРЭС (2,4 млн.кВт), расположенная на севере района и работающая на мазуте и угле, а также рядкрупных ТЭЦ. Отдельные более мелкие тепловые электростанции обслуживают населенныепункты и промышленность в них. В районе построено две атомных электростанции:Балаковская (3млн. кВт) и Димитровградская АЭС. На Волге построены СамарскаяГЭС (2,3 млн. кВт), Саратовская ГЭС (1,3 млн. кВт), Волгоградская ГЭС (2,5 млн.кВт). На Каме сооружена Нижнекамская ГЭС (1,1 млн. кВт) в районе города НабережныеЧелны. Гидроэлектростанции работают в объединенной системе.
Урал – один из самых мощных индустриальных комплексов в стране. Отраслямирыночной специализации района являются черная металлургия, цветная металлургия,обрабатывающая, лесная промышленность и машиностроение.
Топливные ресурсы Урала очень разнообразны: уголь, нефть, природный газ,горючие сланцы, торф. Нефть, в основном, сосредоточена в Башкортостане,Удмуртии, Пермской и Оренбургской областях. Природный газ добывается вкрупнейшем в европейской части России оренбургском газоконденсатном месторождении.Запасы угля невелики.
В Уральском экономическом районе в структуре электроэнергетики преобладаюттепловые электростанции. В регионе три крупных ГРЭС: Рефтинская (3,8 млн. кВт),Троицкая (2,4 млн. кВт) работают на угле, Ириклинская (2,4 млн. кВт) – на мазуте.Отдельные города обслуживают Пермская, Магнитогорская, Оренбургская тепловыеэлектростанции, Яйвинская, Южноуральская и Кармановская ТЭС.Гидроэлектростанции построены на реке Уфе (Павловская ГЭС) и Каме (Камская иВоткинская ГЭС). На Урале есть атомная электростанция – Белоярская АЭС (0,6млн. кВт) около города Екатеринбурга. Наибольшая концентрация электростанций –в центре экономического района.
Западная Сибирь относится к районам с высокой обеспеченностью природнымиресурсами при дефиците трудовых ресурсов. Она расположена на перекрестке железнодорожныхмагистралей и великих сибирских рек в непосредственной близости от индустриальноразвитого Урала.
В Западной Сибири ведущая роль принадлежит тепловым электростанциям.Сургутская ГРЭС (3,1 млн. кВт) расположена в центре региона. Основная же частьэлектростанций сосредоточена на юге: в Кузбассе и прилегающих к нему районам.Там расположены электростанции, обслуживающие Томск, Бийск, Кемерово,Новосибирск, а также Омск, Тобольск и Тюмень. Гидроэлектростанция построена наОби около Новосибирска. Атомных электростанций в районе нет.
Восточная Сибирь отличается исключительным богатством и разнообразиемприродных ресурсов. Здесь сосредоточены огромные запасы угля игидроэнергетических ресурсов. Наиболее изученными и освоенными являютсяКанско-Ачинский, Иркутский и Минусинский угольный бассейны. Есть менее изученныеместорождения (на территории Тывы, Тунгусский угольный бассейн). Есть запасы нефти.По богатствам гидроэнергетических ресурсов Восточная Сибирь занимает в России первоеместо. Высокая скорость течения Енисея и Ангары создает благоприятные условия длястроительства электростанций.
На Енисее построены Усть-Хантайская ГЭС, Курейская ГЭС, Майнская ГЭС,Красноярская ГЭС (6 млн. кВт) и Саяно-Шушенская ГЭС (6,4 млн. кВт). Большоезначение имеют гидравлические электростанции, сооруженные на Ангаре:Усть-Илимская ГЭС (4,3 млн. кВт), Братская ГЭС (4,5 млн. кВт) и Иркутская ГЭС (600тыс. кВт). Строится Богучановская ГЭС. Также сооружены Мамаканская ГЭС на рекеВитим и каскад Вилюйских гидроэлектростанций.
В районе построены мощные Назаровская ГРЭС (6 млн. кВт), работающая на угле;Березовская (проектная мощность – 6,4 млн. кВт), Читинская и Ирша-Бородинская ГРЭС;Норильская и Иркутская ТЭЦ. Также тепловые электростанции построены дляобслуживания таких городов, как Красноярск, Ангарск, Улан-Удэ. Атомных электростанцийв районе нет. [5, 340]
2.3 Энергетические кризисы
Энергетический кризис — явление, возникающее когда спрос наэнергоносители значительно выше их предложения. Его причины могут находиться вобласти логистики или политики.
В 2006 году дефицит электроэнергии только в Москве по официальным даннымсоставляет около 1500 мВт (12-14 % от общего уровня потребления).
Почему вРоссии возникает энергетический кризис? Ведь СССР занимал второе место в мирепо добыче энергетического сырья и по производству электроэнергии, уступая вэтом отношении лишь США. Цена одного киловатт-часа электроэнергии составляла —сейчас это звучит почти невероятно — всего одну копейку, тогда как в США иЗападной Европе — 10—12 центов. Все очень просто: за 10 лет так называемых«реформ» производство нефти и угля снизилось вдвое, заметно упала добыча газа,но главное — Россия превратилась в страну, послушно снабжающую «развитыестраны» энергетическим сырьем и электроэнергией. Российским газом в изобилииснабжаются Германия, Австрия, Италия, Франция, Греция, Финляндия. В эти страныуходит около 120 миллиардов кубометров, еще 16 миллиардов кубометровпланируется поставлять в Турцию. Россия также снабжает газом почти все страныСНГ. В итоге более 40% из добываемых 530 миллиардов кубометров газа уходят изстраны.
С нефтьюситуация еще хуже, поскольку товар этот очень дефицитный, а алчность российскихнефтедобытчиков, присвоивших себе гигантскую общенародную собственность, труднопереоценить. В итоге из добытых в 2005 г. 313 миллионов тонн нефти в осталосьлишь 168,5 миллиона тонн.
Иначе говоря,в нарушение всех российских законов, по которым полагается продавать не более30% нефти и нефтепродуктов, за рубеж ушло 46% годовой добычи.
Но совершенноособая, просто трагическая ситуация складывается с угледобывающейпромышленностью, скорость развала которой превосходит все мыслимыепредставления. Каменный уголь был и продолжает оставаться основой мировойэнергетики. Его добычу стремительно наращивают все страны мира. За последние10—15 лет производство угля в Австралии увеличилось в 3,7 раза, в ЮАР — в 3,2,Китае — в 3, Индии — в 2,6, в США — в 1,7 раза. Доля угля в мировомпроизводстве электроэнергии составляет около 50%, в Польше — 96, ЮАР — 95,Австралии — 86, КНР — 71, Великобритании — 63, ФРГ — 63, США — 56%. США ужедовели ежегодную добычу угля до 1100, а Китай — до 1500 миллионов тонн.И лишьРоссия — единственная страна в мире, где за последние 10 лет добыча угля упалавдвое,— с 450 млн. до 230 млн. тонн — на фоне экспорта угля, рубеж. Доля угля вроссийском топливно-энергетическом балансе составляет сейчас лишь 12%, а ввыработке электроэнергии — 26%.
Разведанныезапасы угля в России очень велики, они превышают 200 миллиардов тонн, из нихценные коксующиеся угли составляют более 40 миллиардов тонн, а особо ценные —около 20 миллиардов. Почти 120 миллиардов тонн угля можно добывать самым эффективнымспособом — в открытых разрезах. Крупные месторождения угля разведаны и в техрайонах, где нет нефти и газа,— на юге Сибири, в Приамурье, Приморье, наСеверо-Востоке. Казалось бы, проблем нет: можно и нужно добывать скольконеобходимо.
Добыча угля сокращаласьпрежде всего по причине низкого платежеспособного спроса на внутреннем рынке.Кроме того, непомерно возросшие железнодорожные тарифы повлекли за собой такойрезкий рост затрат на перевозку угля, что они часто превышают затраты надобычу. Вместе с тем основное горно-транспортное оборудование практическиисчерпало свой ресурс: его не обновляли с советских времен. Но даже несмотря нарезкое снижение удельного веса подземной добычи, травматизм в угольнойпромышленности чудовищно возрос.[8, 15]
3. Типы электростанций
Основной тип электростанций в России- тепловые, работающие наорганическом топливе (уголь, газ, мазута, сланцы, торф). На их долю приходитсяоколо 67 % производства электроэнергии. Основную роль играют мощные (более 2млн кВт) ГРЭС – государственные районные электростанции, обеспечивающиепотребности экономического района и работающие в энергосистемах. (Приложение№1)
Таблица 3 — Динамика производства, по видам электростанцийПроизводство электроэнергии Млрд. кВт.ч Уд. вес, % Электроэнергетика, млрд. кВт. Ч 915 100% Атомные электростанции, млрд.кВт.ч. 150 16,5% Тепловые электростанции, млрд.кВт.ч 607 66,34% Гидроэлектростанции, млрд. кВт.ч 157 17,16%
/>
Рис. 3 — Динамика производства электроэнергии
Анализируя производство электроэнергии по видам электростанций, можносделать следующие выводы. Основную долю в производстве электроэнергии занимаюттепловые электростанции – 66,34%, затем гидроэлектростанции – 17,16%,наименьшую долю в производстве электроэнергии занимают атомные электростанции –16,5%.
На размещение тепловых электростанций оказывают основное влияниетопливный и потребительский факторы. Наиболее мощные из них располагаются, какправило, в местах добычи топлива: чем крупнее электростанция, тем дальше онаможет передавать электроэнергию.
3.1 Тепловые электростанции
Тепловые электростанции ориентированы на потребителя и одновременнонаходятся у источников топливных ресурсов. Потребительскую ориентацию имеютэлектростанции, использующие высококалорийное топливо, которое экономическивыгодно транспортировать. Электростанции, работающие на мазуте, располагаютсяпреимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности. Крупнейшие ГРЭСприводятся в таблице 4 .
Таблица 4 — Размещение ГРЭС мощностью более 2 млн кВтФедеральный округ ГРЭС Установленная мощность, млн кВт Топливо Центральная Костромская 3,6 Мазут Рязанская 2,8 Уголь Конаковская 3,6 Мазут, газ Уральский Сургутская 1 3,3 Газ Сургутская 2 4,8 Газ Рефтинская 3,8 Уголь Троицкая 2,4 Уголь Ириклинская 2,4 Мазут Приволжская Заинская 2,4 Мазут Сибирский Назаровская 6,0 Мазут Южный Ставропольская 2,1 Мазут, газ Северо-Западный Киришская 2,1 Мазут
Крупными тепловыми электростанциями являются Березовская ГРЭС-1 и ГРЭС-2,работающие на углях Канско-Ачинского бассейна, Сургутская ГРЭС-1 и ГРЭС-2,Уренгойская ГРЭС – на газе.
Преимущества тепловых электростанций по сравнению с другими типамиэлектростанций – это относительно свободное размещение, связанное с широкимраспространением топливных ресурсов в России; способность вырабатыватьэлектроэнергию без сезонных колебаний (в отличие от ГЭС). К Недостаткам относятся:использование невозобновимых топливных ресурсов, низкий КПД, крайненеблагоприятное воздействие на окружающую среду КПД обычной ТЭС – 37-39%.Несколько большой КПД имеют ТЭЦ – теплоэлектроцентрали, обеспечивающие тепломпредприятия и жилье с одновременным производством электроэнергии – 60 %.Топливный баланс тепловых электростанций России характеризуется преобладаниемгаза и мазута.
Тепловые электростанции всего мира выбрасывают в атмосферу ежегодно200-250 млн т золы и около 60 млн т сернистого ангидрида; кроме того онипоглощают огромное количество кислорода.
3.2 Гидравлические электростанции (ГЭС)
ГЭС занимают второе место по количеству вырабатываемой электроэнергии.Гидроэлектростанции являются весьма эффективным источником энергии, посколькуиспользуют возобновимые ресурсы, они просты в управлении (количество персоналана ГЭС в 15-20 раз меньше, чем на ГРЭС) и имеют высокий КПД – более 80%. Врезультате производимая на ГЭС энергия – самая дешевая. К огромным достоинствамГЭС относится высокая маневренность, т.е. возможность практически мгновенногоавтоматического запуска и отключения любого требуемого количества агрегатов,что позволяет использовать мощные ГЭС либо в качестве максимально маневренных«пиковых» электростанций, обеспечивающих устойчивую работу крупныхэнергосистем, либо «покрывать» плановые пики суточного графика нагрузкиэнергосистемы, когда имеющихся в наличии мощностей ТЭС не хватает.
Наиболее мощные ГЭС построены в Сибири, где освоение гидроресурсовнаиболее эффективно: удельные капиталовложения в 2-3 раза ниже и себестоимостьэлектроэнергии в 4-5 раз меньше, чем в Европейской части страны.
Таблица 5 — ГЭС мощностью более 2 млн кВтФедеральный округ ГЭС Установленная мощность, млн кВт Сибирский Саяно-Шушенская 6,4 Красноярская 6,0 Братская 4,5 Усть-Илимская 4,3 Приволжский Волжская (Волгоград) 2,5 Волжская (Самара) 2,3
Гидростроительство в нашей стране характеризовалось сооружением на рекахкаскадов гидроэлектростанций. Каскад – групп ГЭС, расположенных ступенями потечению водного потока для последовательного использования его энергии. Помимополучения электроэнергии каскады решили проблемы снабжения населения ипроизводства водой, устранения упадков, улучшения транспортных условий. Саамыкрупные ГЭС в стране входят в состав Ангаро-Енисейского каскада:Саяно-Шушенская, Красноярская – на Енисее; Иркутская, Братская, Усть-Илимская –на Ангаре; строится Богучанская ГЭС (4 млн кВт).
В Европейской части страны создан крупный каскад ГЭС на Волге. В егосостав входят Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Городецкая, Чебоксарская,Волжская (вблизи Самары), Саратовская, Волжская (вблизи Волгограда). Весьмаперспективным является строительство гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС).Их действие основано на цикличном перемещении одного и того же объема водымежду двумя бассейнами – верхним и нижним. ГАЭС позволяют решать проблемыпиковых нагрузок, маневренности использования мощностей энергосетей. В России,остро стоит проблема создания маневренности электростанций, в том числе ГАЭС. ПостроеныЗагорская ГАЭС (1,2 млн кВт), строится Центральная ГАЭС (3,6 млн кВт).
Гидроэнергетику также нельзя считать экологически чистой. Строительствоплотин и водохранилищ резко меняет режим рек, замедлят течения, а это разрушаетводные экосистемы.
3.3 Атомные электростанции (АЭС)
Доля АЭС в суммарной выработке электроэнергии – более 14 % (в США-149,6%,в Великобритании – 18,9%, в ФРГ – 34%, в Бельгии-65%, во Франции – свыше 76%).Фактически удельный вес АЭС достиг только 12,3 %. Чернобыльская катастрофавызвала сокращение программы атомного строительства, с 1986 г. в эксплуатациюбыли введены только четыре энергоблока. В настоящее время ситуация меняется.Правительством РФ было принято специальное постановление, фактическиутвердившее программу строительства новых АЭС до 2010 г. Первоначальный ее этап– модернизация действующих энергоблоков и ввод в эксплуатацию новых, которыедолжны заменить выбывающие после 2000 г. блоки Билибинской, Нововоронежской иКольской АЭС.
Сейчас в России действует девять АЭС (табл. ) Еще четырнадцать АЭС и АСТ(атомных станций теплоснабжения) находятся в стадии проектирования,строительства или временно законсервированы.
Таблица 6 — Мощность действующих АЭСФедеральный округ Название АЭС Установленная мощность млн кВт Северо-Западный Ленинградская 4,0 Кольская 1,76 Центральный Курская 4,0 Нововоронежская 1,8 Смоленская 3,0 Калининская 2,0 Приволжский Балаковская 3,0 Уральский Белоярская 0,6 Дальневосточный Билибинская 0,048
Были пересмотрены принципы размещения АЭС с учетом потребности района вэлектроэнергии, природных условий (в частности, достаточного количества воды),плотности населения, возможности обеспечения защиты людей от недопустимогорадиационного воздействия при тех или иных ситуациях. Принимается во вниманиевероятность возникновения на предполагаемой территории землетрясений,наводнений, наличие близких грунтовых вод. АЭС должны размещаться не ближе 25км от городов с численностью более 100 тыс. жителей, АСТ – не ближе 5 км.Ограничивается суммарная мощность электростанций: АЭС- 8 млн кВт, АСТ – 2 млнкВт.
Преимущества АЭС состоят в том, что их можно строить в любом районенезависимо от его энергетических ресурсов; атомное топливо отличается большимсодержанием энергии (в 1 кг основного ядерного топлива – урана – содержитсяэнергии столько же, сколько в 2500 т угля). АЭС не дают выбросов в атмосферу вусловиях безаварийной работы (в отличие от ТЭС), не поглощают кислород.
К негативным последствиям работы АЭС относятся:
– Трудности взахоронении радиоактивных отходов. Для их вывоза со станции сооружаютсяконтейнеры с мощной защитой и системой охлаждения. Захоронение производится вземле на больших глубинах в геологически стабильных пластах;
– Катастрофическиепоследствия аварий на наших АЭС вследствие несовершенной системы защиты;
– Тепловоезагрязнение используемых АЭС водоемов.
Функционирование АЭС как объектов повышенной опасности требует участигосударственных органов власти и управления в формировании направленийразвития, выделений необходимых средств.[5, 344]
3.4 Альтернативные источники энергии
В последние годы в России возрос интерес к использованию альтернативныхисточников энергии – солнца, ветра, внутреннего тепла Земли, морских проливов.Уже построены опытные электростанции на нетрадиционных источниках энергии. Так,на энергии приливов работают Кислогубская и Мезенская электростанции наКольском полуострове.
Термальные горячие воды используются для горячего водоснабжениягражданских объектов и в теплично-парниковых хозяйствах. На Камчатке на р.Паужетка построена геотермальная электростанция. Ее мощность 5 мВт.
Крупными объектами геотермального теплоснабжения являютсятеплично-парниковые комбинаты – Паратунский на Камчатке и Тернапрский вДагестане. В перспективе масштабы использования термальных вод будут неуклонновозрастать.
Ветровые установки в жилых поселках Крайнего Севера используются длязащиты от коррозии магистральных газо- и нефтепроводов, на морских промыслах.
Разработана программа, согласно в начале третьего тысячелетия планируетсяпостроить ветровые электростанции – Колмыцкую, Тувинскую, Магаданскую,Приморскую и геотермальные электростанции – Верхнее-Мугимовскую, Океанскую. Наюге России, в Кисловодске, предполагается сооружение первой в странеопытно-экспериментальной электростанции, работающей на солнечной энергии.Ведутся работы по вовлечению в хозяйственный оборот такого источника энергии,как биомасса.
По данным экспертов, ввод в эксплуатацию указанных электростанцийпозволит к 2010 довести долю нетрадиционной и малой энергетики в энергобалансеРоссии до 2%.[3, 255]
4. Реструктуризация и перспективы электроэнергетики
4.1 Реструктуризация электроэнергетики
Российскаяэнергетика переживает непростой период. Серьезная авария в Московскойэнергосистеме в 2005 г., ограничение энергоснабжения в исключительно холоднуюзиму 2005-2006 гг., неоднократные перебои в энергоснабжении в разных регионахРоссии и отказы в подключении новых объектов усилили беспокойство по поводунадежности энергоснабжения, подчеркнули значительные потребности сектора вкапиталовложениях, став стимулом для структурной перестройки электроэнергетики.Это привело к серьезному пересмотру инвестиционной программы холдинга РАО«ЕЭС России» на 52,7% принадлежащего государству, и сделалоприватизацию генерирующих компаний и дерегулирование цен на электроэнергиюболее приемлемыми для политиков.
В процессепроводимой реформы энергетики структура российской электроэнергетическойотрасли претерпевает коренные изменения. Тепловые и гидроэлектростанции,которые находились в собственности РАО ЕЭС и его дочерних предприятий — региональных электроэнергетических компаний (АО-энерго), были разделены между21 генерирующей компанией. На долю этих компаний приходится 70% производстваэлектрической энергии в стране. Большинство из них остаются дочернимиструктурами РАО ЕЭС, но должны быть приватизированы. «ИнтерРАО ЕЭС» — дочернее предприятие РАО ЕЭС, ведущее зарубежный бизнес группы, — получит 4тепловых электростанции, которые до сих пор не были затронуты процессомреструктуризации, и станет 22-й генерирующей компанией.
Одной изосновных задач реформы российской энергетики является разделениетехнологической цепочки по видам деятельности — производства, передачи,распределения и сбыта электроэнергии — с целью развития конкуренции, повышенияэффективности и прозрачности регулирования. Эти изменения призваныспособствовать притоку инвестиций в сектор и улучшению качества услуг, вконечном счете обеспечивая рост национальной экономики. В самостоятельномдерегулированном сегменте генерации бизнес-риск выше, чем в других звеньяхпроизводственной цепочки вследствие высокой капиталоемкости, стандартизованногохарактера продукции отрасли, ценовой конкуренции, высокой зависимости от цен надругие стандартизованные товары (например, топливо) или от изменения объемовводных ресурсов, а также вследствие высоких рисков конкуренции по сравнению,например, с деятельностью в сегментах передачи и распределения электроэнергии,которые являются естественными монополиями и не подвержены риску конкуренции. [7, 25]
4.2 Перспективы электроэнергетики
Для более экономичного, рационального и комплексного использования общегопотенциала электростанций нашей страны создана Единая энергетическая система(ЕЭС). Экономическая выгодность мощных линии электропередачи и объединениеэнергосистем очевидны: значительно повышается надежность снабжения,электроэнергией народного хозяйства экономических районов, выравниваютсясуточные и годовые графики потребления электроэнергии, улучшаются экономическиепоказатели станций, создаются условия для полной электрификации районов,испытывающих недостаток в электроэнергии. В ЕЭС работают свыше 700 крупныхэлектростанций, что составляет 84% мощности всех электростанций. Управление ЕЭСосуществляется из единого центра, оснащенного электронно-вычислительнойтехникой.
Основными положениями новой энергетической политики должны стать:
– Приведениеодновременно с конвертируемостью рубля цен на энергоносители в соответствии смировыми ценами с постепенной ликвидацией перекосов цен на внутреннем рынке;
– Акционированиепредприятий топливно-энергетического комплекса с привлечением денежных средствнаселения, зарубежных инвесторов и отечественных коммерческих структур;
– Поддержканезависимых производителей энергоносителей, прежде всего ориентированных наиспользование местных и возобновляемых энергетических ресурсов;
– Расширениевозможностей привлечения инвестиций на развитие Единой энергетической системыРоссии и региональных энергетических компаний.
В перспективе Россия должна отказаться от строительства новых крупныхтепловых и гидравлических станций, требующих огромных инвестиций игидравлических станций, требующих огромных инвестиций и создающих экологическуюнапряженность. Предполагается строительство ТЭЦ малой и средней мощности ималых АЭС в удаленных северных и восточных регионах. На Дальнем Востокепредусматривается развитие гидроэнергетики за счет строительства каскадасредних и малых ГЭС. До 2010 г. планируется осуществить техническоеперевооружение и реконструкцию тепловых электростанций, работающих на угле, ипривести их на использование чистых угольных технологий, а такжереконструировать электростанции, работающие на газе, оснастив их парогазовымиустановками.[1]
4.3 Электроэнергетика Тульской области и пути ее развития
Электроэнергетическая отрасль области включает:
– ОАО «Тулэнерго», состоящее из 5 тепловых электростанций суммарной электрической мощностью 1278 МВт;
– ОАО «Черепетская ГРЭС» (дочернее АО РАО «ЕЭС России») электрической мощностью 1425 МВт;
– три блок-станции: ТЭЦ Новотульского МЗ (Тулачермет) электрической мощностью 102 МВт, ТЭЦ Ефремовского химкомбината электрической мощностью 6 МВт, ТЭЦ Косогорского металлургического завода электрической мощностью 24 МВт.
В общее число электроснабжающих организаций входит 140 электростанций, из которых 131 представлена дизельными электростанциями, принадлежащими различным ведомствам. Установленная мощность электростанций Тульской области 2835 МВт, на которых в 2004 г. было выработано 6371,3 млн. кВт. Ч электроэнергии.
Тульская область дефицитна по электроэнергии. Электростанциями покрывается 66 процентов потребности области в электроэнергии. Дефицит электроэнергии покрывается за счет межсистемных перетоков из ОАО «Мосэнерго» и «Рязаньэнерго». Часть электроэнергии передается в ОАО «Орелэнерго», «Брянскэнерго» и «Калугаэнерго».
Дефицитность области по электроэнергии обуславливает поиск путей снижения ее зависимости от внешних поставщиков электроэнергии и повышение тем самым ее энергетической безопасности.
Наличие в области запасов подмосковного угля и рост его добычи дают потенциальную возможность увеличения объемов его использования на тепловых электростанциях.
Из электростанций Тульской области максимально возможно использование твердого топлива на Черепетской ГРЭС, проектным топливом для которой является твердое топливо и которая с момента пуска работала на твердом топливе без использования природного газа, Новомосковской и Щекинской ГРЭС, работающих в режиме ТЭЦ, топливный баланс которых представлен твердым топливом и природным газом. Эти электростанции характеризуются большим износом основных фондов, предполагается их загрузка в основном по тепловому графику с сохранением доли твердого топлива на уровне 1999 г. Это позволит избежать неоправданно больших затрат на реконструкцию оборудования и сосредоточить усилия, материальные и финансовые ресурсы на их техническое перевооружение.
План технического перевооружения связан с модернизацией и заменой изношенного энергетического оборудования.
Так, в соответствии с перспективными планами будет произведена реконструкция блоков 1… 4 Черепетской ГРЭС с заменой котлов ТП- 240 на котлоагрегаты с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС) для сжигания местных углей (первая очередь строительства — 1-й блок), что позволит поднять спрос на подмосковный уголь и решить проблемы угольной отрасли.
Произведена замена: в 2005 г. на Новомосковской ГРЭС агрегата ПР-40 (N 6); в 2004 г. на Алексинской ТЭЦ агрегата ПГУ-70 (N 1).
Администрацией Тульской области и ОАО «Тулэнерго» совместно с РАО «ЕЭС России» прорабатывается крупный инвестиционный проект по строительству парогазовой установки (2 ПГУ) в качестве независимого производителя электрической энергии с генерирующей компанией Германии. Мощность такой установки будет равна 980 МВт.
Это позволит полностью обеспечить регион собственной энергией.
С учетом прогнозируемых объемов спроса на электроэнергию производство электроэнергии в 2010 г. может возрасти по сравнению с 2000 г. (с 7,1 млрд. кВт.ч) (6,37 млрд. кВт.ч в 2002 г.) в благоприятном варианте до 8,6 млрд. кВт.ч, в пониженном варианте до 8,1 млрд. кВт.ч.
В электроэнергетике Тульской области намечены основные пути ее реформирования. В соответствии с проводимой в стране реформой в электроэнергетике, суть которой в том, что электрические сети остаются в госмонополии, а генерирующие компании передаются в частные руки и конкурируют между собой на оптовом рынке, что позволит избежать неоправданного роста тарифов. Тульская область делает реальные шаги по перестройке энергокомплекса, являясь инициатором и разработчиком проекта реформирования, соразработчиками выступают ОАО «Калугаэнерго», ОАО «Орелэнерго», ОАО «Брянскэнерго». На базе этих четырех ОАО будет создано ОАО «Приокская территориальная генерирующая компания” установленной мощностью 1682 МВт.
Решение РАО «ЕЭС России» о регистрации Приокской компании в
Тульской области обосновано и целесообразно. Тульская область является одним из крупнейших центров развития энергетики с корпусом квалифицированных кадров.
Приокская ТГК будет поставлять электроэнергию и мощности, где основным критерием ее конкурентоспособности будут удельные затраты на ее производство в сопоставлении с существующими на рынке тарифами.[2]
Таблица 7 — Баланс электроэнергии (миллионов киловатт-часов) 2000 2001 2003 2006 2010 (прогноз) Производство электроэнергии, всего 7069 7002 7100 7150 8600 Из общего производства: РАО «ЕЭС России» всего 6373 6335 6400 6500 7900 Электростанций других организаций, всего 696 667 700 700 700 Распределение электроэнергии, всего 10520 10600 10900 11500 12900 В том числе: промышленность 5229 5334 5495 5810 6600 строительство 86 90 93 96 103 Коммунально-бытовой сектор 2511 2481 2560 2700 3000 с/х 425 375 375 390 450 транспорт 344 314 315 350 390 прочие 1925 2006 2062 2154 2357
Анализируя данные таблицы, можно сделать следующие выводы. В общемпроизводство электроэнергии, за 2000-2010 год имеют тенденцию к увеличению.Основную долю в производство электроэнергии занимает РАО «ЕЭС России»,наименьшую долю в производстве электроэнергии – другие организации. Основнымпотребителем электроэнергии в Тульской области является промышленность,коммунально-бытовой сектор. Так, в 2010 году прогнозируется потреблениеэлектроэнергии промышленностью – 6600 (миллионов киловатт-часов), строительством– 103 (миллионов киловатт-часов), коммунально-бытовым сектором – 3000(миллионов киловатт-часов), сельским хозяйством — 450 (миллионовкиловатт-часов), транспортом – 390 (миллионов киловатт-часов), прочимиобъектами – 2357 (миллионов киловатт-часов).
Заключение
Российская электроэнергетика, созданная отечественными учеными,инженерами и рабочими, является нашей национальной гордостью не только из-за еенадежности и эффективности, но и благодаря ее существенному вкладу в социальнуюстабильность общества и конкурентоспособность промышленности, включаяэнергоемкие отрасли. Это немало для любой страны, а для российского климата ирасстояний является достоянием, утратой которого рисковатьнепозволительно. Сегодня в России действуют свыше 100 акционерных энергокомпаний,в том числе 78 вертикально интегрированных региональных энергосистем(АО-энерго) и 25 крупных электростанций в виде акционерных обществ. Холдинговойэнергокомпанией является РАО “ЕЭС России”, где 52% акций принадлежат РоссийскойФедерации. Основная проблема российской энергетики – составная частьпроизводственных фондов отрасли устарели и нуждаются в замене.
В качестве основных задач развития российской энергетики можно выделитьследующие:
1. Снижение энергоемкости производства.
2. Сохранение единой энергосистемы России.
3. Повышение коэффициента используемой мощности электростанций.
4. Полный переход к рыночным отношениям, освобождение цен наэнергоносители, полный переход на мировые цены, возможный отказ от клиринга.
5. Скорейшее обновление парка электростанций.
6. Приведение экологических параметров электростанций к уровню мировыхстандартов.
Для решения всех этих мер принята правительственная программа “Топливо иэнергия”, представляющая собой сборник конкретных рекомендаций по эффективномууправлению отраслью.
Список используемой литературы
1. Федеральнаяцелевая программа «Энергоэффективная экономика» на 2002 – 2005 годы наперспективу до 2010 года. Утвержденная постановление правительства РФ от 17ноября 2001г. № 796
2. Постановление АдминистрацииТульской области от 29.07.2004 «О региональной энергетической программеТульской области на 2004-2008 года».
3. Гительман Л.Д.,Ратников Б.Е. Эффективная энергокомпания: экономика, менеджмент, реформирование- М: ЗАО Олимп-Бизнес, 2002,- 544 с.
4. Мастепанов А.М.,Саенко В.В., Рыльский В.А., Шафраник Ю.К. Экономика и энергетика регионов РФ. –М.: Экономика, 2001,- 478 с.
5. Региональнаяэкономика: Учебник для вузов / Под ред. Проф. Т.Г. Морозовой. – 3-е изд.,перераб. и доп.-М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003.-519 с.
6. Экономика иуправление в энергетике: учебное пособие для студентов/ Т.Ф. Басова, Н.Н.Кожевников, Э.Т. Леонова; под ред. Н.Н. Кожевникова. – М.: Академия, 2003, — 384 с.
7. Шингаров В.П.Варианты структурного развития региональной электроэнергетики в контексте сконцепцией реструктуризации энергетики России // Промышленные ведомости-2007.-№11.- 59 с.
8. Гришковец Е.Энергетический кризис и уничтожение угольной промышленности России//Финансовыйконтроль-2005.-№7.- 36 с.
9. Российскийстатистический ежегодник. 2004 /Госкомстат РФ. – М., 2004.