Топливно-энергетический комплекс России

В 1997 г. в России было добыть 306 млн. т нефти, 571 млрд. куб. м газа и 244 млн. т угля. В конце 80-х гг. добыча нефти доходила до 624,   газа – до 815, угля – до 800 (в тех же единицах измерения). Россия по-прежнему занимает первое место по добычи газа.

Большое значение для народного хозяйства  имеет добыча и производство ядерного топлива из урановых руд. Россия наряду с США, Канадой, Австралией, ЮАР производит и экспортирует обогащенный уран. В России существует единственное разрабатываемое месторождение урана – Краснокаменский рудник в Забайкалье. Переработку руды осуществляет Приаргунский горно-химический комбинат.

Атомная промышленность включает также предприятия по производству атомного и термоядерного оружия. Многочисленные НПО, НИИ, КБ ядерно-энергетического комплекса расположены в основном в Центральном, Северо-Западном, Волго-Вятском районах. Основными центрами являются: Москва, Санкт-Петербург, Дубна, Обнинск, а также «новые» города: Кремлев – бывший Арзамас-16 Нижегородской области с Российским федеральным ядерным центром – ВНИИ экспериментальной физики,  Озёрск – бывший Челябинск-65 с производственным объединением «Маяк», Северск – бывший Томск-7 с сибирским химическим комбинатом, Железногорск – бывший Красноярск-26 с горно-химическим комбинатом.

Электроэнергетика – комплексная базовая отрасль, объединяющая все процессы генерирования, передачи, трансформации и потребления  электроэнергии.

Значительно выросла в наше время доля стоимости продукции электроэнергетической отрасли в общем промышленном производстве страны (15,1%), где она занимает по этому показателю третье место.

Выработка энергии в мире возрастает ежегодно на 3-5%. Это наиболее высокий показатель роста в мировом хозяйстве. Почти во всех странах капиталовложения в энергетику доминируют. Стремительный рост потребления энергии закономерен. Дополнительных расходов энергии требуют:

• процесс индустриализации, идущий в мире: растет расход материалов (металлов, топлива, пластмасс) на душу населения; дорожает добыча цветных металлов из все более бедных руд (уже сейчас магний добывают из морской воды); увеличивается энергоёмкое производство качественных электросталей;
• создание циклических, замкнутых производств, направленных на охрану природной среды, где вредные отбросы почти полностью отсутствуют;
• химические технологии;
• увеличение энерговооруженности сельского хозяйства.

Объемы  производства электроэнергии сократились  до 77% с 1990 г. по 1997 г. в меньшей степени, чем продукция других отраслей. В 1997 г. электростанциями России выработано электроэнергии 834 млрд. кВт/ч. Экспорт электроэнергии в 1996 г. составил 32 млрд. кВт/ч (4%).

Производство  электроэнергии на душу населения по ряду экономически развитых стран в 1994 г. составляло: Норвегия – 28 тыс. кВт/ч; Швеция – 16; США – 13; Франция – 8; Германия – 6; Италия – 4 тыс. кВт/ч. В России сейчас производится 5,8 тыс. кВт/ч на человека. Однако следует отметить, что, во-первых, это показатель производства электроэнергии, но не её  потребления, во-вторых, показатель этот весьма изменчив в разных регионах: в Восточно-Сибирском экономическом районе он составляет более 15 тыс. кВт/ч, а  в Северо-Кавказском – только 2,4.

Резкое  снижение объемов строительства новых энергетических мощностей привело к тому, что около 40% оборудования электростанций выработало свой ресурс и требует реконструкции и технического перевооружения. Однако руководство РАО «ЕЭС России» утверждает, что российские энергетики сегодня обладают  возможностью произвести более триллиона кВт/ч электроэнергии.

Основная  часть электроэнергии используется промышленностью страны (1996 г.) – 51% всего производства. Почти 12% потребляется в коммунальном хозяйстве и в  быту, около 9% использует транспорт (прежде всего электрифицированные железные дороги), 10% - сельское хозяйство.

1.2. Структура отрасли.  За последние десятилетия структура производства электроэнергии в России медленно изменяется (Таблица 1.3.2).

Тепловые  электростанции. Этот вид электростанций отличается надежностью, отработанностью процесса. Производство постоянно, нет сезонности, основную роль играют мощные ГРЭС.

Крупные ГРЭС размещаются, как правило, в  районах добычи топлива и их мощность превышает 2 млн. кВт каждой. Важным принципом современного развития и размещения тепловых электростанций является изменение топливного баланса в пользу

Таблица 1.3.2 Структура производства электроэнергии в России.

большего  использования газа. Все в меньшей  степени будет использоваться в  качестве котельно-печного топлива  нефть, а также уголь.

Анализ  размещения ТЭС на карте показывает, что в европейской части страны основными ареалами концентрации ГРЭС являются наиболее мощные индустриальные экономические районы: Центральный район, в котором преимущественно на привозном газе и мазуте работают такие ГРЭС, как Конаковская и Костромская, мощностью более 3 млн. кВт/ч каждая; Уральский район, в котором на местных и привозных углях, мазуте, газе работают Рефтинская, Троицкая, Ириклинская, Пермская ГРЭС, мощностью от 2,4 до 3,8 млн. кВт/ч; Поволжье – Заинская ГРЭС; Северо-западный район, где на привозном топливе работает значительное количество ГРЭС.

В восточных районах страны крупными тепловыми электростанциями являются ТЭС Канско-Ачинского ТПК: Назаровская, Красноярская, Березовская. Мощность Березовской ГРЭС-1 планировалась на уровне 6,4 млн. кВт/ч. Первый блок построен и вырабатывает электроэнергию. Целый куст ГРЭС строится на попутном и природном газе Западно-Сибирского ТПК. Две Сургутские ГРЭС имеют суммарную мощность более 6 млн. кВт. Вводятся в строй очередные блоки третьей Сургутской, Нижневартовской и Уренгойской ГРЭС.

Хотя  тепловая энергетика ориентируется в основном на топливные базы, обладающие большими ресурсами дешевого топлива, с поставкой электроэнергии в районы потребления, в то же время работают ТЭС разной величины и на местных видах топлива: Нерюнгринская, Гусиноозерская, Харанорская в Дальневосточном районе и многие другие.

К тепловым электростанциям относятся и  теплоэлектроцентрали, обеспечивающие теплом предприятия и жилье, с  одновременным производством электроэнергии. Теплофикация обеспечивает экономию топлива, значительно увеличивая КПД электростанций (60% полезного использования топлива вместо 35% на ТЭС). ТЭЦ размещаются в пунктах потребления пара и горячей воды, поскольку радиус передачи тепла невелик (10-12 км). В настоящее время на теплоэлектроцентрали приходится около 1/3 мощности всех паровых турбин. Появились крупные ТЭЦ. Мощность более 1 млн. кВт имеют ТЭЦ-21, ТЭЦ-22 и ТЭЦ-23 Мосэнерго и Нижнекамская ТЭЦ.

В крупных  промышленных центрах стали появляться газотурбинные электростанции, работающие на двигателях внутреннего сгорания, которые выгодно использовать для покрытия пиковых нагрузок. Для введения их в действие нужно всего 20 минут (паровой – 5-7 часов).

Гидравлические  электростанции. ГЭС являются весьма эффективными источниками энергии, поскольку используют возобновимые ресурсы, обладают простотой управления и имеют высокий КПД (более 80%). В результате себестоимость производимой на ГЭС энергии в 5-6 раз ниже, чем на ТЭС.

Освоение  гидроресурсов наиболее эффективно в восточных районах страны, что  определяется сочетанием многоводности рек, горного рельефа территории, узости скальных русел и, следовательно, созданием большого напора воды. В результате себестоимость электроэнергии в 4-5 раз дешевле, чем в европейской части страны. ГЭС восточных районов играли первичную роль в освоении природных ресурсов и развитии производительных сил. На их основе созданы ТПК, специализирующиеся на энергоемких производствах.

Характерной чертой гидроэнергостроительства в  стране являлось сооружение на реках  каскадов гидроэлектростанций с комплексным использованием гидроресурсов: для получения электроэнергии, снабжения производства и населения водой, устранения паводков, улучшения транспортных условий. Крупнейшими каскадами являются Волжско-Камский и Ангаро-Енисейский.

Крупнейшими гидроэлектростанциями являются ГЭС Восточно-Сибирского экономического района: Саяно-Шушенская, Красноярская, Братская, Усть-Илимская. Мощные ГЭС европейской части страны созданы на равнинных реках, в условиях мягких грунтов. Это, прежде всего, ГЭС на Волге: в Волгограде, Самаре, Саратове, Чебоксарах, Воткинске и др., всего 13 гидроузлов общей мощностью 11, 5 млн. кВт.

В европейской  части страны перспективно развитие нового вида гидроэлектростанций –  гидроаккумулирующих (ГАЭС). Электроэнергия на ГАЭС производится за счет перемещения массы воды между двумя бассейнами, размещенными в разных уровнях и соединенных водопроводами. В ночное время, за счет излишков электроэнергии, вырабатываемой на постоянно работающих ТЭС и ГЭС, вода из нижнего бассейна по водопроводам, работающим как насосы, закачивается в верхний бассейн. В часы дневных пиковых нагрузок, когда энергии в сети не хватает, вода из верхнего бассейна по водопроводам, работающим уже как турбины, сбрасывается в нижний бассейн с выработкой энергии. Это один из немногих способов аккумуляции электроэнергии и поэтому ГАЭС строятся в районах ее наибольшего потребления. В эксплуатацию введена Загорская ГАЭС, общая мощность которой составляет 1,2 млн. кВт.

Атомные электростанции. Важной особенностью развития электроэнергетики на современном этапе является строительство АЭС. Их доля в суммарной выработке электроэнергии в нашей стране составляет 13%

На наших  АЭС эксплуатируются реакторы 3-х  основных типов: водо-водяные (ВВЭР), большой  мощности канальные – уроно-графитовые (РБМК) и на быстрых нейтронах (БН). ВВЭР (12блоков) считаются надёжными, но только ВВЭР на Нововоронежской, Кольской, Тверской имеют защитные колпаки. Такой колпак при аварии на «Тримал-Айленд» (США, 1979г.) не допустил радиоактивного выброса. Наиболее опасными являются РБМК, которые по экономическим и техническим причинам нельзя защитить колпаком. В этом состоит трагедия атомной энергетики в нашей стране, избравшей в своем развитии изначально порочный путь.

В настоящее  время в России на 9 атомных станциях эксплуатируется 29 энергоблоков. Крупнейшими АЭС являются Санкт-Петербургская (г. Сосновый Бор) – 4 млн. кВт (РБМК); Курская (г. Курчатов) – 4 млн. кВт (РБМК); Балаковская (Саратовская обл.) – 4 млн. кВт (ВВЭР); Смоленская – 3 млн. кВт (РБМК); Тверская (г. Удомля) – 2 млн. кВт (ВВЭР);Нововоронежская – 1,8 млн. кВт (ВВЭР); Кольская (г. Кандалакша) – 1,8 млн.кВт (ВВЭР).

Энергосистемы. Важной чертой современного развития электроэнергетики является сооружение электроэнергетический систем, их объединение и создание в стране единой энергетической системы.

Энергосистема – это комплекс тепловых, гидравлических, атомных электростанций, объединенных между собой высоковольтными  линиями электропередачи (ЛЭП). Создание мощных ЛЭП экономически выгодно: способствует территориальному рассредоточению производства и, следовательно, рациональному использованию природных ресурсов всех районов страны; повышается надежность снабжения электроэнергией народного хозяйства, выравниваются суточные и годовые графики потребления электроэнергии.

РАО «ЕЭС России» – крупнейшая в мире энергосистема, имеющая в своем потенциале 600 тепловых, 100 гидроэлектростанций и 9 атомных. 

1.3. Проблемы развития  отрасли. Ряд первоочередных проблем в отрасли относится к общеэкономическим: сокращается прирост мощностей; не производится замена, модернизация работающего оборудования; ряд районов испытывает трудности с обеспечением электроэнергией.

Необходимы  поиски и внедрения более эффективных  путей передачи электроэнергии, например, использование явления высокотемпературной сверхпроводимости.

Все современные  способы производства электроэнергии имеют массу недостатков и  работа ТЭС, ГЭС, АЭС сопровождается рядом отрицательных экологических  последствий.