Pe scena modernă Problema modernizării sectorului energetic este acută. Tehnologiile învechite pentru arderea cărbunelui, păcurului, gazului și un nivel ridicat de defecțiune a echipamentelor duc la costuri excesive cu combustibil și la emisii uriașe de substanțe nocive în atmosferă. Ponderea principală a energiei electrice este utilizată pentru nevoile industriei, unde există pierderi foarte mari de energie electrică ca urmare a gestionării defectuoase și a utilizării tehnologiilor de producție ineficiente.
Problemă! Principalul motiv care limitează dezvoltarea energiei este mediul. În 2012, emisiile de poluanți atmosferici de la întreprinderile producătoare și distribuitoare de energie electrică s-au ridicat la 592,1 mii tone, sau 39,1% din totalul emisiilor din surse staționare de poluare. Sugerați modalități de a rezolva această problemă.
În 2013, emisiile nocive de la întreprinderile din industria energiei electrice au scăzut cu 13,6% din cauza centralei termice Uglegorsk care nu funcționează, dar rămân cele mai semnificative dintre toate tipurile. activitate industrială– 384,1 mii tone, sau 35,8% din volumul regional.
Tabelul 1. Emisii specifice de poluanți din TPP Nash
marginile
Ținând cont de valoarea medie a emisiilor specifice de la termocentrale, precum și de faptul că populația regiunii consumă 7859,4 milioane kW-an de energie electrică, se poate stabili că atunci când această cantitate de energie electrică este generată la termocentrale. , 141,5 mii de tone de poluanți sunt eliberate în aerul atmosferic V
an, cum ar fi monoxid de carbon, azot, dioxid de sulf, praf anorganic, metale grele, gaze cu efect de seră (Tabelul 1).
Pentru a reduce emisiile de substanțe nocive în atmosferă și utilizare eficientă energia ca direcție prioritară a politicii energetice
regiunea trebuie: să crească volumul de utilizare a gazelor naturale la termocentrale prin reducerea costurilor acestuia în metalurgie și alte sectoare ale economiei; îmbunătățirea eficienței combustibilului tipuri diferite; introducerea dispozitivelor de curățare eficiente și rentabile și a sistemelor acestora; îmbunătățirea structurii industriei; introduceți tehnologii de economisire a energiei, echipamente și aparate de uz casnic.
SA REPETAM PRINCIPALELE LUCRURI
Industria energiei electrice– un sector de bază al economiei care generează, transmite și transformă energie electrică.
Aproape toată energia electrică din regiunea noastră este generată de centrale termice (TPP). Centralele electrice sunt interconectate Linii de înaltă tensiuneși formă sisteme energetice.
Printre centralele termice se numără condensareȘi
centrale termice combinate (CHP).
Centralele termice mari sunt amplasate în zonele de producere a combustibilului, în apropierea râurilor care furnizează apă pentru răcire. Transmiterea energiei electrice prin liniile electrice este mult mai ieftină decât transportul combustibilului.
Regiunea noastră învață să folosească surse alternative energie. Energie eoliană și solară pentru a genera energie electrică. Biomasa: rumeguş, paie - pentru încălzire.
Printre cele mai importante motive care limitează dezvoltarea energiei este de mediu.
| ÎNTREBĂRI ȘI SARCINI 1. Ce este inclus în componența industrială a industriei energiei electrice? 2. Care este importanța industriei energiei electrice în economia regiunii? 3. Ce este o centrală termică, centrală termică? Care este diferența lor? 4. De ce au fost numai centrale termice? 5. Ce tipuri de energie netradiționale sunt folosite în regiunea noastră? 6. Ce este o rețea electrică? Care sunt caracteristicile sale? 7. Care sunt problemele și perspectivele de dezvoltare a industriei de energie electrică în regiunea noastră? 8. Pregătiți un proiect educațional „Tipuri netradiționale de energie” 9. Stabiliți cât costă 1 kWh de energie electrică. Uită-te la contor pentru a vedea câtă energie electrică consumă familia ta pe zi. Cât costã? Efectuați calcule similare timp de o lună, un an. Stabiliți ce aparate electrocasnice consumă cel mai mare număr electricitate. Cum poate fi implementat un program de economisire a energiei în casa ta? Dezvoltați „activități acasă” pentru a economisi energie. |
Rolul energiei este determinat de locul ei în economie. Complexul de combustibil și energie al Rusiei este cel mai mare complex de infrastructură.
Energia electrică joacă un rol cheie în complexul de combustibil și energie și este un subsistem integrator în acesta. Acționează ca un convertor pentru aproape toate tipurile de combustibil primar și resurse de energie (FER). Energia electrică este cel mai convenabil și universal purtător de energie pentru satisfacerea nevoilor industriale, sociale, casnice și alte nevoi energetice ale societății. Tendințele globale sunt de așa natură încât ponderea energiei electrice în consumul de combustibil și resurse energetice este în continuă creștere și va continua să crească. În termeni strategici, industria energiei electrice are o influență decisivă asupra creării condițiilor pentru creșterea economiei ruse și întărirea securității sale economice. Toate acestea determină exclusiv important industria energiei electrice, funcționarea și dezvoltarea sa normală pentru a asigura energia și securitatea națională a Rusiei și a regiunilor sale din punct de vedere economic, științific, tehnic, economic extern și alte aspecte
Baza potențialului de producție al industriei de energie electrică din Rusia constă în prezent din peste 700 de centrale electrice cu o capacitate totală de peste 200 GW și linii de transport electric de toate clasele de tensiune cu o lungime de aproximativ 2,5 milioane km. Peste 90% din acest potențial este concentrat în Sistemul Energetic Unificat (UES) al Rusiei, care este un complex tehnic unic care furnizează energie electrică consumatorilor de pe cea mai mare parte a teritoriului locuit al țării.
Funcționarea și dezvoltarea Sistemului Energetic Unificat al Rusiei este asigurată de cele mai bogate resurse de combustibil și energie de gaze naturale, petrol, cărbune, combustibil nuclear, hidroenergie și alte surse regenerabile de energie. Perioada actuală se caracterizează prin acumularea de probleme în industria energiei electrice, a căror rezolvare va determina nu numai securitatea energetică, ci și securitatea națională a țării în primul sfert al secolului XXI.
ÎN anul trecutÎn industria energiei electrice din Rusia, problema îmbătrânirii fizice și morale a echipamentelor centralelor electrice, a rețelelor termice și electrice se înrăutățește în mod constant.
Rata de reproducere a mijloacelor fixe în industria energiei electrice a scăzut brusc.
Volumul investiţiilor de capital în anul 2001 faţă de 1990 a scăzut de 3,1 ori, iar punerea în funcţiune a capacităţilor a scăzut de 4,6 ori.
Dacă la începutul anului 1991 ponderea echipamentelor de generare care funcționaseră mai mult de 30 de ani era de 13,3% din capacitatea totală instalată a UES a Rusiei, atunci la sfârșitul anului 2000 s-a triplat și s-a ridicat la 46,1%. În ritmul actual de dezmembrare a echipamentelor vechi și punerea în funcțiune a capacităților noi, până în 2010 mai mult de 70% din echipamentele de generare își vor epuiza durata de viață. O imagine similară este prezentată de uzura mijloacelor fixe ale echipamentelor de rețea electrică. Până în 2006, capacitățile rămase nu vor putea asigura un consum de energie electrică corespunzător nivelului din 1998.
Tendința de creștere minimă emergentă a consumului în 2002 (Fig. 1.1) va aduce și mai aproape apariția penuriei de energie.
În viitorul apropiat, este necesar să se efectueze lucrări de renovare la 450 de turbine presiune ridicata, 746 cazane cu o presiune de lucru de peste 100 atmosfere, conducte de abur cu o greutate totală de peste 20 mii tone.
Îmbătrânirea echipamentelor și rata scăzută de renovare a acestuia au cauzat o serie de probleme.
Una dintre ele este acumularea de echipamente uzate. Consecințele acestui lucru sunt:
Creșterea costurilor pentru repararea acestuia (până la 200%);
Deteriorarea indicatorilor de performanță tehnico-economică a întreprinderilor electrice (consum specific de combustibil, consum de energie electrică pentru nevoi proprii, pierderi de energie electrică în rețele). Drept urmare, întreprinderile RAO UES din Rusia pierd peste 4 miliarde de ruble pe an;
O altă problemă este insuficiența surselor de finanțare existente pentru volumul necesar de renovare.
Pentru perioada 2000-2005. Necesarul anual de resurse financiare pentru a efectua volumele necesare de renovare a activelor fixe este de 50 de miliarde de ruble.
În prezent, finanțarea pentru renovarea echipamentelor electrice din surse existente (amortizarea și rentabilitatea investiției) reprezintă doar 50% din necesar. Consecințele acestui lucru sunt:
Lucrări insuficiente pentru renovarea mijloacelor fixe;
Reducerea și înghețarea cercetării și dezvoltării în domeniul reechipării tehnice;
Lipsa materialelor noi de construcție pentru centralele electrice moderne;
Lipsa mostrelor de echipamente moderne de putere gata pentru producția în serie pentru a înlocui echipamentele producătoare de resurse pentru o parte semnificativă a gamei de putere.
Pentru a satisface nevoile energetice ale sectoarelor economice și ale populației țării, pentru a realiza perspectiva exporturilor de energie electrică și pentru a crește eficiența producției de energie, este necesar să se lucreze pentru a reproduce principalele active de producție ale industriei de energie electrică în volume care să asigure necesarul de energie. capacitate de operare.
Direcția prioritară este reechiparea tehnică, în care costul pentru 1 kW de putere de intrare este cu 30-50% mai mic decât pentru construcția nouă.
Ținând cont de faptul că timpul de funcționare al unor unități de turbină face posibilă prelungirea duratei de viață cu 30-50 de mii de ore și, de asemenea, că în prezent nu există unități dovedite tehnologic aduse în uz industrial
Exemple de centrale electrice în care sunt utilizate tehnologii moderne, se propune următoarea schemă de renovare a echipamentelor electrice.
Prioritate de a lucra pentru extinderea duratei de viață a unităților de putere și înlocuirea unităților de putere uzate cu altele similare (cu caracteristici îmbunătățite);
Dezvoltarea tehnologică a prototipurilor de centrale electrice care utilizează tehnologii moderne.
Introducerea predominantă a tehnologiilor moderne;
Reducerea volumului de înlocuire cu echipamente similare.
1. Efectuarea lucrărilor de cercetare, dezvoltare și proiectare necesare în domeniul renovării.
2. Organizarea dezvoltării și implementării măsurilor și tehnologiilor promițătoare pentru extinderea duratei de viață a echipamentelor energetice.
3. Organizarea dezvoltării și implementării echipamentelor moderne de energie pentru înlocuirea resurselor epuizate.
Pentru centralele termice care funcționează cu combustibil gazos: ciclu binar abur-gaz sau suprastructuri de turbine cu gaz ale unităților de alimentare cu abur.
Pentru centralele termice care funcționează pe combustibil solid: arderea combustibilului în cazane cu pat fluidizat circulant.
Pentru centralele termice care ard orice tip de combustibil organic: unități de alimentare cu abur care funcționează cu parametri de abur ultra-supercritici (cu sisteme promițătoare de încălzire a apei de alimentare, cu materiale moderne cazane și turbine și alte îmbunătățiri).
Proiectele propuse trebuie să aibă o eficiență de cel puțin 45%.
4. Determinarea centralelor de bază pentru testarea prototipurilor de echipamente de putere.
5. Dezvoltarea și dezvoltarea industrială a producției de noi materiale structurale.
Pentru a implementa proiecte moderne de centrale electrice, sunt necesare materiale noi, a căror utilizare va permite:
Creșteți performanța și, în consecință, creșteți eficiența;
Reducerea consumului de material al structurilor;
Creșterea duratei de viață a echipamentelor;
Reduceți costurile de operare prin reducerea volumelor de inspecție a metalelor.
6. Crearea unui sistem de suport ingineresc pentru renovare.
Implementarea unui set de măsuri necesare va permite:
Asigurarea aprovizionării fiabile cu energie a consumatorilor ruși;
Creșterea exporturilor de energie electrică;
Creșterea eficienței producției de energie.
Trebuie să ne pregătim pentru revoluția energetică – poate că în secolul 21 centralele termonucleare vor intra în sectorul energetic. Calea de la idee la implementarea în masă durează aproximativ o jumătate de secol în sectorul energetic. Primele experimente de fuziune termonucleară au fost efectuate în anii cincizeci ai secolului XX. Deci, poate că începutul noului mileniu ne va aduce noi centrale termonucleare, ecologice? Sa speram. Dar totuși, metodele tradiționale de producere a energiei vor ocupa locul principal în bilanțul energetic. Prin urmare, sarcina oamenilor de știință este de a îmbunătăți aceste tehnologii tradiționale, transformându-le în altele mai ecologice și mai economice.
Oamenii de știință cred că transformarea feței energiei în secolul 21 va fi determinată de astfel de realizări ale progresului științific și tehnologic precum motoarele ceramice, supraconductivitate la temperatură înaltă, tehnologii cu plasmă, noi reactoare nucleare, noi, mai mult moduri eficiente arderea cărbunelui și, în sfârșit, surse regenerabile de energie. În aceste domenii ale științei și tehnologiei există un domeniu uriaș de activitate pentru viitorii oameni de știință și ingineri.
Industria electrică din Rusia este dotată cu echipamente autohtone, are un potențial semnificativ de export, are un complex industrial științific și tehnic dezvoltat, personal științific și ingineresc calificat, capabil să dezvolte și să implementeze noi tehnologii și dezvoltarea progresivă a industriei.
Dezvoltarea economică modernă a scos la iveală acută principalele probleme în dezvoltarea complexului energetic. Era hidrocarburilor ajunge încet, dar sigur, la concluzia ei logică. Ar trebui înlocuit cu tehnologii inovatoare care sunt asociate cu principalele perspective energetice.
Probleme ale complexului energetic
Poate unul dintre cele mai importante probleme Complexul energetic poate fi considerat costul ridicat al energiei, care, la rândul său, duce la o creștere a costului produselor fabricate. În ciuda faptului că în ultimii ani s-au realizat în mod activ dezvoltări care ar putea permite utilizarea hidrocarburilor, nici una dintre ele nu este în prezent capabilă să înlocuiască complet hidrocarburile de pe arena energetică mondială. Tehnologiile alternative sunt o completare a surselor tradiționale, dar nu un înlocuitor, cel puțin deocamdată.
În condițiile rusești, problema este agravată și mai mult de starea de declin a complexului energetic. Complexele generatoare de energie electrică nu sunt în cea mai bună stare; multe centrale electrice sunt distruse fizic. Drept urmare, costul energiei electrice nu scade, ci crește constant.
Multă vreme, comunitatea energetică globală s-a bazat pe atom, dar această direcție de dezvoltare poate fi numită și o fundătură. ÎN tari europene Există o tendință către o abandonare treptată a centralelor nucleare. Inconsecvența energiei atomice este subliniată și mai mult de faptul că de-a lungul multor decenii de dezvoltare nu a fost niciodată capabilă să înlocuiască hidrocarburile.
Perspective de dezvoltare
După cum sa menționat deja, perspective de dezvoltare energetică, în primul rând, sunt asociate cu dezvoltarea de surse alternative eficiente. Cele mai studiate domenii în acest domeniu sunt:
- Biocombustibil.
- Putere eoliana.
- Energie geotermală.
- Energie solara.
- Energia termonucleară (FN).
- Energia hidrogenului.
- Energia valurilor.
Niciuna dintre aceste direcții nu este capabilă să rezolve problema crizei energetice, când nu mai este suficientă simpla completare a vechilor surse de energie cu altele alternative. Evoluțiile se desfășoară în direcții diferite și se află în diferite etape ale dezvoltării lor. Cu toate acestea, este deja posibilă conturarea unei game de tehnologii care pot face un început:
- Generatoare de căldură vortex. Astfel de instalații sunt folosite de destul de mult timp, găsindu-și aplicarea în încălzirea locuințelor. Fluidul de lucru pompat prin sistemul de conducte se încălzește până la 90 de grade. În ciuda tuturor avantajelor tehnologiei, aceasta este încă departe de a fi pe deplin dezvoltată. De exemplu, recent a fost studiată în mod activ posibilitatea de a utiliza aerul decât lichidul ca mediu de lucru.
- Fuziune nucleară rece. O altă tehnologie care s-a dezvoltat încă de la sfârșitul anilor 80 ai secolului trecut. Se bazează pe ideea de a obține energie nucleară fără temperaturi ultra-înalte. Până acum, direcția este în stadiul cercetării de laborator și practice.
- În stadiul de proiectare industrială există amplificatoare de putere magnetomecanice care utilizează câmpul magnetic al Pământului în funcționarea lor. Sub influența sa, puterea generatorului crește și cantitatea de energie electrică primită crește.
- Instalațiile energetice bazate pe ideea de supraconductivitate dinamică par foarte promițătoare. Esența ideii este simplă - la o anumită viteză, apare supraconductibilitatea dinamică, ceea ce face posibilă generarea unui câmp magnetic puternic. Cercetările în acest domeniu se desfășoară de ceva timp și s-a acumulat material teoretic și practic considerabil.
Aceasta este doar o listă mică de tehnologii inovatoare, fiecare dintre ele având un potențial de dezvoltare suficient. În general, comunitatea științifică globală este capabilă să dezvolte nu numai surse alternative de energie, care pot fi deja numite vechi, ci și tehnologii cu adevărat inovatoare.
De remarcat că în ultimii ani au apărut tot mai mult tehnologii care până nu demult păreau fantastice. Dezvoltarea unor astfel de surse de energie poate transforma complet lumea familiară. Să-i numim doar pe cei mai faimoși dintre ei:
- Baterii nanoconductoare.
- Tehnologii de transfer de energie fără fir.
- Producerea energiei atmosferice etc.
Este de așteptat ca în următorii ani să apară și alte tehnologii, a căror dezvoltare ne va permite să renunțăm la utilizarea hidrocarburilor și, cel mai important, să reducem costul energiei.
Principalele probleme în dezvoltarea industriei electrice din Rusia sunt legate de: întârzierea tehnică și deteriorarea fondurilor industriei, imperfecțiunea mecanismului economic de gestionare a sectorului energetic, inclusiv politicile de prețuri și investiții, precum și creșterea neplăților de energie. consumatori. În condiții de criză economică, intensitatea energetică ridicată a producției rămâne ridicată.
În prezent, mai mult de 18% dintre centralele electrice și-au epuizat complet resursa de proiectare a capacității instalate. Procesul de economisire a energiei progresează foarte lent. Guvernul încearcă să rezolve problema din diferite părți: în același timp, industria este corporatizată (51% din acțiuni rămân la stat), sunt atrase investiții străine și a început să fie implementat un program de reducere. intensitatea energetică a producției.
Ca sarcini principale pentru dezvoltarea energiei rusești pot fi identificate următoarele: 1) reducerea intensității energetice a producției; 2) conservarea sistemului energetic unificat al Rusiei; 3) creșterea factorului de putere al sistemului de alimentare; 4) o tranziție completă la relațiile de piață, eliberarea prețurilor la energie, tranziția completă la prețurile mondiale, posibilă abandonare a compensației; 5) reînnoirea rapidă a flotei sistemului energetic; 6) aducerea parametrilor de mediu ai sistemului energetic la nivelul standardelor mondiale.
Industria se confruntă în prezent cu o serie de provocări. Important este problema ecologica. În această etapă, în Rusia, emisiile de substanțe nocive în mediu pe unitatea de producție depășesc aceeași cifră în Occident de 6-10 ori.
Dezvoltarea extinsă a producției și acumularea accelerată a capacităților uriașe au dus la faptul că factorul de mediu pentru o lungă perioadă de timp a fost luat în considerare foarte puțin sau deloc. Centralele termice pe cărbune sunt cele mai puțin prietenoase cu mediul; în apropierea acestora nivelul radioactiv este de câteva ori mai mare decât nivelul radiațiilor din imediata vecinătate a centralei nucleare. Utilizarea gazului în centralele termice este mult mai eficientă decât păcură sau cărbune; Când ardeți 1 tonă de combustibil standard, se generează 1,7 tone de carbon față de 2,7 tone când ardeți păcură sau cărbune. Parametrii de mediu stabiliți anterior nu asigură o curățenie totală a mediului, majoritatea centralelor electrice au fost construite în conformitate cu aceștia.
Noi standarde de curățenie a mediului au fost incluse în programul special de stat „Energie curată pentru mediu”. Ținând cont de cerințele acestui program, mai multe proiecte au fost deja pregătite și zeci sunt în curs de dezvoltare. Astfel, există un proiect pentru Berezovskaya GRES-2 cu unități de 800 MW și filtre cu saci pentru colectarea prafului, un proiect pentru centrale termice cu centrale pe gaz cu ciclu combinat cu o capacitate de 300 MW și un proiect pentru Rostovskaya GRES, care include multe soluții tehnice fundamental noi. Să luăm în considerare separat problemele dezvoltării energiei nucleare.
Industria nucleară și energia sunt considerate în Strategia Energetică (2005-2020) drept cea mai importantă parte a sectorului energetic al țării, deoarece energia nucleară are potențialul de a calitati necesare pentru înlocuirea treptată a unei părți semnificative a energiei tradiționale cu combustibil organic fosil și, de asemenea, are o bază de producție și construcție dezvoltată și capacitate suficientă pentru producerea de combustibil nuclear. În acest caz, atenția principală este acordată asigurării securității nucleare și, mai ales, securității centralelor nucleare în timpul funcționării acestora. În plus, este necesar să se ia măsuri pentru a se asigura că publicul este interesat de dezvoltarea industriei, în special populația care locuiește în apropierea centralei nucleare.
Pentru a asigura ritmul planificat de dezvoltare a energiei nucleare după 2020, păstrarea și dezvoltarea potențialului de export, acum este necesară consolidarea activității de explorare geologică care vizează pregătirea unei baze de rezervă de materie primă de uraniu natural.
Opțiunea maximă pentru creșterea producției de energie electrică la centralele nucleare îndeplinește atât cerințele de dezvoltare economică favorabilă, cât și structura optimă din punct de vedere economic prevăzută a producției de energie electrică, ținând cont de geografia consumului acesteia. Totodată, zona prioritară din punct de vedere economic pentru amplasarea centralelor nucleare este regiunile europene și din Orientul Îndepărtat ale țării, precum și regiunile nordice cu importuri de combustibili pe distanțe lungi. Niveluri mai scăzute ale producției de energie la centralele nucleare pot apărea dacă există obiecții publice la scara specificată de dezvoltare a centralelor nucleare, ceea ce va necesita o creștere corespunzătoare a producției de cărbune și a capacității centralelor pe cărbune, inclusiv în regiunile în care centralele nucleare au prioritate economică.
Principalele sarcini pentru opțiunea maximă: construcția de noi centrale nucleare cu creșterea capacității instalate a centralelor nucleare la 32 GW în 2010 și la 52,6 GW în 2020; extinderea duratei de viață desemnate a unităților de putere existente la 40-50 de ani de funcționare pentru a maximiza eliberarea de gaz și petrol; economii de costuri prin utilizarea rezervelor de proiectare și operaționale.
În această opțiune, în special, este planificată finalizarea construcției a 5 GW de unități nucleare în 2000-2010 (două unități la CNE Rostov și câte una la stațiile Kalinin, Kursk și Balakovo) și o nouă construcție de 5,8 GW. de unități nucleare (câte o unitate la centralele nucleare Novovoronezh, Beloyarsk, Kalinin, Balakovo, Bashkir și Kursk). În 2011 - 2020 se preconizează construirea a patru unități la CNE Leningrad, patru unități la CNE Caucaz de Nord, trei unități la CNE Bashkir, câte două unități la Uralul de Sud, Orientul Îndepărtat, Primorskaya, Kursk NPP-2 și Smolensk NPP-2, la ATPP-urile Arhangelsk și Khabarovsk și la o unitate la CNE Novovoronezh, Smolensk și Kola - 2.
În același timp, în 2010 - 2020. Este planificată dezafectarea a 12 unități electrice de prima generație la centralele nucleare Bilibino, Kola, Kursk, Leningrad și Novovoronezh.
Principalele sarcini în cadrul opțiunii minime sunt construirea de noi unități pentru a crește capacitatea CNE la 32 GW în 2010 și la 35 GW în 2020 și extinderea duratei de viață desemnate a unităților de putere existente cu 10 ani.
Centralele termice vor rămâne baza industriei ruse de energie electrică pentru întreaga perioadă luată în considerare, a cărei pondere în structura capacității instalate a industriei va fi de 68% până în 2010, iar până în 2020 - 67-70% ( 2000 - 69%). Acestea vor asigura producerea a, respectiv, 69% și 67-71% din toată energia electrică din țară (2000 - 67%).
Luand in considerare situatie dificilaîn industriile extractive de combustibil și creșterea mare așteptată a producerii de energie electrică la termocentrale (aproape 40-80% până în 2020), furnizarea de combustibil a centralelor electrice devine una dintre cele mai dificile probleme din sectorul energetic în perioada următoare.
Cererea totală pentru centralele rusești pentru combustibil organic va crește de la 273 de milioane de tone echivalent combustibil. în 2000 la 310-350 milioane de tone de combustibil echivalent. în 2010 și până la 320-400 de milioane de tone de combustibil echivalent. în 2020. Creșterea relativ mică a cererii de combustibil până în 2020 în comparație cu producerea de energie electrică este asociată cu înlocuirea aproape completă în această perioadă a echipamentelor neeconomice existente cu echipamente noi de înaltă eficiență, ceea ce necesită implementarea unor intrări aproape maxime posibile ale capacității de generare. În versiunea înaltă în perioada 2011-2015. Pentru a înlocui echipamentele vechi și pentru a asigura o creștere a cererii, se propune introducerea a 15 milioane kW pe an în perioada 2016-2020. până la 20 milioane kW pe an. Orice întârziere a intrărilor va duce la o scădere a eficienței utilizării combustibilului și, în consecință, la o creștere a consumului acestuia la centralele electrice, față de nivelurile definite în Strategie.
Necesitatea modificării radicale a condițiilor de alimentare cu combustibil pentru centralele termice din regiunile europene ale țării și înăsprirea cerințelor de mediu determină schimbări semnificative în structura puterii centralelor termice pe tip de centrală și tip de combustibil utilizat în aceste zone. Direcția principală ar trebui să fie reechiparea tehnică și reconstrucția celor existente, precum și construcția de noi centrale termice. În același timp, se va acorda prioritate centralelor electrice pe cărbune cu ciclu combinat și ecologice, care sunt competitive în cea mai mare parte a Rusiei și oferă o eficiență sporită a producției de energie. Trecerea de la turbina cu abur la centralele termice cu ciclu combinat care funcționează pe gaz, iar ulterior pe cărbune, va asigura o creștere treptată a eficienței instalațiilor la 55%, iar în viitor până la 60%, ceea ce va reduce semnificativ creșterea necesarul de combustibil al centralelor termice.
Pentru dezvoltarea Sistemului Energetic Unificat al Rusiei, Strategia Energetică prevede:
- 1) crearea unei legături electrice puternice între estul și părți europene UES din Rusia, prin construirea de linii de transport electric cu tensiuni de 500 și 1150 kV. Rolul acestor legături este deosebit de mare în contextul necesității de reorientare a regiunilor europene către utilizarea cărbunelui, făcând posibilă reducerea semnificativă a importului de cărbune estic pentru centralele termice;
- 2) consolidarea legăturilor de tranzit intersistem între IPS (Sistemul Energetic Unificat) din Volga Mijlociu - IPS Centru - IPS din Caucazul de Nord, ceea ce permite creșterea fiabilității aprovizionării cu energie a regiunii Caucazului de Nord, precum și IPS din Urali - IPS din Volga de Mijloc - IPS din Centru și IPS din Urali - IPS din Nord-Vest pentru a furniza surplus de energie centralei electrice din districtul de stat Tyumen;
- 3) consolidarea legăturilor formatoare de sistem între UES din Nord-Vest și Centru;
- 4) dezvoltarea comunicării electrice între Sistemul Energetic Unificat al Siberiei și Sistemul Energetic Unificat al Estului, care va permite funcționarea în paralel a tuturor rețelelor energetice din țară și va garanta furnizarea de energie fiabilă a zonelor rare din Orientul Îndepărtat.
Energie alternativa. În ciuda faptului că Rusia se află încă în al șaselea zece țări din lume în ceea ce privește utilizarea așa-numitelor tipuri de energie netradițională și regenerabilă, dezvoltarea acestei zone este de mare importanță, mai ales având în vedere dimensiunea țării. teritoriu. Potențialul de resurse al surselor de energie netradițională și regenerabilă este de aproximativ 5 miliarde de tone de combustibil echivalent pe an, iar potențialul economic în forma sa cea mai generală ajunge la cel puțin 270 de milioane de tone de combustibil echivalent (Fig. 2).
Până acum, toate încercările de a folosi surse de energie netradiționale și regenerabile în Rusia sunt de natură experimentală și semi-experimentală sau, în cel mai bun caz, astfel de surse joacă rolul producătorilor locali, strict locali, de energie. Acesta din urmă se aplică și utilizării energiei eoliene. Acest lucru se datorează faptului că Rusia nu se confruntă încă cu o penurie de surse tradiționale de energie, iar rezervele sale de combustibil organic și combustibil nuclear sunt încă destul de mari. Cu toate acestea, chiar și astăzi în zonele îndepărtate sau greu accesibile ale Rusiei, unde nu este nevoie să construiți o centrală mare și, adesea, nu există nimeni care să o întrețină, sursele „netradiționale” de energie electrică sunt cea mai bună soluție. la problema.
Nivelurile planificate de dezvoltare și reechipare tehnică a sectorului energetic al țării sunt imposibile fără o creștere corespunzătoare a producției în industria energetică (nuclear, electric, petrol și gaze, petrochimic, minier etc.) inginerie mecanică, metalurgie și industria chimică a Rusia, precum și complexul de construcții. Dezvoltarea lor necesară este sarcina întregii politici economice a statului.
Perspective de dezvoltare a industriei energiei electrice
Obiectivele strategice pentru dezvoltarea industriei de energie electrică în viitor sunt:
alimentarea fiabilă cu energie a economiei și a populației țării;
menținerea integrității și dezvoltării Sistemului Energetic Unificat al țării, integrarea acestuia cu alte asociații energetice de pe continentul eurasiatic;
creșterea eficienței operaționale și asigurarea dezvoltării durabile a industriei energiei electrice pe baza noilor tehnologii moderne;
reducerea impactului nociv asupra mediului.
Pe baza volumelor proiectate de cerere de energie electrică la ritmuri ridicate de dezvoltare economică (opțiuni optimiste și favorabile), producția totală de energie electrică poate crește față de 2000 de peste 1,2 ori până în 2010 (până la 1070 miliarde kWh) și de 1,6 ori până în 2020 ( până la 1365 miliarde kWh). La o rată redusă de dezvoltare economică (opțiune moderată), producția de energie electrică va fi de 1015, respectiv 1215 miliarde kWh.
Asigurarea acestor niveluri de consum de energie necesită rezolvarea unui număr de probleme care sunt de natură sistemică:
restricții privind fluxurile de energie între sisteme,
îmbătrânirea echipamentelor principale de alimentare,
înapoierea tehnologică, structura irațională a bilanţului combustibilului etc.
Capacitățile energetice ale centralelor hidroelectrice și termocentralelor din Siberia rămân nerevendicate: capacitatea blocată în această regiune este de aproximativ 7-10 milioane kW. Prin urmare, una dintre sarcinile strategice ale industriei energiei electrice este dezvoltarea transmisiei de putere intersistem de 500-1150 kV pentru a spori fiabilitatea funcționării paralele a IPS siberian cu sistemele de alimentare din partea europeană a Rusiei de-a lungul Itat - Chelyabinsk. traseu și cu IPS din Orientul Îndepărtat (Irkutsk - Zeya - Khabarovsk). Acest lucru va evita transportul costisitor al cărbunelui de la Kuzbass și KATEK datorită utilizării lor la centralele termice locale cu o putere de 5-6 milioane kW la vest și 2-3 milioane kW la est. În plus, utilizarea capacităților de manevrare ale hidrocentralei în cascadă Angara-Yenisei va reduce tensiunea prin reglarea programului de încărcare în regiunile europene.
Deprecierea părții active a fondurilor din industria energiei electrice este în general de 60-65%, incl. în rețelele rurale de distribuție – peste 75%. Echipamentele casnice, care formează baza tehnică a industriei energiei electrice, sunt învechite și inferioare cerințelor moderne și celor mai bune produse din lume. Prin urmare, este necesar nu numai să se mențină operabilitatea, ci și să se actualizeze semnificativ OPF pe baza tehnologie nouăși tehnologii pentru producerea și distribuția energiei electrice și termice.
Prezența în sistemele energetice a echipamentelor uzate care și-a epuizat durata de viață, a căror pondere a depășit deja 15% din toate capacitățile, precum și lipsa posibilității de refacere a acestuia plasează industria energiei electrice într-o zonă de risc crescut, defecțiuni tehnologice, accidente și, ca urmare, o scădere a fiabilității alimentării cu energie electrică.
Structura iraţională a bilanţului combustibililor se datorează politicii urmate în privinţa preţurilor la purtătorii de energie primară pentru centralele electrice. Prețurile cărbunelui sunt în medie de 1,5 ori mai mari decât prețurile la gaze. În asemenea condiții, având în vedere intensitatea capitală mare a centralelor pe cărbune, acestea devin necompetitive și nu se pot dezvolta, ceea ce poate agrava situația care s-a dezvoltat în ultimii ani, când în structura bilanțului combustibil al termocentralelor ponderea generarea de energie electrică folosind gaz a depășit 60%.
Pentru a dezvolta o rețea electrică națională unificată ca element principal al Sistemului Energetic Unificat al Rusiei și pentru a consolida unitatea spațiului economic al țării, este planificată construirea de linii electrice într-o cantitate care să asigure funcționarea stabilă și fiabilă a Sistemului Energetic Unificat. a Rusiei și eliminarea restricțiilor tehnice care împiedică dezvoltarea unei piețe competitive energie electrica si putere.
Baza dezvoltării viitoare a rețelei electrice a UES din Rusia este următoarele principii de bază:
flexibilitate, permițând dezvoltarea treptată și capacitatea de adaptare la condițiile de operare în schimbare (creșterea sarcinii, dezvoltarea centralelor electrice, fluxuri inverse de energie, implementarea de noi acorduri interstatale privind furnizarea de energie electrică);
dezvoltarea rețelei principale a UES a Rusiei prin „suprastructură” treptată cu linii de mai multe tensiune înaltă după acoperirea suficient de completă a teritoriului de către rețelele din clasa anterioară de tensiune și epuizarea capacităților acestora, precum și disponibilitatea acestor rețele de a lucra cu linii de transport unice de putere de tensiune mai mare suprapuse acestora;
minimizarea numărului de transformări suplimentare de 220/330, 330/500, 500/750 kV în zonele de acțiune comună a acestor tensiuni;
controlabilitatea rețelei electrice principale prin utilizarea mijloacelor de distribuție a fluxului forțat - reactoare shunt reglabile, inserții DC, compensatoare sincrone și statice, convertoare electromecanice, defazatoare etc.
Baza rețelelor principale ale UES din Rusia în perioada până în 2020 va continua să fie liniile de transport de energie de 500-750 kV. Punerea în funcțiune totală a liniilor electrice cu o tensiune de 330 kV și mai mare în perioada până în 2020 ar trebui să fie de 25-35 mii km, în funcție de opțiunea de dezvoltare.
Dezvoltarea rețelei electrice unificate a țării se va realiza sub controlul Companiei Federale de Rețea și al Operatorului de Sistem (cu ponderea statului în ambele - 75% + 1 cotă), în timp ce verticala de dispecerizare și management tehnologic va fi păstrată și asigurat.
Pentru asigurarea nivelurilor prognozate de consum de energie electrică și termică în scenariile optimiste și favorabile, punerea în funcțiune a capacităților de generare la centralele electrice din Rusia (ținând cont de înlocuire și modernizare) pentru perioada 2003-2020. sunt estimate la circa 177 milioane kW, inclusiv la hidrocentrale și centrale cu acumulare prin pompare - 11,2 milioane kW, la centralele nucleare - 23 milioane kW, la termocentrale - 143 milioane kW (din care STU și GTU - 37 milioane kW). ). În varianta moderată, intrările sunt estimate la aproximativ 121 milioane kW, inclusiv la hidrocentrale și centralele cu acumulare prin pompare - 7 milioane kW, la centralele nucleare - 17 milioane kW, la termocentrale - 97 milioane kW (din care STU și GTU - 31,5 milioane kW).
Dezvoltarea industriei energiei electrice în perioada analizată se va baza pe următoarele priorități justificate economic pentru amplasarea teritorială a capacităților de generare în industrie:
în partea europeană a Rusiei - reechipare tehnică a centralelor termice pe gaz cu înlocuirea turbinelor cu abur cu turbine cu gaz cu ciclu combinat și dezvoltarea maximă a centralelor nucleare;
în Siberia - dezvoltarea centralelor termice pe cărbune și hidrocentralelor;
pe Orientul îndepărtat- dezvoltarea hidrocentralelor, centralelor termice pe gaz in marile orașe iar în unele zone - centrale nucleare, centrale nucleare.
Centralele termice vor rămâne la baza industriei energiei electrice pe toată perioada luată în considerare, a cărei pondere în structura capacității instalate a industriei se va menține la nivelul de 60-70%. Producția de energie electrică la centralele termice va crește de 1,4 ori până în 2020 față de 2000.
Structura combustibilului consumat la termocentrale se va modifica spre o scădere a ponderii gazului până în 2020 și, în consecință, o creștere a ponderii cărbunelui, iar raportul dintre gaze și cărbune va fi determinat de mediul de preț predominant pentru cele naturale. gaz și cărbune, precum și politica de stat în utilizare tipuri variate combustibil organic pentru producerea de energie.
Factorul determinant este prețul gazelor naturale, care trebuie crescut constant la un nivel care să ofere oportunități suficiente pentru dezvoltarea industriei gazelor naturale. Pentru ca centralele pe cărbune să fie competitive cu centralele pe gaz pe piața emergentă a energiei electrice din Rusia, prețul gazului ar trebui să fie de 1,6-2,0 ori mai mare decât prețul cărbunelui. Acest raport de preț va reduce ponderea gazului în structura consumului de combustibil al centralelor termice.
Drept urmare, tariful mediu de energie electrică pentru toate categoriile de consumatori este estimat la nivelul anului 2020 în intervalul 4,0-4,5 cenți/kWh. Este necesar să se elimine subvențiile încrucișate și să se asigure diferențierea tarifelor în funcție de graficele zilnice și sezoniere de acoperire a sarcinii, așa cum este obișnuit în practica mondială, deoarece costurile de producere a energiei electrice din capacități de generare de vârf scumpe sunt de câteva ori mai mari decât costurile de producție din capacitățile de bază ale centralelor nucleare și centralelor termice. În plus, este planificată introducerea unui sistem de reduceri pentru consumatorii mari consumatoare de energie.
Scenarii de dezvoltare a industriei termoenergetice asociate cu posibilitatea unei schimbări radicale a condițiilor de alimentare cu combustibil pentru centralele termice din regiunile europene ale țării, înăsprirea cerințelor de mediu și depășirea până în 2010 a tendinței de creștere a ritmului de creștere a echipamentele centralelor electrice care și-au epuizat resursele flotei pentru a depăși rata dezafectării și reînnoirii lor necesită o implementare timpurie a realizărilor progresului științific și tehnologic și a noilor tehnologii în industria energiei electrice.
Pentru centralele pe gaz, astfel de tehnologii sunt: ciclul combinat cu gaz, suprastructurile turbinelor cu gaz ale unităților de alimentare cu abur și turbinele cu gaz cu recuperare de căldură. La centralele electrice care funcționează cu combustibili solizi se folosesc tehnologii ecologice pentru arderea cărbunelui într-un pat fluidizat circulant, iar mai târziu, gazeificarea cărbunelui folosind gaz generator în instalații cu ciclu combinat. Noile centrale electrice pe cărbune din orașele mari, zonele cu populație concentrată și regiunile agricole trebuie dotate cu unități de desulfurare.
Trecerea de la centralele termice cu turbine cu abur pe gaz la centralele termice cu ciclu combinat va asigura o creștere a eficienței instalațiilor la 50%, iar în viitor - la 60% sau mai mult. A doua direcție de creștere a randamentului termic al centralelor termice este construirea de noi blocuri de cărbune cu parametri de abur supercritici cu un randament de 45-46%. Acest lucru va reduce semnificativ consumul specific de combustibil pentru generarea de energie electrică la centralele termice cu combustibil solid de la 360 echivalent combustibil/kWh în 2000 la 310 echivalent combustibil/kWh în 2010 și la 280 g.e./kWh în 2020
Cel mai important rol în reducerea consumului de combustibil utilizat pentru producerea energiei electrice și termice în sectorul energiei electrice îl va avea termoficarea, adică generarea de energie electrică la termocentrale cu recuperarea căldurii epuizate în putere cu abur, turbină cu gaz sau ciclu combinat de abur și gaz.
O direcție importantă în industria energiei electrice în condiții moderne este dezvoltarea generației distribuite bazată pe construcția de centrale electrice mici, în primul rând centrale termice mici cu turbine cu abur, turbine cu gaz și alte tehnologii moderne.
Centralele termice cu turbină cu gaz, piston pe gaz și ciclu combinat, destinate deservirii consumatorilor cu sarcini termice de concentrație scăzută și medie (până la 10-50 Gcal/h), numite cogenerare, vor asigura în primul rând sectorul de furnizare de căldură descentralizată. În plus, o parte din centralele de termoficare și centralele industriale vor fi reconstruite (acolo unde este posibil și justificat din punct de vedere economic) în centrale de cogenerare de putere redusă.
Ca urmare, în procesul de dezvoltare a termocentralei și a cogenerarii, ponderea producătorilor de energie electrică și termică independenți de societățile pe acțiuni va crește, iar competiția între producătorii de energie electrică și căldură va crește.
Pentru a implementa programul de inovare al industriei, este necesar să se realizeze un complex de cercetare și dezvoltare științifică în următoarele domenii:
extinderea bazei de resurse a industriei de energie electrică și creșterea aprovizionării regionale cu combustibil prin dezvoltarea unei arderi eficiente ecologice a Kansk-Achinsk și cărbuni de calitate scăzută din regiunile de est ale Rusiei în cazane de unități de alimentare cu tuburi de abur pentru parametrii de abur supercritici, inclusiv cu cuptor „inel”, în zgură topită, în cuptoare cu pat fluidizat circulant și sub presiune;
creșterea eficacității protecției mediu inconjurator bazat pe sisteme integrate de purificare a gazelor și colectare a cenușii la unitățile de alimentare;
creșterea eficienței ciclului abur-gaz prin alegerea unei scheme de recuperare a căldurii;
crearea și dezvoltarea producției de centrale electrice de nouă generație pe bază de pile de combustie cu oxid solid pentru alimentarea centralizată cu energie, cercetarea posibilității utilizării altor tipuri de pile de combustie în aceste scopuri;
crearea și implementarea echipamentelor electrice de comutare fiabile cu izolație cu gaz și vid;
dezvoltarea intersistemului transmisie electrica cu capacitate crescută;
dezvoltarea transmisiilor electrice flexibile;
introducerea unei noi generații de echipamente de transformare, sisteme de protecție la supratensiune și sisteme cu microprocesoare de protecție prin relee și protecție în caz de urgență, sisteme de comunicații prin fibră optică;
crearea si implementarea de echipamente electrice, inclusiv unitati convertoare, pentru actionari electrice cu frecventa variabila in diverse scopuri;
creșterea fiabilității alimentării cu căldură prin creșterea durabilității și rezistenței la coroziune a țevilor rețelei de încălzire cu izolație din spumă poliuretanică.
Resursele hidroelectrice ale Rusiei sunt comparabile ca potențial cu volumele actuale de energie electrică generate de toate centralele electrice din țară, dar sunt utilizate doar în proporție de 15%. Având în vedere costurile în creștere ale producției de combustibili fosili și, în consecință, creșterea semnificativă așteptată a prețurilor pentru acesta, este necesar să se asigure utilizarea și dezvoltarea maximă posibilă a hidroenergiei, care este o sursă regenerabilă de energie electrică ecologică. Ținând cont de acest lucru, generarea de energie electrică la hidrocentrale în scenariile optimiste și favorabile va crește la 180 miliarde kWh în 2010 și la 215 miliarde kWh în 2020, cu o nouă creștere la 350 miliarde kWh datorită construcției noii centrale hidroelectrice. .
Hidroenergia se va dezvolta în principal în Siberia și Orientul Îndepărtat, oferind condiții de funcționare aproape de bază pentru centralele termice din aceste zone. În regiunile europene, unde potențialul rentabil al hidroenergiei a fost practic epuizat, se va dezvolta construcția de hidrocentrale mici, iar construcția de hidrocentrale de vârf de dimensiuni medii va continua, în principal în Caucazul de Nord.
Pentru a asigura funcționarea fiabilă a UES din Rusia și pentru a acoperi programul inegal al consumului de energie electrică în contextul unei ponderi tot mai mari a centralelor nucleare de bază din partea europeană a țării, este necesar să se accelereze construcția de centrale electrice de stocare prin pompare.
Dezvoltarea economiei rețelei, actualizarea capacității și asigurarea unei creșteri a nevoii de capacitate de generare necesită o creștere multiplă a investițiilor în industrie.
În acest caz, sursele de investiție vor fi:
pentru companiile generatoare de energie termica - fonduri proprii companii (depreciere și profit), datorii și capital propriu;
pentru companiile hidrogeneratoare cu participare de stat - alături de sursele indicate, se pot crea și utiliza fonduri de investiții țintă formate din profiturile hidrocentralelor;
pentru compania federală de rețea și operatorul de sistem - centralizat fonduri de investiții, incluse în tarifele pentru serviciile de transport și sistem.
Este necesară modernizarea sectorului energetic municipal, inclusiv prin atragerea de capital privat în această zonă de activitate economică potențial atractivă pentru investiții bazată pe reforma și modernizarea întregului complex de locuințe și servicii comunale. Federația Rusă cu transformarea întreprinderilor municipale unitare care furnizează energie electrică populației și a serviciilor municipale ale orașelor în societăți pe acțiuni deschise și integrarea ulterioară a acestora cu întreprinderile SA-energo, inclusiv utilizarea concesionării, închirierii și a altor mecanisme de gestionare a infrastructurii de utilități. .
Pentru a atrage investiții pe scară largă în industria energiei electrice, sunt necesare o reformă radicală a industriei și o politică adecvată a tarifelor de stat.
În conformitate cu Legea „Cu privire la industria energiei electrice”, reforma industriei energiei electrice este planificată a fi realizată pe următoarele principii:
clasificarea transportului, distribuției energiei electrice și dispecerării ca subiect reglementare guvernamentală tipuri excepționale de activități, a căror implementare este posibilă numai pe baza de autorizații speciale (licențe);
demonopolizarea și dezvoltarea concurenței în sfera producției, vânzărilor și prestării de servicii (reparații, reglaje, proiectare etc.);
asigurarea accesului egal la infrastructura pieței pentru toți producătorii și consumatorii de energie electrică;
unitatea standardelor de siguranță, normelor tehnice și regulilor în vigoare în industria energiei electrice;
asigurarea transparenței financiare a piețelor de energie electrică și a activităților organizațiilor din sectoarele reglementate din sectorul energiei electrice;
asigurarea drepturilor investitorilor, creditorilor și acționarilor în timpul reformelor structurale.
Obiectivul principal al reformelor aflate în desfășurare în industria energiei electrice este dezvoltarea concurenței în domenii de activitate potențial competitive - producerea și vânzarea de energie electrică în acele zone în care aceasta este fezabilă din punct de vedere tehnologic și economic, ceea ce la rândul său va crea condiții pentru o eficiență mai bună. activitate economica in domeniul producerii, transportului si comercializarii energiei electrice. În același timp, desigur, trebuie asigurată funcționarea durabilă și stabilă a Sistemului Energetic Unificat al Federației Ruse, alimentarea fiabilă cu energie electrică și căldură în regiunile Federației Ruse.
Pe baza principiilor fezabilității economice atunci când se formează o strategie de management în domeniul energiei electrice, precum și pe implementarea necondiționată a principiilor securității energetice ale Federației Ruse, statul va încuraja o combinație rezonabilă de export/import de energie electrică. Importurile de energie electrică în prima etapă a reformei industriei energiei electrice vor fi considerate justificate în cazurile în care va contribui la prevenirea creșterii abrupte a tarifelor pe piața internă a Federației Ruse, precum și la depășirea deficitelor pe anumite segmente ale pieței angro în timpul perioada de reconstrucție a capacităților de generare existente și construcției noi.
Bibliografie
tariful de prognoză a combustibilului pentru industria energiei electrice
1. F. Kotler „Marketing și management”, Sankt Petersburg, 2004
2. Hungureeva I.P., Shabykova N.E., Ungaeva I.Yu. Economia intreprinderii: Tutorial. - Ulan-Ude, Editura Universității Tehnice de Stat a Rusiei, 2004.
3. Avdashev „teoria piețelor industriale”
4. Revista „Afaceri și Drept” Nr.10/2008
5. Baryshev A.V. „Monopolism și politică antimonopol”, 1994.