Развитие электроэнергетики в России

 

          Самой крупной ТЭС на территории  России является крупнейшая на  Евразийском континенте Сургутская  ГРЭС-2 (4800 МВт), работающая на природном газе. Сургутская ГРЭС-2 является также одной из самых эффективных тепловых электростанций страны.

          Из электростанций, работающих на  угле, наибольшая установленная  мощность у Рефтинской ГРЭС (3800 МВт).

     На  базе Канско-Ачинского бассейна создается мощный топливно- энергетический комплекс (КАТЭК). В проекте предусмотрено строительство восьми ГРЭС мощностью по 6,4 млн. кВт.

     В результате экономического кризиса 90-х  производство электроэнергии на ТЭС  значительно снизилось, что ощутимо  повлияло на общероссийские показатели.

В настоящий  момент основной задачей развития тепловой генерации является обеспечение  технического перевооружения и реконструкции  действующих электростанций, а также  ввод новых генерирующих мощностей  с использованием передовых технологий в производстве электроэнергии. 

          Гидроэлектростанции.

     Гидроэлектростанции являются весьма эффективными источниками  энергии. Они используют возобновимые ресурсы - механическую энергию падающей воды. Необходимый для этого подпор воды создается плотинами, которые воздвигают на реках и каналах. Гидравлические установки позволяют сокращать перевозки и экономить минеральное топливо (на 1 кВт-ч расходуется примерно 0,4 т угля). Они достаточно просты в управлении и обладают очень высоким коэффициентом полезного действия (более 80%). Себестоимость этого типа установок в 5-6 раз ниже, чем ТЭС, и они требуют намного меньше обслуживающего персонала.

     Гидравлические  установки представлены гидроэлектростанциями (ГЭС), гидроаккумулирующими электростанциями (ГАЭС) и приливными электростанциями (ПЭС). Их размещение во многом зависит от природных условий, например, характера и режима реки. В горных районах обычно возводятся высоконапорные ГЭС, на равнинных реках действуют установки с меньшим напором, но большим расходом воды.

     Гидростроительство  в условиях равнин сложнее из-за преобладания мягких оснований под  плотинами и необходимости иметь  крупные водохранилища для регуляции  стока. Сооружение ГЭС на равнинах вызывает затопление прилегающих территорий, что приносит значительный материальный ущерб.

     В целом по России в настоящее время  использована 1/5 часть экономически обоснованного потенциала гидроэнергоресурсов. Аналогичны показатели по Сибири, но в  европейской части страны ресурсы  использованы на 2/5, причем максимальные значения характерны для Урала и Поволжья.

     Экономический потенциал районов европейской  части России в значительной мере использован, в то время как в  восточных районах, обладающих огромными  гидроэнергетическими ресурсами, его  использование невелико (за исключением Восточной Сибири). Гидростроительство в Сибири и на Дальнем Востоке затруднено.

     Можно предположить, что в ближайшие  годы не произойдет резкого усиления эксплуатации гидроресурсов Западной Сибири и Дальнего Востока, а экономический потенциал европейской части России будет продолжать использоваться, так как потребность в электроэнергии растет.

     Самые мощные ГЭС сооружены на Волге, Каме, Ангаре, Енисее, Оби и Иртыше. Гидроузлы – соединения нескольких сооружений по использованию вод реки для производства электроэнергии, судоходства, водоснабжения и орошения земель – также широко распространены. Каскад гидроузлов сооружен на Волге.

     Каскад  гидроэлектростанций представляет собой группу ГЭС, расположенных  ступенями по течению водного  потока с целью полного последовательного использования его энергии. Установки в каскаде обычно связаны общностью режима, при котором водохранилища верхних ступеней регулирующе влияют на водохранилища нижних ступеней.

     В составе каскада, созданного на Волге, действуют такие гидроэлектростанции, как: Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Городецкая, Чебоксарская, Волжская (вблизи Самары), Саратовская (1,4 млн. кВт), Волжская (вблизи Волгограда).

     Каскады гидроэлектростанций на реках европейской  части страны находятся в районах с огромным промышленным потенциалом, а их значение состоит в том, чтобы свести к минимуму дефицит электроэнергии. Но массовое строительство ГЭС на равнинных реках повлекло за собой негативные последствия, связанные с возникновением крупных водохранилищ и затоплением ценных сельскохозяйственных земель, нарушением экологического равновесия, переносом населенных пунктов.

     На  основе ГЭС восточных районов  формируются промышленные комплексы, специализирующиеся на энергоемких  производствах.

     В Сибири сосредоточены наиболее эффективные по технико- экономическим показателям ресурсы. Одним из примеров этого может служить Ангаро-Енисейский каскад, в состав которого входят самые крупные гидроэлектростанции страны: Саяно-Шушенская (6,4 млн. кВт), Красноярская (6 млн. кВт), Братская (4,6 млн. кВт), Усть-Илимская (4,3 млн. кВт). Строится Богучановская ГЭС (4 млн. кВт). Общая мощность каскада в настоящее время – более 20 млн. кВт.

     При высокой неравномерности суточного  потребления электроэнергии важную роль играет строительство ГАЭС – гидроаккумулирующих электростанций. Их действие основано на цикличном перемещении одного и того же объема воды между верхним и нижним бассейнами. Эти установки способны успешно решать проблему «пиковых нагрузок», поглощая излишки электроэнергии или вырабатывая ее днем, когда нагрузки резко возрастают. ГАЭС мало зависят от естественных колебаний речного стока и, в отличие от ГЭС, их строительство вызывает меньшее затопление земель. В России построена Загорская ГАЭС (1,2 млн. кВт) и строится Центральная ГАЭС (3,6 млн. кВт).

       В 2010 году на гидроэлектростанциях  было произведено около 17,4% всей  электроэнергии России.

     Атомные электростанции.

     Атомные электростанции (АЭС) в качестве топлива  используют уран.

     Он  легко транспортабелен, что исключает зависимость АЭС от топливно-энергетического фактора. Установки ориентированы на потребителей и расположены в районах с ограниченными энергетическими ресурсами или напряженным топливно-энергетическим балансом. Количество теплоты, полученное при расходе 1 кг урана (U235), равно получаемому при сжигании 2,5 т лучшего угля.

     В 1954 году вступила в строй опытная  Обнинская АЭС. Затем АЭС сооружались  в наиболее густонаселенных и  часто уязвимых с экологической  точки зрения местах, что вызывало недовольство общественности.

     Из-за аварии в Чернобыле в 1986 году программа  развития атомной энергетики была сокращена. После значительного увеличения производства электроэнергии в 80-е  годы темпы роста замедлились, а  в 1992-1993 гг. начался спад.

     При правильной эксплуатации, АЭС – наиболее экологически чистый источник энергии. Их функционирование не приводит к возникновению «парникового» эффекта, выбросам в атмосферу в условиях безаварийной работы, и они не поглощают кислород.

     Атомные электростанции большой мощности экономичнее КЭС (себестоимость электроэнергии примерно в 2 раза меньше), но на мощность АЭС введены ограничения: АЭС- 8 млн кВт, АСТ – 2 млн кВт.

     К недостаткам АЭС можно отнести  трудности, связанные с захоронением ядерных отходов, катастрофические последствия аварий и тепловое загрязнение используемых водоемов.

     В 2010 году доля АЭС в производстве электроэнергии составила примерно 17,1 %.

     В нашей стране мощные АЭС расположены: в Центральном и Центрально-Черноземном  районах, на Севере, на Северо-Западе, на Урале, в Поволжье и на Северном Кавказе.

     Таблица 3

     АЭС России

 

     Новым в атомной энергетике является создание АТЭЦ и АСТ. На АТЭЦ, как и на обычной  ТЭЦ, производится тепловая и электрическая  энергия, а на АСТ – только тепловая. АТЭЦ действует в поселке Билибино на Чукотке.

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

Нетрадиционные источники электроэнергии

В последние  годы в России возрос интерес к  использованию альтернативных источников энергии – солнца, ветра, внутреннего  тепла Земли, морских проливов. По данным экспертов, ввод в эксплуатацию указанных электростанций позволит в 2010 довести долю нетрадиционной и малой энергетики в энергобалансе России до 2%.

1. Одним из потенциальных направлений развития электроэнергетики в России является геотермальная энергетика. Геотермальные электростанции (ГеоТЭС) — вид электростанций, которые вырабатывают электрическую энергию из тепловой энергии подземных источников. В настоящее время в России разведано 56 месторождений термальных вод с потенциалом, превышающим 300 тыс. м³/сутки. На 20 месторождениях ведется промышленная эксплуатация, среди них: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкессия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край). По имеющимся данным, в Западной Сибири имеется подземное море площадью 3 млн м² с температурой воды 70—90 °С

      Все действующмие российские геотермальные  электростанции расположены на территории Камчатки и Курил. Однако суммарный  электроэнергетический потенциал  пароводных терм, которой оценивается  в 1 ГВт рабочей электрической мощности, реализован только в размере чуть более 80 МВт установленной мощности и около 450 млн кВт•ч годовой выработки (2009 г.)

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Рис. 3 Геотермальные ресурсы России 

2. Ветряные электростанции производят электричество за счет энергии перемещающихся воздушных масс — ветра.

Российская  Федерация — это страна с большой  территорией, расположенной в разных климатических зонах, что определяет высокий потенциал использования  ветряных электростанций. Технический  потенциал составляет более 6200 миллиардов киловатт часов, или в 6 раз превышает всё современное производство электроэнергии в нашей стране. 

Рис. 4 Ветровые энергоресурсы России

Особой  концентрацией ветропотенциала  отличаются побережья Тихого и Арктического океанов, предгорные и горные районы Кавказа, Урала, Алтая, Саян.

В России построена Крюковская ВЭС мощностью 5,1 МВт (20 агрегатов по 225 кВт и один агрегат 600 кВт, г. Калининград), Анадырская ВЭС (Чукотка) мощностью 2,5 МВт (10 агрегатов по 250 кВт) и строится Элистинская ВЭС (Калмыкия) мощностью 22 МВт (22 агрегата по 1 МВт).

Установленная мощность ветряных электростанций в  стране в настоящее время составляет около 16,5 МВт, суммарная выработка  не превышает 25 млн кВт·ч/год.