Размещение и развитие электроэнергетического комплекса

Энергетика занимается производством и передачей электроэ­нергии и является одной из базовых отраслей тяжелой промыш­ленности. Отличительная особенность экономики России - это высокая по сравнению с экономически развитыми странами удельная энергоемкость производимого национального дохода.

Развитие электроэнергетики в России связано с планом ГОЭЛРО, ко­торый был разработан в 1920—1921 гг. Рассчитанный на 10-15 лет план предусматривал строительство 10 гидроэлектростанций и 20 тепловых электростанций. К 1935 г. было построено 40 районных электростанций вместо 30. План ГОЭЛРО создал основу индустриализации России. В 1920-е гг. Россия занимала одно из последних мест в мире по выработке электроэнергии, в конце 1940-х гг. страна заняла первое место в Европе и второе место в мире.

Крупные электростанции играют значительную районообразующую роль. На их базе возникают энергоемкие и теплоемкие 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. 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); Уральском (Рефтинская, Троицкая, Ириклин-ская); Поволжском (Заинская); Восточно-Сибирском (Назаров-ская, Березовская); Западно-Сибирском (Сургутские); Северо-Кавказском (Ставропольская); Северо-Западном (Киришская); Дальневосточном (Нерюнгринская)

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.

Строительство ГЭС требует длительных сроков и больших удельных капитальных вложений, связано с потерями земель на равнинах, наносит ущерб сельскому и рыбному хозяйству.

К ГЭС мощностью более 2 млн кВт относятся Саяно-Шушен-ская (в настоящее время восстанавливается после крупной ава­рии в августе 2009 г.), Красноярская, Братская, Усть-Илимская в Восточно-Сибирском экономическом районе; Волжская (Волго­град), Волжская (Самара) в Поволжском экономическом районе.

Таблица 7.4 ГРЭС мощностью более 2 млн кВт

Для гидростроительства в настоящее время характерно соору­жение на реках каскадов гидроэлектростанций.

Каскад представляет собой группу ГЭС, расположенных ступенями по течению водного потока для последовательного использования его энергии. При этом помимо получения элек­троэнергии решаются проблемы снабжения населения и произ­водства водой, устранения паводков, улучшения транспортных условий. Но создание каскадов привело к нарушению экологи­ческого равновесия.

Самые крупные ГЭС в стране входят в состав Ангаро-Енисейского каскада: Саяно-Шушенская, Красноярская на Енисее, Иркутская, Братская, Усть-Илимская, Богучанская на Ангаре.

В европейской части страны создан крупный каскад ГЭС на Волге. В его состав входят Иваньковская, Рыбинская, Городец­кая, Чебоксарская, Волжская (Самара), Саратовская, Волжская (Волгоград) и другие ГЭС.

Самыми крупными ГЭС мира являются бразильско-парагвайская «Итайпу» на р. Парана мощностью 12,6 млн кВт, вене­суэльская «Гури» на р. Карони мощностью 10 млн кВт, «Гранд-Кули» в США на р. Колумбия мощностью 9,7 млн кВт.

В табл. 7.5 представлены основные каскады ГЭС в России. 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 флору, фауну; дороговизна строительства.

Перспективным является строительство гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Их действие основано на цикли­ческом перемещении одного и того же объема воды между дву­мя бассейнами (верхним и нижним), соединенных водоводами. В ночное время, за счет излишков электроэнергии, вырабаты­ваемой на постоянно работающих ТЭС и ГЭС, вода из нижнего бассейна по водоводам, работающим как насосы, закачивается в верхний бассейн. В часы дневных пиковых нагрузок, когда энер­гии в сети не хватает, вода из верхнего бассейна по водоводам, работающим уже как турбины, сбрасывается в нижний бассейн с выработкой энергии. Это один из немногих способов аккуму­ляции электроэнергии и поэтому ГАЭС строятся в районах ее наибольшего потребления. В России функционирует Загорская ГАЭС, мощность которой составляет 1,2млн кВт.

Размещение основных каскадов ГЭС

Атомные электростанции (АЭС).В России действуют 10 АЭС, на которых функционируют 30 энергоблоков. На АЭС эксплуатируются реакторы трех основных типов: водоводяные (ВВЭР), большой мощности канальные урано-графитовые (РБМК) и на быстрых нейтронах (БН). Атомные электростанции в России объединены в концерн «Росэнергоатом».

Крупнейшими атомными электростанциями мира являются «Фукусима» в Японии (9 млн кВт); «Брюс» в Канаде (7 млн кВт); «Гравлин» во Франции (5,7 млн кВт).

Таблица 7.6 Атомные электростанции России

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: сложность 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), которой более 30 лет; про­ектируется Мезенская ПЭС. Самые мощные ПЭС (20 тыс. кВт) построены в Канаде и Китае. На термальных водах Камчат­ки построена Паужетская ГеоТЭС. Ветровые энергоустановки имеются в жилых поселках Крайнего Севера, гелиоустановки на Северном Кавказе. Однако следует отметить и тот факт, что большинство возобновляемых источников энергии в условиях экономической нестабильности в России неконкурентоспособно в сравнении с традиционными электростанциями из-за высокой удельной стоимости электроэнергии.

На базе Канско-Ачинского бассейна планировалось создать мощный топливно-энергетический комплекс (КАТЭК): на тер­ритории около 10 тыс. км2 вокруг Красноярска построить десять уникальных сверх мощных ГРЭС по 6,4 млн. кВт. Реализация проекта была прекращена по многим финансово-экономическим и экологическим причинам. По этому проекту были построены Назаровская, Березовская, Ирша-Бородинская ГРЭС.

В целях более экономичного, рационального и комплексно­го использования общего потенциала электростанций создана Единая энергосистема (ЕЭС), в которой работают свыше 700 крупных электростанций, имеющих общую мощность свыше 250 млн кВт.

Энергосистема - это группы электростанций разных типов, объединенные высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП) и управляемые из одного центра. Энергосистемы объеди­няются Единую Энергетическую систему.

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).

В электроэнергетике России произошли радикальные пре­образования: изменилась система государственного регулиро­вания отрасли, сформировался конкурентный рынок электро­энергии, были созданы новые компании. В структуре отрасли осуществлено разделение естественно монопольных (передача электроэнергии, оперативно-диспетчерское управление) и по­тенциально конкурентных (производство и сбыт электроэнер­гии, ремонт и сервис) функций; вместо прежних вертикально-интегрированных компаний, выполнявших все эти функции, созданы структуры, специализирующиеся на отдельных видах деятельности.

Магистральные сети перешли под контроль Федеральной се­тевой компании, распределительные сети интегрированы в меж­региональные распределительные сетевые компании (МРСК), функции и активы региональных диспетчерских управлений были переданы общероссийскому Системному оператору (СО ЕЭС).

Активы генерации в процессе реформы объединились в меж­региональные компании двух видов: генерирующие компании оптового рынка (ОГК) и территориальные генерирующие ком­пании (ТГК). ОГК объединили электростанции, специализи­рующиеся на производстве почти исключительно электрической энергии. В ТГК вошли главным образом теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые производят как электрическую, так и тепловую энергию. Шесть из семи ОГК сформированы на базе тепловых электростанций, а одна (РусГидро) — на основе гидрогенерирующих активов.

Одной из важнейших целей реформы являлось создание бла­гоприятных условий для привлечения в отрасль частных инве­стиций. В ходе реализации программ 1РО и продажи пакетов акций генерирующих, сбытовых и ремонтных компаний, принад­лежавших РАО «ЕЭС России», эта задача была успешно решена. В естественно монопольных сферах, напротив, произошло усиле­ние государственного контроля.

Таким образом, были созданы условия для решения ключевой задачи реформы — создания конкурентного рынка электроэнер­гии (мощности), цены которого не регулируются государством, а формируются на основе спроса и предложения, а его участники конкурируют, снижая свои издержки.

Основные направления развития ТЭК выражаются в сле­дующем: повышение надежности АЭС, освоение безопасных и экономичных новых реакторов, в том числе малой мощности; повышение эффективности использования энергетических ре­сурсов; увеличение глубокой переработки и комплексное ис­пользование сырья и освоение экологически приемлемых тех­нологий т.д.

Направления развития топливной промышленности и элек­троэнергетики определены Федеральной целевой программой «Энергоэффективная экономика на 2002-2005 годы и на пер­спективу до 2010 года». Минэнерго России продолжает разработку новой ФЦП «Повышение эффективности энергопотребления в Российской Федерации», ориентированной прежде всего на поддержку осуществления энергосберегающих и энергоэффек­тивных мероприятий в бюджетной сфере.