Содержание
Введение
1. Значение и роль в хозяйственном комплексе электроэнергетики. Значение электроэнергетики в хозяйственном комплексе России
2. Особенности размещения и развития электроэнергетики
2.1 Основные принципы и факторы размещения и развития электроэнергетики
2.2 Энергетические ресурсы России и география их размещения
2.3 Энергетические кризисы
3. Типы электростанций
3.1 Тепловые электростанции (ТЭС)
3.2 Гидравлические электростанции (ГЭС)
3.3 Атомные электростанции (АЭС)
3.4 Альтернативные источники энергии
4. Реструктуризация и перспективы электроэнергетики
4.1 Реструктуризация электроэнергетики
4.2 Перспективы электроэнергетики
4.3 Электроэнергетика Тульской области и ее пути развития
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Электроэнергетика - ведущая область энергетики, обеспечивающая электрификацию народного хозяйства страны. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.
Основным объектом исследования является энергетическая отрасль, ее специфика и значение.
Основными задачами исследования является:
- Определения значимость данной отрасли в хозяйственном комплексе страны;
- Изучение энергетических ресурсов и факторы размещения электроэнергетики;
- Рассмотрение различных типов электростанции, их положительные и отрицательные факторы;
- Изучение альтернативных источников энергии, какую роль они играют в современной энергетике;
- Изучение целей реструктуризации и перспективы российской электроэнергетики;
Основной целью данной курсовой работы является изучение принципов функционирования рассматриваемой отрасли в современных условиях, выявления основных проблем, связанных с экономическими, географическими, экологическими факторами и пути их преодоления.
1.
Значение и роль в хозяйственном комплексе электроэнергетики. Значение электроэнергетики в хозяйственном комплексе России
Электроэнергетика занимается производством и передачей электроэнергетики и является важнейшей базовой отраслью промышленности России. От уровня ее развития зависит все народное хозяйство страны.
Отличительной особенностью экономики России (так же, как и ранее СССР) – более высокая по сравнению с развитыми странами удельная энергоемкость производимого 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 развития производства энергии является постоянно возрастающая потребность в ней производственной и социальной сферы. Важную роль электроэнергетика играет в условиях перехода к рыночной экономике – от ее развития во многом зависит выход из экономического кризиса, решение социальных проблем. На решение социальных задач в 2010 г. пойдет свыше 60% прироста потребления электроэнергетики.
Особенностью электроэнергетики является то, что ее продукция не может накапливаться для последующего использования, поэтому потребление соответствует производству электроэнергетики и по размерам (разумеется, с учетом потерь), и во время. Существуют устойчивые межрайонные связи по ввозу и вывозу электроэнергетики. Электроэнергетика является отраслью специализации Приволжского и Сибирского федеральных округов. Крупные электростанции играют значительную районообразующую роль. На их базе возникают энергоемкие и теплоемкие производства (выплавка алюминия, титана, ферросплавов, производство химических 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 строительство электрометаллургического комбината.
Представить сегодня нашу жизнь без электроэнергетической энергетики невозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Немыслим без электроэнергии и наш быт. Столь широкое распространение объясняется ее специфическими свойствами:
- Возможность превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и т.п.);
- Способностью относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах;
- Огромными скоростями протекания электромагнитных процессов;
- Способностью к дроблению энергии и изменению параметров – напряжения, частоты.
В промышленности электрическая энергия применяется для приведения в действие 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 развитие кибернетики, вычислительной техники, космической отрасли.
Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышленности. Электротранспорт не загрязняет окружающую среду. Большое количество электроэнергии потребляет электрифицированный железнодорожный транспорт, что позволяет повышать пропускную способность дорог за счет увеличения скорости движения поездов, снижать себестоимость перевозок, повышать экономию топлива.[5,122]
Электроэнергия в быту является основным фактором обеспечения комфортабельной жизни людей. Уровень развития электроэнергетики отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-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. Доля потребления электроэнергии промышленности составляет 48,9%.Основным потребителем электроэнергии являются такие отрасли как топливная, жилищно-коммунальное хозяйство, 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 10 гидроэлектростанций и 20 паровых электростанций суммарной мощностью 1,5 млн кВт. 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 и Волховская гидроэлектростанции, Шатурская ГРЭС на торфе и Каширская ГРЭС на подмосковных углях. Основу плана составили:
- Широкое использование на электростанциях местных топливных ресурсов;
- Создание высоковольтных электрических сетей, объединяющих мощные станции;
- Экономическое использование топлива, достигаемое параллельной работой ТЭС и ГЭС;
- Сооружение ГЭС в первую очередь в районах, бедных органическим топливом.
План ГОЭЛРО создал базу индустриализации России. В 1920-е годы наша страна занимала одно из последних мест по выработке энергии, а уже в конце 1940-х годов она заняла первое место в Европе и второе в мире.
Сегодня мощность всех электростанций России составляет около 212,8 млн кВт. В последние годы произошли огромные организационные изменения в энергетике. Создана акционерная компания РАО «ЕЭС России», управляемая советом директором и осуществляющая производство, распределение и экспорт электроэнергии. Это крупнейшее в мире централизованно управляемое энергетическое объединение. Фактически в России сохранилась монополия на производство электроэнергии в ведении 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 источниках энергии.
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 % больше по сравнению с 2003 г. Таким образом, имеет место существенное опережение темпов расширения международной торговли электроэнергией по сравнению с темпами роста ее производства. Крупнейшими экспортерами электроэнергии являются Франция (69 ТВт·ч в 2003 г.), Парагвай (40 ТВт•ч) и Канада (36 ТВт•ч), крупнейшими импортерами — США и Италия (по 37 ТВт•ч). Хорошо известно, что Россия обладает огромными запасами органических топлив: 45% мировых запасов природного газа, 23% угля и 13% нефти находится в ее недрах. Лидерство России на мировом рынке энергоресурсов, с одной стороны, дает множество политических и экономических преимуществ, а с другой - накладывает целый ряд обязательств и серьезную ответственность. Причем не только на внешнем рынке, но и внутри страны. Возрастающее потребление электроэнергии во всем мире и в активно развивающейся экономике России - устойчивая тенденция, требующая постоянного увеличения объемов как экспортных поставок энергоносителей, так, безусловно, и стабильного обеспечения растущих потребностей внутреннего рынка. Это придает первоочередную важность таким вопросам, как привлечение в отрасль инвестиций, техническое переоснащение и совершенствование объектов энергетики. Между тем отставание в развитии 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 часть экспорта 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 развития электроэнергетики
При развитии энергетики огромное значение придается вопросам правильного размещения электроэнергетического хозяйства. Важнейшим условием рационального размещения электрических станций является всесторонний учет потребности в электроэнергии всех отраслей народного хозяйства страны и нужд населения, а также экономического района на перспективу.
Одним из принципов размещения электроэнергетики на современном этапе развития рыночного хозяйства является преимущественное строительство набольших по мощности тепловых электростанций, внедрение новых видов топлива, развитие сети дальних высоковольтных электропередач. В дорыночный период строились очень крупные электростанции. Наиболее крупные электростанции мощностью по 2 млн кВт и более работают во многих регионах страны.
Особенностью развития электроэнергетики было строительство атомных электростанций, в первую очередь в районах, дефицитных по топливу Атомные электростанции в своем размещении учитывают потребительский фактор. Установлено, что энергетический эквивалент разведанных мировых запасов ядерного горючего во много раз превосходит энергетический эквивалент известных мировых запасов угля, нефти и гидроэнергии, вместе взятых. Кроме того, преимущество атомных электростанций перед другими тепловыми и гидростанциями состоит в том, что их можно строить в любом районе независимо от его топливных или водных ресурсов.
Существенная особенность развития и размещения электроэнергетики – широкое строительство теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) для теплофикации различных отраслей промышленности и коммунального хозяйства. Под теплофикацией понимается централизованное снабжение теплом городов и промышленных предприятий с одновременным производством электроэнергии. Теплофикация дает экономию топлива и почти вдвое увеличивает коэффициент полезного действия электростанции, позволяет производить дешевую тепловую энергию для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения и, следовательно, способствует лучшему удовлетворению бытовых нужд населения.
Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) размещаются в пунктах потребления пара и горячей воды, поскольку передача тепла по трубопроводам экономически целесообразна лишь на небольшие расстояния. При проектировании и сооружении тепловых электростанций учитываются климатические условия отдельных районов страны. Это позволяет удешевлять и сокращать сроки строительства. Так, в южных районах, где нет сильных морозов, все более широкое распространение получают электростанции открытого или полуоткрытого типа.
Важным направлением в развитии электроэнергетики является также строительство гидроэлектростанций.
Гидроэнергетическое строительство развертывалось быстрыми темпами. За предвоенный период были построены ГЭС общей мощностью свыше 1 млн кВт (Волховская, Свирская и др.). В этот же период началась реконструкция рек Волги, Камы, которая продолжалась и в послевоенный период.
В практической работе по размещению электростанций большое значение имеет кооперирование гидроэлектростанций с тепловыми электростанциями. Это обусловлено тем, что выработка электроэнергии на гидростанциях сильно колеблется в течение года в связи с изменениями водного режима рек. Объединение тепловых и гидравлических электростанций в одной энергосистеме позволяет компенсировать недостаток в выработке энергии на гидростанциях в маловодные периоды года за счет электроэнергии, вырабатываемой на тепловых электростанциях.[4, 251]
2.2 Энергетические ресурсы России и география их размещения
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 по регионам.
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 экономическое положение, но не обладает значительными ресурсами. Запасы топливных ресурсов крайне малы, хотя по их потреблению район занимает одно из первых мест в стране. Он расположен на пересечении сухопутных и водных дорог, которые способствуют возникновению и укреплению межрайонных связей. Запасы топлива представлены Подмосковным буроугольным бассейном. Запасы гидроэнергии невелики, созданы системы водохранилищ на Оке, Волге и других реках. Также разведаны запасы нефти, но до добычи еще далеко. Можно сказать, что энергетические ресурсы ЦЭР имеют местное значение, и электроэнергетика не является отраслью его рыночной специализации.
В структуре электроэнергетики Центрального экономического района преобладают крупные тепловые электростанции. Конаковская и Костромская ГРЭС, имеющие мощность по 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 Центрального экономического района невелики и немногочисленны. В районе Рыбинского водохранилища построена Рыбинская ГЭС на Волге, а также Угличская и Иваньковская ГЭС. Гидроаккумулирующая электростанция построена около Сергиева Посада. В районе есть две крупные атомные электростанции: Смоленская (3 млн. кВт) и Калининская (2 млн. кВт), а также Обнинская АЭС.
Поволжский экономический районспециализируется на нефтяной и нефтеперерабатывающей, химической, газовой, обрабатывающей промышленности, производстве строительных материалов и электроэнергетике. В структуре хозяйства выделяется межотраслевой машиностроительный 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 Волгоградской областях. Ресурсы природного газа обнаружены в Астраханской области (формируется газопромышленный комплекс), в Саратовской (Курдюмо-Елшанское и Степановское 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 ряд крупных ТЭЦ. Отдельные более мелкие тепловые электростанции обслуживают населенные пункты и промышленность в них. В районе построено две атомных электростанции: Балаковская (3млн. кВт) и Димитровградская АЭС. На Волге построены Самарская ГЭС (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 Набережные Челны. Гидроэлектростанции работают в объединенной системе.
Урал – один из самых мощных индустриальных комплексов в стране. Отраслями рыночной 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 в крупнейшем в европейской части России оренбургском газоконденсатном месторождении. Запасы угля невелики.
В Уральском экономическом районе в структуре электроэнергетики преобладают тепловые 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 тепловые электростанции, Яйвинская, Южноуральская и Кармановская ТЭС. Гидроэлектростанции построены на реке Уфе (Павловская ГЭС) и Каме (Камская и Воткинская ГЭС). На Урале есть атомная электростанция – Белоярская АЭС (0,6 млн. кВт) около города Екатеринбурга. Наибольшая концентрация электростанций – в центре экономического района.
Западная Сибирь относится к районам с высокой обеспеченностью природными ресурсами при дефиците трудовых ресурсов. Она расположена на перекрестке железнодорожных магистралей и великих сибирских рек в непосредственной близости от индустриально развитого Урала.
В Западной Сибири ведущая роль принадлежит тепловым электростанциям. Сургутская ГРЭС (3,1 млн. кВт) расположена в центре региона. Основная же часть электростанций 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 на Оби около Новосибирска. Атомных электростанций в районе нет.
Восточная Сибирь отличается исключительным богатством и разнообразием природных ресурсов. Здесь сосредоточены огромные запасы угля и гидроэнергетических ресурсов. Наиболее изученными и освоенными являются Канско-Ачинский, Иркутский и Минусинский угольный бассейны. Есть менее изученные месторождения (на территории Тывы, Тунгусский угольный бассейн). Есть запасы нефти. По богатствам гидроэнергетических ресурсов Восточная Сибирь занимает в России первое место. Высокая скорость течения Енисея и Ангары создает благоприятные условия для строительства электростанций.
На Енисее построены Усть-Хантайская ГЭС, Курейская ГЭС, Майнская ГЭС, Красноярская ГЭС (6 млн. кВт) и Саяно-Шушенская ГЭС (6,4 млн. кВт). Большое значение имеют гидравлические электростанции, сооруженные на Ангаре: Усть-Илимская ГЭС (4,3 млн. кВт), Братская ГЭС (4,5 млн. кВт) и Иркутская ГЭС (600 тыс. кВт). Строится Богучановская ГЭС. Также сооружены Мамаканская ГЭС на реке Витим 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 для обслуживания таких городов, как Красноярск, Ангарск, Улан-Удэ. Атомных электростанций в районе нет. [5, 340]
2.3 Энергетические кризисы
Энергетический кризис — явление, возникающее когда спрос на энергоносители значительно выше их предложения. Его причины могут находиться в области логистики или политики.
В 2006 году дефицит электроэнергии только в Москве по официальным данным составляет около 1500 мВт (12-14 % от общего уровня потребления).
Почему в России возникает энергетический кризис? Ведь СССР занимал второе место в мире по добыче энергетического сырья и по производству электроэнергии, уступая в этом отношении лишь США. Цена одного киловатт-часа электроэнергии составляла — сейчас это звучит почти невероятно — всего одну копейку, тогда как в США и Западной 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 «развитые страны» энергетическим сырьем и электроэнергией. Российским газом в изобилии снабжаются Германия, Австрия, Италия, Франция, Греция, Финляндия. В эти страны уходит около 120 миллиардов кубометров, еще 16 миллиардов кубометров планируется поставлять в Турцию. Россия также снабжает газом почти все страны СНГ. В итоге более 40% из добываемых 530 миллиардов кубометров газа уходят из страны.
С нефтью ситуация еще хуже, поскольку товар этот очень дефицитный, а алчность российских нефтедобытчиков, присвоивших себе гигантскую общенародную собственность, трудно переоценить. В итоге из добытых в 2005 г. 313 миллионов тонн нефти в осталось лишь 168,5 миллиона тонн.
Иначе говоря, в нарушение всех российских законов, по которым полагается продавать не более 30% нефти и нефтепродуктов, за рубеж ушло 46% годовой добычи.
Но совершенно особая, просто трагическая ситуация складывается с угледобывающей промышленностью, скорость развала которой превосходит все мыслимые представления. Каменный уголь был и продолжает оставаться основой мировой энергетики. Его добычу стремительно наращивают все страны мира. За последние 10—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 мировом производстве электроэнергии составляет около 50%, в Польше — 96, ЮАР — 95, Австралии — 86, КНР — 71, Великобритании — 63, ФРГ — 63, США — 56%. США уже довели ежегодную добычу угля до 1100, а Китай — до 1500 миллионов тонн.И лишь Россия — единственная страна в мире, где за последние 10 лет добыча угля упала вдвое,— с 450 млн. до 230 млн. тонн — на фоне экспорта угля, рубеж. Доля угля в российском топливно-энергетическом балансе составляет сейчас лишь 12%, а в выработке электроэнергии — 26%.
Разведанные запасы угля в России очень велики, они превышают 200 миллиардов тонн, из них ценные коксующиеся угли составляют более 40 миллиардов тонн, а особо ценные — около 20 миллиардов. Почти 120 миллиардов тонн угля можно добывать самым эффективным способом — в открытых разрезах. Крупные месторождения угля разведаны и в тех районах, где нет нефти и газа,— на юге Сибири, в Приамурье, Приморье, на Северо-Востоке. Казалось бы, проблем нет: можно и нужно добывать сколько необходимо.
Добыча угля сокращалась прежде всего по причине низкого платежеспособного спроса на внутреннем рынке. Кроме того, непомерно возросшие железнодорожные тарифы повлекли за собой такой резкий рост затрат на перевозку угля, что они часто превышают затраты на добычу. Вместе с тем основное горно-транспортное оборудование практически исчерпало свой ресурс: его не обновляли с советских времен. Но даже несмотря на резкое снижение удельного веса подземной добычи, травматизм в угольной промышленности чудовищно возрос.[8, 15]
3. Типы электростанций
Основной тип электростанций в России- тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, газ, мазута, сланцы, торф). На их долю приходится около 67 % производства электроэнергии. Основную роль играют мощные (более 2 млн кВт) ГРЭС – государственные районные электростанции, обеспечивающие потребности экономического района и работающие в энергосистемах. (Приложение №1)
Таблица 3 - Динамика производства, по видам электростанций
| Производство 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, можно сделать следующие выводы. Основную долю в производстве электроэнергии занимают тепловые электростанции – 66,34%, затем гидроэлектростанции – 17,16%, наименьшую долю в производстве электроэнергии занимают атомные электростанции – 16,5%.
На размещение тепловых электростанций оказывают основное влияние топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные из них располагаются, как правило, в местах добычи топлива: чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать электроэнергию.
3.1 Тепловые электростанции
Тепловые электростанции ориентированы на потребителя и одновременно находятся у источников топливных ресурсов. Потребительскую ориентацию имеют электростанции, использующие высококалорийное топливо, которое экономически выгодно транспортировать. Электростанции, работающие на мазуте, располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности. Крупнейшие ГРЭС приводятся в таблице 4 .
Таблица 4 - Размещение ГРЭС мощностью более 2 млн кВт
| Федеральный 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 типами электростанций – это относительно свободное размещение, связанное с широким распространением топливных ресурсов в России; способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний (в отличие от ГЭС). К Недостаткам относятся: использование невозобновимых топливных ресурсов, низкий КПД, крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду КПД обычной ТЭС – 37-39%. Несколько большой КПД имеют ТЭЦ – теплоэлектроцентрали, обеспечивающие теплом предприятия и жилье с одновременным производством электроэнергии – 60 %. Топливный баланс тепловых электростанций России характеризуется преобладанием газа и мазута.
Тепловые электростанции всего мира выбрасывают в атмосферу ежегодно 200-250 млн т золы и около 60 млн т сернистого ангидрида; кроме того они поглощают огромное количество кислорода.
3.2 Гидравлические электростанции (ГЭС)
ГЭС занимают второе место по количеству вырабатываемой электроэнергии. Гидроэлектростанции являются весьма эффективным источником энергии, поскольку используют возобновимые ресурсы, они просты в управлении (количество персонала на ГЭС в 15-20 раз меньше, чем на ГРЭС) и имеют высокий КПД – более 80%. В результате производимая на ГЭС энергия – самая дешевая. К огромным достоинствам ГЭС относится высокая маневренность, т.е. возможность практически мгновенного автоматического запуска и отключения любого требуемого количества агрегатов, что позволяет использовать мощные ГЭС либо в качестве максимально маневренных «пиковых» электростанций, обеспечивающих устойчивую работу крупных энергосистем, либо «покрывать» плановые пики суточного графика нагрузки энергосистемы, когда имеющихся в наличии мощностей ТЭС не хватает.
Наиболее мощные ГЭС построены в Сибири, где освоение гидроресурсов наиболее эффективно: удельные капиталовложения в 2-3 раза ниже и себестоимость электроэнергии в 4-5 раз меньше, чем в Европейской части страны.
Таблица 5 - ГЭС мощностью более 2 млн кВт
| Федеральный 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 реках каскадов гидроэлектростанций. Каскад – групп ГЭС, расположенных ступенями по течению водного потока для последовательного использования его энергии. Помимо получения электроэнергии каскады решили проблемы снабжения населения и производства водой, устранения упадков, улучшения транспортных условий. Саамы крупные 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 его состав входят Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Городецкая, Чебоксарская, Волжская (вблизи Самары), Саратовская, Волжская (вблизи Волгограда). Весьма перспективным является строительство гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Их действие основано на цикличном перемещении одного и того же объема воды между двумя бассейнами – верхним и нижним. ГАЭС позволяют решать проблемы пиковых нагрузок, маневренности использования мощностей энергосетей. В России, остро стоит проблема создания маневренности электростанций, в том числе ГАЭС. Построены Загорская ГАЭС (1,2 млн кВт), строится Центральная ГАЭС (3,6 млн кВт).
Гидроэнергетику также нельзя считать экологически чистой. Строительство плотин и водохранилищ резко меняет режим рек, замедлят течения, а это разрушает водные 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 катастрофа вызвала сокращение программы атомного строительства, с 1986 г. в эксплуатацию были введены только четыре энергоблока. В настоящее время ситуация меняется. Правительством РФ было принято специальное постановление, фактически утвердившее программу строительства новых АЭС до 2010 г. Первоначальный ее этап – модернизация действующих энергоблоков и ввод в эксплуатацию новых, которые должны заменить выбывающие после 2000 г. блоки Билибинской, Нововоронежской и Кольской 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 АЭС
| Федеральный 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 в электроэнергии, природных условий (в частности, достаточного количества воды), плотности населения, возможности обеспечения защиты людей от недопустимого радиационного воздействия при тех или иных ситуациях. Принимается во внимание вероятность возникновения на предполагаемой территории землетрясений, наводнений, наличие близких грунтовых вод. АЭС должны размещаться не ближе 25 км от городов с численностью более 100 тыс. жителей, АСТ – не ближе 5 км. Ограничивается суммарная мощность электростанций: АЭС- 8 млн кВт, АСТ – 2 млн кВт.
Преимущества АЭС состоят в том, что их можно строить в любом районе независимо от его энергетических ресурсов; атомное топливо отличается большим содержанием энергии (в 1 кг основного ядерного топлива – урана – содержится энергии столько же, сколько в 2500 т угля). АЭС не дают выбросов в атмосферу в условиях безаварийной работы (в отличие от ТЭС), не поглощают кислород.
К негативным последствиям работы АЭС относятся:
- Трудности в захоронении радиоактивных отходов. Для их вывоза со станции сооружаются контейнеры с мощной защитой и системой охлаждения. Захоронение производится в земле на больших глубинах в геологически стабильных пластах;
- Катастрофические последствия аварий на наших АЭС вследствие несовершенной системы защиты;
- Тепловое загрязнение используемых АЭС водоемов.
Функционирование АЭС как объектов повышенной опасности требует участи государственных органов власти и управления в формировании направлений развития, выделений необходимых средств.[5, 344]
3.4 Альтернативные источники энергии
В последние годы в России возрос интерес к использованию альтернативных источников 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 на Кольском полуострове.
Термальные горячие воды используются для горячего водоснабжения гражданских объектов и в теплично-парниковых хозяйствах. На Камчатке на р. Паужетка построена геотермальная электростанция. Ее мощность 5 мВт.
Крупными объектами геотермального теплоснабжения являются теплично-парниковые комбинаты – Паратунский на Камчатке и Тернапрский в Дагестане. В перспективе масштабы использования термальных вод будут неуклонно возрастать.
Ветровые установки в жилых поселках Крайнего Севера используются для защиты от коррозии магистральных газо- и нефтепроводов, на морских промыслах.
Разработана программа, согласно в начале третьего тысячелетия планируется построить ветровые электростанции – Колмыцкую, Тувинскую, Магаданскую, Приморскую и геотермальные электростанции – Верхнее-Мугимовскую, Океанскую. На юге России, в Кисловодске, предполагается сооружение первой в стране опытно-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 электростанций позволит к 2010 довести долю нетрадиционной и малой энергетики в энергобалансе России до 2%.[3, 255]
4. Реструктуризация и перспективы электроэнергетики
4.1 Реструктуризация электроэнергетики
Российская энергетика переживает непростой период. Серьезная авария в Московской энергосистеме в 2005 г., ограничение энергоснабжения в исключительно холодную зиму 2005-2006 гг., неоднократные перебои в энергоснабжении в разных регионах России и отказы в подключении новых объектов усилили беспокойство по поводу надежности энергоснабжения, подчеркнули значительные потребности сектора в капиталовложениях, став стимулом для структурной перестройки электроэнергетики. Это привело к серьезному пересмотру инвестиционной программы холдинга РАО "ЕЭС России" на 52,7% принадлежащего государству, и сделало приватизацию генерирующих компаний и дерегулирование цен на электроэнергию более приемлемыми для политиков.
В процессе проводимой реформы энергетики структура российской электроэнергетической отрасли претерпевает коренные изменения. Тепловые и гидроэлектростанции, которые находились в собственности РАО ЕЭС и его дочерних предприятий - региональных электроэнергетических компаний (АО-энерго), были разделены между 21 генерирующей компанией. На долю этих компаний приходится 70% производства электрической энергии в стране. Большинство из них остаются дочерними структурами РАО ЕЭС, но должны быть приватизированы. "ИнтерРАО ЕЭС" - дочернее предприятие РАО ЕЭС, ведущее зарубежный бизнес группы, - получит 4 тепловых электростанции, которые до сих пор не были затронуты процессом реструктуризации, и станет 22-й генерирующей компанией.
Одной из основных задач реформы российской энергетики является разделение технологической цепочки по видам деятельности - производства, передачи, распределения и сбыта электроэнергии - с целью развития конкуренции, повышения эффективности и прозрачности регулирования. Эти изменения призваны способствовать притоку инвестиций в сектор и улучшению качества услуг, в конечном счете обеспечивая рост национальной экономики. В самостоятельном дерегулированном сегменте генерации бизнес-риск выше, чем в других звеньях производственной цепочки вследствие высокой капиталоемкости, стандартизованного характера продукции отрасли, ценовой конкуренции, высокой зависимости от цен на другие стандартизованные товары (например, топливо) или от изменения объемов водных 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 общего потенциала электростанций нашей страны создана Единая энергетическая система (ЕЭС). Экономическая выгодность мощных линии электропередачи и объединение энергосистем очевидны: значительно повышается надежность снабжения, электроэнергией народного хозяйства экономических районов, выравниваются суточные и годовые графики потребления электроэнергии, улучшаются экономические показатели станций, создаются условия для полной электрификации районов, испытывающих недостаток в электроэнергии. В ЕЭС работают свыше 700 крупных электростанций, что составляет 84% мощности всех электростанций. Управление ЕЭС осуществляется из единого центра, оснащенного электронно-вычислительной техникой.
Основными положениями новой энергетической политики должны стать:
- Приведение одновременно с конвертируемостью рубля цен на энергоносители в соответствии с мировыми ценами с постепенной ликвидацией перекосов цен на внутреннем рынке;
- Акционирование предприятий топливно-энергетического комплекса с привлечением денежных средств населения, зарубежных инвесторов и отечественных коммерческих структур;
- Поддержка независимых производителей энергоносителей, прежде всего ориентированных на использование местных и возобновляемых энергетических ресурсов;
- Расширение возможностей привлечения инвестиций на развитие Единой энергетической системы России и региональных энергетических компаний.
В перспективе Россия должна отказаться от строительства новых крупных тепловых и гидравлических станций, требующих огромных инвестиций и гидравлических станций, требующих огромных инвестиций и создающих экологическую напряженность. Предполагается строительство ТЭЦ малой и средней мощности и малых АЭС в удаленных северных и восточных регионах. На Дальнем Востоке предусматривается развитие гидроэнергетики за счет строительства каскада средних и малых ГЭС. До 2010 г. планируется осуществить техническое перевооружение и реконструкцию тепловых электростанций, работающих на угле, и привести их на использование чистых угольных технологий, а также реконструировать электростанции, работающие на газе, оснастив их парогазовыми установками.[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 вТульской 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 общем производство 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. Основным потребителем электроэнергии в Тульской области является промышленность, коммунально-бытовой сектор. Так, в 2010 году прогнозируется потребление электроэнергии промышленностью – 6600 (миллионов киловатт-часов), строительством – 103 (миллионов киловатт-часов), коммунально-бытовым сектором – 3000 (миллионов киловатт-часов), сельским хозяйством - 450 (миллионов киловатт-часов), транспортом – 390 (миллионов киловатт-часов), прочими объектами – 2357 (миллионов киловатт-часов).
Заключение
Российская электроэнергетика, созданная отечественными учеными, инженерами и рабочими, является нашей национальной гордостью не только из-за ее надежности и эффективности, но и благодаря ее существенному вкладу в социальную стабильность общества и конкурентоспособность промышленности, включая энергоемкие отрасли. Это немало для любой страны, а для российского климата и расстояний является достоянием, утратой которого рисковать непозволительно. 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. Холдинговой энергокомпанией является РАО “ЕЭС России”, где 52% акций принадлежат Российской Федерации. Основная проблема российской энергетики – составная часть производственных фондов отрасли устарели и нуждаются в замене.
В качестве основных задач развития российской энергетики можно выделить следующие:
1. Снижение энергоемкости производства.
2. Сохранение единой энергосистемы России.
3. Повышение коэффициента используемой мощности электростанций.
4. Полный переход к рыночным отношениям, освобождение цен на энергоносители, полный переход на мировые цены, возможный отказ от клиринга.
5. Скорейшее обновление парка электростанций.
6. Приведение экологических параметров электростанций к уровню мировых стандартов.
Для решения всех этих мер принята правительственная программа “Топливо и энергия”, представляющая собой сборник конкретных рекомендаций по эффективному управлению отраслью.
Список используемой литературы
1. Федеральная целевая программа «Энергоэффективная экономика» на 2002 – 2005 годы на перспективу до 2010 года. Утвержденная постановление правительства РФ от 17 ноября 2001г. № 796
2. Постановление Администрации Тульской области от 29.07.2004 «О региональной энергетической программе Тульской 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. Региональная экономика: Учебник для вузов / Под ред. Проф. Т.Г. Морозовой. – 3-е изд., перераб. и доп.-М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003.-519 с.
6. Экономика и управление 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 с концепцией реструктуризации энергетики России // Промышленные ведомости-2007.-№11. - 59 с.
8. Гришковец Е. Энергетический кризис и уничтожение угольной промышленности России//Финансовый контроль-2005.-№7.- 36 с.
9. Российский статистический ежегодник. 2004 /Госкомстат РФ. – М., 2004.