Электроэнергетика

Электроэнергетика занимается производством электрической энергии, ее транспортировкой и распределением. Производится электроэнергия на электростанциях разных типов, а транспортируется и распределяется с помощью электронного транспорта – линий электропередач. На электростанциях некоторых типов вместе с электрической вырабатывается также тепловая энергия. Электроэнергетика тесно связана с топливной промышленностью, так как потребляет большую часть добываемого в стране минерального топлива.

Считается, что для нормального развития экономики рост производства электроэнергии должен обгонять рост производства во всех других отраслях. Большую часть выработанной электроэнергии потребляет промышленность.

По производству электроэнергии Россия занимает четвертое место в мире после США, Японии, Китая. Электроэнергетика – отрасль с минимальным сокращением объемов производства за годы кризиса. Динамика производства электроэнергии в целом и по типам электростанций выглядит следующим образом. Сейчас производится 890 млрд кВт/ч, в том числе на ТЭС – 578, ГЭС – 176, АЭС – 137. Максимальное количество электроэнергии было произведено в 1990 г. – 1082 млрд кВт /ч.

В электроэнергетике работают около 940 тыс чел (7,1% от суммарного количества занятых в российской промышленности). Соотношение долей занятых (7,1%) и промышленного производства (10,4%) говорит о том, что производительность труда в отрасли примерно в полтора раза выше средней производительности труда в промышленности.

Электроэнергию невозможно накапливать. Поэтому в любой момент времени производство должно соответствовать потреблению, что приводит к определенным особенностям электроэнергетики, отличающим ее от других отраслей промышленности. В частности потребление электроэнергии происходит неравномерно, а с пиками и спадами – сезонными, недельными, суточными. Соответствующим образом должны работать и электростанции. Мощности станций должны быть такими, чтобы обеспечивать потребление в момент максимального пика. При спаде большую часть времени значительная доля мощностей электростанций оказывается незагруженными. В связи с этим важнейший показатель, по которому судят об уровне развития электроэнергетики, не абсолютный размер, а производство на душу населения. По России в целом этот показатель значительно ниже, чем в экономически высокоразвитых государствах мира (6 тыс кВт/ч) – в 2 раза меньше, чем в США.

Внутри России имеется очень значительная дифференциация по душевому производству. Максимально оно в Восточной Сибири, где сосредоточены мощные электростанции. Это самый энергоизбыточный район (15 тыс. кВт-часов). На северном Кавказе где численность населения значительна, а мощных электростанций почти нет, душевое производство в шесть раз меньше, чем в Восточной Сибири – 2 тыс. кВт-час. Испытывают дефицит электроэнергии также многие районы Урала, где сильно развиты энергоемкие промышленные производства. Радикально улучшить ситуацию может лишь строительство новых атомных электростанций. Наиболее мощные электростанции России (мощностью более 2 млн квт) расположены в пределах главной полосы расселения.

В России электроэнергия производится на электростанциях четырех типов – тепловых, гидравлических, атомных и использующих альтернативные источники энергии. В частности действуют Паужетская и Мутновская геотермальные электростанции в Камчатской обл, Кислогубская приливная станция в Мурманской обл. и несколько ветровых энергетических установок в разных районах страны.

Тепловые электростанции. Ведущую роль играют ТЭС, на которые приходится около 65% производимой в стране электроэнергии. Это самый старый тип электростанций. Они сравнительно дешево и быстро сооружаются, вырабатывают электроэнергию круглогодично без сезонных колебаний. Могут быть построены как возле месторождений топливных ресурсов, так и возле крупных центров потребления энергии.

Но при этом ТЭС требуют для своего обслуживания значительное количество персонала. Они довольно сложно регулируются – чтобы остановить или запустить ее на полную мощность требуется несколько дней. ТЭС в больших масштабах используют исчерпаемые и невозобновимые виды минерального топлива – уголь, газ, мазут, торф, сланцы. Коэффициент использования топлива в них довольно низок (не более 40% у ТЭС и 70% у ТЭЦ). Очень велики объемы отходов, выбрасываемых в атмосферу и загрязняющих окружающую среду. Именно тепловые электростанции являются значимыми виновниками усиления парникового эффекта на Земле, образования кислотных дождей, ТЭС, работающие на угле осложняют и радиационную обстановку. Наибольший экологический вред наносят ТЭС, работающие на высокозольном буром угле. Самые чистые – ТЭС, работающие на газе.

ТЭС бывают двух основных видов. Первая – это конденсационные. В них сжигается минеральное топливо, при этом в котлах нагревается вода превращаясь в пар. Пар проходит через турбины, вырабатывая электроэнергию, а затем конденсируется и вновь поступает в котел. Наиболее мощные конденсационные станции называются ГРЭС – государственные районные электростанции. именно они вырабатывают основную часть электроэнергии в стране. В европейской части России ГРЭС работают в основном на газе и мазуте, а в азиатской – на угле. Мощные ГРЭС в Тюменской области работают на попутном нефтяном газе.

Самыми крупными в России являются Сургутская (в Ханты-мансийском АО), Рефтинская (в Свердловской обл) и Костромская ГРЭС, каждая из которых имеет мощность более 3,5 млн квт, а мощность более 2 млн квт имеют также ГРЭС Киришская около Санкт-Петербурга, Рязанская, Новочеркасская и Ставропольская на Северном Кавказе, Заинская в Поволжье; Пермская, Троицкая, Ириклинская на Урале; Нижневартовская и Березовская в Сибири.

Вторая разновидность ТЭС – теплоэлекроцентрали (ТЭЦ). Они кроме электроэнергии вырабатывают еще и тепло. За счет этого коэффициент использования топлива на таких электростанциях выше. Но строиться они могут только вблизи потребителя, так как тепло нельзя передавать на большие расстояния. Как правило, мощность ТЭЦ намного меньше, чем у ГРЭС – редко более 500 тыс. квт. Самый мощный узел расположен в Москве и ее окрестностях.

Гидравлические электростанции вырабатывают почти пятую часть электроэнергии в стране. При этом в Восточно-Сибирском районе они вырабатывают более половины производимой электроэнергии, а в Центрально-Черноземном рай1оне вообще отсутствуют.

Преимущества ГЭС значительны. Они используют неисчерпаемый источник энергии, к тому бесплатный. Они требуют минимального количества обслуживающего персонала, поэтому себестоимость выработки электроэнергии на ГЭС самая низкая. ГЭС очень хорошо регулируются – чтобы включить ГЭС на полную мощность, достаточно открыть задвижки и пустить воду через турбины, что занимает несколько минут. ГЭС имеют высокий коэффициент полезного действия (более 80%).

Но ГЭС имеют и ряд недостатков. Они требуют очень высоких затрат времени и средств на сооружение, подвержены влиянию сезонного режима рек. При строительстве ГЭС на равнинных реках водохранилищами затапливаются большие площади ценных приречных земель. Крупные водохранилища значительно воздействуют на экологическую ситуацию: меняются климат, гидрологический режим местности, условия обитания живых организмов. Мощные ГЭС могут быть построены только на крупных равнинных реках или на горных реках с большим перепадом высот течения реки.

Запасы гидроэнергоресурсов в России очень велики. они составляют 12% общемировых это первое-второе место на Земле вместе с Китаем. Но более 80% ресурсов сосредоточено в малоосвоенных районах азиатской части России, в основном в бассейнах рек Енисей и Лена. В настоящее время они используются менее чем на 20%, т.е. гидроэнергетика в восточных районах страны имеет большие перспективы для своего развития. Гидроресурсы европейской части России (в основном это бассейн Волги) уже освоены почти на 50%, что считается пределом возможного использования с экономической и экологической точек зрения.

Наиболее крупным в стране является Ангаро-Енисейский каскад ГЭС, имеющий суммарную мощность около 22 млн квт. Он состоит из пяти станций, четыре из которых являются мощнейшими в России. Это Саянская (6,4 млн квт) и Красноярская (6млн квт) на Енисее, Братская (4,5) и Усть-Илимская (4,3) на Ангаре. На Ангаре действует также Иркутская ГЭС и возобновлено строительство Богучанской ГЭС (4 млн квт).

Большую мощность имеет Волго-Камский каскад ГЭС (суммарно 11,5 млн квт), включающий 11 электростанций. Самыми крупными в его составе являются Самарская (2,5) и Волгоградская (2,3). На Волге расположены также Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Горьковская, Чебоксарская и Саратовская. На Каме работают Пермская, Воткинская и Нижнекамская ГЭС.

Мощность более 2 млн квт имеет также Бурейская ГЭС, сооруженная на дальнем Востоке. Довольно мощные электростанции на Оби (Новосибирская), Дону (Цимлянская в Ростовской обл.),Сулаке (Черкейская в Дагестане), Зее (Зейская в Амурской обл.).

Разновидностью ГЭС являются гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Во время пика потребления энергии (днем) они работают как обычные ГЭС: вода течет через турбины из верхнего водохранилища в нижнее. А во время спада потребления (ночью) за счет энергии других электростанций вода из нижнего водохранилища ГАЭС перекачивается обратно верхнее. Таким образом, ГАЭС позволяют гасить пики нагрузки и обеспечивают большую равномерность работы других электростанций. Обычно они сооружаются около крупных городов, в которых наблюдается максимальная разница между пиками и спадами потребления энергии. ГАЭС могут строиться на любых реках, но работают они не изолированно, а только во взаимодействии со станциями других типов -–обычно атомными или тепловыми. В России крупная ГАЭС построена около города Сергиев Посад в Московской области.

Атомные электростанции. Они вырабатывают 15% электроэнергии. При этом на АЭС приходится большая часть энергии, вырабатываемой например в Центрально-Черноземном районе. Первая в мире АЭС начала действовать в 1954 году именно на территории России в городе Обнинске Калужской области.

Главное достоинство АЭС – не требуется постоянных и объемных поставок топлива. Один килограмм обогащенного урана заменяет 2,5 тыс.т уугля. так что АЭС могут быть построены в любых энергодефицитных районах. К тому же запасы урана заменяет (в единицах условного топлива) на Земле превышают запасы традиционного минерального топлива. А при безаварийной работе атомные электростанции незначительно воздействуют на окружающую среду.

Главным недостатком этих станций является возможность аварий с самыми тяжелыми последствиями. Для предотвращения подобных аварий требуются самые серьезные меры безопасности. Атомные станции очень плохо регулируются – для их полной остановки или включения требуется несколько недель. Кроме того, не разработаны технологии переработки радиоактивных отходов, которые в настоящее время консервируются для долговременного хранения.

Урановая руда в России добывается в основном в Читинской области. ЕЕ обогащение и подготовка к использованию на атомных станциях ведется как правило в закрытых городах, производивших раньше преимущественно ядерное оружие. Кроме этого в качестве сырья для АЭС может использоваться утилизируемое ядерное оружие, запасы которого в России очень велики.

Производство энергии ведется на восьми крупных станциях. Самыми мощными из них являются Ленинградская, Курская, Балаковская в Саратовской области- по 4 млн клвт каждая. Мощность 2 млн квт и более имеют также Смоленская и Тверская АЭС. Значительно производство на станциях Кольской в Мурманской обл., Нововоронежской в Воронежской обл. и Белоярской в Свердловской области. Функционируют и небольшие – Билибинская на Чукотке.

Энергосистемы. Для увеличения надежности поставок электроэнергии большое количество станций и потребителей объединяют энергосистемы. Энергосистемы также позволяют оптимально сочетать разные типы электростанций. АЭС в них всегда работают на полную мощность, ТЭС работают на полную мощность в зимний период и частично летом, а ГЭС включаются для покрытия суточных пиков нагрузки. Станции почти всей европейской части страны кроме крайнего северо-востока и юга азиатской части вплоть до Байкала объединены в Единую энергосистему России.

Эта огромная по масштабам система позволяет также перебрасывать энергию на большие расстояния, используя разницу во времени и уровне развития электроэнергетики. Из наиболее энергоизбыточного Восточно-Сибирского района энергия передается на Урал и в другие районы страны. Особенно интенсивно это происходит во время вечернего пика потребления в европейской части, когда в Сибири уже ночь и соответственно наблюдается спад потребления энергии.

В регионах России восточнее Байкала действуют небольшие изолированные энергосистемы, основанные преимущественно на тепловых электростанциях и сильно зависящие от регулярности поставок топлива.

К Единой энергосистеме России подключены также европейские государства СНГ и северные районы Казахстана. Причем если на Украину и в Белоруссию поступает электроэнергия из России, то Калининградская область значительную часть энергии получает из Литвы, а некоторые регионы Урала и Западной Сибири – из Казахстана. Перспективным направлением развития отрасли является поставка энергии в государства дальнего зарубежья – в Финляндию, Польшу, а в будущем – также в Китай, Кореи и другие государства. Но для этого необходимо строительство новых эффективных электростанций и протяженных линий электропередач.

Список рекомендуемой литературы:

Гладкий Ю.Н., Доброскок В.А., Семенов С.П. Социально-экономическая география России. – М.: Гардарики, 2000. – 752 с.

Скопин А.Ю. Экономическая география России. – М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2003. – 368 с.

Экономическая география России / Под ред. Т.Г. Морозовой. – М.: ЮНИТИ, 2007. – 479 с.

Экономическая география России и стран Ближнего зарубежья / Под ред. В.В. Кистанова, Н.В. Копылова. – М.: Высшая школа, 2005. – 551 с.

Экономическая и социальная география России / Под ред. А.Т. Хрущева. – М.: Дрофа, 2001. – 672 с.

Дата добавления: 2014-01-03