(Курс лекций) Современное состояние и тенденции развития электроэнергетики России. Значение электроэнергетики в развитии экономики страны
Электроэнергетика наряду с другими отраслями народного хозяйства рассматривается как часть единой народно-хозяйственной экономической системы. В настоящее время без электрической энергии наша жизнь немыслима. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос.
Выделяют четыре направления энергетики: традиционная энергетика на органическом топливе (уголь, газ, нефть, нефтепродукты); гидроэнергетика; атомная энергетика; возобновляемые источники энергии (ВИЭ).
Кроме того, в энергетике пользуются следующими понятиями: большая и малая энергетика; альтернативные источники энергии; централизованная энергетика и автономные источники энергии; нетрадиционная энергетика; нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ).
В понятие нетрадиционная энергетика вкладывается четыре основных направления.
1. Возобновляемые источники энергии (солнечная энергия, ветровая, биомасса, геотермальная, низкопотенциальное тепло земли, воды, воздуха, гидравлическая, включая мини-ГЭС, приливы, волны). Подчеркнем, что большие ГЭС обычно не включаются в возобновляемые источники энергии.
2. Вторичные возобновляемые источники энергии (твердые бытовые отходы – ТБО, тепло промышленных и бытовых стоков, тепло и газ вентиляции).
3. Нетрадиционные технологии использования невозобновляемых и возобновляемых источников энергии (водородная энергетика; микроуголь; турбины в малой энергетике; газификация и пиролиз; каталитические методы сжигания и переработки органического топлива; синтетическое топливо – диметиловый эфир, метанол, этанол, моторные топлива).
4. Энергетические установки (или преобразователи), которые существуют обычно независимо от вида энергии. К таким установкам следует отнести: тепловой насос, машину Стирлинга, вихревую трубку, гидропаровую турбину и установки прямого преобразования энергии – электрохимические установки и, прежде всего, топливные элементы, фотоэлектрические преобразователи, термоэлектрические генераторы, термоэмиссионные установки, МГД-генераторы.
Значение электроэнергетики в экономике России, так же как и её общественной жизни трудно переоценить – это основа всей современной жизни (рисунок 1). В сельском хозяйстве электроэнергия применяется для обогрева теплиц и помещений для скота, освещения, автоматизации ручного труда на фермах. Огромную роль электроэнергия играет в транспортном комплексе.
Рисунок 1 – Связь электроэнергетики с отраслями народного хозяйства
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 обеспечения комфортабельной жизни людей. Многие бытовые приборы (холодильники, телевизоры, стиральные машины, утюги и другие) были созданы благодаря развитию электротехнической промышленности (таблица 1).
Таблица 1 – Значение электроэнергии в хозяйственном комплексе страны
Электрическая энергия в промышленности применяется для приведения в действие различных механизмов и непосредственно в технологических процессах. Электрическая энергия является также товаром, который приобретают участники оптового рынка (энергосбытовые компании и крупные потребители-участники опта) у генерирующих компаний и потребители электрической энергии на розничном рынке у энергосбытовых компаний. Цена на электрическую энергию выражается в рублях и копейках за потребленный киловатт-час (коп/кВт·ч, руб./кВт·ч) либо в рублях за тысячу киловатт-часов (руб./тыс кВт·ч). Последнее выражение цены используется обычно на оптовом рынке. В эпоху индустриализации подавляющий объем электроэнергии вырабатывается промышленным способом на электростанциях .
В последнее время в связи с экологическими проблемами, дефицитом ископаемого топлива и его неравномерного территориального распределения становится целесообразным вырабатывать электроэнергию используя ветроэнергетические установки, солнечные батареи, малые газогенераторы.
Структура экономики России в 90-е гг. менялась в противоположном мировым тенденциям направлении. Удельный вес сырьевой продукции, в том числе энергоресурсов, в структуре мирового ВВП постоянно снижается. В развитых странах прирост ВВП приходится, главным образом, на обрабатывающую промышленность и сферу услуг. В России же на долю ТЭК приходится около 30% объема промышленного производства, 32% доходов консолидированного и 54% федерального бюджета, 54% экспорта, около 45% валютных поступлений.
Сейчас Россия занимаем ведущее место лишь по ресурсному потенциалу и производству первичных энергоресурсов: 1-е место по добыче газа, 2-е – по нефти, 4-е – по выработке электроэнергии, 6-е – по добыче угля. По потреблению же первичных энергоресурсов на душу населения, несмотря на высокую энергоемкость экономики, мы все сильнее отстаем от развитых стран. Если еще в 1995 г. По общему объему энергопотребления США и Китай превосходили Россию, соответственно, в 3,5 и 1,4 раза, то уже в 2000 г., соответственно, в 3,8 и 2 раза.
Страна обладает существенными запасами энергетических ископаемых и потенциалом возобновимых источников, входит в десятку наиболее обеспеченных энергоресурсами государств. Однако доля возобновимых источников в энергетике в процентном отношении невелика, в отличие от энергетического комплекса Европы, где политика Евросоюза направлена на постепенный рост использования возобновляемых источников энергии и замещение ими традиционных .
По важному показателю – выработке на одного жителя в 2005 г. Страна находилась приблизительно на одном уровне с такими энергоимпортирующими государствами как Германия и Дания имеющими меньшие транспортные потери и затраты на отопление. Однако после спада в 90-х с 1998 г. Потребление постоянно растёт, в частности в 2007 г. Выработка всеми станциями единой энергосистемы составила 997,3 млрд кВт·ч (1082 млрд кВт·ч в 1990 г.).
Потребление электроэнергии по видам экономической деятельности представлено в таблице 2, а расход электроэнергии на производство отдельных видов продукции в таблице 3.
Таблица 2 – Потребление электроэнергии по видам экономической деятельности (млрд. кВт-ч).
| Виды экономической деятельности | |||
| Добыча полезных ископаемых | 89,0 | 97,1 | 102,9 |
| из нее: | |||
| добыча топливно-энергетических полезных ископаемых | 66,3 | 73,3 | 78,5 |
| в том числе: | |||
| добыча каменного угля, бурого угля и торфа | 7,4 | 7,6 | 7,8 |
| добыча сырой нефти и природного газа; предоставление услуг в этих областях | 57,9 | 64,7 | 69,7 |
| добыча полезных ископаемых, кроме | 22,7 | 23,8 | 24,4 |
| топливно-энергетических | |||
| Обрабатывающие производства | 287,9 | 296,3 | 303,2 |
| из них: | |||
| производство пищевых продуктов, включая напитки, и табака | 13,4 | 14,8 | 14,0 |
| текстильное и швейное производство | 3,2 | 3,0 | 2,8 |
| производство кожи, изделий из кожи и производство обуви | 0,3 | 0,3 | 0,2 |
| обработка древесины и производство изделий из дерева | 3,4 | 3,5 | 3,7 |
| целлюлозно-бумажное производство; издательская и полиграфическая деятельность | 15,8 | 16,5 | 16,5 |
| производство кокса и нефтепродуктов | 19,1 | 17,3 | 16,8 |
| химическое производство | 33,6 | 36,1 | 35,8 |
| производство резиновых и пластмассовых изделий | 3,9 | 3,3 | 3,8 |
| производство прочих неметаллических минеральных продуктов | 14,5 | 16,1 | 17,6 |
| металлургическое производство и производство готовых металлических изделий | 139,6 | 145,1 | 149,6 |
| производство машин и оборудования | 8,8 | 8,9 | 10,1 |
| производство электрооборудования, электронного и оптического оборудования | 6,0 | 5,3 | 5,3 |
| производство транспортных средств и оборудования | 11,8 | 11,3 | 11,6 |
| Производство и распределение электроэнергии, газа и воды | 92,5 | 107,9 | 105,9 |
Таблица 3 – Удельный расход электроэнергии на производство отдельных видов продукции и работ (кВт ч/тонн)
| Вид производства | |||||||||||
| Добыча угля | 36,2 | 26,8 | 25,4 | 26,4 | 22,7 | 22,7 | 22,9 | 22,7 | 21,2 | ||
| Добыча нефти, включая газовый конденсат | 102,9 | 98,6 | 102,1 | 96,0 | 94,8 | 97,4 | 104,3 | 107,9 | 123,4 | ||
| Хлеб и хлебобулочные изделия | |||||||||||
| Бумага | |||||||||||
| Переработка нефти, включая газовый конденсат | 51,8 | 49,9 | 50,2 | 48,4 | 47,4 | 46,8 | 46,6 | 46,4 | 46,0 | ||
| Каучук синтетический | |||||||||||
| Цемент | |||||||||||
| Электросталь | 781,5 | 714,1 | 711,3 | 690,3 | 671,9 | 640,8 | 631,7 | 564,7 | 535,1 | ||
| Прокат черных металлов | 168,6 | 151,7 | 150,4 | 148,9 | 150,1 | 144,6 | 139,0 | 137,5 | 138,9 | ||
| Электроферросплавы | |||||||||||
В структуре потребления выделяется промышленность – 36%, ТЭК – 18%, жилой сектор – 15% (несколько заместивший в 90-х гг. Провал потребления в промышленности), значительны потери в сетях достигающие 11,5%. По регионам структура резко отличается – от высокой доли ТЭК в западной Сибири и энергоёмкой промышленности в Сибирской системе, до высокой доли жилого сектора в густонаселённых регионах европейской части.
атомный электроэнергетика экономика рынок
Введение
1. Значение и роль в хозяйственном комплексе электроэнергетики. Значение электроэнергетики в хозяйственном комплексе России
2. Особенности размещения и развития электроэнергетики
2.1 Основные принципы и факторы размещения и развития электроэнергетики
2.2 Энергетические ресурсы России и география их размещения
2.3 Энергетические кризисы
3. Типы электростанций
3.1 Тепловые электростанции (ТЭС)
3.2 Гидравлические электростанции (ГЭС)
3.3 Атомные электростанции (АЭС)
3.4 Альтернативные источники энергии
4. Реструктуризация и перспективы электроэнергетики
4.1 Реструктуризация электроэнергетики
4.2 Перспективы электроэнергетики
4.3 Электроэнергетика Тульской области и ее пути развития
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Электроэнергетика - ведущая область энергетики, обеспечивающая электрификацию народного хозяйства страны. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.
Основным объектом исследования является энергетическая отрасль, ее специфика и значение.
Основными задачами исследования является:
Определения значимость данной отрасли в хозяйственном комплексе страны;
Изучение энергетических ресурсов и факторы размещения электроэнергетики;
Рассмотрение различных типов электростанции, их положительные и отрицательные факторы;
Изучение альтернативных источников энергии, какую роль они играют в современной энергетике;
Изучение целей реструктуризации и перспективы российской электроэнергетики;
Основной целью данной курсовой работы является изучение принципов функционирования рассматриваемой отрасли в современных условиях, выявления основных проблем, связанных с экономическими, географическими, экологическими факторами и пути их преодоления.
1. Значение и роль в хозяйственном комплексе электроэнергетики. Значение электроэнергетики в хозяйственном комплексе России
Электроэнергетика занимается производством и передачей электроэнергетики и является важнейшей базовой отраслью промышленности России. От уровня ее развития зависит все народное хозяйство страны.
Отличительной особенностью экономики России (так же, как и ранее СССР) – более высокая по сравнению с развитыми странами удельная энергоемкость производимого национального дохода (почти в полтора раза выше, чем в США). Поэтому необходимо широко внедрять энергосберегающие технологии и технику. Однако даже в условиях снижение энергоемкости ВНП спецификой развития производства энергии является постоянно возрастающая потребность в ней производственной и социальной сферы. Важную роль электроэнергетика играет в условиях перехода к рыночной экономике – от ее развития во многом зависит выход из экономического кризиса, решение социальных проблем. На решение социальных задач в 2010 г. пойдет свыше 60% прироста потребления электроэнергетики.
Особенностью электроэнергетики является то, что ее продукция не может накапливаться для последующего использования, поэтому потребление соответствует производству электроэнергетики и по размерам (разумеется, с учетом потерь), и во время. Существуют устойчивые межрайонные связи по ввозу и вывозу электроэнергетики. Электроэнергетика является отраслью специализации Приволжского и Сибирского федеральных округов. Крупные электростанции играют значительную районообразующую роль. На их базе возникают энергоемкие и теплоемкие производства (выплавка алюминия, титана, ферросплавов, производство химических волокон и др.), например, Саянский ТПК (на базе Саяно-Шушенской ГЭС) – сооружается Саянский алюминиевый завод, завод по обработке цветных металлов, строится молибденовый комбинат, в перспективе намечается строительство электрометаллургического комбината.
Представить сегодня нашу жизнь без электроэнергетической энергетики невозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Немыслим без электроэнергии и наш быт. Столь широкое распространение объясняется ее специфическими свойствами:
Возможность превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и т.п.);
Способностью относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах;
Огромными скоростями протекания электромагнитных процессов;
Способностью к дроблению энергии и изменению параметров – напряжения, частоты.
В промышленности электрическая энергия применяется для приведения в действие различных механизмов и непосредственно в технологических процессах. Работа современных средств связи (телеграфа, телефона, радио, телевидения) основана на применении электроэнергии. Без нее не возможно было бы развитие кибернетики, вычислительной техники, космической отрасли.
Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышленности. Электротранспорт не загрязняет окружающую среду. 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 основным фактором обеспечения комфортабельной жизни людей. Уровень развития электроэнергетики отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-технического прогресса.
Таблица 1 - Основные потребители электроэнергии в России, 2004 г.
Анализируя данные таблицы, можно сделать следующие выводы. Доля потребления электроэнергии промышленности составляет 48,9%.Основным потребителем электроэнергии являются такие отрасли как топливная, жилищно-коммунальное хозяйство, транспорт и связь, прочие отрасли.
Рис.1 - Потребители электроэнергии России
Становление электроэнергетики в России связано с планом ГОЭЛРО (1920 г.). План ГОЭЛРО, рассчитанный на 10-15 лет, предусматривал строительство 10 гидроэлектростанций и 20 паровых электростанций суммарной мощностью 1,5 млн кВт. Фактический план был реализован за 10 лет – к 1931 г., а к концу 1935 г. вместо 30 было построено 40 районных электростанций, в том числе Свирская и Волховская гидроэлектростанции, Шатурская ГРЭС на торфе и Каширская ГРЭС на подмосковных углях. Основу плана составили:
Широкое использование на электростанциях местных топливных ресурсов;
Создание высоковольтных электрических сетей, объединяющих мощные станции;
Экономическое использование топлива, достигаемое параллельной работой ТЭС и ГЭС;
Сооружение ГЭС в первую очередь в районах, бедных органическим топливом.
План ГОЭЛРО создал базу индустриализации России. В 1920-е годы наша страна занимала одно из последних мест по выработке энергии, а уже в конце 1940-х годов она заняла первое место в Европе и второе в мире.
Сегодня мощность всех электростанций России составляет около 212,8 млн кВт. В последние годы произошли огромные организационные изменения в энергетике. Создана акционерная компания РАО «ЕЭС России», управляемая советом директором и осуществляющая производство, распределение и экспорт электроэнергии. Это крупнейшее в мире централизованно управляемое энергетическое объединение. Фактически в России сохранилась монополия на производство электроэнергии в ведении РАО «ЕЭС России» находится около 600 тепловых электростанций (ТЭС), более 100 гидравлических электростанций (ГЭС) и 9 атомных электростанций (АЭС).
Место России в мировом производстве электроэнергии
Общее мировое производство электроэнергии в 2004г. достигло 13700 ТВт ч, из них 62% были выработаны на тепловых энергостанциях на органическом топливе, по 18% на АЭС и ГЭС, а остальные 2% на нетрадиционных возобновляемых источниках энергии.
К числу крупнейших в мире производителей электроэнергии в 2004 г. относились США, Китай, Япония, Россия, Канада, Германия и Франция. В 2004 г. объем мировой торговли электроэнергией составил 348 ТВт ч и был на 25 % больше по сравнению с 2003 г. Таким образом, имеет место существенное опережение темпов расширения международной торговли электроэнергией по сравнению с темпами роста ее производства. Крупнейшими экспортерами электроэнергии являются Франция (69 ТВт·ч в 2003 г.), Парагвай (40 ТВт ч) и Канада (36 ТВт ч), крупнейшими импортерами - США и Италия (по 37 ТВт ч). Хорошо известно, что Россия обладает огромными запасами органических топлив: 45% мировых запасов природного газа, 23% угля и 13% нефти находится в ее недрах. Лидерство России на мировом рынке энергоресурсов, с одной стороны, дает множество политических и экономических преимуществ, а с другой - накладывает целый ряд обязательств и серьезную ответственность. Причем не только на внешнем рынке, но и внутри страны. Возрастающее потребление электроэнергии во всем мире и в активно развивающейся экономике России - устойчивая тенденция, требующая постоянного увеличения объемов как экспортных поставок энергоносителей, так, безусловно, и стабильного обеспечения растущих потребностей внутреннего рынка. Это придает первоочередную важность таким вопросам, как привлечение в отрасль инвестиций, техническое переоснащение и совершенствование объектов энергетики. Между тем отставание в развитии электроэнергетики от экономики в целом становится все более очевидным.
Содержание .
1.Введение……….3
2.Значение отрасли
в мировом хозяйстве, её отраслевой состав,
влияние НТР на её развитие……………………..
4
3.Сырьевые и топливные
ресурсы отрасли и их развитие ………………
7
4.Размеры производства
продукции с распределением по главным
географическим регионам……………………….
10
5.Главные страны
производители электроэнергии…….. 11
6.Главные районы
и центры производства электроэнергии
……………. 13
7.Природоохранные
и экологические проблемы, возникающие
в связи с развитием отрасли………………………..
14
8.Главные страны
(районы) экспорта продукции электроэнергетики
…. 15
9.Перспектива развития
и размещения отрасли ………. 16
10.Заключение …………………….
17
11.Список используемой
литературы………………... 18
-2-
Введение.
Электроэнергетика
– составляющая часть энергетики, обеспечивающая
электрификацию хозяйства страны на основе
рационального производства и распределения
электроэнергии. Она имеет очень важное
преимущество перед энергией других видов
- относительную легкость передачи на
большие расстояния, распределения между
потребителями, преобразования в другие
виды энергии (механическую, химическую,
тепловую, свет).
Специфической
особенностью электроэнергетики является
то, что ее продукция не может накапливаться
для последующего использования, поэтому
потребление соответствует производству
электроэнергии и во времени, и по количеству
(с учетом потерь).
Электроэнергетика
вторглась во все сферы деятельности человека:
промышленность и сельское хозяйство,
науку и космос. Представить без электроэнергии
наш быт также невозможно.
Современное общество
к концу ХХ века столкнулось с
энергетическими проблемами, которые
приводили известной степени даже к
кризисам. Человечество старается найти
новые источники энергии, которые были
бы выгодны во всех отношениях: простота
добычи, дешевизна транспортировки, экологическая
чистота, восполняемость. Уголь и газ отходят
на второй план: их применяют только там,
где невозможно использовать что-либо
другое. Всё большее место в нашей жизни
занимает атомная энергия: её можно использовать
как в ядерных реакторах космических челноков,
так и в легковом автомобиле.
-3-
Значение отрасли
в мировом хозяйстве,
её отраслевой
состав, влияние НТР
на её развитие.
Электроэнергетика
входит в состав топливно-экономического
комплекса, образуя в нем, как
иногда говорят «верхний этаж». Можно
сказать, что она относится к так
называемым «базовым» отраслям промышленности.
Эта её роль объясняется необходимостью
электрификации самых различных сфер
человеческой деятельности. Развитие
электроэнергетики является неприемлемым
условием развития других отраслей промышленности
и всей экономики государств.
Энергетика включает
в себя совокупность отраслей, снабжающих
другие отрасли энергоресурсами. В
нее входят все топливные отрасли
и электроэнергетика, включая разведку,
освоение, производство, переработку
и транспортировку источников тепловой
и электрической энергии, а также самой
энергии.
Динамика мирового
производства электроэнергетики показана
на рис.1 , из которого вытекает, что во
второй половине ХХ в. выработка электроэнергии
увеличилась почти в 15 раз. На протяжении
всего этого времени темпы роста спроса
на электроэнергию превышали темпы роста
спроса на первичные энергоресурсы.
На протяжении
всего этого времени темпы
роста спроса на электроэнергию превышали
темпы роста спроса на первичные
энергоресурсы. В первой половине 1990-х
гг. ни составляли соответственно 2,5% и
1,55 в год.
Согласно прогнозам,
к 2010 году мировое потребление электроэнергии
может возрасти до 18-19 трлн. кВт/час, а к
2020г.- до 26-27 трлн. кВт./ч. соответственно
будут возрастать и установленные мощности
электростанций мира, которые уже в середине
1990-х г превысил и уровень 3 млрд. кВт.
Между тремя
основными группами стран выработка
электроэнергии распределяется следующим
образом: на долю экономически развитых
стран приходится 65%, развивающихся
- 33% и стран с переходной экономикой
- 13%. Предполагают, что доля развивающихся
стран в перспективе будет возрастать,
и к 2020 г. они обеспечат уже около Ѕ мировой
выработки электроэнергии.
В мировом хозяйстве
развивающиеся страны по-прежнему выступают
главным образом в качестве поставщиков,
а развитые - потребителей энергии.
На развитии
электроэнергетики оказывают влияние
как
природные, так
и социально-экономические факторы.
Электрическая
энергия - универсальный, эффективный
-4-
технически и
экономический вид используемой
энергии. Важна также экологическая
безопасность использования и передачи
по сравнению со всеми видами топлива
(учитывая сложности и экологическую
составляющую при их транспортировке).
Электрическая
энергия вырабатывается на электростанциях
разного типа - тепловых (ТЭС), гидравлических
(ГЭС), атомных (АЭС), в сумме дающих 99% производства,
а также на электростанциях, испльзующих
энергию солнца, ветра, приливов и пр. (таб.1).
Таблица 1
Производство
электроэнергии в мире и в некоторых странах
на электрических
станциях разного типа (2001г.)
| Страны мира |
Производство
электроэнергии
(млн кВт/ч) |
Доля производства электроэнергии (%) | |||
| ТЭС | ГЭС | АЭС | другие | ||
| США | 3980 | 69,6 | 8,3 | 19,8 | 2,3 |
| Япония | 1084 | 58,9 | 8,4 | 30,3 | 0,4 |
| Китай | 1326 | 79,8 | 19,0 | 1,2 | - |
| Россия | 876 | 66,3 | 19,8 | 13,9 | - |
| Канада | 584 | 26,4 | 60,0 | 12,3 | 1,3 |
| Германия | 564 | 63,3 | 3,6 | 30,3 | 2,8 |
| Франция | 548 | 79,7 | 17,8 | 2,5 | - |
| Индия | 541 | 7,9 | 15,3 | 76,7 | 0,1 |
| Великобритания | 373 | 69,0 | 1,7 | 29,3 | 0,1 |
| Бразилия | 348 | 5,3 | 90,7 | 1,1 | 2,6 |
| Мир в целом | 15340 | 62,3 | 19,5 | 17,3 | 0,9 |
5-
Вместе с тем
именно рост потребления электроэнергии
связан с теми сдвигами, которые
формируются в промышленном производстве
под воздействием НТП: автоматизацией
и механизацией производственных процессов,
широким применением электроэнергии в
технологических процессах, повышением
степени электрификации всех отраслей
хозяйства. Также значительно выросло
потребление электроэнергии населением
в связи с улучшением условий и качества
жизни населения, широким распространением
радио- и телеаппаратуры, бытовых электроприборов,
компьютеров (в том числе использование
всемирной компьютерной сети Интернет).
С глобальной электрификацией связан
неуклонный рост производства электроэнергии
на душу населения планеты (с 381 кВт/ч 1950г.
до 2400 кВт/ч в 2001г.). В число лидеров по данному
показателю входят Норвегия, Канада, Исландия,
Швеция, Кувейт, США, Финляндия, Катар,
Новая Зеландия, Австралия (т.е. особенно
выделяются страны с небольшой численностью
населения и в основном экономически развитые)
Увеличение расходов
на НИОКР в области энергетики
значительно улучшило показатели работы
тепловых станций обогащение угля,
совершенствование оборудования ТЭС,
повышение мощности агрегатов (котлов,
турбин, генераторов). Ведутся активные
научные исследования в области ядерной
энергетики, использования геотермальной
и солнечной энергии и т. д.
-6-
Сырьевые и топливные
ресурсы отрасли
и их развитие.
Для выработки
электроэнергии в мире ежегодно потребляется
15 млрд. т условного топлива и
объем произведенной электроэнергии
растет. О чем наглядно свидетельствует
рис. 2
Рис. 2. Рост мирового
потребления первичных энергоресурсов
в ХХв, млрд тонн условного топлива.
Суммарная мощность
электростанций всего мира в конце
90-х годов превышала 2,8млрд кВт, а
выработка электроэнергетики вышла
на уровень 14 трлн кВт/ч год.
Основную роль
в электроснабжении мирового хозяйства
выполняют тепловые станции (ТЭС), работающие
на минеральном топливе, главным образом
на мазуте или газе. Наиболее велика доля
в теплоэнергетике таких стран, как ЮАР
(почти 100%), Австралия, Китай, Россия, Германия
и США и др., обладающих собственными запасами
этого ресурса.
Теоретический
гидроэнергетический потенциал
нашей планеты оценивается в 33-49
трлн кВт/ч, а экономический (который
может быть использован при современном
развитии техники) в 15 трлн кВт/ч. Однако
степень освоенности гидроэнергоресурсов
в в разных регионах мира различна (в целом
по миру лишь 14%). В Японии гидроресурсы
используются на 2/3, в США и Канаде - на
3/5, в Латинской Америке - на 1/10, а в Африке
на 1/20 гидроресурсного потенциала. (Таб.2)
Таблица
2
Крупнейшие ГЭС
мира.
| Наименование | Мощность (млн. кВт) | Река | Страна |
| Итайпу | 12,6 | Парана | Бразилия/Парагвай |
| Гури | 10,3 | Карони | Венесуэла |
| Гранд - Кули | 9,8 | Колумбия | США |
| Саяно-Шушенская | 6,4 | Енисей | Россия |
| Красноярская | 6,0 | Енисей | Россия |
| Ла-Гранд-2 | 5,3 | Ла-Гранд | Канада |
| Черчилл-Фолс | 5,2 | Черчилл | Канада |
| Братская | 4,5 | Ангара | Россия |
| Усть-Илимская | 4,3 | Ангара | Россия |
| Тукуруи | 4,0 | Такантинс | Бразилия |
Однако общая структура производства электроэнергии серьезно изменилась с 1950 г. Если раньше применялись лишь
-7-
тепловые(64,2%) и гидравлические станции (35,8%), то ныне доля ГЭС снизилась до 19% за счет использования ядерной энергетики и других альтернативных источников получения энергии.
В последние десятилетия практического применение в мире получило использование Ядерной энергии. Производство электроэнергии на АЭС возросло в последние 20 лет в 10 раз. Со времени ввода в эксплуатацию первой атомной электростанции (1954год, СССР - г.Обнинск, мощность 5МВт), суммарная мощность АЭС мира превысила 350тыс МВт(Таб. 3) До конца 80-х годов ядерная энергетика развивалась опережающими темпами по отношению ко всей электроэнергетике, особенно в экономически высокоразвитых странах, дефицитных по другим энергоресурсам. Доля атомных станций в общем производстве электроэнергии мира в 1970г составляла 1,4%, в1980 г. - 8,4%, а 1993г. уже 17,7%, хотя в последующие годы доля несколько снизилась и стабилизировалась в 2001г. - около 17%). Во много тысяч раз меньшая потребность в топливе (1 кг урана эквивалентен, по заключенной в нём энергии, 3 тыс. т каменного угля) почти освобождает размещение АЭС от влияния Транспортного фактора.
Таблица 3
Ядерный потенциал отдельных стран мира, на 1января 2002г.
| Страна | Действующие реакторы | Строящиеся реакторы | Доля
АЭС в общем производстве
электроэнергии,
%
|
||
| Число блоков | Мощность, МВт | Число блоков | Мощность, МВт | ||
| Мир | 438 | 352110 | 36 | 31684 | 17 |
| США | 104 | 97336 | - | - | 21 |
| Франция | 59 | 63183 | - | - | 77 |
| Япония | 53 | 43533 | 4 | 4229 | 36 |
| Вели-кобрита-ния | 35 | 13102 | - | - | 24 |
| Россия | 29 | 19856 | 5 | 4737 | 17 |
| ФРГ | 19 | 21283 | - | - | 31 |
| Респуб-лика Корея | 16 | 12969 | 4 | 3800 | 46 |
| Канада | 14 | 10007 | 8 | 5452 | 13 |
| Индия | 14 | 2994 | 2 | 900 | 4 |
| Украина | 13 | 12115 | 4 | 3800 | 45 |
| Швеция | 11 | 9440 | - | - | 42 |
К категории нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ), которые также часто называют альтернативными, принято относить несколько не получивших пока широкого распространения источников, обеспечивающих постоянное возобновление энергии за счет естественных процессов. Это источники связанные с естественными процессами в литосфере (геотермальная энергия), в гидросфере (разные виды энергии мирового океана),в атмосфере (энергия ветра), в биосфере (энергия биомассы) и в космическом пространстве (солнечная энергия).
Среди несомненных достоинств всех видов альтернативных источников энергии обычно отмечают их практическую неисчерпаемость и отсутствие каких-либо вредных воздействий на окружающую среду.
Источники геотермальной энергии отличаются не только неисчерпаемостью, но и довольно широким распространением: ныне они известны более чем в 60 станах мира. Но сам характер использования этих источников многом зависит от природных особенностей. Первая промышленная ГеоТЭС была построена в итальянской провинции Тоскана в 1913году. Число стран, имеющих ГеоТЭС, уже превышает 20.
Использование энергии ветра началось, можно сказать, на самом раннем этапе человеческой истории.
Ветроэнергетические установки Западной Европы обеспечивали бытовые потребности в электроэнергии примерно 3 млн. человек. В рамках ЕС поставлена задача к 2005году увеличить долю ветроэнергетики в производстве электроэнергии до 2% (это позволит закрыть угольные ТЭС мощностью 7 млн кВт), а к 2030г. - до 30%
Хотя солнечную энергию использовали для обогрева домов ещё в древней Греции, зарождение современной гелиоэнергетики произошло только в ХIХ в., а становление в ХХ в.
На мировом «солнечном саммите», проведенном в середине 1990-х гг. была разработана Мировая солнечная программа на 1996 - 2005гг, имеющая глобальные, региональные и национальные разделы.
-9-
Размеры производства
продукции с распределением
по главным географическим
регионам.
Мировое производство
и потребление топлива и энергии имеют
и ярко выраженные географические аспекты,
региональные различия. Первая линия таких
различий проходит между экономически
развитыми и развивающимися странами,
вторая - между крупными регионами, третья
- между отдельными государствами мира.
Таблица 4
Доля крупных
регионов мира в мировом производстве
электроэнергии (1950-2000 гг.), %
| Регионы | 1950г. | 1970г. | 1990г. | 2000г. |
| Западная Европа | 26,4 | 22,7 | 19,2 | 19,5 |
| Восточная Европа | 14,0 | 20,3 | 19,9 | 10,9 |
| Северная Америка | 47,7 | 39,7 | 31,0 | 31,0 |
| Центральная и Южная Америка | 2,2 | 2,6 | 4,0 | 5,3 |
| Азия | 6,9 | 11,6 | 21,7 | 28,8 |
| Африка | 1,6 | 1,7 | 2,7 | 2,9 |
| Австралия и Океания | 1,3 | 1,4 | 1,6 | 1,7 |
С глобальной электрификацией связан неуклонный рост производства электроэнергии на душу населения планеты (с 381 кВт/ч 1950г. до 2400 кВт/ч в 2001г.). В число лидеров по данному показателю входят Норвегия, Канада, Исландия, Швеция, Кувейт, США, Финляндия, Катар, Новая Зеландия, Австралия (т.е. особенно выделяются страны с небольшой численностью населения и в основном экономически развитые)
Показатель роста производства и потребления электроэнергии точно отражает все особенности развития хозяйства государств и регионов мира. Так, более 3/5 всей электроэнергии вырабатывается в промышленно развитых странах, среди которых по общей её выработке выделяются США, Россия, Япония, Германия, Канада, а также Китай.
Первые десять стран мира по производству электроэнергии на душу населения (тыс. кВт/час,1997год)
-10-
Главная страна
производителя электроэнергии.
Рост производства
электроэнергии был отмечен во всех
крупных регионах и странах мира.
Однако процесс проходил в них
достаточно неравномерно. Уже в 1965 году
США превысил общий мировой уровень
производства электроэнергии 50-го года
(СССР - только в 1975 году преодолел тот
же рубеж). А ныне США, оставаясь по-прежнему
мировым лидером, производят электроэнергии
на уровне почти 4 трлн. кВт/ч (таб.5)
Таблица 5
Первые десять
стран мира по производству электроэнергии
(1950-2001гг), млрд. кВт/ч
По суммарной мощности электростанций и по производству электроэнергии США занимают первое место в мире. В структуре выработки электроэнергии преобладает производство её на ТЭС, работающих на угле, газе, мазуте (около 70%), остальное производят ГЭС и АЭС (28%). На долю альтернативных источников энергии приходится около 2% (имеется геоТЭС, солнечные и ветровые станции).
По числу энергоблоков работающих АЭС (110) США занимают первое место в мире. АЭС размещаются в основном на востоке страны и ориентированы на крупных потребителей электроэнергии (большинство в пределах 3-х мегалополисов).
Всего в стране действует более тысячи ГЭС, но особенно велико значение гидроэнергетики в штате Вашингтон (в бассейне р. Колумбия), а также в бассейне р. Теннеси. Кроме этого крупные ГЭС построены на реках Колорадо и Ниагара.
Второе место по общей выработки электроэнергии занимает
-11-
Китай, обогнав Японию и Россию.
Большая её часть производится на ТЭС (3/4), в основном работающих на угле. Крупнейшая ГЭС - Гэчжоуба построена на реке Янцзы. Много мелких и мельчайших ГЭС. Предполагается дальнейшее развитие гидроэнергетики в стране. Также действуют свыше 10 приливных электростанций (в т.ч. вторая по мощности в мире). В Лхасе (Тибет) построена геотермальная станция.
-12-
Главные районы
и центры производства
электроэнергии.
Крупные ТЭС
строят обычно в районах добычи топлива(угля),
либо в местах, удобных для его
производства (в портовых городах).
Тепловые станции, работающие на мазуте,
располагаются в местах размещения нефтеперерабатывающих
заводов, работающие на природном газе
- вдоль трасс газопроводов.
В настоящее
время из большинства действующих
ГЭС с мощностью более 1 млн
кВт свыше 50% находятся в промышленно
развитых странах.
Крупнейшие по
мощности из действующих за рубежом
ГЭС: бразильско - парагвайская «Итайпу»
на р. Паранда - с мощность свыше 12 млн
кВт; венесуэльская «Гури» на р. Карони.
Крупнейшие ГЭС в России построены
на р. Енисей: Красноярская и Саяно-Шушенская
(каждая мощностью более 6 млн кВт).
В энергоснабжении
многих стран ГЭС играют решающую
роль, например, в Норвегии, Австрии,
Новой Зеландии, Бразилии, Гондурасе,
Гватемале, Танзании, Непале, Шри-Ланке
(80-90% общей выработки электроэнергии),
а также в Канаде, Швейцарии и других государствах.
и т.д.................
Введение
Электроэнергетика - это комплексная отрасль хозяйства, которая включает в свой состав отрасль по производству электроэнергии и передачу ее до потребителя. Электроэнергетика является важнейшей базовой отраслью промышленности России. От уровня ее развития зависит все народное хозяйство страны, а так же уровень развития научно-технического прогресса в стране.
Специфической особенностью электроэнергетики является то, что её продукция не может накапливаться для последующего использования, поэтому потребление соответствует производству электроэнергии и по размеру (с учетом потерь) и во времени.
Представить себе жизнь без электрической энергии уже невозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос, наш быт. Её специфическое свойство - возможность превращаться практически во все другие виды энергии (топливную, механическую, звуковую, световую и т.п.)
В промышленности электроэнергия применяется как для приведения в действие различных механизмов, так и непосредственно в технологических процессах. Работа современных средств связи основана на применении электроэнергии.
Электроэнергия в быту является основной частью обеспечения комфортабельной жизни людей.
Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышленности. Электротранспорт не загрязняет окружающую среду.
Значение электроэнергетики в экономике Российской Федерации
Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики. Электроэнергетика является основой функционирования экономики и жизнеобеспечения. Надежное и эффективное функционирование электроэнергетики, бесперебойное снабжение потребителей - основа поступательного развития экономики страны и неотъемлемый фактор обеспечения цивилизованных условий жизни всех ее граждан. Электроэнергетика является элементом ТЭК. ТЭК России является мощной экономико-производственной системой. Он определяющим образом влияет на состояние и перспективы развития национальной экономики, обеспечивая 1/5 производства валового внутреннего продукта, 1/3 объема промышленного производства и доходов консолидированного бюджета России, примерно половину доходов федерального бюджета, экспорта и валютных поступлений.
При развитии энергетики огромное значение придается вопросам правильного размещения электроэнергетического хозяйства. Важнейшим условием рационального размещения электрических станций является всесторонний учет потребности в электроэнергии всех отраслей народного хозяйства страны и нужд населения, а также каждого экономического района на перспективу.
Одним из принципов размещения электроэнергетики на современном этапе развития рыночного хозяйства является строительство преимущественно небольших по мощности тепловых электростанций, внедрение новых видов топлива, развитие сети дальних высоковольтных электропередач.
Существенная особенность развития и размещения электроэнергетики - широкое строительство теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) для теплофикации различных отраслей промышленности и коммунального хозяйства. ТЭЦ размещают в пунктах потребления пара или горячей воды, поскольку передача тепла по трубопроводам экономически целесообразна лишь на небольшом расстоянии.
Важным направлением в развитии электроэнергетики является строительство гидроэлектростанций. Особенность современного развития электроэнергетики - сооружение электроэнергетических систем, их объединение и создание Единой энергетической системы (ЕЭС) страны.
Электроэнергия вырабатывается на специальных предприятиях - электростанциях, преобразующих в электрическую другие виды энергии: химическую энергию топлива, энергию воды, ветра, атомную энергию и др. Выработанная электростанцией электроэнергия передается по воздушным или кабельным линиям электросетей различным потребителям - промышленным, коммунальным, сельскохозяйственным, бытовым и т.д. В зависимости от используемого вида энергии различают электростанции тепловые, гидравлические, ветровые, атомные и др.
Энергетическое хозяйство представляет собой комплекс устройств и процессов, предназначенных для обеспечения народного хозяйства топливно-энергетическими ресурсами в виде непосредственно топлива, электрической и тепловой энергии, горячей и холодной воды, сжатого и кондиционированного воздуха и т. п.
В энергетике существуют связи и системы внутри энергетического хозяйства и внешние связи с другими хозяйственными и отраслевыми системами и структурами. Можно выделить два направления энергетики: первое объединяет энергодобывающие (нефтяная, газовая, угольная, атомная и т.п.) и энергопроизводящие (электроэнергетика и теплоэнергетика) отрасли; второе - энергопотребляющие, т.е. потребляющие непосредственно топливо, электроэнергию, тепло и другие энергоресурсы.
Для обеспечения различными видами энергоресурсов отраслей народного хозяйства и населения страны (потребителей) используются: транспорт (железнодорожный, автомобильный, трубопроводный и др.), электрические и тепловые сети, склады топливных ресурсов, генерирующие, аккумулирующие, трансформирующие, передающие и распределительные устройства. Все эти системы взаимосвязаны и призваны обеспечивать предусмотренное энергоснабжение с достаточным уровнем надежности.
Энергетическое хозяйство имеет два направления: теплофикация и электрификация. Особенно большое значение имеет электрификация. Это определяется ее особыми свойствами: легкостью превращения в другие виды (тепловую, механическую, световую), возможностью обеспечить необходимые параметры протекания производственных процессов, комплексностью механизации и автоматизации производства, повышением производительности труда. Электроэнергия может быть распределена на отдельные потоки и передана на значительные расстояния. Без применения электроэнергии невозможны электрохимические и электрофизические процессы, привод станков-автоматов, манипуляторов, роботов и другие производственные процессы.
Электроэнергетика - ведущая часть энергетики, обеспечивающая электрификацию страны на основе рационального производства и распределения электрической энергии. Электроэнергетика имеет важное значение в хозяйстве любой страны, что объясняется такими преимуществами электроэнергетики перед энергией других видов, как относительная легкость передачи ее на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.).
Топливно-энергетический комплекс России - один из межотраслевых народнохозяйственных комплексов, представляющий собой совокупность тесно связанных и взаимозависимых отраслей топливной промышленности и электроэнергетики, действующих как единое целое для удовлетворения потребностей народного хозяйства и населения страны в топливно-энергетических ресурсах. Он является стержнем экономики страны, обеспечивающим жизнедеятельность всех отраслей национального хозяйства и населения, а также интеграцию регионов и стран СНГ.
Важнейшая задача энергетической политики - повышение эффективности использования всех видов энергии внутри страны. В этом случае экспорт в основном поддерживался бы не простым увеличением объемов добычи нефти и газа, а за счет энергосбережения внутри страны, огромного потенциала, составляющего примерно 450...500 млн т у.т.
В топливно-энергетический комплекс как объект народного хозяйства входят электроэнергетика, топливная промышленность, включающая в себя угольную и торфяную промышленность, а также геологоразведочные работы на нефть, газ, уголь и урановые руды.
При передаче электрической энергии от электрических станций к потребителям во всех звеньях электрических сетей имеются потери активной мощности и энергии. Эти потери возникают как в кабельных и воздушных линиях различных напряжений, так и в трансформаторах повысительных и понизительных подстанций.
В среднем потери в сетях энергосистемы составляют примерно 10% от отпускаемой в сеть энергии. Значительная часть этих потерь расходуется в линиях передачи всех напряжений и меньшая часть - в трансформаторах.
Нагрузка потребителей колеблется в течение суток и времени года, поэтому изменяется и размер величины потерь мощности.
Для составления баланса мощности используют графики электрических нагрузок, отображающие изменение потребляемой мощности в течение рассматриваемого периода времени. Графики нагрузки могут выражать режим электропотребления отдельных предприятий, подотраслей, районов, районных и объединенных энергосистем. От режимов потребления электроэнергии зависят режимы работы энергетических установок: основного оборудования электростанций, линий электропередачи и трансформаторных подстанций. Режимы электропотребления могут быть представлены в форме таблиц или в виде графиков. Графики электрической нагрузки рассматриваются как для активной нагрузки, так и для реактивной. Несовпадение конфигураций этих графиков определяется различиями в режимах потребления активной и реактивной мощности отдельными видами потребителей.
В зависимости от длительности рассматриваемого периода различают:
суточные, недельные, месячные и годовые графики нагрузок;
зимние, весенние, летние и осенние.
При планировании нагрузок пользуются типовыми (усредненными) графиками. Их составляют для разных групп потребителей (промышленных, сельскохозяйственных, коммунально-бытовых) и заданных периодов времени. В типовом графике каждая ордината нагрузки является среднеарифметической величиной для рассматриваемого периода.
Нагрузку потребителей и пропорциональное ей изменение величины потерь мощности обычно изображают в виде графика нагрузки. Годовой график нагрузки показывает в некотором масштабе количество энергии, передаваемое по сети в течение года.