Основные принципы и факторы размещения и развития электроэнергетики

Преимущества тепловых электростанций: 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 (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).

Атомные электростанции (АЭС). АЭС используют транспортабельное топливо. АЭС ориентируются на потребителей, расположенных в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом или в местах, где выявленные ресурсы минерального топлива ограничены. Кроме этого, атомная электроэнергетика относится к отраслям исключительно высокой наукоемкости.

Доля АЭС в суммарной  выработке электроэнергии в России составляет пока 12%, в США – 20%, Великобритании – 18.9%, Германии – 34%, Бельгии – 65%, Франции  – свыше 76%.

Сейчас в России действуют  девять АЭС общей мощностью 20.2 млн  кВт: в Северо-Западном районе –  Ленинградская АЭС, в Центральном  – Курская и Нововоронежская  АЭС, Смоленская, Поволжье – Балаковская  АЭС, Северном регионе – Кольская АЭС, на Урале – Белоярская АЭС, Дальнем  Востоке – Билибинская АЭС.

Достоинства АЭС: их можно  строить в любом районе; коэффициент  использования установленной мощности равен 80%; при нормальных условиях функционирования они меньше наносят вред окружающей среде, чем иные виды электростанций; не поглощают кислород. Недостатки АЭС: трудности в захоронении  радиоактивных отходов , катастрофические последствия аварий на наших АЭС  вследствие несовершенной системы  защиты; тепловое загрязнение используемых АЭС водоемов. С экономической  точки зрения, ядерная энергетика специфична: ей свойственны, по крайней  мере, две кардинальные особенности. Первая особенность связана с  большой ролью капиталовложений, которые вносят основной вклад в  стоимость электроэнергии,- из чего следует необходимость особо  тщательно и обоснованно учитывать  роль капиталовложений. Вторая определяется спецификой использования ядерного топлива, которая существенно отличается от той, что присуща обычному химическому  топливу. К сожалению, до сих пор  не сложилось единого мнения о  том, как следует учитывать эти  особенности в экономических  расчетах.

 Известно, что удельные  капиталовложения в АЭС значительно  выше, чем в обычные электростанции.

Рис. 1 « Атомные Электростанции России»

Гидравлические  электростанции (ГЭС). На ГЭС вырабатывается электроэнергия, использующая естественную гидравлическую энергию рек, а также энергию, искусственно аккумулированную в водохранилищах. ГЭС дают около пятой части электроэнергии, производимой в России. Полная мощность ГЭС реализуется лишь в теплые месяцы и только в многоводные годы.

Самые крупные ГЭС в  нашей стране входят в состав Ангаро- Енисейского каскада: Саяно-Шушенская, Красноярская, Иркутская. В европейской  части страны создан крупнейший Волжско-Камский  каскад 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 достоинствам ГЭС относится: использование неисчерпаемых ресурсов; просты в запуске и управлении; имеют высокий КПД; производят самую  дешевую электроэнергию; улучшают условия  судоходства на реках; облегчают  условия орошения близлежащих сельскохозяйственных угодий. К недостаткам ГЭС относятся: требуют больших капиталовложений на строительство; их возведение на равнинах связано со значительными потерями земель, причем лучших – пойменных, отличающихся высоким плодородием; при сооружении водохранилищ неизбежным является переселение жителей из затапливаемых населенных пунктов, что требует очень больших  расходов; выработка электроэнергии зависит от климатических условий  и меняется по сезонам.

Рис.2. « ГЭС России»

С 2000 г. электроэнергетика  России (в первую очередь ОАО «РАО «ЕЭС России») находится в состоянии  реформирования, в ходе которого осуществляется формирование ряда новых компаний, разделенных по видам деятельности (производство, распределение, оперативно-диспетчерское  управление, сбыт электроэнергии, а  также ремонт и сервисное обслуживание), изменение системы государственного регулирования отрасли, а также  формирование конкурентного рынка  электроэнергии.

В настоящее время на стадии завершения находится процесс разделения функций  в электроэнергетике на естественно  монопольные (распределение, оперативно-диспетчерское  управление) и потенциально конкурентные (производство, сбыт электроэнергии, ремонт и сервисное обслуживание) и создания структур, специализирующихся на отдельных видах деятельности. Завершено формирование основных инфраструктурных организаций, обеспечивающих функционирование рынка электроэнергии. С 1 ноября 2003 г. в России функционирует сектор свободной торговли оптового рынка электроэнергии. С 1 января 2006 г. на оптовом рынке электрической энергии (мощности) приступили к работе генерирующие компании, которым присвоен статус самостоятельных участников оптового рынка. Федеральной службой по тарифам для новых поставщиков оптового рынка установлены постанционные тарифы на поставку электрической энергии и мощности. Кроме того, ведется работа по подготовке к запуску новой модели оптового рынка, основанной на заключении двусторонних регулируемых договоров.

2.2. Проблемы развития отрасли

В настоящее время российская электроэнергетика переживает состояние  острого кризиса. Существуют крупные  препятствия и нерешенные проблемы. 

В условиях слабого бюджетного финансирования, в результате исключения инвестиционной составляющей из себестоимости  энергии электроэнергетика потеряла значительную часть источников инвестиций. Итог неутешителен – затормозилось  развитие отрасли. Новых мощностей  вводится на порядок меньше необходимого их объема с учетом морального и  физического старения оборудования электростанций.

В настоящее время проблеме возобновления мощностей в экономическом  развитии придается первостепенное значение. И в случае непринятия кардинальных мер возникнет дефицит  мощностей на энергетическом рынке  России. Промышленность будет усиленно развиваться, требуя дополнительной электроэнергии, а ее не будет.

Тепловая энергетика России располагает уникальной, потенциально эффективной структурой топлива, в  которой 63% составляет природный газ, 28% – уголь и 9% – мазут. В ней  заложены огромные возможности энергосбережения и охраны окружающей среды.

В тоже время эффективность  топливоиспользования на ТЭС, работающих на газе, недостаточна. Она значительно  уступает топливной экономичности  современных парогазовых установок (ПГУ). Реальное повышение технического уровня отечественной теплоэнегергетики  при эффективном использовании  капиталовложений на эти цели, может  быть достигнуто главным образом  путем реконструкции с переводом  действующих ТЭС на природный  газ и строительства новых  газовых ТЭС, как правило, с применением  ПГУ. Парогазовая технология на базе современных газовых турбин позволяет  на 20% снизить капиталовложения и  на столько же повысить эффективность  использования топлива, получить при  этом существенный природоохранный  эффект.

В последние годы в электроэнергетике  России неуклонно обостряется проблема физического и морального старения оборудования электростанций и электрических  сетей.

Низкие темпы инноваций  во многом обусловлены дефицитом  финансовых ресурсов, как из-за неплатежей потребителей энергии, так и вследствие недостаточности источников финансирования этих работ.

Старение оборудования –  одна из главных причин ухудшения  технико-экономических и экологических  показателей электростанций. Сохранение тенденции снижения располагаемой  мощности электрических станций  даже в краткосрочной перспективе  может привести к невозможности  удовлетворения растущего спроса на электроэнергию. Низкая рентабельность и неплатежи, отсутствие государственной  поддержки развития электроэнергетики  привели к снижению за последние  годы объема инвестиций в электроэнергетику  в несколько раз.

Совмещение естественно  монопольных и не являющихся таковыми видов деятельности в рамках одной  компании не способствует достижению эффективности финансово-хозяйственной  деятельности и не позволяет вывести  из-под государственного тарифного  регулирования потенциально конкурентные виды деятельности. Все это приводит к снижению надежности, безопасности и эффективности энергоснабжения. Нарастает угроза ограничений по удовлетворению будущего спроса на электрическую  и тепловую энергию.

Самой главной проблемой  в коммерческих потерях является хищение электроэнергии, из которой  вырастает множество других. Электроэнергетика  стала бизнесом, а электроэнергия стала коммерческим товаром на розничном  рынке. Наибольшее число хищений  и наибольшие объемы похищаемой электроэнергии имеют место в бытовом секторе. Причинами этого являются, с одной  стороны, постоянный рост тарифов на электроэнергию при одновременном  возрастании объёма её потребления  и снижения платёжеспособности населения, а с другой стороны относительная  доступность и простота осуществления  того или иного способа хищения  при отсутствии правовой базы для  привлечения к ответственности  похитителей. До сих пор остаётся неясным и до конца нерешенным вопрос о том, какой из органов- Государственный  энергетический надзор, энергоснабжающие или сетевые организации должны осуществлять контроль наличия хищения, выявлять факты хищения, оформлять  соответствующие юридические документы  для привлечения к ответственности. Следует отметить ещё один неблагоприятный  фактор: при несанкционированном  подключении нагрузки к электросетям снижается уровень напряжения, могут  ухудшаться и другие показатели её качества. Кроме того хищение электроэнергии искажает статистику энергосбережения и приводит к росту дисбаланса между выработанной и отпущенной электроэнергией.

2.3. Тенденции и  перспективы развития отрасли.

Атомная промышленность и  энергетика рассматриваются в Энергетической стратегии (до 2020 гг.) как важнейшая часть энергетики страны, поскольку атомная энергетика потенциально обладает необходимыми качествами для постепенного замещения значительной части традиционной энергетики на ископаемом органическом топливе, а также имеет развитую производственно-строительную базу и достаточные мощности по производству ядерного топлива. При этом основное внимание уделяется обеспечению ядерной безопасности и, прежде всего безопасности АЭС в ходе их эксплуатации.

Для обеспечения запланированных  темпов развития атомной энергетики после 2020 г., сохранения и развития экспортного потенциала уже в настоящее время требуется усиление геологоразведочных работ, направленных на подготовку резервной сырьевой базы природного урана.

Максимальный вариант  роста производства электроэнергии на АЭС соответствует как требованиям  благоприятного развития экономики, так  и прогнозируемой экономически оптимальной  структуре производства электроэнергии с учетом географии ее потребления. При этом экономически приоритетной зоной размещения АЭС являются европейские  и дальневосточные регионы страны, а также северные районы с дальнепривозным  топливом. Меньшие уровни производства энергии на АЭС могут возникнуть при возражениях общественности против указанных масштабов развития АЭС, что потребует соответствующего увеличения добычи угля и мощности угольных электростанций, в том числе  в регионах, где АЭС имеют экономический  приоритет.

Основные задачи по максимальному  варианту – строительство новых  АЭС с доведением установленной  мощности атомных станций до 52,6 ГВт  к 2020 г. и продление назначенного срока службы действующих энергоблоков до 40–50 лет их эксплуатации;

В этом варианте, в частности, намечена достройка атомных энергоблоков (двух блоков – на Ростовской АЭС  и по одному – на Калининской, Курской  и Балаковской станциях) и новое  строительство 5,8 ГВт атомных энергоблоков (по одному блоку на Нововоронежской, Белоярской, Калининской, Балаковской, Башкирской и Курской АЭС). Одновременно намечено вывести из эксплуатации 12 энергоблоков первого поколения  на Билибинской, Кольской, Курской, Ленинградской  и Нововоронежской АЭС.

Основой электроэнергетики  России на всю рассматриваемую перспективу  останутся тепловые электростанции, удельный вес которых в структуре  установленной мощности отрасли  составит к 2010 г. 68%, а к 2020 г. – 67–70%. Они обеспечат выработку, соответственно, 69% и 67–71% всей электроэнергии в стране.

Относительно не высокий  прирост потребности в топливе  к 2020 г., по сравнению с выработкой электроэнергии, связан с практически полной заменой к этому периоду существующего неэкономичного оборудования на новое высокоэффективное, что требует осуществления практически предельных по возможностям вводов генерирующей мощности. Необходимость радикального изменения условий топливообеспечения тепловых электростанций в европейских районах страны и ужесточения экологических требований обусловливает существенные изменения структуры мощности ТЭС по типам электростанций и видам используемого топлива в этих районах. Основным направлением должно стать техническое перевооружение и реконструкция существующих, а также сооружение новых тепловых электростанций. При этом приоритет будет отдан парогазовым и экологически чистым угольным электростанциям, конкурентоспособным на большей части территории России и обеспечивающим повышение эффективности производства энергии. Переход от паротурбинных к парогазовым ТЭС на газе, а позже – и на угле обеспечит постепенное повышение КПД установок до 55%, а в перспективе до 60% что позволит существенно снизить прирост потребности ТЭС в топливе.