Крупнейший потребитель электроэнергии в мире. Основные характеристики российской электроэнергетики

Часть первая.
Тепловая электроэнергетика

Статья опубликована при поддержке компании, помогающей в оформлении различных документов. Ищете предложения, например, "Оформляем удостоверение машиниста мостового крана " или "Помогаем оформить строительные удостоверения (повышение и подтверждение квалификации)"? Тогда загляните на сайт 5854081.ru, и уверены, в списке услуг, предоставляемых компанией, Вы обязательно найдете те, в которых нуждаетесь. Строительные удостоверения оформляются специалистами компании согласно требованиям ОТ и ТБ, при оформлении удостоверения сварщика, монтажника, охраны труда и т.д. выдается сам документ, копия протокола, копия лицензии комбината (при необходимости), оформлявшего аттестацию, а при оформлении удостоверения электромонтера, электромонтажника, ответственного за электрохозяйство, выдается журнал, оформленный на организацию, подававшую заявку. Со списком документов, необходимых для оформления документов, а также с расценками на услуги, оказываемые компанией, можно ознакомиться на сайте 5854081.ru.

Электроэнергетика как отрасль хозяйства объединяет процессы генерирования, передачи, трансформации и потребления электроэнергии. Одна из главных специфических особенностей электроэнергетики состоит в том, что ее продукция в отличие от продукции остальных отраслей промышленности не может накапливаться для последующего использования: производство электроэнергии в каждый момент времени должно соответствовать размерам потребления (с учетом потерь в сетях). Вторая особенность - универсальность электрической энергии: она обладает одинаковыми свойствами независимо от того, каким образом она была произведена - на тепловых, гидравлических, атомных или каких-либо иных электростанциях, и может быть использована любым потребителем. Передача электроэнергии, в отличие от других энергетических ресурсов, осуществляется мгновенно.
Размещение генерирующих мощностей электроэнергетики зависит от двух основных факторов: ресурсного и потребительского. До появления электронного транспорта (линий электропередачи) электроэнергетика ориентировалась главным образом на потребителей, используя привозное топливо. В настоящее время, после постройки сетей высоковольтных ЛЭП и создания единой энергетической системы России (ЕЭС) большее внимание при размещении электростанций уделяется ресурсному фактору.
В 2003 г. в России было произведено 915 млрд кВт·ч электроэнергии, на тепловых электростанциях выработано 68% этого объема (в том числе 42% при сжигании газа, 17% - угля, 8% - мазута), на гидравлических - 18%, на атомных - 15%.
Тепловая энергетика производит свыше 2/3 электроэнергии страны. Среди тепловых электростанций (ТЭС) различают конденсационные электростанции (КЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Первые производят только электроэнергию (отработанный в турбинах пар конденсируется обратно в воду и снова поступает в систему), вторые - электроэнергию и тепло (нагретая вода идет к потребителям в жилые дома и на предприятия). ТЭЦ располагаются вблизи крупных городов или в самих городах, так как дальность передачи горячей воды не превышает 15-20 км (потом вода остывает). Например, в Москве и под Москвой существует целая сеть ТЭЦ, некоторые из них имеют мощность более 1 тыс. МВт, то есть больше многих конденсационных ТЭС. Таковы, например, ТЭЦ-22 у Московского нефтеперерабатывающего завода в Капотне, ТЭЦ-26 на юге Москвы (в Бирюлево), ТЭЦ-25 в Очаково (юго-запад), ТЭЦ-23
в Гольяново (северо-восток), ТЭЦ-21 в Коровино (на севере).

Основные потребители электроэнергии в России,
2004 г.

По данным РАО «ЕЭС»

Тепловые энергетические установки в отличие от гидроэлектростанций размещаются относительно свободно и способны вырабатывать электричество без сезонных колебаний, связанных с изменением стока. Их строительство ведется быстрее и связано с меньшими затратами труда и материальных средств. Но электроэнергия, полученная на ТЭС, относительно дорогостоящая. Конкурировать с ГЭС и АЭС могут лишь энергоустановки, использующие газ. Себестоимость электроэнергии, выработанной на угольных и мазутных ТЭС выше в 2-3 раза.

Средняя себестоимость
производства электроэнергии,
коп. за кВт·ч, ноябрь 2004 г.

По данным РАО «ЕЭС»

По характеру обслуживания потребителей тепловые электростанции могут быть районными (ГРЭС), которые имеют большую мощность и обслуживают большую территорию, часто 2-3 субъекта федерации, и центральными (располагаются вблизи потребителя). Первые в большей степени ориентированы на сырьевой фактор размещения, вторые - на потребительский.
ТЭС, использующие уголь, располагаются на территории угольных бассейнов и близ них в условиях, при которых затраты на транспортировку топлива относительно невелики. Примером может служить вторая по мощности в стране Рефтинская ГРЭС под Екатеринбургом, работающая на кузнецком угле. Много подобных установок в пределах Кузбасса (Беловская и Томь-Усинская ГРЭС, Западно-Сибирская и Ново-Кемеровская ТЭЦ), электростанции Канско-Ачинского бассейна (Березовская ГРЭС-1 и Назаровская ГРЭС), Донбасса (Новочеркасская ГРЭС). Единичные ТЭС расположены у небольших угольных залежей: Нерюнгринская ГРЭС в Южно-Якутском бассейне, Троицкая и Южно-Уральская ГРЭС близ угольных бассейнов Челябинской обл., Гусиноозерская ГРЭС у одноименного месторождения на юге Бурятии.

Крупнейшие тепловые электростанции России

По данным РАО «ЕЭС»

ТЭС, работающие на мазуте, ориентированы на центры нефтепереработки. Типичный пример - Киришская ГРЭС при Киришском НПЗ, обслуживающая Ленинградскую обл. и Санкт-Петербург. Сюда же можно отнести Волжскую ТЭЦ-1 под Волгоградом, Ново-Салаватскую и Стерлитамакскую ТЭЦ в Башкирии.
Газовые ТЭС размещаются как в местах добычи этого сырья (крупнейшие в России Сургутские ГРЭС 1 и 2, Нижневартовская ГРЭС, Заинская ГРЭС в Татарии), так и за многие тысячи километров от нефтегазовых бассейнов. В этом случае топливо поступает на электростанции по трубопроводам. Газ как топливное сырье для ТЭС дешевле и экологичнее мазута и угля, его транспортировка не так сложна, технологически его использовать выгоднее. Работающие на газе электростанции преобладают в Центральной России, на Северном Кавказе, в Поволжье и Приуралье.
Крупнейшее в России средоточие ТЭС - Подмосковье. Здесь имеются два кольца крупных теплоэнергетических установок: внешнее, представленное ГРЭС (Шатурская и Каширская, построенные по плану ГОЭЛРО, а также Конаковская), и внутреннее - московские ТЭЦ. Если рассматривать Москву как единый энергетический узел, то ему не будет равных по величине в нашей стране. Суммарная мощность этих энергоустановок чуть меньше 10 тыс. МВт, что превосходит установленную мощность Сургутских ГРЭС.
Ныне основная часть подмосковных ТЭЦ работает на газе, хотя некоторые из них строились под иное топливо: уголь (Кашира) или торф (Шатура). Руководство Шатурской ГРЭС уже в ближайшее время намерено снова вернуться к лежащему буквально у ног мещерскому торфу как основному энергоносителю, резервными источниками останется газ и станет кузнецкий уголь (сжигать подмосковный уголь на Шатурской ГРЭС стало нерентабельно).

Предприятия по производству алюминия – самые крупные потребители электроэнергии в мире. На их долю приходится примерно 1% всей производимой электроэнергии за единицу времени и 7% энергии, потребляемой всеми промышленными предприятиями в мире

На Красноярском экономическом форуме Олег Дерипаска не смог ответить на вопрос жителей, почему его предприятия минимизируют налоговую нагрузку до неприличных цифр, почему травят города, платят слишком маленькие зарплаты и пенсии, зато заявил о том, что "РусАл" вскоре может объявить масштабную программу строительства новых генерирующих мощностей.

"Мы в ближайшее время объявим программу строительства новых мощностей объемом порядка 2 ГВт", - сказал он. Программа связана с вводом Богучанского комплекса в 2012-2013 годах и развитием собственной генерации для обеспечения потребления предприятий "РусАла" в Сибири.

Какой ценой и за чей счет будут реализовываться эти планы?

Некоторые ответы на этот вопрос будут понятны из приведенных ниже материалов доклада, изданного International Rivers Network еще в 2005 году и переведенного потом на русский язык М. Джонсом и А Лебедевым

Предприятия по производству алюминия – самые крупные потребители электроэнергии в мире. На их долю приходится примерно 1% всей производимой электроэнергии за единицу времени и 7% энергии, потребляемой всеми промышленными предприятиями в мире. Практически вся электроэнергия, которая необходима в производстве алюминия (2/3 энергозатрат всего объема мировой промышленности), расходуется при плавлении слитков алюминия в плавильных цехах. Общий расход электроэнергии в производстве первичного алюминия, т.е. его слитков в плавильных цехах, варьируется от 12 до 20 МВт/час на тонну алюминия, что составляет 15,2-15,7 МВт/час на тонну всего объема мировой промышленности.

Около половины всей электрической энергии, потребляемой алюминиевой промышленностью, производится на гидроэлектростанциях, и этот показатель будет расти в ближайшие годы. Другие источники энергии составляют: 36% - угольная, 9% - природный газ, 5% - атомная, 0,5% - нефтяная. Гидростанции, служащие источником электроэнергии для плавки алюминия, распространены в Норвегии, России, странах Латинской Америки и США и Канаде. Уголь в основном применяется в странах Океании и Африки.

За последние 20 лет многие предприятия по выплавке алюминия в промышленно развитых странах были закрыты. На смену старым пришли новые плавильные цеха, в которых денежные и трудовые затраты ниже, чем затраты на энергию. Она остается основным компонентом себестоимости первичного алюминия, однако по-прежнему составляет 25%-35% от общей суммы производственных расходов. Согласно данным предприятий по производству алюминия, компании, которые платят более $35 за МВт/час, оказываются неконкурентоспособны и вынуждены закрывать свои производства или пересматривать структуру затрат на энергию.

Менее затратным является доступ к сырью - бокситу, который можно перевозить морем за относительно небольшую плату. Производство алюминия постепенно «мигрирует» из США и Канады, Европы и Японии в страны Азии и Африки, имеющие мощный производственный потенциал.

Несмотря на существенные сдвиги в энергосекторе многих промышленно развитых стран, такие как приватизация и дерегулирование предприятий, роль государства все еще играет важную роль в ценообразовании производителей энергии и их субсидировании. Это приводит к выбросу на рынок огромного количества дешевой энергии, которая, вместе с приватизацией и дерегулированием, существенно влияет на принятие решений по размещению новых заводов по выплавке алюминия. Субсидии на самом деле осложняют попытки повысить эффективность алюминиевых производств и уменьшить объемы потребления энергии.

К примеру, угольная промышленность получает прямую грантовую поддержку государства в Великобритании и Германии. Энергия, потребляемая предприятиями по производству алюминия в Австралии и Бразилии, субсидируется правительствами этих стран. Кроме того, международные банки развития предлагают выгодные кредиты гидростанциям, свзанным с алюминиевой отраслью в Аргентине и Венесуэлле.

Исследование строительства плотины в Тукуруме (TucuruМ) в Бразилии, проведенное Всемирной комиссией по плотинам, показало, что плавильные предприятия Альбрас/Алюнорте (AlbrАs/Alunorte) и Алюмар (Alumar) получили порядка $193-411 миллионов субсидий на потребление энергии в год от компании, находящейся в собственности государства. Плавильные предприятия с недавнего времени стали применять новую стратегию: они угрожают закрытием и выводом производств из страны, чтобы получить новые долгосрочные субсидии на энергию по ставкам значительно ниже тех, что приходится платить другим предприятиям. При этом более 70% производимого алюминия с этих заводов экспортируется.

Существует множество примеров, показывающих резкое падение рентабельности алюминиевых компаний после прекращения субсидий на электроэнергию. Плавильное предприятие Валько (Valco) компании Кайзер (Kaiser) сократило выпуск продукции по истечении контракта с правительством Ганы: в этой стране производится самая дешевая в мире энергия - 11 центов за КВт, или 17% от реальной стоимости производства единицы энергии. В январе 2005 г. компания Алькоа подписала меморандум о взаимопонимании с правительством Ганы для возобновления работ в плавильных цехах по ставкам на энергию, которые не афишируются.

Предоставление субсидий энергоемким предприятиям оказывает значительное негативное влияние на планирование развития энергетического сектора страны. Несмотря на то, что только 4,7% населения Мозамбика имеют доступ к электроэнергии, алюминиевые производства BhpBilliton, Mitsubishiи IDC"sMozalудвоили мощность, а значит потребление энергии у них будет в 4 раза больше объема электричества, используемого на другие цели по всей стране.

Алюминий способствует потеплению климата Земли

Газы, вызывающие потепление климата, часто поступают в атмосферу с алюминиевых плавильных производств, - в частности СО2, CF4 и C2 F6. Главным источником выбросов СО2 является производство энергии, необходимой для выплавки алюминия и получаемой посредством сжигания ископаемого топлива. Кроме того, оказалось, что гидроэлектростанции, расположенные в тропических экосистемах, также выбрасывают значительное количество парниковых газов.

Австралия – яркий тому пример, т.к. австралийские алюминиевые производства получают электроэнергию со станций, работающих на угле. Эти станции выбрасывают 86% СО2 от всего объема этого газа, поступающего в атмосферу с плавильных предприятий, или 27 млн тонн в год. Это 6% от всех выбросов парниковых газов в Австралии. Однако, при этом следует учесть, что алюминиевая отрасль составляет лишь 1,3% ВВП, приходящегося на долю промышленных производств Австралии. Алюминий и продукция из него являются вторыми по важности, после угля, товарами, входящими в экспортный сектор страны. Данное обстоятельство негативно отразилось на политике страны по использованию возобновляемых источников энергии и развитию торговли выбросами СО2 - основных рыночных механизмах по уменьшению «вклада» Австралии в потеплении климата Земли. К примеру, Австралия в настоящее время занимает одно из лидирующих положений среди стран, для которых характерен высокий объем выбросов парниковых газов на душу населения.

Производство алюминия в Австралии увеличилось на 45% с 1990 г., и, скорее всего, продолжит расти в будущем. В то время, как фактические «прямые» выбросы парниковых газов снизились на 24% по сравнению с 1990 годом (до 45% на тонну), «непрямые» выбросы этих газов, образующиеся в процессе производства электроэнергии, выросли на 40% за тот же срок. Таким образом, увеличение производства алюминия фактически свидетельствует о повышении выбросов СО2 в атмосферу на 25%.

Выплавка алюминия, основанная на использовании ископаемого топлива, нецелесообразна с экологической точки зрения. Промышленные предприятия Австралии производят парниковых газов в 5 раз больше, чем сельское хозяйство, в 11 раз больше, чем горнодобывающая отрасль и в 22 раза больше, чем любая другая отрасль в расчете на доллар национальной экономики. В мировом масштабе алюминиевая промышленность производит в среднем 11 тонн СО2 на тонну первичного алюминия за счет сжигания ископаемого топлива.

PFC– одни из самых опасных парниковых газов, которые формируются в результате так называемого явления поляризации в электролитах, когда электролит растворяется в оксиде алюминия во время плавления. PFCспособны довольно долго пребывать в атмосфере – до 50000 лет, и при этом считаются в 6500 – 9200 раз опаснее, чем другие парниковые газы, в частности, СО2. По оценкам специалистов, производство алюминия было причастно к 60% выбросов PFCв мире в 1995 г., несмотря на то, что за последние 20 лет, благодаря контролю за выбросами, объем этих газов на тонну алюминия снизился.

Потепление климата – одна из самых актуальных сегодня проблем. Сейчас, когда в силу вступил Киотский протокол, активистам всех стран необходимо поставить вопрос об обоснованности проектов по производству алюминия, учитывая объемы выбросов парниковых газов в атмосферу этими предриятиями. Это должно стать решающим аргументом при рассмотрении вариантов промышленного развития отдельной страны. Компании национального и регионального уровня должны взаимодейстовать с международными, создающими преграды государственному субсидированию крупных алюминиевых предприятий и электростанций на ископаемом топливе и предлагающими экологически менее опасные альтернативы экономического развития. Кроме того, необходимо провести дополнительное исследование по оценке объемов парниковых газов, выделяемых тропическими зонами, поскольку большинство плавильных цехов работают на электричестве, вырабатываемом здесь на гидроэлектростанциях.

Ледники и алюминий
Новые проекты плотин и плавильных заводов на территории Исландии и Чили ставят под угрозу существование последних экологически чистых экосистем на планете. Компания Alcoaстроит гидроэлектрический комплекс KarahnjukarHydropower, представляющий собой серию крупных плотин, водохранилищ и тоннелей. Они самым негативным образом отразятся на окружающей среде центральных высокогорий Исландии - второй по величине территории нетронутой природы в Европе, и это воздействие может оказаться необратимым. Проект Karahnjukarбудет состоять из 9 ГЭС, которые перекроют и заставят изменить течение несколько рек, возникших в ледниковый период, в районе самого крупного в Европе ледника Vatnajoekull.
Компания Alcoaбудет использовать вырабатываемую энергию на алюминиевом заводе, возведенном на исландском побережье, мощность которого составит 322000 тонн алюминия в год. Для этой территории характерно большое видовое разнообразие флоры и фауны, в частности здесь гнездятся розово-лапчатый гусь, малиновый перевозчик и плавунчик. Экологи обеспокоены проблемами заиления территории и размещения дамбы в вулканически активной местности. Проект находится в стадии реализации, но забастовки рабочих против компании Impregiloзначительно нарушили график выполнения работ по проекту: профсоюзы говорят о нарушениях исландского законодательства вследствие использования на строительстве дешевой рабочей силы из других стран, Решением исландского суда компания Алькоа (Alcoa) обязана провести новую оценку воздействия проекта на окружающую среду.

Канадская компания Norandaпланирует начать в Патагонии (Чили) строительство плавильного завода мощностью 440000 тонн/год и стоимостью $2,75 миллиардов. Для снабжения предприятия Alumysaэлектричеством компания предложила создать 6 ГЭС общей мощностью 1000 МВт. В комплекс будут также входить глубоководный порт и линии электропередач, которые негативно скажутся на состоянии территории, объявленной экологами и операторами экотуров резерватом для защиты «ледниковых» рек, естественных лесов, прибрежных вод и исчезающих видов. В связи с этим чилийские природоохранные органы пока затормозили реализацию проекта.

В случае с Исландией влияния местных и международных экологических организаций оказалось недостаточно для остановки строительства алюминиевого комплекса, хотя активисты продолжают лоббировать идею закрытия проекта на всех уровнях – государственных органов охраны природы, международных финансовых институтов и пр. В отношении Alumysaхорошо организованная внутри страны кампания с привлечением международных активистов, в том числе канадских, и контролирующих организаций создала существенные препятствия для Норанды (Noranda). Успех кампании был обеспечен, в частности, уровнем финансирования, имеющегося в распоряжении активистов, возможностью публикаций в канадских и международных СМИ, участием «звезд», а также воздействием на фирму со стороны ее родного правительства. Однако, в ситуации с Alcoaв Исландии не произвел должного эффекта даже тот факт, что в Совете директоров предприятия присутствовал эколог: опасный проект все же стал воплощаться в жизнь.

Гленн Свиткес, International River Network

Перевод А. Лебедева и М.Джонса

Группы: ИСАР - Сибирь

Вспоминаем

● Какие виды природных ресурсов используют на электростанциях для выработки электроэнергии? ● Как называют электростанции в зависимости от видов используемой энергии?

Ключевые слова

Электроэнергетика; тепловые электростанции; гидроэлектростанции; атомные.

1. Понятие об электроэнергетике. Электроэнергетика - это отрасль тяжелой промышленности, которая объединяет производство электроэнергии на электростанциях разных типов и передачу ее потребителям. Электроэнергию нельзя накапливать, но зато её можно передавать на большие расстояния. Использовать её могут любые потребители: промышленность, население, жилищно-коммунальное хозяйство, транспорт, связь, к тому же это самый современный и экологически безопасный вид использования энергии. Самый крупный потребитель электроэнергии в хозяйстве - это промышленность. Около 80 % всей вырабатываемой электроэнергии приходится на высокоразвитые страны (США, Японию, ФРГ). В последние десятилетия наиболее динамично развивается электроэнергетика в Китае, Индии.

Для производства электрической энергии наиболее широко используются пять основных источников энергии - уголь, нефть, природный газ, гидроэнергия (энергия воды) и атомная энергия. Пока незначительную роль играют нетрадиционные энергоресурсы (энергия ветра, энергия морских приливов, солнечная энергия). Для большей части человечества живущего в странах Африки и в странах расположенных на юго-восточной Азии, древесина по-прежнему служит основным источником энергии.

В зависимости от видов природных ресурсов, используемых для получения электроэнергии, выделяют разные типы электростанций (рис. 123, 124). Электростанции различных типов объединяются линиями электропередач и образуют энергетическую систему страны или региона.

2. Тепловые электростанции. Большую часть электроэнергии в мире дают тепловые электростанции (ТЭС) , работающие на угле, мазуте или газе (рис. 125). Этот вид электростанций отличается надежностью, постоянством производства энергии, не зависящим от времени года. Тепло, выделяемое при сжигании горючих ископаемых, преобразуется на ТЭС в электроэнергию, поэтому их строят в районах добычи топлива, вблизи транспортных магистралей (железнодорожных линий) или портов. Поскольку ТЭС для охлаждения необходимо большое количество воды, их строят рядом с крупными реками, озерами или морями.

К тепловым электростанциям относятся и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые одновременно с электроэнергией производят пар и горячую воду для нужд предприятий и населения. Они размещаются в непосредственной близости от потребителей пара и горячей воды, поскольку тепло и горячую воду можно передавать на небольшое расстояние (10-15 км).

3. Гидроэлектростанции. Второе место по производству электроэнергии занимают гидроэлектростанции (ГЭС) (рис. 126).

Энергия падающей воды (гидроэнергия) преобразуется на ГЭС в электроэнергию (рис. 127). Первая ГЭС была построена в 1882 г. В настоящее время ГЭС вырабатывают около 20 % потребляемой в мире электроэнергии. Они являются весьма эффективными источниками энергии, поскольку используют возобновляемые ресурсы. Однако получать большую долю энергии таким способом могут лишь страны, обладающие огромными гидроресурсами (многоводными горными реками).

Самыми крупными ГЭС являются китайская «Санься» («Три ущелья») на реке Янцзы, бразильско-парагвайская «Итайпу» на реке Парана, венесуэльская «Гури» на реке Карони, «Гранд-кули» в США на реке Колумбия, Красноярская (Россия) на реке Енисей.

4. Атомные электростанции. Атомные электростанции (АЭС) имеют большое преимущество по сравнению с тепловыми. Их можно строить там, где нужна энергия, но недостаточно топливных ресурсов (из 1 кг ядерного горючего можно получить столько же энергии, сколько при сжигании 3000 т угля или 1500 т нефти) (рис. 128, 129, 130). При нормальной работе они не дают выбросов в атмосферу в отличие от промышленности и тепловых электростанций. Велика доля АЭС в производстве электроэнергии в США, Франции, Японии. К примеру, атомные электростанции во Франции дают более 75% всей электроэнергии.

В Японии расположен крупнейший в мире атомно-энергетический комплекс Фукусима на о. Хонсю. АЭС в этой стране вырабатывают более 30% электроэнергии. После аварии на Чернобыльской АЭС некоторые страны приостановили развитие атомной энергетики (Италия, Австрия).

Доля АЭС в мировой энергетике выросла до 17% в 2002 году, но к 2016 году несколько снизилась до 13.5%:

Общее число работающих ядерных реакторов:

Мировая атомная энергетика восстанавливается после кризиса вызванного аварией на японской АЭС Фукусима . В 2016 году на АЭС было выработано электроэнергии объемом около 592 млн. тонн н.э. против 635 млн. тонн н.э. в 2006 году. Мировое производство энергии на АЭС (млн. тонн н.э.):

Крупнейшими производителями электричества на АЭС (больше 40 млн. тонн н.э.) являются США , Франция , Китай и Россия . До недавнего времени в этот список входили Германия и Япония .

Как видно из графика наиболее активно сегодня атомная энергетика развивается в Китае и России . В настоящее время именно в этих странах строится наибольшее число АЭС :

Число работающих ядерных реакторов по странам:

Возраст работающих ядерных реакторов:

Число включаемых и выключаемых ядерных реакторов:

Большинство АЭС работают около 80% своего времени:

Считается, что уран (топливо для АЭС ) также является исчерпаемым ресурсом. добычи и потребления урана на 2015 год:

Основные производители урана в 2007-2016 годах:

Мировые запасы урана:

В настоящее время в России развивается направление атомных станций на быстрых нейтронах (замкнутого цикла), которые позволят решить проблему отработанного топлива и многократно уменьшить потребление урана. Кроме того обсуждается возможность добычи урана из океанской воды. По оценкам запасы урана в океанской воде составляют около 4.5 миллиардов тонн, что эквивалентно 70 тысячам лет современного потребления.

Одновременно продолжают развиваться технологии термоядерного синтеза. В настоящее время с 2013 года во Франции сооружается экспериментальная термоядерная установка ITER . Общие затраты на международный проект оцениваются в 14 миллиардов долларов. Ожидается, что завершение строительства этой установки произойдет в 2021 году. На 2025 год запланировано начало первых испытаний, на 2035 года полномасштабная эксплуатация установки. После создания ITER планируется создать к середине 21 века ещё более мощный термоядерный реактор DEMO :

Подробнее о развитие направления ядерных и термоядерных реакторов можно прочитать в блоге .

Гидроэлектростанции (ГЭС)

Гидроэнергетика в настоящее время является самым крупным источником возобновляемой энергии. Мировая выработка гидроэнергии выросла с середины 20 века в несколько раз (в 2016 году рост на 2.8% до 910 тонн н.э. по сравнению со среднегодовым ростом в 2.9% в 2005-2015 годы):

В то же время доля гидроэнергии в мировой энергетике за указанный период выросла всего с 5.5% до 7%:

Крупнейшими производителями гидроэнергии являются Китай , Канада , Бразилия , США , Россия и Норвегия .
Из этих стран, 2016 год стал рекордным по выработке гидроэлектроэнергии для Китая , России и Норвегии . В остальных странах максимумы пришлись на прошлые годы: Канада (2013 год), США (1997 год), Бразилия (2011 год).

Мировой гидропотенциал оценивается почти в 8 тысяч терраваттчасов (в 2016 году выработка гидроэнергии составила около 4 тысяч терраваттчасов).

СА - Северная Америка, ЕВ - Европа, ЯК - Япония и Республика Корея, АЗ - Австралия и Океания, СР - бывший СССР, ЛА - Латинская Америка, БВ - Ближний Восток, АФ - Африка, КТ - Китай, ЮА - Южная и Юго-Восточная Азия.

Дешевыми (категория 1) считаются гидроресурсы, обеспечивающие производство электроэнергии со стоимостью не выше чем тепловые электростанции на угле. Для более дорогих ресурсов стоимость электроэнергии возрастает в 1,5 раза и более (до 6-7 цент/кВт ⋅ ч). Почти 94% из еще не используемых дешевых гидроресурсов сосредоточено в пяти регионах: бывшем СССР, Латинской Америке, Африке, Южной и Юго-Восточной Азии и Китае (табл. 4.10). Вполне вероятно, что п ри их освоении возникнет ряд дополнительных проблем, в первую очередь экологических и социальных, связанных, в частности, с затоплением больших территорий.

Особенностью гидроэнергетики России, Латинской Америки, Африки и Китая является большая удаленность районов богатых гидроресурсами от центров потребления электроэнергии. В Южной и Юго-Восточной Азии значительный гидропотенциал сосредоточен в горных районах материка и на островах Тихого океана, где часто нет адекватных потребителей электроэнергии.

Более половины из оставшихся для освоения дешевых гидроресурсов находится в тропической зоне. Как показывает опыт существующих здесь ГЭС, устройство в таких районах крупных водохранилищ неизбежно порождает комплекс тяжелых экологических и социальных (в том числе медицинских) проблем. Гниение водорослей и «цветение» стоячей воды настолько ухудшают ее качество, что она становится непригодной для питья не только в водохранилище, но и ниже по течению реки.

В условиях тропического климата водохранилища оказываются источником многих заболеваний (малярия и т.п.).
Учет отмеченных обстоятельств и ограничений может перевести часть дешевых ресурсов в категорию дорогих и даже вывести за пределы экономического класса.

20 стран с наибольшим резервом по :

Карта расположения крупнейших ГЭС в 2008 и 2016 годах:

Расположения крупнейших строящихся и планируемых ГЭС на 2015 год:

Таблицы крупнейших нынешних и строящихся ГЭС :

Строительство ГЭС сталкивается с большим сопротивлением экологов, которые сомневаются в целесообразности подобного типа электростанций в связи с затоплением больших площадей во время создания водохранилищ. Так в первой десятке крупнейших искусственных водохранилищ (по общей площади) нет ни одного, которое было создано после 70х годов 20 века:

Похожая ситуация среди крупнейших водохранилищ по объему:

Создание крупнейшего по площади водохранилища в Гане (озеро Вольта ) привело к переселению около 78 тысяч человек из зоны затопления. Проекты поворота рек на юг существовали не только в СССР , но и в США. Так в 50х годах был разработан план NAWAPA (North America Water and Power Alliance) , который предусматривал создание судоходных путей от Аляски до Гудзонова залива , и переброски воды в юго-западные засушливые штаты США .

Одним из элементов плана должна была стать 6 ГВт-ая ГЭС на реке Юкон с площадью водохранилища в 25 тысяч км2.

Биотопливо

Производство биотоплива также характерно быстрым ростом. В 2016 году производство биотоплива составило 82 млн. тонн н.э. (рост на 2.5% по сравнению с 2015 годом). Для сравнения в период с 2005-2015 годы производство биотоплива росло в среднем на 14%.

С 1990 по 2016 годы доля биотоплива в мировой энергетике выросла с 0.1% до 0.62%:

Крупнейшими производителями биотоплива являются США и Бразилия (около 66% мирового производства):

В настоящее время для производства биотоплива используется около 30 миллионов гектаров земли. Это примерно 1% от всех сельскохозяйственных угодий планеты (около 5 миллиардов гектаров, из них пашня около 1 миллиарда гектаров). Структура селькохозяейственных угодий планеты:

К началу 19 века мировая площадь искусственно орошаемых земель составляла 8 млн. га, к началу 20 века — 40 млн. и к настоящему времени — 207 млн. га.

В то же время в США на производство биотоплива уходит больше третьей части урожая зерновых:

Мировое производство зерновых в 1950-2016 годах:

Рост производства зерновых в мире в основном был связан с ростом урожайности при слабых изменениях посевных площадей:

Ветровая энергетика (ВЭС)

Мировое производство этого вида энергии также быстро растет со временем. В 2016 году рост составил 15.6% (с 187,4 до 217,1 млн. тонн н.э.). Для сравнения среднегодовой рост в 2005-2015 годы составлял 23%.

Доля в мировой энергетике выросла до 1.6% в 2016 году:

Крупнейшими производителями энергии из ветра являются Китай , США, Германия, Индия и Испания :

Быстрый рост производства энергии из ветра продолжается во всех этих странах, кроме Германии и Испании . В них максимум производства энергии из ветра достигнут в 2015 и 2013 годах соответственно. Другие страны с крупным производством энергии из ветра:

Средний фактор загрузки в мире равен 24-27%. Для разных стран этот параметр сильно различается: от 39.5% для Новой Зеландии (34-38% в Мексике , 33-36% в США , 36-43% в Турции , 36-44% в Бразилии , 39% в Иране , 37% в Египте ) до 18-22% в Китае , Индии и Германии . По оценкам потенциал ветровой энергетики в 200 раз превышает текущие потребности человечества (второе место после солнечной энергетики):

Весь вопрос лишь в том, что эта энергия является очень непостоянной.

Солнечная энергетика (СЭС)

Производство энергии Солнца быстро растет: только с 2015 по 2016 год оно выросло с 58 до 75 млн. тонн н.э. (на 29.6%). Для сравнения среднегодовой рост за 2005-2015 годы составил 50.7%.

К 2016 году доля солнечной энергетики в мировой энергетике выросла до 0.56%:

Крупнейшими производителя солнечной энергии являются Китай , США , Япония , Германия и Италия :

Из них производство энергии замедлилось в Германии и Италии : c 8.8 и 5.2 до 8.2 и 5.2 млн. н.э. в 2015 и 2016 годах соответственно. Также быстрый рост производства солнечной энергии наблюдается и в других странах:

Средний фактор загрузки для мира равен около 10-13%. В то же время он сильно колеблется от 29-30% для Испании и 25-30% для ЮАР до 11% в Германии . Считается, что солнечная энергетика обладает наибольшим ресурсным потенциалом:

Весь вопрос заключается в непостоянстве этой энергии.

Производство энергии из биомассы (биогаза), геотермальной энергии и других экзотических направлений энергетики (к примеру, приливной энергетики)

Отчет BP показывает значительный рост подобных направлений за последние десятилетия:

В 2016 году рост по сравнению с прошлым годом составил 4.4% (с 121 до 127 млн. тонн нефтяного эквивалента). Для сравнения среднегодовой рост за период в 2005-15 годы был равен 7.7%. Доля в мировой энергетике этого направления выросла с 0.03% в 1965 году до 0.96% в 2016 году:

Крупнейшими производителями подобной энергии являются США , Китай , Бразилия и Германия :

Кроме того большое производство подобной энергии осуществляется в Японии , Италии и Великобритании :

Глобальное потепление:

Кроме перечисленных источников энергии важным фактором мировой энергетики является климатические изменения. В перспективе глобальное потепление может значительно снизить затраты цивилизации на отопление, которые являются одними из основных затрат энергии для северных стран. Потепление является наиболее сильным именно для северных стран, и именно в зимние месяцы (наиболее холодные месяцы).

Карта среднегодовых температурных трендов:

Карта температурных трендов за холодный сезон (ноябрь - апрель):

Карта температурных трендов за зимние месяцы (декабрь - февраль):

Объем мировых выбросов СО2 :

Максимум выбросов был достигнут в 2014 году: 33342 млн. тонн. С тех пор произошло некоторое снижение: в 2015 и 2016 года объём выбросов составил 33304 и 33432 млн. тонн соответственно.

Заключение

Из-за ограниченного размера поста мне не удалось подробно осветить наиболее быстро развивающееся направления мировой энергетики (СЭС и ВЭС ), где наблюдается ежегодный рост на десятки процентов (вместе с огромными потенциальными ресурсами для освоения). Если есть желание читателей, то можно будет рассмотреть эти направления в следующих постах более детально. В целом, если взять динамику за последний год (2015-2016 годы), то мировая энергетика за этот период выросла на 171 млн. тонн н.э.. Из них:
1) + 30 млн. тонн н.э. - ВЭС
2) + 27 млн. тонн н.э. - ГЭС
3) + 23 млн. тонн н.э. - нефть
4) + 18 млн. тонн н.э. - природный газ
5) + 17 млн. тонн н.э. - СЭС
6) + 9 млн. тонн н.э. - АЭС
7) + 6 млн. тонн н.э. - экзотические ВИЭ (биомасса, биогаз, геотермальные ЭС, приливные ЭС)
8) + 2 млн. тонн н.э. - биотопливо
9) - 230 млн. тонн н.э. - уголь

Это соотношение показывает, что борьба за экологию в мире набирает обороты - использование ископаемого топлива сокращается (особенно угля) с одновременным наращиванием использования ВИЭ . В то же время остаётся проблема непостоянства и дороговизны ВИЭ (доступных технологий для аккумулирования этой энергии по прежнему нет), развитие которых в значительной мере стимулируется за счет государственных субсидий. В связи с этим интересно мнение читателей о том, какой источник энергии станет главным к середине 21 века (сейчас это нефть - 33% мировой энергетики в 2016 году).

Какой источник энергии будет главным в мировой энергетике в 2050 году?

До реформы 2008 года большая часть энергетического комплекса Российской Федерации находилась под управлением РАО «ЕЭС России». Эта компания была создана в 1992 году и к началу «двухтысячных» годов стала практически монополистом российского рынка генерации и энерготранспортировки.

Реформирование отрасли было связано с тем, что РАО «ЕЭС России» неоднократно подвергались критике за неправильное распределение инвестиций, в результате чего значительно выросла аварийность на объектах электроэнергетики. Одной из причин расформирования послужила авария в энергосистеме 25 мая 2005 года в Москве, в результате которой была парализована деятельность многих предприятий, коммерческих и государственных организаций, остановлена работа метрополитена. А кроме этого, РАО «ЕЭС России» часто обвиняли в том, что организация продает электроэнергию по заведомо завышенным тарифам с целью увеличения собственной прибыли.

В результате расформирования РАО «ЕЭС России» была ликвидирована и созданы естественные государственные монополии в сетевой, распределительной и диспетчерской деятельности. Частный был задействован в сфере генерации и сбыта электроэнергии.

На сегодняшний день структура энергетического комплекса выглядит следующим образом:

• ОАО «Системный оператор Единой энергетической системы» (СО ЕЭС) – осуществляет централизованное оперативно-диспетчерское управление Единой энергетической системой РФ.
• Некоммерческое партнерство «Совет рынка по организации эффективной системы оптовой и розничной торговли электрической энергией и мощностью» - объединяет продавцов и покупателей оптового рынка электроэнергии.
• Компании генерирующие электроэнергию. В том числе государственные - «РусГидро», «Росэнергоатом», управляемые совместно государством и частным капиталом ОГК (оптовые генерирующие компании) и ТГК (территориальные генерирующие компании), а также представляющие полностью частный капитал.
• ОАО «Российские сети» - управление распределительным сетевым комплексом.
• Энергосбытовые компании. В том числе ОАО «Интер РАО ЕЭС» - компания владельцами которой являются государственные структуры и организации. «Интер РАО ЕЭС» является монополистом по импорту и экспорту электроэнергии в РФ.

Кроме разделения организаций по видам деятельности, существует разделение Единой энергосистемы России на технологические системы действующие по территориальному признаку. Объединенные энергосистемы (ОЭС) не имеют одного собственника, а объединяют энергетические компании отдельно взятого региона и имеют единое диспетчерское управление, которое осуществляется филиалами «СО ЕЭС». На сегодняшний день в России действуют 7 ОЭС:

• ОЭС Центра (Белгородская, Брянская, Владимирская, Вологодская, Воронежская, Ивановская, Тверская, Калужская, Костромская, Курская, Липецкая, Московская, Орловская, Рязанская, Смоленская, Тамбовская, Тульская, Ярославская энергосистемы);
• ОЭС Северо-Запада (Архангельская, Карельская, Кольская, Коми, Ленинградская, Новгородская, Псковская и Калининградская энергосистемы);
• ОЭС Юга (Астраханская, Волгоградская, Дагестанская, Ингушская, Калмыцкая, Карачаево-Черкесская, Кабардино-Балкарская, Кубанская, Ростовская, Северо-Осетинская, Ставропольская, Чеченская энергосистемы);
• ОЭС Средней Волги (Нижегородская, Марийская, Мордовская, Пензенская, Самарская, Саратовская, Татарская, Ульяновская, Чувашская энергосистемы);
• ОЭС Урала (Башкирская, Кировская, Курганская, Оренбургская, Пермская, Свердловская, Тюменская, Удмуртская, Челябинская энергосистемы);
• ОЭС Сибири (Алтайская, Бурятская, Иркутская, Красноярская, Кузбасская, Новосибирская, Омская, Томская, Хакасская, Забайкальская энергосистемы);
• ОЭС Востока (Амурская, Приморская, Хабаровская и Южно-Якутская энергосистемы).

Основные показатели деятельности

Ключевыми показателями деятельности энергосистемы являются: установленная мощность электростанций, выработка электроэнергии и потребление электроэнергии.

Установленная мощность электростанции – это сумма паспортных мощностей всех генераторов электростанции, которая может меняться в процессе реконструкции действующих генераторов или установки нового оборудования. На начало 2015 года установленная мощность Единой энергосистемы (ЕЭС) России составляла 232.45 тыс. МВт.

На 1 января 2015 года установленная мощность российских электростанций увеличилась на 5 981 МВт по сравнению с 1 января 2014 года. Рост составил 2.6%, а достигнуто это было за счет введения новых мощностей производительностью 7 296 МВт и увеличения мощности действующего оборудования, путем перемаркировки на 411 МВт. При этом были выведены из эксплуатации генераторы мощностью 1 726 МВт. В целом по отрасли по сравнению с 2010 годом рост производственных мощностей составил 8.9%.

Распределение мощностей по объединенным энергосистемам выглядит следующим образом:

• ОЭС Центра – 52.89 тыс. МВт;
• ОЭС Северо-Запада – 23.28 тыс. МВт;
• ОЭС Юга – 20.17 тыс. МВт;
• ОЭС Средней Волги – 26.94 тыс. МВт;
• ОЭС Урала – 49.16 тыс. МВт;
• ОЭС Сибири – 50.95 тыс. МВт;
• ОЭС Востока – 9.06 тыс. МВт.

Больше всего в 2014 году увеличилась установленная мощность ОЭС Урала – на 2 347 МВт, а также ОЭС Сибири – на 1 547 МВт и ОЭС Центра на 1 465 МВт.

По итогам 2014 года в Российской Федерации было произведено 1 025 млрд. КВтч электроэнергии. По этому показателю Россия занимает 4 место в мире, уступая Китаю в 5 раз, а Соединенным Штатам Америки в 4 раза.

По сравнению с 2013 годом, выработка электроэнергии в Российской Федерации увеличилась на 0.1%. А в отношении к 2009 году рост составил 6.6%, что в количественном выражении составляет 67 млрд. КВтч.

Больше всего электроэнергии в 2014 году в России было произведено тепловыми электростанциями – 677.3 млрд. КВтч, ГЭС произвели – 167.1 млрд. КВтч, а атомные электростанции – 180.6 млрд. КВтч. Производство электроэнергии по объединенным энергосистемам:

• ОЭС Центра –239.24 млрд. КВтч;
• ОЭС Северо-Запада –102.47 млрд. КВтч;
• ОЭС Юга –84.77 млрд. КВтч;
• ОЭС Средней Волги – 105.04 млрд. КВтч;
• ОЭС Урала – 259.76 млрд. КВтч;
• ОЭС Сибири – 198.34 млрд. КВтч;
• ОЭС Востока – 35.36 млрд. КВтч.

По сравнению с 2013 годом наибольший прирост в выработке электроэнергии был зафиксирован в ОЭС Юга – (+2.3%), а наименьший в ОЭС Средней Волги – (- 7.4%).

Потребление электроэнергии в России в 2014 году составило 1 014 млрд. КВтч. Таким образом, сальдовый остаток составил (+ 11 млрд. КВтч). А наибольшим потребителем электроэнергии по итогам 2014 года в мире является Китай – 4 600 млрд. КВтч, второе место занимают США – 3 820 млрд. КВтч.

По сравнению с 2013 годом потребление электроэнергии в России выросло на 4 млрд. КВтч. Но в целом, динамика потребления за последние 4 года остается примерно на одном и том же уровне. Разница между потреблением электроэнергии за 2010 и 2014 год составляет 2.5%, в пользу последнего.

По итогам 2014 года, потребление электроэнергии по объединенным энергосистемам выглядит следующим образом:

• ОЭС Центра –232.97 млрд. КВтч;
• ОЭС Северо-Запада –90.77 млрд. КВтч;
• ОЭС Юга –86.94 млрд. КВтч;
• ОЭС Средней Волги – 106.68 млрд. КВтч;
• ОЭС Урала –260.77 млрд. КВтч;
• ОЭС Сибири – 204.06 млрд. КВтч;
• ОЭС Востока – 31.8 млрд. КВтч.

В 2014 году 3 ОЭС имели положительную разницу между произведенной и выработанной электроэнергией. Наилучший показатель у ОЭС Северо-Запада – 11.7 млрд. КВтч, что составляет 11.4% от произведенной электроэнергии, а наихудший у ОЭС Сибири (- 2.9%). Сальдовый остаток электроэнергии по ОЭС РФ выглядит так:

• ОЭС Центра – 6.27 млрд. КВтч;
• ОЭС Северо-Запада – 11.7 млрд. КВтч;
• ОЭС Юга – (- 2.17) млрд. КВтч;
• ОЭС Средней Волги – (- 1.64) млрд. КВтч;
• ОЭС Урала – (- 1.01) млрд. КВтч;
• ОЭС Сибири – (- 5.72) млрд. КВтч;

• ОЭС Востока – 3.56 млрд. КВтч.

Стоимость 1 КВтч электроэнергии, по итогам 2014 года в России, в 3 раза ниже европейских цен. Среднегодовой европейский показатель составляет 8.4 российских рубля, в то время, как в Российской Федерации средняя стоимость 1 КВтч – 2.7 руб. Лидером по стоимости электроэнергии является Дания – 17.2 рубля за 1 КВтч, второе место занимает Германия – 16.9 рублей. Такие дорогие тарифы связаны в первую очередь с тем, что правительство этих стран отказались от использования атомных электростанций в пользу альтернативных источников энергии.

Если сопоставить стоимость 1 КВтч и среднюю зарплату, то среди европейских стран больше всего в месяц киловатт/час могут купить жители Норвегии – 23 969, второе место занимает Люксембург – 17 945 КВтч, третье Нидерланды – 15 154 КВтч. Среднестатистический россиянин может купить в месяц 9 674 КВтч.

Все российские энергосистемы, а также энергетические системы стран ближнего зарубежья соединены между собой линиями электропередач. Для передачи энергии на дальние расстояния используются высоковольтные линии электропередач мощностью 220 кВ и выше. Они и составляют основу российской энергосистемы и эксплуатируются межсистемными электросетями. Общая протяженность ЛЭП этого класса составляет 153.4 тыс. км., а в целом в Российской Федерации эксплуатируется 2 647.8 тыс. км линий электропередач различной мощности.

Атомная энергетика

Атомная энергетика представляет собой энергетическую отрасль, которая занимается генерацией электроэнергии за счет преобразования ядерной энергии. Атомные электростанции имеют два существенных преимущества перед своими конкурентами – экологичность и экономичность. При соблюдении всех норм эксплуатации АЭС практически не загрязняет окружающую среду, а ядерное топливо сжигается в несоизмеримо меньшем количестве, чем другие виды и топлива и это позволяет экономить на логистике и доставке.

Но, несмотря на эти преимущества, многие страны не хотят развивать атомную энергетику. Связано это в первую очередь с боязнью экологической катастрофы, которая может произойти в результате аварии на АЭС. После аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году к объектам атомной энергетики по всему миру приковано пристальное внимание мировой общественности. Поэтому эксплуатируются АЭС, в основном в развитых в техническом и экономическом отношении государствах.

По данным за 2014 год, атомная энергетика обеспечивает около 3% потребления мировой электроэнергии. На сегодняшний день электростанции с ядерными реакторами функционируют в 31 стране мира. А всего в мире насчитывается 192 атомные электростанции с 438 энергоблоками. Общая мощность всех АЭС мира составляет около 380 тыс. МВт. Наибольшее количество атомных электростанций находится в США – 62, второе место занимает Франция – 19, третье Япония – 17. В Российской Федерации функционирует 10 АЭС и это 5 показатель в мире.

АЭС Соединенных Штатов Америки в общей сложности вырабатывают 798.6 млрд. КВтч, это наилучший показатель в мире, но в структуре вырабатываемой электроэнергии всеми электростанциями США, атомная энергетика составляет около 20%. Наибольшая доля в выработке электроэнергии атомными электростанциями во Франции, АЭС этой страны вырабатывают 77% всей электроэнергии. Выработка французских атомных электростанций составляет 481 млрд. КВтч в год.

По итогам 2014 года, российскими АЭС было сгенерировано 180.26 млрд. КВтч электроэнергии, это на 8.2 млрд. КВтч больше чем в 2013 году, в процентом отношении разница составляет 4.8%. Производство электроэнергии атомными электростанциями России составляет более 17.5% от общего количества всей произведенной в РФ электроэнергии.

Что касается выработки электроэнергии атомными электростанциями по объединенным энергосистемам, то наибольшее количество было сгенерировано АЭС Центра – 94.47 млрд. КВтч – это чуть более половины всей выработки страны. А доля атомной энергетики в этой объединенной энергосистеме самая большая – около 40%.

• ОЭС Центра – 94. 47 млрд. КВтч (39.8% от всей сгенерированной электроэнергии);
• ОЭС Северо-Запада –35.73 млрд. КВтч (35% от всей энергии);
• ОЭС Юга –18.87 млрд. КВтч (22.26% от всей энергии);
• ОЭС Средней Волги –29.8 млрд. КВтч (28.3% от всей энергии);
• ОЭС Урала – 4.5 млрд. КВтч (1.7% от всей энергии).

Такое неравномерное распределение выработки связано с месторасположением российских АЭС. Большая часть мощностей атомных электростанций сконцентрирована в европейской части страны, тогда как в Сибири и Дальнем Востоке они отсутствуют вовсе.

Самая крупная АЭС в мире – японская Касивадзаки-Карива, ее мощность составляет 7 965 МВт, а крупнейшая европейская АЭС – Запорожская, мощность которой около 6 000 МВт. Находится она в украинском городе Энергодар. В Российской Федерации самые крупные АЭС имеют мощности по 4 000 МВт, остальные от 48 до 3 000 МВт. Список российских атомных электростанций:

• Балаковская АЭС – мощность 4 000 МВт. Находится в Саратовской области, неоднократно признавалась лучшей АЭС России. Располагает 4 энергоблоками, была введена в эксплуатацию в 1985 году.
• Ленинградская АЭС – мощность 4 000 МВт. Крупнейшая АЭС Северо-Западного ОЭС. Располагает 4 энергоблоками, была введена в эксплуатацию в 1973 году.
• Курская АЭС – мощность 4 000 МВт. Состоит из 4 энергоблоков, начало эксплуатации – 1976 год.
• Калининская АЭС – мощность 4 000 МВт. Находится на севере Тверской области, располагает 4 энергоблоками. Открыта в 1984 году.
• Смоленская АЭС – мощность 3 000 МВт. Признавалась лучшей АЭС России в 1991, 1992, 2006 2011 годах. Имеет 3 энергоблока, первый был запущен в эксплуатацию в 1982 году.
• Ростовская АЭС – мощность 2 000 МВт. Крупнейшая электростанция юга России. На станции введены в эксплуатацию 2 энергоблока, первый в 2001 году, второй в 2010.
• Нововоронежская АЭС – мощность 1880 МВт. Обеспечивает электроэнергией около 80% потребителей Воронежской области. Первый энергоблок был запущен в сентябре 1964 года. Сейчас действуют 3 энергоблока.
• Кольская АЭС – мощность 1760 МВт. Первая в России АЭС построенная за полярным кругом, обеспечивает около 60% потребления электричества Мурманской области. Располагает 4 энергоблоками, была открыта в 1973 году.
• Белоярская АЭС – мощность 600 МВт. Находится в Свердловской области. Была введена в эксплуатацию в апреле 1964 года. Является старейшей из ныне действующих АЭС в России. Сейчас действует только 1 энергоблок из трех предусмотренных проектом.
• Билибинская АЭС – мощность 48 МВт. Является частью изолированной Чаун-Билибинской энергосистемы вырабатывая около 75% потребляемой ею электроэнергии. Была открыта в 1974 году, состоит из 4 энергоблоков.

Помимо существующих АЭС, в России ведется строительство еще 8 энергоблоков, а также плавучей атомной электростанции малой мощности.

Гидроэнергетика

Гидроэлектростанции обеспечивают довольно невысокую стоимость одного выработанного КВтч энергии. По сравнению с тепловыми электростанциями производство 1 КВтч на ГЭС обходится дешевле в 2 раза. Связано это с довольно простым принципом работы гидроэлектростанций. Строятся специальные гидротехнические сооружения которые обеспечивают необходимый напор воды. Вода, попадая на лопасти турбины, приводит ее в движение, которая в свою очередь приводит в действие генераторы вырабатывающие электроэнергию.

Но повсеместное использование ГЭС невозможно, так как необходимым условием эксплуатации является наличие мощного движущегося водного потока. Поэтому гидроэлектростанции сооружаются на полноводных крупных реках. Еще одним существенным недостатком ГЭС является перекрытие русла рек, что затрудняет нерест рыбы и затапливание больших объемов земельных ресурсов.

Но несмотря на негативные последствия для окружающей среды, гидроэлектростанции продолжают функционировать и строится на крупнейших реках мира. Всего в мире функционируют ГЭС общей мощностью около 780 тыс. МВт. Общее количество ГЭС подсчитать затруднительно, так как в мире действуют множество мелких ГЭС, работающих на нужны отдельного города, предприятия, а то и вовсе частного хозяйства. В среднем гидроэнергетика обеспечивает производство около 20% всей мировой электроэнергии.

Среди всех стран мира более всех от гидроэнергетики зависит Парагвай. В стране 100% электроэнергии вырабатывается на гидроэлектростанциях. Помимо этой страны от гидроэнергетики очень сильно зависят Норвегия, Бразилия, Колумбия.

Наибольшие гидроэлектростанции находятся в Южной Америке и Китае. Самая большая в мире гидроэлектростанция – Санься на реке Янзцы, ее мощность достигает 22 500 МВт, второе место занимает ГЭС на реке Парана – Итайпу, с мощностью 14 000 МВт. Самая крупная ГЭС России – Саяно-Шушенская, ее мощность около 6 400 МВт.

Помимо Саяно-Шушенской ГЭС в России действуют еще 101 гидроэлектростанция с мощностью более 100 МВт. Крупнейшие ГЭС России:

• Саяно-Шушенская – Мощность - 6 400 МВт, среднегодовое производство электроэнергии – 19.7 млрд. КВтч. Дата ввода в эксплуатацию – 1985 год. ГЭС находится на Енисее.
• Красноярская – Мощность 6 000 МВт, среднегодовое производство электроэнергии – около 20 млрд. КВтч, запущена в эксплуатацию в 1972 году, также расположена на Енисее.
• Братская – Мощность 4 500 МВт, расположена на Ангаре. В год в среднем вырабатывает около 22.6 млрд. КВтч. Введена в эксплуатацию в 1961 году.
• Усть-Илимская – Мощность 3 840 МВт, расположена на Ангаре. Среднегодовая производительность 21.7 млрд. КВтч. Была построена в 1985 году.
• Богучанская ГЭС – Мощность около 3 000 МВт, была построена на Ангаре в 2012 году. Производит около 17.6 млрд. КВтч в год.
• Волжская ГЭС – Мощность 2 640 МВт. Построена в 1961 году в Волгоградской области, среднегодовая производительность 10.43 КВтч.
• Жигулевскя ГЭС – Мощность около 2 400 МВт. Была построена в 1955 году на реке Волга в Самарской области. В год производит около 11.7 КВтч электроэнергии.

Что касается объединенных энергетических систем, то наибольшую долю в выработке электроэнергии с помощью ГЭС имеют ОЭС Сибири и Востока. В этих ОЭС на долю гидроэлектростанций приходится 47.5 и 35.3% всей выработанной электроэнергии, соответственно. Это объясняется наличием в этих регионах крупных полноводных рек бассейна Енисея и Амура.

По итогам 2014 года ГЭС России было произведено более 167 млрд. КВтч электроэнергии. По сравнению с 2013 годом этот показатель уменьшился на 4.4%. Наибольший вклад в генерацию электроэнергии с помощью ГЭС внесла ОЭС Сибири – около 57% от общероссийского.

Теплоэнергетика

Теплоэнергетика является основой энергетического комплекса подавляющего большинства стран мира. Несмотря на то, что у тепловых электростанций масса недостатков, связанных с загрязнением окружающей среды и высокой себестоимостью электроэнергии, они используются повсеместно. Причина такой популярности – универсальность ТЭС. Тепловые электростанции могут работать на различных видах топлива и при проектировании обязательно учитывается какие энергоресурсы являются оптимальными для данного региона.

С помощью тепловых электростанций производится около 90% всей мировой электроэнергии. При этом на долю ТЭС использующих в качестве топлива нефтепродукты приходится производство 39% всей мировой энергии, ТЭС работающих на угле – 27%, а на долю газовых тепловых электростанций – 24% сгенерированного электричества. В некоторых странах существует сильная зависимость ТЭС от одного вида топлива. Например, подавляющее большинство польских ТЭС работают на угле, такая же ситуация и в ЮАР. А вот большинство тепловых электростанций в Нидерландах используют в качестве топлива природный газ.

В Российской Федерации основными видами топлива для ТЭС являются природный и попутный нефтяной газ и уголь. Причем на газу работает большинство ТЭС европейской части России, а угольные ТЭС преобладают в южной Сибири и Дальнем Востоке. Доля электростанций использующих в качестве основного топлива мазут незначительна. Кроме этого многие тепловые электростанции в России используют несколько видов топлива. Например, Новочеркасская ГРЭС в Ростовской области использует все три основных вида топлива. Доля мазута составляет 17%, газа – 9%, а угля – 74%.

По количеству произведенной электроэнергии в РФ в 2014 году тепловые электростанции прочно удерживают лидирующие позиции. Всего за прошедший год, ТЭС произвели 621.1 млрд. КВтч, это на 0.2% меньше чем в 2013 году. А в целом выработка электроэнергии тепловыми электростанциями РФ, снизилась до уровня 2010 года.

Если рассматривать выработку электроэнергии в разрезе ОЭС, то в каждой энергосистеме на долю ТЭС приходится наибольшее производство электричества. Больше всего доля ТЭС в ОЭС Урала – 86.8%, а наименьшая в ОЭС Северо-Запада – 45.4%. Что касается количественного производства электроэнергии, то в разрезе ОЭС это выглядит следующим образом:

• ОЭС Урала – 225.35 млрд. КВтч;
• ОЭС Центра – 131.13 млрд. КВтч;
• ОЭС Сибири – 94.79 млрд. КВтч;
• ОЭС Средней Волги – 51.39 млрд. КВтч;
• ОЭС Юга – 49.04 млрд. КВтч;
• ОЭС Северо-Запада – 46.55 млрд. КВтч;
• ОЭС Дальнего Востока – 22.87 млрд. КВтч.

Тепловые электростанции в России разделяются на два вида ТЭЦ и ГРЭС. Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) представляет собой электростанцию с возможностью отбора тепловой энергии . Таким образом, ТЭЦ производит не только электроэнергию, но и тепловую энергию, использующуюся для горячего водоснабжения и отопления помещений. ГРЭС – тепловая электростанция производящая только электроэнергию. Аббревиатура ГРЭС осталась с советских времен и означала государственная районная электростанция.

На сегодняшний день в Российской Федерации функционирует около 370 тепловых электростанций. Из них 7 имеют мощность свыше 2 500 МВт:

• Сургутская ГРЭС – 2 – мощность 5 600 МВт, виды топлива – природный и попутный нефтяной газ – 100%.
• Рефтинская ГРЭС – мощность 3 800 МВт, виды топлива – уголь – 100%.
• Костромская ГРЭС – мощность 3 600 МВт, виды топлива – природный газ -87%, уголь – 13%.
• Сургутская ГРЭС – 1 – мощность 3 270 МВт, виды топлива – природный и попутный нефтяной газ – 100%.
• Рязанская ГРЭС – мощность 3070 МВт, виды топлива – мазут – 4%, газ – 62%, уголь – 34%.
• Киришская ГРЭС – мощность 2 600 МВт, виды топлива – мазут – 100%.
• Конаковская ГРЭС – мощность 2 520 МВт, виды топлива – мазут – 19%, газ – 81%.

Перспективы развития отрасли

Последние несколько лет в российском энергетическом комплексе сохраняется положительный баланс между выработанной и потребленной электроэнергией. Как правило, общее количество потребленной энергии составляет 98-99% от выработанной. Таким образом можно сказать, что существующие производственные мощности полностью перекрывают потребности страны в электроэнергии.

Основные направления деятельности российских энергетиков направлены на повышение электрификации удаленных районов страны, а также на обновление и реконструкцию уже существующих мощностей.

Необходимо отметить, что стоимость электроэнергии в России существенно ниже, чем в странах Европы и Азиатско - Тихоокеанского региона, поэтому разработке и внедрению новых альтернативных источников получения энергии, не уделяется должного внимания. Доля в общем производстве электроэнергии ветроэнергетики, геотермальной энергетики и солнечной энергетики в России не превышает 0.15% от общего количества. Но если геотермальная энергетика очень сильно ограничена территориально, а солнечная энергетика в России не развивается в промышленных масштабах, то пренебрежение ветроэнергетикой является недопустимым.

На сегодняшний день в мире, мощность ветряных генераторов составляет 369 тыс. МВт, что всего на 11 тыс. МВт меньше, чем мощность энергоблоков всех АЭС мира. Экономический потенциал российской ветроэнергетики составляет около 250 млрд. КВтч в год, что равняется примерно четверти всей потребляемой электроэнергии в стране. На сегодняшний день производство электроэнергии с помощью ветрогенераторов не превышает 50 млн. КВтч в год.

Необходимо также отметить повсеместное внедрение энергосберегающих технологий, во все виды хозяйственной деятельности, которое наблюдается в последние годы. На производствах и в домашних хозяйствах используются различные приборы позволяющие сократить расход электроэнергии, а в современном строительстве активно используют теплоизоляционные материалы. Но, к сожалению, несмотря даже на принятый в 2009 году Федеральный Закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности в Российской Федерации», по уровню экономии электроэнергии и энергосбережения, РФ очень сильно отстает от стран Европы и США.

Будьте в курсе всех важных событий United Traders - подписывайтесь на наш