Электроэнергетика
Главная   >>   Курсовая по электроэнергетике

Электроэнергетика

Глава 4. География электроэнергетического хозяйства России.

В нашей стране производится и потребляется огромное количество электроэнергии. Она почти полностью вырабатывается тремя основными типами электростанций: тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.

Индексы  физического  объема  продукции  по  отраслям

                      промышленности  (1990 = 100).[4]


|Отрасль      |  1992    |  1993    |  1994    |  1995    |1995 в    |
|промышлен-   |          |          |          |          |процентах |
|ности        |          |          |          |          |к 1994    |
|Электроэнер- |    96    |    91    |    83    |    80    |    97    |
|гетика       |          |          |          |          |          |



               Производство  электроэнергии  электростанциями
                             (млрд.  кВт-ч).[5]


|             |1970  |1980  |1990  |1991  |1992  |1993  |1994  |1995  |
|Все:         |470   |805   |1082  |1068  |1008  |957   |876   |860   |
|    ТЭС      |373   |622   |797   |780   |715   |663   |601   |583   |
|    ГЭС      |93,6  |129   |167   |168   |173   |175   |177   |177   |
|    АЭС      |3,5   |54,0  |118   |120   |120   |119   |97,8  |99,5  |

Проанализировав данные этих таблиц, можно заметить, что производство электроэнергии, достигнув пика в 1990 году, с 1991-го года начало снижаться. Это можно объяснить кризисными явлениями в российской экономике и общим спадом в промышленности (в 1995 году индекс физического объема продукции к 1990 году составил 50, т.е. производство снизилось в два раза). В большей степени это коснулось производства электроэнергии на ТЭС (значительный спад). Меньший спад производства произошел на АЭС, а на ГЭС резко замедлились темпы роста. Итак, основным типом электростанций в России являются тепловые (ТЭС). Эти установки вырабатывают примерно 67% электроэнергии России. На их размещение влияют топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные электростанции располагаются в местах добычи топлива. ТЭС, использующие калорийное, транспортабельное топливо, ориентированы на потребителей.

Существует несколько принципов классификации ТЭС:

1. ТЭС делятся на конденсационные (КЭС) и ТЭЦ.

2. По виду используемой энергии выделяют установки: А) работающие на традиционном органическом топливе (уголь, торф, сланцы, мазут, природный газ); Б) геотермические (ГТЭС).

3. По характеру обслуживания потребителей различают: А) районные ТЭС, начиная с плана ГОЭЛРО, государственные районные электрические станции (ГРЭС); Б) центральные, расположенные вблизи центра энергетических нагрузок.

4. По принципу взаимодействия все электростанции делятся на системные и изолированные (работающие вне энергосистем).

Тепловые электростанции используют широко распространенные топливные ресурсы, относительно свободно размещаются и способны вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний. Их строительство ведется быстро и связано с меньшими затратами труда и материальных средств. Но у ТЭС есть существенные недостатки. Они используют невозобновимые ресурсы, обладают низким КПД (30-35%), оказывают крайне негативное влияние на экологическую обстановку. ТЭС всего мира ежегодно выбрасывают в атмосферу 200-250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида[6], а также поглощают огромное количество кислорода. Установлено, что уголь в микродозах почти всегда содержит U238, Th232 и радиоактивный изотоп углерода. Большинство ТЭС России не оснащены эффективными системами очистки уходящих газов от оксидов серы и азота. Хотя установки, работающие на природном газе экологически существенно чище угольных, сланцевых и мазутных, вред природе наносит прокладка газопроводов (особенно в северных районах).

Первостепенную роль среди тепловых установок играют конденсационные электростанции (КЭС). Они тяготеют и к источникам топлива, и к потребителям, и поэтому очень широко распространены. Чем крупнее КЭС, тем дальше она может передавать электроэнергию, т.е. по мере увеличения мощности возрастает влияние топливно- энергетического фактора. Ориентация на топливные базы происходит при наличии ресурсов дешевого и нетранспортабельного топлива (бурые угли Канско-Ачинского бассейна) или в случае использования электростанциями торфа, сланцев и мазута (такие КЭС обычно связаны с центрами нефтепереработки).

ТЭЦ (теплоэлектроцентрали) представляют собой установки по комбинированному производству электроэнергии и теплоты. Их КПД доходит до 70% против 30-35% на КЭС. ТЭЦ привязаны к потребителям, т.к. радиус передачи теплоты (пара, горячей воды) составляет 15-20 км. Максимальная мощность ТЭЦ меньше, чем КЭС.

В последнее время появились принципиально новые установки:

. газотурбинные (ГТ) установки, в которых вместо паровых применяются газовые турбины, что снимает проблему водоснабжения (на Краснодарской и Шатурской ГРЭС);

. парогазотурбинные (ПГУ), где тепло отработавших газов используется для подогрева воды и получения пара низкого давления (на Невинномысской и Кармановской ГРЭС);

. магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы), которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию (на ТЭЦ-21 Мосэнерго и Рязанской ГРЭС).

В России мощные (2 млн. кВт и более) построены в Центральном районе, в Поволжье, на Урале и в Восточной Сибири. На базе Канско-Ачинского бассейна создается мощный топливно- энергетический комплекс (КАТЭК). В проекте предусмотрено строительство восьми ГРЭС мощностью по 6,4 млн. кВт. В 1989 г. был введен в строй первый агрегат Березовской ГРЭС-1 (0,8 млн. кВт).

В результате экономического кризиса 90-х производство электроэнергии на ТЭС значительно снизилось, что ощутимо повлияло на общероссийские показатели.

Геотермические электростанции (ГТЭС), в основе работы которых лежит освоение глубинной теплоты земных недр, напоминают ТЭЦ, но связаны с источником энергии. В России подобные электростанции сооружены на Камчатке: Паужетская (11 тыс. кВт)

Атомные электростанции (АЭС) в качестве топлива используют уран. Он легко транспортабелен, что исключает зависимость АЭС от топливно- энергетического фактора. Установки ориентированы на потребителей и расположены в районах с ограниченными энергетическими ресурсами или напряженным топливно-энергетическим балансом. Количество теплоты, полученное при расходе 1 кг урана (U235), равно получаемому при сжигании 2,5 т лучшего угля.

В 1954 году вступила в строй опытная Обнинская АЭС. Затем АЭС сооружались в наиболее густонаселенных и часто уязвимых с экологической точки зрения местах, что вызывало недовольство общественности.

Из-за аварии в Чернобыле в 1986 году программа развития атомной энергетики была сокращена.

После значительного увеличения производства электроэнергии в 80-е годы темпы роста замедлились, а в 1992-1993 гг. начался спад.

При правильной эксплуатации, АЭС – наиболее экологически чистый источник энергии. Их функционирование не приводит к возникновению «парникового» эффекта, выбросам в атмосферу в условиях безаварийной работы, и они не поглощают кислород.

Атомные электростанции большой мощности экономичнее КЭС (себестоимость электроэнергии примерно в 2 раза меньше), но на мощность АЭС введены ограничения.

К недостаткам АЭС можно отнести трудности, связанные с захоронением ядерных отходов, катастрофические последствия аварий и тепловое загрязнение используемых водоемов.

В 1990 году на атомных электростанциях было произведено около 10% всей электроэнергии России. В 1995 году доля АЭС в производстве электроэнергии составила примерно 11,6%.

В нашей стране мощные АЭС расположены: в Центральном и Центрально-Черноземном районах, на Севере, на Северо-Западе, на Урале, в Поволжье и на Северном Кавказе.

Новым в атомной энергетике является создание АТЭЦ и АСТ. На АТЭЦ, как и на обычной ТЭЦ, производится тепловая и электрическая энергия, а на АСТ – только тепловая. АТЭЦ действует в поселке Билибино на Чукотке, строятся АСТ.

Гидроэлектростанции являются весьма эффективными источниками энергии. Они используют возобновимые ресурсы - механическую энергию падающей воды. Необходимый для этого подпор воды создается плотинами, которые воздвигают на реках и каналах. Гидравлические установки позволяют сокращать перевозки и экономить минеральное топливо (на 1 кВт-ч расходуется примерно 0,4 т угля). Они достаточно просты в управлении и обладают очень высоким коэффициентом полезного действия (более 80%). Себестоимость этого типа установок в 5-6 раз ниже, чем ТЭС, и они требуют намного меньше обслуживающего персонала.

Гидравлические установки представлены гидроэлектростанциями (ГЭС), гидроаккумулирующими электростанциями (ГАЭС) и приливными электростанциями (ПЭС). Их размещение во многом зависит от природных условий, например, характера и режима реки. В горных районах обычно возводятся высоконапорные ГЭС, на равнинных реках действуют установки с меньшим напором, но большим расходом воды. Гидростроительство в условиях равнин сложнее из-за преобладания мягких оснований под плотинами и необходимости иметь крупные водохранилища для регуляции стока. Сооружение ГЭС на равнинах вызывает затопление прилегающих территорий, что приносит значительный материальный ущерб.

В целом по России в настоящее время использована 1/5 часть экономически обоснованного потенциала гидроэнергоресурсов. Аналогичны показатели по Сибири, но в европейской части страны ресурсы использованы на 2/5, причем максимальные значения характерны для Урала и Поволжья.

В данной таблице представлено использование экономического потенциала гидроэнергетических ресурсов по регионам России.[7]

 

|                 |Экономический    |Использование экон. Потенциала      |
|Район            |потенциал, млрд. |                                    |
|                 |кВт-ч            |                                    |
|                 |                 |На  1.1.   |На  1.1.   |На  1.1.   |
|                 |                 |1976 г.    |1981 г.    |1990 г.    |
|Северо-Западный и|    43000        |  27,8     |  28,0     |  29,8     |
|Северный         |                 |           |           |           |
|Центральный      |    13000        |  23,5     |  25,0     |  58,5     |
|Поволжский и     |    50000        |  65,1     |  67,1     |  70,5     |
|Уральский        |                 |           |           |           |
|Северный Кавказ  |    25000        |  21,5     |  24,0     |  34,8     |
|Западная Сибирь  |    77000        |  2,3      |  2,3      |  2,3      |
|Восточная Сибирь |    350000       |  16,8     |  24,4     |  26,7     |
|Дальний Восток   |    294000       |  0,9      |  2,96     |  3,8      |

Экономический потенциал районов европейской части России в значительной мере использован, в то время как в восточных районах, обладающих огромными гидроэнергетическими ресурсами, его использование невелико (за исключением Восточной Сибири). Гидростроительство в Сибири и на Дальнем Востоке затруднено.

Можно предположить, что в ближайшие годы не произойдет резкого усиления эксплуатации гидроресурсов Западной Сибири и Дальнего Востока, а экономический потенциал европейской части России будет продолжать использоваться, так как потребность в электроэнергии растет.

Самые мощные ГЭС сооружены на Волге, Каме, Ангаре, Енисее, Оби и Иртыше.

Гидроузлы – соединения нескольких сооружений по использованию вод реки для производства электроэнергии, судоходства, водоснабжения и орошения земель – также широко распространены. Каскад гидроузлов сооружен на Волге.

Каскад гидроэлектростанций представляет собой группу ГЭС, расположенных ступенями по течению водного потока с целью полного последовательного использования его энергии. Установки в каскаде обычно связаны общностью режима, при котором водохранилища верхних ступеней регулирующе влияют на водохранилища нижних ступеней.

В составе каскада, созданного на Волге, действуют такие гидроэлектростанции, как: Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Городецкая, Чебоксарская, Волжская (вблизи Самары), Саратовская (1,4 млн. кВт), Волжская (вблизи Волгограда).

Каскады гидроэлектростанций на реках европейской части страны находятся в районах с огромным промышленным потенциалом, а их значение состоит в том, чтобы свести к минимуму дефицит электроэнергии. Но массовое строительство ГЭС на равнинных реках повлекло за собой негативные последствия, связанные с возникновением крупных водохранилищ и затоплением ценных сельскохозяйственных земель, нарушением экологического равновесия, переносом населенных пунктов.

На основе ГЭС восточных районов формируются промышленные комплексы, специализирующиеся на энергоемких производствах.

В Сибири сосредоточены наиболее эффективные по технико- экономическим показателям ресурсы. Одним из примеров этого может служить Ангаро-Енисейский каскад, в состав которого входят самые крупные гидроэлектростанции страны: Саяно-Шушенская (6,4 млн. кВт), Красноярская (6 млн. кВт), Братская (4,6 млн. кВт), Усть-Илимская (4,3 млн. кВт). Строится Богучановская ГЭС (4 млн. кВт). Общая мощность каскада в настоящее время – более 20 млн. кВт.

При высокой неравномерности суточного потребления электроэнергии важную роль играет строительство ГАЭС – гидроаккумулирующих электростанций. Их действие основано на цикличном перемещении одного и того же объема воды между верхним и нижним бассейнами. Эти установки способны успешно решать проблему «пиковых нагрузок», поглощая излишки электроэнергии или вырабатывая ее днем, когда нагрузки резко возрастают. ГАЭС мало зависят от естественных колебаний речного стока и, в отличие от ГЭС, их строительство вызывает меньшее затопление земель. В России построена Загорская ГАЭС (1,2 млн. кВт) и строится Центральная ГАЭС (3,6 млн. кВт).

Приливные электростанции (ПЭС). Они используют энергию напора, который создается между морем и отсеченным от него заливом во время прилива (и в обратном направлении при отливе). При работе ПЭС отсутствует затопление территории, а энергия является экологически чистой. Такие установки построены на Кольском полуострове – Кисловодская и Мезенская (1,3 млн. кВт) ПЭС.

Функционирование тепловых, атомных и гидравлических электростанции негативно влияет на состояние окружающей среды. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется изучению возможностей использования нетрадиционных, альтернативных источников энергии. Практическое применение уже получили энергия приливов и отливов и внутреннее тепло Земли. Ветровые энергоустановки имеются в жилых поселках Крайнего Севера. Ведутся работы по изучению возможности использования биомассы в качестве источника энергии. В будущем, возможно, огромную роль будет играть гелиоэнергетика. В США и Франции построены установки, которые работают на энергии Солнца.

 



Сменник цветов сильвер вязальный аксессуар silver reed сменник цветов.