Электроэнергетика

Электроэнергетика – ведущая и основная часть энергетики России, обеспечивающая электрификацию страны на основе производства и распределения электроэнергии. Электроэнергия обладает целым рядом преимуществ перед всеми широко используемыми видами энергии. К ним относят возможность передачи на большие расстояния, распределения между потребителями и преобразования в другие виды энергии. Также от состояния и развития электроэнергетики зависит уровень и темпы социально-экономического развития страны.

Глобальный энергетический кризис, связанный с исчерпанием таких природных ресурсов, как уголь, нефть и газ, ставит электроэнергетическую отрасль в более выгодное положение. Это связано, во-первых, с использованием энергии потока воды на гидроэлектростанциях (ГЭС) и применением технологии быстрых нейтронов на атомных электростанциях (АЭС). (К сведению: эффективность 1 кг урана эквивалентна 2500 т угля.) Во-вторых, в данной отрасли существуют такие альтернативные источники энергии, как энергия приливов и геотермальная энергия (также энергия солнца, ветра и т.д.). Дальнейшее усовершенствование их применения на существующих опытных станциях может привести к новому этапу в энергетике, ведь эти ресурсы неисчерпаемы.

Электроэнергетика – одна из основных отраслей топливно-энергетического комплекса страны, который для России имеет огромное значение, так как наша страна – северная, и поэтому значительная часть производимой энергии тратится на отопление, преодоление суровых климатических условий. Более того, от уровня развития электроэнергетики зависит эффективность работы всего топливно-энергетического комплекса.

Электроэнергетика, как ни одна другая отрасль, влияет на формирование территориальной организации хозяйства страны. Она способствует размещению энергоёмких отраслей промышленности в отдалённых районах, имеющих большие перспективы в развитии экономики страны в целом и её субъектов.

В структуре потребления электроэнергии выделяется промышленность – 36%, ТЭК – 18%, жилой сектор – 15%, сельское хозяйство – 7,7%, транспорт – 6,9%. Потери в сетях достигают 11,5%.

По производству электроэнергии Россия занимает ведущие позиции в мире, уступая только США, Японии и Китаю. А по важному показателю – выработке на одного жителя в 2005 году страна находилась приблизительно на одном уровне с такими энергоимпортирующими государствами как Германия и Дания, имеющими меньшие транспортные потери и затраты на отопление.

В электроэнергетической отрасли существуют 3 основных вида электростанций: тепловые электростанции (ТЭС), гидравлические электростанции (ГЭС), атомные электростанции (АЭС). Принципы размещения каждого вида различаются в зависимости от потребляемого ресурса.

ТЭС: Около 68% вырабатываемой в стане электроэнергии дают тепловые электростанции. Преимущественное развитие тепловой электроэнергетики объясняется высокой обеспеченностью страны топливными ресурсами и рядом особенностей, характерных для этого вида электростанций. Основные факторы размещения – сырьевой и потребительский.

ТЭС в отличие от ГЭС размещаются более свободно по территории страны, вырабатывают электроэнергию без сезонных колебаний, строятся значительно быстрее и дешевле. Среди ТЭС различают конденсационные и теплоэлектроцентрали.

Конденсационные электростанции (КЭС) размещают или у источников топлива (уголь, газ, мазут, сланцы, торф), или в местах потребления электроэнергии.

Среди ТЭС в России основную роль играют мощные (более 2 млн. кВт) ГРЭС – государственные районные электростанции. Они широко представлены в местах наибольшего потребления электроэнергии – Центральном (Конаковская, Костромская, Рязанская ГРЭС и др.), Уральском (Рефтинская, Троицкая, Пермская ГРЭС), Северо-Западном (Киришская ГРЭС), Северо-Кавказском (Ставропольская ГРЭС и др.) районах и в местах добычи дешевого топлива – в Западной Сибири (на попутном нефтяном газе – Сургутская ГРЭС), Восточной Сибири (на углях открытой добычи Канско-Ачинского бассейна – Назаровская, Березовская, Ирша-Бородинская ГРЭС), на Дальнем Востоке (на углях открытой добычи Южно-Якутского бассейна – Нерюнгринская ГРЭС).

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) – предприятия комбинированного типа, производят наряду с электроэнергией теплоту (пар, горячую воду). В отличие от КЭС ТЭЦ размещаются только у потребителей, так как радиус передачи тепла невелик (максимум 20 – 25 км). В России действует несколько сотен крупных и средних ТЭЦ, мощность самых крупных превышает 1 млн. кВт.

АЭС производят электроэнергию более дешёвую, чем ТЭС, работающие на угле или мазуте. В отличие от последних, не дают выбросов в атмосферу (при нормальной безаварийной работе). Их доля в суммарной выработке электроэнергии в России составляет около 14,5%. (В Литве – 76%, Франции – 76%, Бельгии – 65%, Швеции – 51%, ФРГ – 34%, Японии – 30%, США – 20%). В целом же за 2008 год атомными электростанциями выработано рекордное за всю историю отрасли количество электроэнергии – 163 млрд. кВт•ч, что составило 15,7% от общей выработки в единой системе.

Главный фактор размещения АЭС, использующих в своей работе высокотранспортабельное, ничтожное по весу топливо (для полной годовой загрузки АЭС требуется несколько килограммов урана), – потребительский. Крупнейшие АЭС в нашей стране в основном расположены в районах с напряжённым топливно-энергетическим балансом.

Действующие АЭС: Балаковская (Поволжский р-н – 4 млн. кВт), Белоярская (Урал), Билибинская (Дальний Восток), Волгодонская, Калининская (Центральный р-н – 2 млн. кВт), Кольская (Северный р-н – 1,8 млн. кВт), Курская (Центрально-Черноземный р-н – 4 млн. кВт), Ленинградская (Северо-Западный р-н – 4 млн. кВт), Нововоронежская (Центрально-Черноземный р-н – 1,8 млн. кВт), Смоленская (Центральный р-н – 3 млн. кВт).

Проектируемые: Калининградская, Центральная, Нижегородская, Плавучая, Северская, Тверская, Южно-Уральская.

Остановленные: Обнинская, Сибирская.

Недостроенные: Башкирская, Татарская, Воронежская АТС, Горьковская АТС.

ГЭС используют возобновляемые ресурсы, обладают простотой управления, очень высоким КПД (80%, в то время как КПД обычной ТЭС – 37 – 39%), высокой манёвренностью в работе. В результате себестоимость производимой на ГЭС энергии в 5 – 6 раз ниже, чем на ТЭС. Доля ГЭС в суммарной выработке электроэнергии в России составляет примерно 18%.

Определяющее влияние на размещение ГЭС оказывают размеры запасов гидроресурсов, природные (рельеф местности, характер реки, её режим и др.) и хозяйственные (размер ущерба от затопления территории, связанного с созданием плотины и водохранилища ГЭС, ущерба рыбному хозяйству и др.) условия их пользования. Страна обладает теоретическим потенциалом, оцениваемым до 2295 млрд. кВТ•ч/год, при этом из них 852 млрд. кВТ*ч/год экономически оправданы. Однако основная часть потенциала сконцентрирована в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке – в значительном удалении от основных потребителей электроэнергии. В этих же районах исключительно благоприятны природные условия для строительства и функционирования ГЭС – многоводность, естественная зарегулированность рек, позволяющие вырабатывать электроэнергию на мощных ГЭС равномерно, без сезонных колебаний.

Эти и другие особенности обусловливают 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 России. Поэтому самые крупные в стране ГЭС построены на реках Восточной Сибири. На Ангаре, Енисее и других реках России строительство ГЭС ведётся, как правило, каскадами, которые представляют собой группу электростанций, расположенных ступенями по течению реки, для последовательного использования его энергии. Крупнейший в мире Ангаро-Енисейский гидроэнергетический каскад имеет мощность около 22 млн. кВт. В его состав входят следующие ГЭС: Саяно-Шушенская (мощность 6,4 млн. кВт - на восстановлении) и Красноярская (6,0) на Енисее; Иркутская (0,7), Братская (4,5), Усть-Илимская (4,3) на Ангаре. Сооружается Богучанская ГЭС (4млн. кВт).

Каскад из мощных ГЭС создан также в европейской части страны на Волге и Каме (Волжско-Камский каскад): Волжская (2,5 млн. кВт), Чебоксарская(1,4 млн. кВт), Саратовская (1,4 млн. кВт), Воткинская (1млн кВт).

Менее мощные ГЭС созданы на Дальнем Востоке, в Западной Сибири, на Северном Кавказе. В европейской части страны, испытывающей энергодефицит, весьма перспективно строительство гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Одна из таких электростанций уже построена – Загорская ГАЭС (1,2 млн. кВт) в Московской области. Строится Загорская ГАЭС-2.

В 2008 году российскими гидроэлектростанциями выработано 167 млрд. кВт•ч электроэнергии, что составило около 16% всей выработки (в 2007 году 179 млрд. кВт•ч – 17,6%).

Доля нетрадиционных производителей электроэнергии в России – геотермальных электростанций (Паужетская ГРЭС), приливных (Кислогубская ПЭС), ветровых, солнечных – в производстве составляет около 1%.

Проекты ГЭС: Эвенкийская, Мокская, Катуньская, Южно-Якутский ГЭК, Ленинградская ГАЭС, Мезенская ПЭС, Северная ПЭС, Пенжинская ПЭС, Тугурская ПЭС.

Среди экономических районов больше всех электроэнергии производят Центральный (150 млрд. кВт•ч), Уральский (около 130 млрд. кВт•ч), Восточно-Сибирский (более 130 млрд. кВт•ч), Западно-Сибирский (110 млрд. кВт•ч) и Поволжский (около 100 млрд. кВт•ч). На них приходится 75% производства электроэнергии России.

За последние 90 лет промышленное производство электроэнергии в России увеличилось в тысячу с лишним раз, была создана единая энергосистема и около сотни районных энергосистем. Плоды гигантомании советского времени воплотились в этой отрасли более чем где-либо ещё. Многие из гигантов электроэнергетики размещены экономически и географически неправильно, но это не уменьшает ценность таких объектов – сейчас их не перенесёшь и не перепрофилируешь.

Так как Россия обладает крупнейшей в мире электроэнергетикой, большая её часть объединена в единую энергосистему – технически, технологически и экономически связанные предприятия с вертикальной схемой управления и планирования, контроля и ценообразования, оперативно-диспетчерского регулирования производства, передачи и распределения энергии. Это позволяет экономить капиталовложения, обеспечивать высокую надёжность энергоснабжения в разных частях страны и в любое время суток. Все электростанции (ТЭЦ, ГЭС, ГРЭС, АЭС) в каждой региональной энергосистеме, независимо от принадлежности, работают на общую сеть, от которой все потребители данного региона получают электроэнергию.

Для управления электроэнергетическим комплексом в 1992 году создано Российское акционерное общество энергетики и электрификации «Единая энергетическая система России» (РАО «ЕЭС России»). При его учреждении предполагалось образовать национальную компанию, контролирующую сети, акционировать производителей, создав прообраз будущего рынка. Этого не произошло, и электроэнергетику поделили: высоковольтные линии отошли к РАО «ЕЭС России», а низковольтные и местные электростанции попали в распоряжение местных монополистов – АО-энерго.

В РАО «ЕЭС России» входят: 72 региональных АО-энерго (в капитале 53 АО-энерго РАО имеет 50% акций и более, в остальных – менее 50%); 34 электростанции (из них 5 являются филиалами, 21 – дочерними компаниями, 8 переданы в аренду АО-энерго). Их суммарная мощность достигла 167 млн. кВт (мощность всех российских станций – 215 млн.), ежегодная выработка 680 млрд. кВт•ч (общероссийская – свыше 820 млрд.); общесистемные высоковольтные линии электропередачи 35 кВт и выше протяжённостью 640 тыс. км; более 20 строительных компаний; свыше 60 НИИ и проектно-изыскательских институтов; Центральное диспетчерское управление.

За пределами РАО остались независимая региональная энергосистема «Иркутскэнерго» с крупнейшими Иркутской, Братской и Усть-Илимской ГЭС и все атомные электростанции, дающие примерно 11% производимой в стране электроэнергии.

В 2003 году начат процесс реформирования «ЕЭС России». Основными вехами реформирования электроэнергетики стали завершение формирования новых субъектов рынка, переход к новым правилам функционирования оптового и розничных рынков электроэнергии, принятие решения об ускорении темпов либерализации, размещение на фондовом рынке акций генерирующих компаний. Осуществлена государственная регистрация семи оптовых генерирующих компаний (ОГК) и 14 территориальных генерирующих компаний (ТГК) в отдельную Федеральную сетевую компанию (ФСК ЕЭС), контролируемую государством, выделена основная часть магистральных и распределительных сетей.

Кроме того действуют более независимые или изолированные энергокомпании «Янтарьэнерго», «Якутскэнерго», «Дальневосточная энергетическая компания», «Татэнерго», «Башкирэнерго», «Иркутскэнерго» и «Новосибирскэнерго».

В капитале РАО «ЕЭС России» доля государства равна 52,6%, иностранных инвесторов – 30,7%, российских инвесторов – 11,2%, физических лиц – 5,5%. Рыночная капитализация компании (произведение цены одной акции на их общее количество) на апрель 1998г. составила почти 13 млрд. долларов. Стоимость (по мировым ценам) основных фондов энергокомпаний, входящих в сферу влияния РАО «ЕЭС России», оценивалась в 400 млрд. долларов. Только крупная структура, обладающая столь солидным капиталом, способна аккумулировать средства для масштабных проектов.

В рамках этой реформы также проанализирована концепция развития электроэнергетики России до 2014 года, предусматривающая плавную либерализацию оптового рынка электроэнергии с привлечением частных инвестиций в модернизацию энергомощностей и возможностью продажи активов РАО ЕЭС. Прогнозируется, что новая генерация и новые потребители будут продавать и покупать электроэнергию по свободной цене, обеспечив суммарный прирост свободного сектора рынка до 10 – 15% в год. Установленная схема финансирования предполагает, что частные инвестиции пойдут в тепловую генерацию, а государственные – в сетевое строительство. Обосновалась необходимость развития малой энергетики и производства агрегатов с установленной мощностью 2 – 4 МВт. Было высказано предложение для основного потребителя электроэнергии ускорить переход на новые парогазовые установки с КПД 50 – 60%.

В настоящий момент РАО «ЕЭС России» обеспечивает стабильное энергоснабжение всей территории страны, имея резервы генерирующих мощностей в 5 – 6%. При автономном режиме работы электростанций надёжность энергоснабжения гарантируется, как показывает опыт других стран, лишь при резервах не менее 25 – 30%, т.е. требуется больше электростанций. Благодаря тому, что РАО владеет акциями региональных энергоснабжающих организаций и крупных электростанций, легче увязывать отдельные звенья энергетического комплекса и проводить единую энергетическую политику в общенациональных интересах.

Проблемы отрасли. Из-за спада потребления электроэнергии в промышленности резервы установленных мощностей выросли до 70 млн. кВт, что легло дополнительной нагрузкой на потребителей и оплачивается ими. Снизилась производительность труда в РАО «ЕЭС России»: количество работающих выросло за 90-е годы на 40% при 25% спаде производства, почти на столько же увеличились потери в электросетях. Здесь в первую очередь предполагается осуществить реконструкцию энергетических мощностей с целью предотвращения «отложенного кризиса»: из 215 млн. кВт установленной мощности энергетического оборудования выработало свой ресурс более 15 млн. К 2000 году этот показатель возрос до 35 млн. – степень износа основных фондов очень велика.

Перспективы развития.

1. Электрические сети ЕЭС России. Перспективное развитие электрических сетей страны должно соответствовать следующим глобальным принципам:1) схема основной сети ЕЭС должна обладать достаточной гибкостью; 2) схема выдачи мощности должна обладать способностью выдачи всей располагаемой мощности; 3) схема основной сети ЕЭС должна отвечать требованиям по охране окружающей среды; 4) должна быть обеспечена управляемость основной сети; 5) распределительные сети должны обеспечивать надёжные электроснабжение без ограничения их нагрузки и соблюдение нормативных требований к качеству энергии.

2. Энергетическая политика. Для России с её природно-климатическими и территориально-географическими особенностями большое значение имеют выработка и реализация региональной энергетической политики. Её основополагающим моментом является сохранение роли государства в качестве гаранта энергетической безопасности регионов страны. Огромна роль государства в создании систем инфраструктуры и энергосбережения, особенно в районах освоения отдалённых от Центра территорий (Восточная Сибирь, Дальний Восток, Крайний Север).

В региональной энергетической политике России регионы рассматриваются не изолированно, а как основные элементы единого энергоэкономического пространства (единой системы) в соответствии со сложившимися особенностями территориального разделения труда. Заинтересованность регионов в эффективном и устойчивом энергоснабжении является основой оптимизации системы энергоснабжения всей страны.

3. Энергетическая стратегия. Для достижения основных целей и реализации приоритетов региональной энергетической политики энергетическая стратегия предусматривает наделение региональных органов управления энергетическим хозяйством следующими функциями:

– разработка, реализация и мониторинг региональных энергетических программ с формированием в этих целях инвестиционных фондов, научно-консалтинговых структур;

– содействие формированию рынков энергоресурсов, создание конкурентной среды путём приоритетной поддержки «малой энергетики», независимых производителей топлива и энергии, создающих новые генерирующие мощности в энергетике, и освоение источников возобновляемой энергии с привлечением финансовых ресурсов коммерческих структур и потенциальных потребителей энергии;

– государственно регулирование на своей территории тарифов на электроэнергию и тепло.

4. Гидроэнергетика. Перспективное развитие гидроэнергетики связывают с освоением потенциала Северного Кавказа, развитие малой гидроэнергетики в Северной Осетии и Дагестане. Перспективное развитие сибирского потенциала – достройка Богучанской, Вилюйской и Усть-Среднекамской ГЭС, проектирование Южно-якутского ГЭК и Эвенкийской ГЭС. В центре и на севере Европейской части, в Приволжье рассматриваются достройка Белопорожской ГЭС, поднятие рабочих мощностей Нижнекамской, Чебоксарской, Камской, Рыбинской и Угличской ГЭС, развитие выравнивающих мощностей в основных потребляющих регионах – строительство Ленинградской и Загорской ГАЭС-2.

5. Ядерная энергетика. Техническое развитие классической электроэнергетики на ближайшую перспективу, обычно связываемое с проводимой реформой, предполагается введением в энергосистему более эффективных и маневренных парогазовых установок и замещением выработки базовой составляющей с газа на уголь.

Для дальнейшего развития данной отрасли необходимы не только введение новых мощностей, научных разработок, технологий, но и грамотное участие государства, а именно создание правильной энергетической политики и применение энергетической стратегии.

ГЛАВА 5: Металлургический комплекс России

Дата добавления: 2017-01-13