Электроэнергетика

Электроэнергетика – это часть топливно-энергетического комплекса, которая занимается производством электрической энергии и передачей её потребителю.

Электроэнергетика относится к числу отраслей, определяющих развитие научно-технического прогресса. Поэтому по темпам своего развития она должна опережать все хозяйство. Но производство электроэнергии в России пока что не соответствует потребностям хозяйства. В стране ежегодно производится более 1 трлн кВт*ч электроэнергии, по этому показателю наша страна является одним из мировых лидеров и занимает четвёртое место в мире после Китая, США и Индии. На долю России приходится 5 % мирового производства электроэнергии.

Страны-лидеры по производству электроэнергии

В России электроэнергия производится на электростанциях четырёх типов: тепловых, гидравлических, атомных и на электростанциях, использующих альтернативные источники энергии. Каждый из них имеет свои технико-экономические особенности и факторы размещения.

Динамика производства электроэнергии в России.

ТЭС являются самым распространённым видом электростанций в России. К тому же, это самые старые электростанции в России.

У тепловых электростанций есть большие достоинства, которые делают их самыми распространёнными в России и в мире. Они могут работать на разных видах топлива. Поэтому их можно строить в различных районах страны. Стоимость и время строительства ТЭС относительно невелики. Их мощность может быть очень большой. Это позволяет получать дешёвую электроэнергию.

Для своей работы электростанции используют: уголь, природный газ, мазут, сланцы, торф. При этом тепловая энергия преобразуется в электрическую. Размещение ТЭС зависит от качества топлива, на котором они работают. Топливо низкого качества (торф, сланцы, бурый уголь) перевозить на большие расстояния невыгодно. В этих случаях ТЭС создают непосредственно в районах его добычи (Кузбасс, Канско-Ачинский бассейн). Высококачественное топливо (природный газ, мазут) можно транспортировать достаточно далеко. Поэтому его используют на ТЭС, построенных в районах с большим потреблением электроэнергии, таких как Европейский Центр и другие.

Однако ТЭС имеют и существенные недостатки. Они используют невозобновимые энергетические ресурсы и дают много твёрдых и газообразных отходов. В связи с ростом стоимости транспортировки топлива резко возросла и себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС. Тепловые электростанции для своей работы требуют огромного количества трудовых ресурсов, которые необходимы для обслуживания этих станций; они очень плохо регулируются, для их остановки и запуска требуется очень много времени; кроме того, при сгорании топлива выделяется множество вредных веществ, которые уходят в атмосферу, поэтому ТЭС являются главным загрязнителем атмосферного воздуха из всех видов электростанций.

Тепловые электростанции бывают двух основных видов: конденсационные и теплоэлектроцентрали. Конденсационная электростанция — тепловая электростанция, производящая только электрическую энергию. Это самые популярные электростанции. Если они обслуживают большие районы и вырабатывают большое количество электроэнергии, то их называют государственными районными электростанциями или ГРЭС. В европейской части России ГРЭС используют в качестве топлива природный газ и мазут.

На теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), помимо электроэнергии, вырабатывается тепло (горячая вода и пар). Они строятся непосредственно в крупных городах, поскольку передача тепла возможна только на расстояние в 20—30 км.

Особенностью географии теплоэнергетики является то, что они располагаются повсеместно. Самые крупные теплоэлектростанции в стране: Сургутская ГРЭС, Костромская ГРЭС и Рефтинская ГРЭС.

Крупнейшие теплоэлектростанции России

Гидроэлектроэнергетика. Гидроэнергетический потенциал России, который может быть использован в энергетике, второй в мире после Китая, составляет он 850 млрд кВт*ч в год. Из 12 % общемировых запасов, находящихся в России, 80 % из них находятся в малоосвоенных и малообжитых районах восточной территории России, а используются всего лишь 20 %. Это гораздо меньше, чем в других странах: во Франции гидроэнергетический потенциал используется на 90 %, в Германии, Швеции — на 65—90 %, в США, Канаде, Бразилии — на 45—65 %, в Китае, Индии — на 20—45 %. Подавляющая часть российского гидроэнергетического потенциала сосредоточена в Восточной Сибири (41 %) и на Дальнем Востоке (35 %).

Гидроэлектростанции — это электростанции, которые преобразуют падающую воду в электроэнергию.

ГЭС наиболее выгодно строить на крупных реках с большим падением и расходом воды. Их главное достоинство — использование возобновимого вида энергоресурсов. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Работа ГЭС позволяет экономить 60 млн тонн топлива в год, а это, в свою очередь, снижает выбросы в атмосферу.

Мощность крупнейших ГЭС больше, чем крупнейших ТЭС. Самые крупные ГЭС: Саяно-Шушенская — 6,4 млн кВт, Красноярская — 6 млн кВт. Самой крупной на Волге является Волгоградская ГЭС, её мощность составляет 2653 МВт.

Крупнейшие гидроэлектростанции России

Достоинства ГЭС:

1.     Самая низкая стоимость производимой электроэнергии.

2.     Требуют минимального количества обслуживающего персонала.

3.     Очень хорошо регулируются, т. е. включение и выключение занимает несколько минут, поэтому их используют для покрытия пиковых нагрузок в энергосистемах.

Недостатки ГЭС:

1.     Требуют высоких затрат, времени и средств на сооружение (15—20 лет).

2.     На работу влияют сезонные изменения режима рек.

3.     При строительстве ГЭС на равнинных реках создаются крупные водохранилища, для использования воды в промышленности, сельском хозяйстве, для бытовых нужд населения.

Водохранилища, в свою очередь, затапливают ценные земли, изменяют гидрологический режим и микроклимат прилегающих территорий. Вода, прошедшая через турбину, становится «мёртвой», так как в ней погибают все микроорганизмы. Поэтому для снижения ущерба от крупных ГЭС их целесообразно строить в малообжитых, горных районах. Перспективно также создание небольших ГЭС на малых реках.

Атомная электростанция – это ядерная установка, использующая для производства электрической (и в некоторых случаях тепловой) энергии ядерный реактор (реакторы) и содержащая комплекс необходимых сооружений и оборудования. Первая АЭС в мире была построена в 1954 году в городе Обнинске.

По последним данным, АЭС производят 17 % электроэнергии в России.

Преимущества АЭС:

1.     Не требуют постоянных и больших поставок топлива.

Из 1 кг ядерного топлива (уран, плутоний и др.) выделяется столько же энергии, сколько образуется при сжигании 3000 тонн каменного угля. Для работы ядерного реактора в течение нескольких лет достаточно загрузить в него 20—30 тонн ядерного топлива. Поэтому АЭС строят в районах, где нет достаточных энергетических ресурсов или они дороги, но электроэнергии требуется много, например, в европейской части России, на Чукотке.

2.     При безаварийной работе атомные электростанции оказывают незначительное воздействие на окружающую среду.

Недостатки АЭС:

1.     Тяжёлые последствия, которые происходят после аварий на АЭС.

2.     Полностью не разработаны технологии утилизации отходов, которые образуются при работе АЭС.

3.     Станции плохо регулируются: для их остановки и включения требуется несколько недель.

В России работает 10 крупных АЭС. Основная часть атомных электростанций находится в Европейской части страны - это Нововоронежская, Ленинградская, Калининская, Смоленская, Курская, Балаковская, Ростовская, на Урале располагается Белоярская АЭС, на севере Европейской части располагается Кольская АЭС, а на Чукотке Билибинская АЭС. Предполагается построить ряд АЭС нового типа в Центральном районе и на Дальнем Востоке.

Атомные электростанции России

Альтернативная электроэнергетика − это электроэнергетика, использующая альтернативные источники энергии: солнечную, ветровую, приливную, геотермальную.

Электростанций, которые используют альтернативную электроэнергию, в России пока немного. По последним данным такой тип электростанций производит меньше 1 % всей электроэнергии России.

На полуострове Камчатка действуют Паужетская, Мутновская, Верхне-Мутновская геотермальные электростанции. Ещё две ГеоТЭС находятся на Курильских островах: Океанская и Менделеевская. Для получения электроэнергии они используют внутреннее тепло земли.

Геотермальные электростанции России

На Кольском полуострове в Мурманской области построена Кислогубская приливная электростанция (ПЭС).

Кроме того, большими возможностями использования приливной энергии, кроме Кольского полуострова, обладает ещё и побережье Охотского моря.

Ветровая и солнечная энергия пока мало используется в нашей стране, но есть районы эффективные для их использования. Перспективными районами для использования солнечной энергии является южные районы России, юг Сибири и Дальнего Востока.

Развитию альтернативной отрасли энергетики способствует также и тот факт, что на территории России множество отдалённых районов, подключение которых к центральным электросетям и газовым магистралям затруднено. Однако даже с учётом оптимистичных планов доля нетрадиционных источников в энергетике нашей страны к 2020 году не превысит 2−3 %.