Реферат: Энергетический комплекс РФ

В промышленности электрическая энергия применяется как для приведения в действие различных механизмов, так и непосредственно в технологических процессах. Работа современных средств связи (телеграфа, телефона, радио, телевидения) основана на применении электроэнергии. Без нее невозможно было бы развитие кибернетики, вычислительной техники, космической техники.

Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышленности. Электротранспорт не загрязняет окружающую cpeду. 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. Электроэнергия в быту является основной частью обеспечениякомфортабельной жизни людей. Электроэнергетика — важная часть жизнедеятельности человека. Уровень ее развития отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-технического прогресса.

В то же время энергетика — один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Она влияет на атмосферу (потребление кислорода, выбросы газов, влаги и твердых частиц), гидросферу (потребление воды, создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов), биосферу (выбросы токсичных веществ) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение ландшафта)[1] .

Несмотря на отмеченные факторы отрицательного воздействия энергетики на окружающую среду, рост потребления энергии не вызывал особой тревоги у широкой общественности, так как было ясно, каким образом с технической точки зрения можно уменьшить или вообще исключить это воздействие. Так продолжалось до середины 70-х годов прошлого века, когда в руках специалистов оказались многочисленные данные, свидетельствующие о сильном антропогенном давлении на климатическую систему, что таит угрозу глобальной катастрофы при неконтролируемом росте энергопотребления. С тех пор ни одна другая научная проблема не привлекает такого пристального внимания, как проблема настоящих, а в особенности предстоящих изменений климата[2] .

1.2. Э лектроэнергетическо е хозяйств о России.

Электроэнергетика занимается производством электрической энер­гии, ее транспортировкой и распределением с помощью линий электро­передач. Энергия производится на электро­станциях разных типов, на некоторых станциях вместе с электрической производится также тепловая энергия. В России электроэнергия произ­водится на электростанциях трех основных типов: тепловых (ТЭС), гидравлических (ГЭС) и атомных (АЭС). По производству электроэнер­гии Россия занимает четвертое место в мире после США, Японии и Китая. Структура производства энергии по типам станций показано на рис. 1.

Рис. 1 Доля различных электростанций по России на 2002г.[3]

Электроэнергия вырабатывается на электростанциях: тепловых, гидравлических, атомных, солнечных, геотермальных, ветряных и др. В нашей стране производится и потребляется огромное количество электроэнергии. Она почти полностью вырабатывается тремя основными типами электростанций: тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.

Практически на всех электростанциях, имеющих промышленное значение, используется следующая схема: энергия первичного энергоносителя с помощью специального устройства преобразовывается вначале в механическую энергию вращательного движения, которая передается в специальную электрическую машину — генератор, где вырабатывается электрический ток.

Ведущую роль в электроэнергетике России играют т епловые электростанции (ТЭС). Они вырабатывают сейчас около 2/3 всей электроэнергии в стране. Наибольшее распространение получили ТЭС с паровыми, газотурбинными и парогазовыми установками.

Тепловые электростанции требуют огромного количества органического топлива (до 5 млрд. в год), запасы же его сокращаются, а стоимость постоянно возрастает из-за все усложняющихся условий добычи и дальности перевозок. Так для ТЭЦ, расположенных на европейской части, привозится около 2/3 потребляемого топлива, а транспортировка топлива обходится значительно дороже передачи электроэнергии.

ТЭС строятся с относительно небольшими затратами и быстро как возле месторождений топливных ресурсов, так и возле крупных центров потребления энергии. Но они тре­буют для своего обслуживания значительного количества персонала, довольно плохо регулируются, в больших масштабах сжигают исчерпаемые и невозобновимые виды минерального топлива—уголь, газ, мазут, торф, сланцы. Коэффициент использования топлива в них довольно низок (не более 40%), а объемы отходов, загрязняющих окружающую среду, велики. Максимальный экологический вред наносят ТЭС, работающие на высокозольном буром угле, наименьший — работающие на газе.

Первая разновидность ТЭС — конденсационные станции. В них сжигается минеральное топливо, за счет чего в котлах нагревается вода, превращающаяся в пар. Пар проходит через турбины, вырабатывая электроэнергию, а затем он конденсируется и вновь поступает в котел. Самые мощные конденсационные станции называются ГРЭС — государ­ственные районные электростанции. В европейской части России ГРЭС работают в основном на газе и мазуте, а в азиатской — на угле.

Вторая разновидность ТЭС — теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Они вырабатывают электроэнергию и тепло. За счет этого коэффициент использования топлива выше, но строятся они только возле потребителя, так как тепло можно передавать лишь на небольшие расстояния. Как правило, мощность ТЭЦ намного меньше, чем у ГРЭС. Самый мощный узел ТЭЦ в России расположен в Москве и ее окрестностях.

Комплексы тепловых электростанций, работающие на углях одного месторождения, получили название топливно-энергетических комплексов.Экономические, технико-экономические и экологические факторы не позволяют считать тепловые электростанции перспективным способом получения электроэнергии.

Гидроэнергетические установки (ГЭС) являются самыми экономичными. Их к. п. д. достигает 93 %, а стоимость одного кВт-ч в 5...6 раз дешевле, чем при других способах получения электроэнергии. Они используют неисчерпаемый бесплатный источник энергии, обслуживаются минимальным количеством работ­ников, хорошо регулируются. По величине и мощности отдельных гидростанций и агрегатов наша страна занимает ведущее положение в мире.

Но ГЭС имеют и ряд недостатков: Темпы развития сдерживают значительные затраты и сроки строительства, обусловленные удаленностью мест строительства ГЭС от крупных городов, отсутствие дорог, трудные условия строительства, подвержены влиянию сезонности режима рек, водохранилищами затапливаются большие площади ценных приречных земель, крупные водохранилища негативно воздействуют на экологическую ситуацию, мощные ГЭС могут быть пострены только в местах наличия соответствующих ресурсов.

Гидроэнергетические установки подразделяются на: гидроэлектростанции, использующие энергию рек (ГЭС); приливные электростанции, использующие энергию приливов и отливов морей и океанов (ПЭС); гидроаккумулирующие станции (ГАЭС), способные накапливать и использовать энергию искусственных водоемов и озер.

ГЭС предусматривает строительство плотины, перегораживающей русло реки. Плотина позволяет накопить в водохранилище воду и создать, таким образом, напор воды, необходимый для работы гидротурбины.

ПЭС использует энергию приливов и отливов волны, образующейся в морях и океанах в результате сил притяжения, действующих между Землей, Луной и Солнцем. Недостатком ПЭС является большая стоимость их сооружения, а работают они только во время прилива и отлива.

ГАЭС используют гидравлическую энергию, которую они сами накапливают, аккумулируют, перекачивая воду в специальный бассейн, и в необходимое время преобразовывают ее в электрическую, чем уменьшают или снимают кратковременные пиковые нагрузки. Кратковременность работы объясняется сравнительно небольшими объемами бассейнов.

Говоря о преимуществе ГЭС, не следует забывать о том, что она находится в сложном взаимодействии с другими потребителями и пользователями воды: водным транспортом, ирригацией, водоснабжением, рыбным хозяйством. Возникает много экологических вопросов.

Атомные электростанции (АЭС) работают по одному принципу с тепловыми электростанциями, т. е. происходит преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию вращения вала турбины, которая приводит в действие генератор, где механическая энергия преобразовывается в электрическую.

АЭС вырабатывают 16% электроэнергии в стране. Главное достоинство АЭС—небольшое количество используемого топлива (1 кг обогащенного урана заменяет 2,5 тыс. т угля), вследствие чего АЭС могут быть построены в любых энергодефицитных районах. К тому же запасы урана на Земле превышают запасы традици­онного минерального топлива, а при безаварийной работе АЭСнезначительно воздействуют на окружающую среду.

Главным недостатком АЭС является возможность аварий с катастрофическими последствиями, для предотвращения которых требуются серьезные меры безопасности. Кроме того, АЭС плохо регулируются (для их полной остановки или включениятребуется несколько недель), не разработаны технологии переработки радиоактивных отходов.

Атомная энергетика выросла в одну из ведущих отраслей народного хозяйства и продолжает быстро развиваться, обеспечивая безопасность и экологическую чистоту

Для увеличения надежности поставок электроэнергии большое количество станций и потребителей объединяют в энергосистемы. Системы позволяют также оптимально сочетать электростанции разных типов. АЭС в них всегда работают на полную мощность, ТЭС работают на полную мощность в зимний период и частично—летом, а ГЭС вклю­чаются для покрытия суточных пиков нагрузки. Станции почти всей европейской части страны (кроме крайнего северо-востока) и юга азиат­ской части вплоть до Байкала объединены в Единую энергосистему России. Эта система позволяет также перебрасывать энергию на боль­шие расстояния, используя разницу во времени и в уровне развития элек­троэнергетики. Из наиболее энергоизбыточного Восточно-Сибирского района энергия передается на Урал ив другие западные районы страны. В северных и восточных регионах России работают изолированные энергосистемы, состоящие преимущественно из ТЭС и сильно завися­щие от регулярности поставок топлива. Поэтому для многих восточных регионов страны (Приморский край и др.) в 90-е годы стали характерными энергетические кризисы с отключениями потребителей.[4]

Динамика производства энергии разными типами электростанций представлена в таблице 1.

таблица1

Производство электроэнергии электростанциями в 2000-2008гг. [5]

Единицы измерения	2000	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008
ВЫРАБОТКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ГЭС	млрд. кВт∙ч	164,6	164,2	157,7	177,9	174,5	175,2	179,4	166,8
АЭС	млрд. кВт∙ч	130,8	141,6	150,4	144,7	149,4	156,4	159,9	163
ГЭС+АЭС	млрд. кВт∙ч	295,4	305,8	308,1	322,6	323,9	331,6	339,3	329,8
ТЭС	млрд. кВт∙ч	580,6	585,5	608,2	609,3	629,2	664,2	676,0	707,4
вся электроэнергия	млрд. кВт∙ч	876,0	891,3	916,3	931,9	953,1	995,8	1015,3	1037,2
к уровню предыдущего года	%	103,6	100,0	102,8	101,7	102,3	104,5	102,0	102,2
% к 2000 г	%	100,0	101,7	104,6	106,4	108,8	113,7	115,9	118,4
ИМПОРТ
Электроэнергия	млрд. кВт∙ч	9,1	5,1	8,2	12,2	10,3	5,1	5,7	3,5
ЭКСПОРТ
Электроэнергия	млрд. кВт∙ч	22,8	18,1	21,6	19,2	22,6	20,9	18,5	20,9

В условиях истощения топливных ресурсов все большее внимание привлекается к использованию возбновляемых источников энергии. Возобновляемая энергия привлекает и своей экологической чистотой: ее использование до минимума сводит вредное влияние на окружающую среду.