Типы электростанций и факторы их размещения.

 

Основными типами электростанций в России являются тепловые, гидравлические, а также атомные.

Таблица 1. “Доля тепловых, атомных и гидравлических электростанций в суммарной выработке электроэнергии в России.”

годы	1980	1985	1990	1992	1998	2000	2001	2006	2010
Типы электростанций
ТЭС	77,2	73,1	73,7	69,9	68,9	58,3	57,8	59,2	68,8
АЭС	6,7	10,3	10,9	12,3	12,6	12,9	13,7	15,6	19,2
ГЭС	16,1	16,6	15,4	17,8	18,5	16,4	17,6	18,3	19,0

 

Большинство станций в России- тепловые. Принцип работы тепловых станций основан на последовательном преобразовании химической энергии топлива в тепловую и электрическую энергию для потребителей. Основным оборудованием ТЭС является котел, турбина, генератор. В котле при сжигании топлива выделяется тепловая энергия, которая преобразуется в энергию водяного пара. В турбине водяной пар превращается в механическую энергию вращения. Генератор превращает энергию вращения в электрическую. Тепловая энергия для нужд потребления может быть взята в виде пара из турбины либо котла. Тепловые электростанции работают на органическом топливе (уголь, мазут, газ, сланцы, торф). Среди них главную роль, следует отметить, играют мощные (более 2 млн. Квт) ГРЭС- государственные районные электростанций обеспечивающие потребности экологического района, работающие в энергосистемах.

Таблица 2. “ГРЭС мощностью более 2 млн. Квт”1

Федеральный Округ	ГРЭС	Установленная мощность, млн. квт	ТОПЛИВО
Центральный	Костромская	3,6	мазут
	Вяземская	2,8	уголь
	Конаковская	3,6	мазут, газ
Уральский	Рефтинская	3,8	уголь
	Троицкая	2,4	уголь
	Ириклинская	2,4	мазут
Приволжский	Заинская	2,4	мазут, уголь
Восточно-Сибирский	Назаровская	6,0
Западно-Сибирский	Сургутская ГРЭС-1	3,1	газ
Северо-Кавказский	Ставропольская	2,1	мазут, газ
Северо-Западный	Киришская	2,1	мазут

 

 Тепловые электростанции имеют как свои преимущества, так и недостатки. Положительным по сравнению с другими типами электростанций является относительно свободное размещение, связанное с широким распространением топливных ресурсов в России; способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний. К отрицательным относятся следующие факторы: ТЭС обладает низким коэффициентом полезного действия, если последовательно оценить различные этапы преобразования энергии, то увидим, что не более 32% энергии топлива превращается в электрическую. Топливные ресурсы нашей планеты ограничены, поэтому нужны электростанции, которые не будут использовать органическое топливо. Кроме того, ТЭС оказывает крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Тепловые электростанции всего мира, в том числе и России выбрасывает в атмосферу ежегодно 200-250 млн. Тонн золы и около 60 млн. Тонн сернистого ангидрида, они поглощают огромное количество кислорода. Несмотря на отмеченные недостатки, в ближайшей перспективе доля ТЭС в приросте производства электроэнергии должна составить 78%-85%.

По количеству вырабатываемой энергии на втором месте находятся гидравлические электростанции (ГЭС).

Гидравлические электростанции используют для выработки электроэнергии гидроэнергетические ресурсы,1

то есть силу падающей воды. Потенциальные гидроэнергетические ресурсы крупных и средних рек России составляет по мощности 273,4 млн. Квт1 со среднегодовой выработкой 23,95, 1млрд квт/ч2.

Существует три основных вида ГЭС:

Гидроэлектрические станции.

Технологическая схема их работы довольна проста. Естественные водные ресурсы реки преобразуются в гидроэнергетические ресурсы с помощью строительства гидротехнических сооружений. Гидроэнергетические ресурсы используются в турбине и превращаются в механическую энергию, механическая энергия используется в генераторе и превращается в электрическую энергию.

Приливные станции.

Природа сама создает условия для получения напора, под

которым может быть использована вода морей. В результате

приливов и отливов уровень морей меняется- на северных

морях- Охотском, Беринговом, волна достигает 13 метров.

Между уровнем бассейна и моря создается разница и таким образом создается напор. Так как приливная волна периодически изменяется, то в соответствии с ней меняется напор и мощность станций.

Пока еще использование приливной энергии ведется в

скромных масштабах. Главным недостатком таких станций

является вынужденный режим. Приливные станции (ПЭС)

дают свою мощность не тогда, когда этого требует потребитель, а в зависимости от приливов и отливов воды.

Велика также стоимость сооружений таких станций.

Гидроаккумулирующие станции (ГАЭС).

Действие их основано на циклическом перемещении одного и того же объема воды между двумя бассейнами верхним и нижним. В ночные часы, когда потребность в электроэнергии мала, эта вода перекачивается из нижнего1,2 водохранилища в верхний, потребляя при этом излишки

энергии, производимые электростанциями ночью. Днем,

когда резко возрастает потребление электричества, вода 

сбрасывается из верхнего бассейна вниз через турбину,

вырабатывающую энергию. Это выгодно, так как остановка ГЭС в ночное время невозможна. Таким образом, ГАЭС позволяют решать проблемы пиковых нагрузок, маневренности использования мощностей энергосетей. В    

России, особенно в европейской части, остро стоит проблема создания маневренных электростанций, в том числе ГАЭС. Построены Загорская ГАЭС, строится Центральная. Кроме перечисленных достоинств и недостатков гидравлические электростанции имеют следующие: ГЭС являются весьма эффективными источниками энергии, поскольку используют возобновимые ресурсы, они просты в управлении и имеют высокий Кпд более 80%. В результате производимая энергия на ГЭС-

самая дешевая. Огромное достоинство ГЭС- возможность

практически мгновенного автоматического запуска и отключение любого требуемого количества агрегатов. Но строительство ГЭС требует длительных сроков и больших удельных капитала вложений, это связано с потерей земель на равнинах, наносит ущерб рыбному хозяйству. Доля

участия ГЭС в выработке электроэнергии значительно меньше их доли в установленной мощности, что объясняется тем, что их полная мощность реализуется лишь в короткий период времени, причем только в многоводные годы.

Поэтому, несмотря на обеспеченность России гидроэнергетическими ресурсами, они не могут служить основной выработки электроэнергии в стране.

Доля атомных электростанций (АЭС) в суммарной выработке электроэнергии составляет около 12%. В России действуют девять АЭС общей мощностью 21,3 млн. Квт.1 Персонал девяти российских АЭС составляет 40.6 тыс. 1 человек или 4% от общего числа населения занятого в энергетики.АЭС, являющиеся наиболее современным видом электростанций имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций: при нормальных условиях функционирования они абсолютно не загрязняют окружающую среду, не требуют привязки к источнику сырья и соответственно могут быть размещены практически везде,

новые энергоблоки имеют мощность, практически равную

мощности средней ГЭС, однако коэффициент использования

установленной мощности на АЭС (80%) значительно превышает этот показатель у ГЭС и ТЭС.

Значительных недостатков АЭС при нормальных условиях

функционирования практически не имеет. Однако нельзя не заметить опасность АЭС при возможных неожиданных обстоятельствах: землетрясениях, ураганах и тому подобное здесь старые модели энергоблоков представляют потенциальную опасность радиационного заражения территорий из-за неконтролируемого перегрева реактора.

В общую типологию электростанций включаются электростанции, работающие на так называемых нетрадиционных источниках энергии. К ним относят:

1)энергию приливов и отливов; 2)энергию малых рек;

3)энергию ветра и Солнца; 4)геотермию; 5)энергию

горючих отходов и выбросов; 6) энергию вторичных или

сбросовых источников тепла и другие.

Значимость нетрадиционных источников энергии, несмотря на то, что такие виды электростанций занимают

всего 0,07 % в производстве электроэнергии в России, будет

возрастать. Этому будут способствовать следующие принципы:

-более низкая стоимость электроэнергии и тепла, получаемая от нетрадиционных источников энергии, чем на всех других источниках;

-возможность практически во всех регионах страны иметь локальные электростанции, делающие незавиистемы;

-доступность и технически реализуемая плотность, мощность для полезного использования;

-возобновляемость нетрадиционных источников энергии;

-экономия или замена традиционных энергоресурсов и энергоносителей;

-замена эксплуатируемых энергоносителей для перехода к экологически более чистым видам энергии;

-повышение надежности существующих энергосистем.

Каждый регион практически располагает каким- либо видом

этой энергии и в ближайшей перспективе может внести

существенный вклад в топливно- энергетический баланс России.

Относительная значимость введения некоторых видов

нетрадиционных возобновимых источников энергии в топливном балансе России и ее регионов на 2000-2010 гг, индекс приоритетности энергии 1.

В настоящее время единственным представителем типа ЭС является Паужетская ГеоГЭС (геотермальная ГЭС) на Камчатке мощностью 11 мвт. Станция эксплуатируется с 1964 года и устарела как морально, так и физически. В настоящее время в стадии разработки находится технический

проект ветроэнергетической электростанции мощностью в

1 мвт, на базе ветрового генератора мощностью 16 квт. В ближайшее время планируется пустить Мутновскую ГеоГЭС

мощностью 200 мвт.

 

 

География крупнейших электростанций России 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).
Северо-Кавказский 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).
 

ПЛАН ГОЭЛРО

 

Строительство "Электропередачи" положило начало промышленному развитию воздушных высоковольтных линий и передачи электроэнергии на достаточно большие расстояния. Вопросы передачи электроэнергии были предметом постоянного рассмотрения на электротехнических съездах. Наиболее тщательно проблема исследовалась VII Всероссийским электротехническим съездом в 1913 году. Научный форум вынес специальное решение о необходимости строительства ЛЭП и поручил Постоянному комитету съездов выработать законопроект об устройстве линий электропередач.При возведении первых ЛЭП, соединявших "Электропередачу" с промышленными центрами и, прежде всего с Москвой (расстояние составляло более 70 километров), возникли неизвестные дотоле трудности, связанные с частной собственностью на землю и юридическими правами землевладельцев, через чьи участки предполагалось прокладывать линии электропередач. В обозначившейся проблеме отсутствовала четкая общегосударственная законодательно-правовая база. Вопросы утрясались в рамках обоюдных интересов электрификаторов, потребителей, местных властей и собственников земли путем исключительно личных договоренностей и торга. Можно было прокладывать ЛЭП по казенной территории, но в этом случае возникли бы строительно-технические трудности, связанные с заболоченностью земель и наличием труднопреодолимых лесных массивов: лучшие участки находились в частных руках. Тем не менее, в 1914 году станция была введена в эксплуатацию и в Москву по ЛЭП стала поступать электроэнергия.

Первый перспективный план восстановления и развития народного хозяйства Советской республики на основе электрификации страны, составленный по заданию и под руководством В. И. Ленина Государственной комиссией по электрификации России (ГОЭЛРО) и одобренный 8-м Всероссийском. съездом Советов в декабре 1920. К работам комиссии, возглавлявшейся Г. М. Кржижановским, было привлечено св. 200 представителей науки и техники (в т. ч. И. Г. Александров, Г. О. Графтио и др.). В своём докладе на съезде В. И. Ленин назвал этот план второй программой партии, дав классическую формулу: «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны». В плане, рассчитанном на 10 —15 лет, намечалось строительство 20 ТЭС (Кизеловской, Каширской, Штеровской и др.) и 10 ГЭС (Днепровской, Свирских, Волховской и др.) общей мощностью в 1 750 тыс. кет и с выработкой электроэнергии по плану 8,8 млрд. квт-ч (против 1,9 млрд. квт-ч, которые вырабатывались в России в 1913). Намеченные к строительству электростанции должны были использовать местное топливо (торф, подмосковный и уральский уголь, штыб, сланцы) и водную энергию. План ГОЭЛРО был не только планом строительства и реконструкции электростанций, но и предусматривал коренные изменения в экономике страны. В течение одного десятилетия промышленная продукция должна была возрасти на 80 —100% по сравнению с дореволюционным уровнем (1913). По плану ГОЭЛРО намечалось довести добычу угля до 62,3 млн. т в год (против 29,1 млн. т в 1913), нефти — 11,8—16,4 млн. т (против 9,2 млн. т), торфа — 16,4 млн. т (против 1,7 млн. т), жел. руды—19,6 млн. т (против 9,2 млн. т), выплавить чугуна намечалось 8,2 млн. т (против 4,2 млн. т). Наряду с реконструкцией железных дорог намечалось строительство новых (25—30 тыс. км) и электрификация их на главных направлениях. В. И. Ленин указывал, что Советское государство, построив свою тяжёлую промышленность, создаст «...материальную основу для громадного повышения производительности земледельческого и вообще сельскохозяйственного труда, побуждая тем мелких земледельцев силой примера и ради их собственной выгоды переходить к крупному, коллективному, машинному земледелию». Важной особенностью плана было применение принципа районирования, подразделение страны «на хозяйственно самостоятельные единицы — районы» и большое внимание к национальным районам. По каждому р-ну был составлен план с учётом более рационального развития промышленности и обеспечения её местным сырьём, топливом, электроэнергией. Принцип районирования стал основой планирования народного хозяйства и получил своё дальнейшее развитие в госплановском экономическом районировании начале 20-х годов.

План ГОЭЛРО в основан был выполнен к 1931. Выработка электроэнергии достигла 10,7 млрд. квт-ч, увеличившись за 10 лет в 20 раз.

К 1935 план ГОЭЛРО был значительно перевыполнен по всем показателям. Мощность районных электростанций составила 4 338 тыс. кет, или 243,9% к плану ГОЭЛРО. В 1960 мощность электростанций составляла 66,7 млн. кет, что в 38 раз превышает план ГОЭЛРО.

Принципиальные положения В. И. Ленина о значении электрификации для создания материально-технической базы коммунизма являются исходными в настоящее время, в период развёрнутого строительства коммунизма. В программе КПСС, принятой XXII съездом партии, указывается, что «Электрификация» являющаяся стержнем строительства экономики коммунистического общества, играет ведущую роль в развитии всех отраслей народного хозяйства, в осуществлении всего современного технического прогресса»