Курсовая работа: География электроэнергетической промышленности
Так же велико значение электроэнергии в сельском хозяйстве, транспортном комплексе и в быту.
Электроэнергетика отличается большим районообразующим значением. Обеспечивая научно-технический прогресс, она решающим образом воздействует не только на развитие, но и на территориальную организацию производительных сил, в первую очередь промышленности.
Передача энергии на большие расстояния способствует более эффективному освоению топливно-энергетических ресурсов независимо от их удаленности от места потребления.
Электроэнергетика способствует увеличению плотности размещения промышленных предприятий.
В местах больших запасов энергетических ресурсов концентрируются энергоемкие (производство алюминия, магния, титана, ферросплавов) и теплоемкие (производство химических волокон, глинозема) производства, в которых доля топливно-энергетических затрат в себестоимости готовой продукции значительно выше, чем в традиционных отраслях.
Мировое производство электроэнергии составляет примерно 13,5 трлн. кВт, Большая часть мирового производства электроэнергии приходится на небольшую группу стран, среди которых выделяются США (3600 млрд. кВт), Япония (930), Китай (900), Россия (845), Канада, Германия, Франция (около 500 млрд. кВт). Разрыв в производстве электроэнергии между развитыми и развивающимися странами велик: на долю развитых стран приходится около 65% всей выработки, развивающихся - 22%, стран с переходной экономикой - 13%. В целом, в мире более 60% всей электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС), около 20% - на гидроэлектростанциях (ГЭС), около 17% - на атомных электростанциях (АЭС) и около 1% - на геотермальных, приливных, солнечных, ветровых электростанциях. Однако в этом отношении наблюдаются большие различия по странам мира. Например, в Норвегии, Бразилии, Канаде и Новой Зеландии практически вся электроэнергия вырабатывается на ГЭС. В Польше, Нидерландах и ЮАР, наоборот, почти всю выработку электроэнергии обеспечивают ТЭС, а во Франции, Швеции, Бельгии, Швейцарии, Финляндии, Республике Корее электроэнергетика в основном базируется на АЭС.
Основные преимущества работы ГЭС - низкая себестоимость, экологическая чистота производства, возобновляемость используемых ресурсов. Существенные недостатки - длительные сроки строительства и окупаемости капитальных затрат.
В целом в мире и в отдельных его регионах (особенно в Африке, Латинской Америке и Азии) возможности для развития гидроэнергетики далеко еще не исчерпаны. Однако доля ГЭС в электроэнергетике мира в связи с более быстрыми темпами роста мощности ТЭС и АЭС сокращается.
Главные достоинства ТЭС (в сравнении с ГЭС) - относительно небольшие сроки строительства, стабильность работы. Положительное свойство АЭС, в сравнении с ТЭС, работающими на минеральном топливе, и ГЭС, свобода размещения. Именно этим, прежде всего, объясняется высокий уровень развития атомной энергетики в странах, испытывающих дефицит в минеральном топливе (Франция, Швеция, Финляндия, Бельгия, Швейцария, Германия, Великобритания, Япония и др.). По общей мощности АЭС среди стран мира лидируют США. Развитие атомной электроэнергетики во многих странах мира сдерживается страхом возможных ядерных катастроф, нехваткой капиталов (строительство АЭС весьма капиталоемкое дело). Поэтому доля АЭС, как и ТЭС, особенно велика по группе промышленно развитых стран мира. В России находится много ГЭС, АЭС, ТЭЦ, ГРЭС, которые производят электроэнергию. Выработка электроэнергии в России по итогам 2007 года составила 1 трлн. 014,87 млрд кВтч, что на 1,9% превышает показатель 2006 года. Атомные станции РФ в январе-марте 2009 года снизили выработку электроэнергии на 4,5%, - до 41,114 миллиарда кВтч, в сравнении с аналогичным периодом 2008 года, сообщает пресс-служба концерна "Энергоатом", эксплуатирующего все АЭС России. В концерне объясняют снижение выработки "общим снижением запросов потребителей электроэнергии". В тоже время в "Энергоатоме" отметили, что полностью выполнили все заявки потребителей. На АЭС с энергоблоками ВВЭР выработано 21,598 миллиарда кВтч, на АЭС с блоками РБМК, БН и ЭГП - 19,515 миллиарда кВтч. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) составил 81,9 %. "В указанный период АЭС России работали безопасно и надежно. Как и в 2008 году, не было инцидентов, сопровождавшихся радиационными последствиями, а также отклонений, классифицируемых по Международной шкале ядерных событий "INES" выше нуля", - говорится в сообщении. В настоящее время на 10 атомных станциях России эксплуатируется 31 энергоблок установленной мощностью 23242 МВт, из них 15 реакторов с водой под давлением (9 ВВЭР-1000, 6 - ВВЭР-440), 15 канальных кипящих реакторов (11 РБМК-1000 и 4 ЭГП-6), 1 реактор на быстрых нейтронах. Доля выработки электроэнергии атомными станциями в России - 16%.
Структура производства электроэнергии, её динамика в сравнении с зарубежными странами.
За последние десятилетия структура производства электроэнергии в России медленно изменяется. На современном этапе развития топливно-энергетического комплекса тепловые электростанции составляют около 70%; гидравлические – 20%; атомные – 10%. Тепловые электростанции. Этот вид электростанций отличается надежностью, обработанностью 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 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. 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. 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 (12 блоков) 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).
Структура потребления электроэнергии по отраслям народного хозяйства по сравнению с другими странами.
В отраслевой структуре потребления электроэнергии в России не произошло каких-либо существенных изменений за последние два года.
По сравнению с США и странами Западной Европы в России сохраняется большая доля электроемких сырьевых отраслей экономики, дающих подавляющую или большую часть продукции на экспорт (топливная промышленность, цветная металлургия, черная металлургия, химическая промышленность, лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная).
Промышленное потребление электроэнергии, в том числе топливная промышленность, машиностроение и металлообработка, пищевая промышленность, чёрная и цветная металлургия, производство строительных материалов, химическая и нефтехимическая промышленность, производство в лесной, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность, лёгкая промышленность, электроэнергетика составило 46,7% от всей структуры в целом. По потреблению электроэнергии в промышленности Россия занимает 4-е место, уступая Китаю – в 4 раза, США – в 3 раза, Японии – примерно в 1,2. Потребление электроэнергии в сельском хозяйстве составляет 1,9%, в строительстве 1,0%, на транспорт приходится 8,7%, быт и сфера услуг 23,1%, собственность и производственные нужды электростанций 6,4%, потери в сетях составляют 12,2%.
Типы электростанций и факторы размещения.
По производству электроэнергии (840-850 млрд кВт-ч) Россия занимает ведущие позиции в мире, уступая только США, Японии и Китаю. Около 70% вырабатываемой в стране электроэнергии дают тепловые электростанции.
Преимущественное развитие тепловой электроэнергетики объясняется высокой обеспеченностью страны топливными ресурсами и рядом особенностей, характерных для этого вида электростанций. Тепловые электростанции в отличие от гидроэлектростанций размещаются более свободно, вырабатывают электроэнергию без сезонных колебаний, строятся значительно быстрее и дешевле. Среди тепловых электростанций различают конденсационные и теплоэлектроцентрали.
Конденсационные электростанции (КЭС) размещают или у источников топлива (уголь, газ, мазут, сланцы, торф), или в местах потребления электроэнергии.
Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) - предприятия комбинированного типа, производят наряду с электроэнергией теплоту (пара, горячей воды). В отличие от КЭС теплоэлектроцентрали размещаются только у потребителей, так как радиус передачи тепла невелик (максимум 20-25 км). В России действует несколько сотен крупных и средних ТЭЦ, мощность самых крупных превышает 1 млн кВт. Главные недостатки в работе тепловых электростанций - использование не возобновляемых топливных ресурсов, крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду (выбрасывают в атмосферу огромное количество золы, вредных веществ, поглощают громадные порции кислорода и др.). Несмотря на это, в перспективе доля ТЭС в производстве электроэнергии в России может увеличиться.
Атомные электростанции (АЭС) производят электроэнергию более дешевую, чем ТЭЦ, работающие на угле или мазуте, в отличие от последних, не дают выбросов в атмосферу (при нормальной безаварийной работе). Их доля в суммарной выработке электроэнергии в России не превышает 11% (в Литве - 76%, Франции - 76, Бельгии - 65, Швеции - 51, Словакии - 49, Германии - 34, Японии - 30, США - 20%). Главный фактор размещения атомных электростанций, использующих в своей работе высоко транспортабельное, ничтожное по весу топливо (для полной годовой загрузки АЭС требуется всего несколько килограммов урана), - потребительский.
Гидравлические электростанции (ГЭС) используют возобновляемые ресурсы, обладают простотой управления, очень высоким КПД полезного действия (80%), высокой маневренностью в работе. В результате себестоимость производимой на ГЭС энергии в 5-6 раз ниже, чем на ТЭС. Доля ГЭС в суммарной выработке электроэнергии в России составляет примерно 19%.
Определяющее влияние на размещение гидроэлектростанций оказывают размеры запасов гидроресурсов, природные (рельеф местности, характер реки, ее режим и др.) и хозяйственные (размер ущерба от затопления территории, связанного с созданием плотины и водохранилища ГЭС, ущерба рыбному хозяйству и др.), условия их использования.
Многочисленные тепловые, атомные и гидроэлектростанции России объединены линиями высоковольтных электропередач в единую энергетическую систему (ЕЭС).
География крупнейших электростанций
по Федеральным округам.
Центрально-Черноземный район беден топливно-энергетическими ресурсами. Основу его энергетического хозяйства составляет атомная энергетика (Нововоронежская и Курская АЭС).
Северо-Западный экономический район. Большая часть потребности в топливе (уголь, нефть, природный газ) удовлетворяется за счет поступления из других районов. Интенсивно используется и местное топливо (торф, сланцы). В производстве электроэнергии велика роль тепловых (Ленинградская ТЭЦ, Псковская, Северная ГРЭС и др.) и атомных (Ленинградская АЭС) электростанций. Северный экономический район. Большую часть электроэнергии вырабатывают Кольская АЭС и Печорская ГРЭС. На севере Мурманской области в губе Кислой создана приливная электростанция (Кислогубская ПЭС). Северокавказский экономический район. Основные районы добычи нефти - Дагестан, Чечня, природного газа - Ставропольский и Краснодарский края, угля - Ростовская область.
Большую часть электроэнергии производят тепловые электростанции (Новочеркасская, Шахтинская, Краснодарская, Ставропольская, Невинномысская, Грозненская ГРЭС).
Волго-Вятский экономический район (ВВЭР). Масштабы добычи местного топлива (торф, сланцы) и производства электроэнергии (Нижегородская и Чебоксарская ГЭС, Балахнинская ГРЭС и др.) не покрывают все потребности района. Много топлива (уголь, нефть, газ) и электроэнергии поступает из других районов.
Поволжский экономический район. Ее основу составляет каскад ГЭС, расположенных на Волге и Каме (Волгоградская, Самарская, Саратовская, Нижнекамская). В составе электроэнергетики также тепловые (Заинская, Волгоградская ГРЭС и др.) и атомные (Балаковская и Димитровградская АЭС).
Уральский экономический район. Добычу нефти ведут на месторождениях Пермской области, Удмуртии и Башкортостана, природного газа - Оренбургской области. Масштабы разработок угля на Урале (Кизеловский каменноугольный, Челябинский, Богословский и Южноуральский буроуголъный бассейны) невелики.
Большую часть электроэнергии вырабатывают тепловые электростанции (Рефтинская, Троицкая, Ирклинская, Южно-Уральская, Средне-Уральская и др.). В составе электроэнергетики Урала есть также несколько крупных ГЭС (Боткинская, Камская и др.), атомная электростанция (Белоярская АЭС).
Западно-Сибирский экономический район. Западная Сибирь - основная топливная база России и СНГ (по поставкам и добыче нефти, природного газа и угля). Главные районы добычи нефти - Среднее Приобье (Нижневартовский и Сургутский районы) и Приуралье (Шаимский район). Добыча природного газа сконцентрирована на севере (Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье, Губкинское и др. месторождения), угля - на юге (Кузнецкий бассейн) района. На угле Кузбасса, попутном нефтяном, природном газе и нефти Тюменской области созданы крупные тепловые электростанции (Беловская, Томь-Усинская, Южно-Кузбасская, Сургутская, Нижневартовская, Уренгойская ГРЭС и др.), газобензиновые (Нижневартовск, Правдинск) и нефтеперерабатывающие (Омск) заводы. Нефть, природный газ и уголь в большом количестве вывозятся в другие районы. Черная металлургия в Западной Сибири представлена Новокузнецким и Западно-Сибирским металлургическими комбинатами, заводом ферросплавов в Новокузнецке, Новосибирским и Гурьевским передельными заводами. Предприятия отрасли используют железные руды Горной Шории и Хакасии, кокс - Кузбасса.
Восточно-Сибирский экономический район. Ее развитию в районе способствуют наличие огромных запасов угля и гидроресурсов рек, благоприятные горно-геологические условия залегания угля (большая мощность угольных пластов, небольшая глубина их залегания и т. д.), гидрологические и инженерно-геологические условия строительства ГЭС (естественная зарегулированность рек, скальный фундамент и др.). Здесь производят самые дешевые в федерации уголь и электроэнергию.
На большинстве угольных бассейнов (Канско-Ачинский, Иркутско-Черемховский, Минусинский) и месторождений (Читинская область, Бурятия) разработки угля ведутся открытым (карьерным) способом. В местах добычи угля созданы мощные тепловые (Назаровская, Березовская и Ирша-Бородинская ГРЭС в Красноярском крае; Гусино-Озерская ГРЭС в Бурятии, Харанорская ГРЭС в Читинской области)
На Ангаре и Енисее - крупные гидроэлектростанции (Саяно-Шушенская, Красноярская, Братская, Усть-Илимская, Богучанская, Иркутская ГЭС).
Дальневосточный экономический район. Ведущие отрасли - угольная и нефтяная. Разработки угля ведутся в Южно-Якутском (Нерюнгринский разрез), Райчихинском, Сучанском и др. бассейнах и месторождениях, нефть добывают на Сахалине (Оха). В бассейне реки Вилюй добывают природный газ.
ГОЭЛРО.