Перспективи розвитку ринку електроенергетичної продукції. Проблеми та перспективи розвитку енергетики. Проблеми та перспективи АЕС

Роль енергетики визначається місцем економіки. ПЕК Росії – найбільший інфраструктурний комплекс.

Електроенергетика грає в ПЕК ключову роль, що є в ній інтегруючою підсистемою. Вона постає як перетворювач практично всіх видів первинних паливно-енергетичних ресурсів (ТЕР). Електроенергетика – це найбільш зручний та універсальний енергоносій для задоволення виробничих, соціальних, побутових та інших енергетичних потреб суспільства. Світові тенденції такі, що частка електроенергії у споживанні ПЕР неухильно зростає і зростатиме надалі. У стратегічному плані електроенергетика вирішальним чином впливає формування умов піднесення економіки Росії та зміцнення її економічної безпеки. Все це визначає виключно важливе значення електроенергетики, її нормального функціонування та розвитку для забезпечення енергетичної та національної безпеки Росії та її регіонів в економічному, науково-технічному, зовнішньоекономічному та інших аспектах.

Основу виробничого потенціалу російської електроенергетики нині становлять понад 700 електростанцій загальною потужністю понад 200 ГВт і лінії електропередач всіх класів напруг довжиною близько 2,5 млн. км. Понад 90 % цього потенціалу зосереджено Єдиної енергетичної системі (ЄЕС) Росії, що є унікальним технічним комплексом, що забезпечує електропостачання споживачів на більшій частині обжитої території країни.

Функціонування та розвиток ЄЕС Росії забезпечено найбагатшими паливно-енергетичними ресурсами газу, нафти, вугілля, ядерного палива, гідроенергією та іншими відновлюваними джерелами енергії. Нинішній період характеризується накопиченням проблем в електроенергетиці, від вирішення яких залежатиме не лише енергетична, а й національна безпека країни у першій чверті ХХІ століття.

В останні рокив електроенергетиці Росії неухильно загострюється проблема фізичного та морального старіння обладнання електростанцій, теплових та електричних мереж.

Темпи відтворення основних фондів у електроенергетиці різко знизилися.

Обсяг капітальних вкладень у 2001 році порівняно з 1990 роком зменшився у 3,1 раза, а введення потужностей знизилося у 4,6 раза.

Якщо початку 1991 р. частка генеруючого устаткування, яке пропрацювало понад 30 років, становила 13,3 % від сумарної встановленої потужності ЄЕС Росії, то кінець 2000 р. вона зросла більш ніж удвічі й становила 46,1 %. За існуючих темпів демонтажу старого обладнання та введення нових потужностей до 2010 р. виробить свій ресурс понад 70 % генеруючого обладнання. Аналогічну картину є знос основних фондів електромережевого обладнання. Потужні потужності, що залишилися, вже до 2006 року не зможуть забезпечити електроспоживання відповідне рівню 1998 року.

Мінімальна тенденція зростання, що намітилася в 2002 році споживання (рис. 1.1), ще більше наблизить появу дефіциту енергії.

Найближчим часом потрібно провести роботи з реновації 450 турбоустановок високого тиску, 746 котлів із робочим тиском понад 100 атмосфер, паропроводів загальною вагою понад 20 тис. тонн.

Старіння обладнання та низькі темпи його реновації спричинили виникнення низки проблем.

Одна з них – накопичення зношеного обладнання. Наслідком цього є:

Зростання витрат за його ремонт (до 200 %);

Погіршення техніко-економічних показників роботи електропідприємств (питомих витрат палива, витрат електроенергії на власні потреби, втрат електроенергії у мережах). Через війну підприємства РАТ " " ЄЕС Росії " недоотримують понад 4 млрд. рублів на рік;

Іншою проблемою є недостатність існуючих джерел фінансування, потрібних обсягів реновації.

На період 2000-2005 років. щорічна потреба у фінансових ресурсах до виконання необхідних обсягів реновації основних фондів становить 50 млрд. рублів.

Нині фінансування робіт із реновації електрообладнання від наявних джерел (амортизація та прибуток на інвестиції) становить лише 50 % потреби. Наслідком цього є:

Недостатній обсяг робіт із реновації основних фондів;

Скорочення, заморожування НДДКР у сфері технічного переозброєння;

відсутність нових конструкційних матеріалів для сучасних енергоустановок;

Відсутність готових до серійного випуску зразків сучасного енергообладнання для заміщення виробляючого ресурсу значної частини потужності ряду.

Для забезпечення потреби в енергії галузей економіки та населення країни, реалізації перспектив експорту електроенергії, підвищення ефективності енерговиробництва необхідна робота з відтворення основних виробничих фондів електроенергетики в обсягах, що забезпечують необхідну робочу потужність.

Пріоритетним напрямком є ​​технічне переозброєння, при якому вартість 1 кВт потужності, що вводиться, на 30-50 % нижче, ніж при новому будівництві.

Враховуючи, що напрацювання частини турбоагрегатів дозволяє продовжити ресурс на 30-50 тис. годин, а також те, що в даний час відсутні технологічно відпрацьовані, доведені до промислового застосування
резці енергоустановок, в яких застосовуються сучасні технології, пропонується наступна схема реновації енергообладнання.

Пріоритет робіт з продовження терміну служби енергоагрегатів та заміни відпрацьованих ресурсів енергоустановок на аналогічні (з покращеними характеристиками);

Технологічне відпрацювання головних зразків енергоустановок, у яких застосовуються сучасні технології.

Переважне впровадження сучасних технологій;

Зменшення обсягів заміни на аналогічне обладнання.

1. Проведення необхідних науково-дослідних, дослідно-конструкторських та проектних робіт у галузі реновації.

2. Організацію розробки та впровадження заходів та перспективних технологій щодо продовження ресурсу енергообладнання.

3. Організацію розробки та впровадження сучасного енергообладнання для заміщення виробленого ресурсу.

Для ТЕС, що працюють на газоподібному паливі: бінарний парогазовий цикл або газотурбінні надбудови паросилових агрегатів.

Для ТЕС, що працюють на твердому паливі: спалювання палива в котлах з киплячим шаром, що циркулює.

Для ТЕС, що спалюють будь-який вид органічного палива: паросилові блоки, що працюють з ультранадкритичними параметрами пари (з перспективними системами підігріву поживної води, з сучасними матеріалами котлів та турбін та іншими удосконаленнями).

Пропоновані конструкції повинні мати ККД не менше 45%.

4. Визначення базових електростанцій для відпрацювання головних зразків енергообладнання.

5. Розробка та промислове освоєння виробництва нових конструкційних матеріалів.

Для реалізації проектів сучасних енергоустановок потрібні нові матеріали, застосування яких дозволить:

Підвищити показники та відповідно збільшити ККД;

Зменшити матеріаломісткість конструкцій;

збільшити ресурс роботи устаткування;

Зменшити експлуатаційні витрати з допомогою зниження обсягів контролю металу.

6. Створення системи інжинірингового забезпечення реновації.

Реалізація комплексу необхідних заходів дозволить:

забезпечити надійне енергопостачання споживачів Росії;

Збільшити експорт електроенергії;

Підвищити ефективність енерговиробництва.

Ми повинні готувати себе до енергетичної революції – можливо, у XXI столітті в енергетику прийдуть термоядерні електростанції. Шлях від ідеї до масового застосування займає в енергетиці приблизно півстоліття. Перші досліди з термоядерного синтезу проведено у п'ятдесяті роки ХХ століття. То, можливо, початок нового тисячоліття принесе нам нові, екологічно чисті термоядерні електростанції? Сподіватимемося на це. Але все ж таки традиційні методи отримання енергії займатимуть основне місце в енергетичному балансі. Тому завдання вчених - удосконалення цих традиційних технологій, перетворення їх на екологічно чистіші, економічніші.

Вчені вважають, що перетворення вигляду енергетики XXI століття визначатиметься такими досягненнями науково-технічного прогресу, як керамічні двигуни, високотемпературна надпровідність, плазмові технології, нові атомні реактори, нові, більше ефективні способиспалювання вугілля та, нарешті, відновлювані джерела енергії. У цих галузях науки і техніки є величезне поле діяльності для майбутніх вчених та інженерів.

Російська електроенергетика оснащена вітчизняним обладнанням, має у своєму розпорядженні значний експортний потенціал, має розвинений на - учно-технічний галузевий комплекс, кваліфіковані наукові та інженерні кадри, здатні здійснювати розробку та впровадження нових технологій та поступальний розвиток галузі.

Вступ

Електроенергетика - це комплексна галузь господарства, яка включає в свій склад галузь з виробництва електроенергії та передачу її споживача. Електроенергетика є найважливішою базовою галуззю промисловості Росії. Від її розвитку залежить все народне господарство країни, а як і рівень розвитку науково-технічного прогресу країни.

Специфічною особливістю електроенергетики і те, що її продукція неспроможна накопичуватися для подальшого використання, тому споживання відповідає виробництву електроенергії за розміром (з урахуванням втрат) й у часі.

Уявити собі життя без електричної енергіївже неможливо. Електроенергетика вторглася у всі сфери діяльності: промисловість і сільське господарство, науку і космос, наш побут. Її специфічна властивість - можливість перетворюватися практично на всі інші види енергії (паливну, механічну, звукову, світлову і т.п.)

У промисловості електроенергія застосовується як приведення у дію різних механізмів, і у технологічних процесах. Робота сучасних засобів зв'язку ґрунтується на застосуванні електроенергії.

Електроенергія у побуті є основною частиною забезпечення комфортного життя людей.

Велику роль електроенергія грає у транспортній промисловості. Електротранспорт не забруднює довкілля.

1. Значення електроенергетики економіки Російської Федерації

Стабільний розвиток економіки неможливий без енергетики, що постійно розвивається. Електроенергетика є основою функціонування економіки та життєзабезпечення. Надійне та ефективне функціонування електроенергетики, безперебійне постачання споживачів – основа поступального розвитку економіки країни та невід'ємний фактор забезпечення цивілізованих умов життя всіх її громадян. Електроенергетика є елементом ПЕК. ПЕК Росії є потужною економіко-виробничою системою. Він визначальним чином впливає стан і перспективи розвитку національної економіки, забезпечуючи 1/5 виробництва валового внутрішнього продукту, 1/3 обсягу промислового виробництва та доходів консолідованого бюджету Росії, приблизно половину доходів федерального бюджету, експорту та валютних надходжень.

При розвитку енергетики велике значення надається питанням правильного розміщення електроенергетичного господарства. Найважливішою умовоюраціонального розміщення електричних станцій є всебічний облік потреби в електроенергії всіх галузей народного господарства країни та потреб населення, а також кожного економічного районуна перспективу.

Одним із принципів розміщення електроенергетики на сучасному етапі розвитку ринкового господарства є будівництво переважно невеликих за потужністю теплових електростанцій, запровадження нових видів палива, розвиток мережі далеких високовольтних електропередач.

Істотна особливість розвитку та розміщення електроенергетики – широке будівництво теплоелектроцентралей (ТЕЦ) для теплофікації різних галузей промисловості та комунального господарства. ТЕЦ розміщують у пунктах споживання пари або гарячої води, Оскільки передача тепла трубопроводами економічно доцільна лише на невеликій відстані.

Важливим напрямом у розвитку електроенергетики є будівництво гідроелектростанцій. Особливість сучасного розвитку електроенергетики – спорудження електроенергетичних систем, їхнє об'єднання та створення Єдиної енергетичної системи (ЄЕС) країни.

2. Характеристика найбільших теплових та атомних електростанцій

Теплові електростанції (ТЕС).У Росії близько 700 великих та середніх ТЕС. Вони виробляють до 70% електроенергії. ТЕС використовують органічне паливо - вугілля, нафту, газ, мазут, сланці, торф. Теплові електростанції орієнтовані споживача і водночас перебувають у джерел паливних ресурсів. Споживчу орієнтацію мають електростанції, що використовують висококалорійне паливо, яке економічно вигідно транспортувати. Електростанції, що працюють на мазуті, розташовуються переважно у центрах нафтопереробної промисловості. Великими тепловими електростанціями є Березовська ГРЕС-1 та ДРЕС-2, що працюють на вугіллі Кансько-Ачинського басейну, Сургутська ДРЕС-1 та ДРЕС-2, Уренгойська ДРЕС – на газі.

Переваги теплових електростанцій: щодо вільне розміщення, пов'язане з широким розповсюдженням паливних ресурсів у Росії; здатність виробляти електроенергію без сезонних коливань (на відміну ГЕС). До недоліків відносяться: використання невідновних паливних ресурсів; низький ККД; вкрай несприятливий вплив на навколишнє середовище (теплові електростанції всього світу викидають в атмосферу щорічно 200-250 млн. т золи і близько 60 млн. т сірчистого ангідриду; крім того, вони поглинають величезну кількість кисню).

Атомні електростанції (АЕС).АЕС використовують транспортабельне паливо. АЕС орієнтуються на споживачів, розташованих у районах із напруженим паливно-енергетичним балансом або у місцях, де виявлені ресурси мінерального палива обмежені. Крім цього, атомна електроенергетика належить до галузей винятково високої наукомісткості.

Частка АЕС у сумарному виробленні електроенергії у Росії становить поки що 12%, США – 20%, Великобританії – 18.9%, Німеччини – 34%, Бельгії – 65%, Франції – понад 76%.

Зараз у Росії діють дев'ять АЕС загальною потужністю 20.2 млн кВт: у Північно-Західному районі – Ленінградська АЕС, у ЦЧР – Курська та Нововоронежська АЕС, у ЦЕР – Смоленська, Калінінська АЕС, Поволжя – Балаківська АЕС, Північному – Кольська АЕС, Уралі – Біло АЕС, Далекому Сході – Білібінська АЕС.

Переваги АЕС: їх можна будувати у будь-якому районі; коефіцієнт використання встановленої потужності дорівнює 80%; за нормальних умов функціонування вони менше завдають шкоди навколишньому середовищу, ніж інші види електростанцій; не поглинають кисень. Недоліки АЕС: труднощі у похованні радіоактивних відходів (для їх вивезення зі станції споруджуються контейнери з потужним захистом та системою охолодження; поховання виробляється у землі великих глибинах в геологічно стабільних пластах); катастрофічні наслідки аварій на наших АЕС внаслідок недосконалої системи захисту; теплове забруднення використовуваних АЕС водойм. З економічного погляду ядерна енергетика специфічна. Їй властиві принаймні дві кардинальні особливості. Перша особливість пов'язана з великою роллю капіталовкладень, які роблять основний внесок у вартість електроенергії. З чого випливає необхідність особливо ретельно та обґрунтовано враховувати роль капіталовкладень. Друга визначається специфікою використання ядерного палива, яка суттєво відрізняється від тієї, що притаманна звичайному хімічному паливу. На жаль, досі не склалося єдиної думки, як слід враховувати ці особливості в економічних розрахунках. На прикладі російської ядерної енергетики можна проаналізувати вищезгадані особливості з погляду сучасних особливостейвиробництва електроенергії.

Незважаючи на те, що економічні проблеми ядерної енергетики були докладно викладені ще в монографії, проте оптимізм, що існував до середини 80-х років, в прогнозах її розвитку визначався в основному уявленнями про помірну капіталомісткість АЕС, найчастіше продиктованими міркуваннями політичного плану.

Відомо, що питомі капіталовкладення в АЕС значно вищі, ніж у звичайні електростанції, особливо це стосується АЕС із швидкими реакторами. Це пов'язано насамперед із складністю технологічної схеми АЕС: використовуються 2-х і навіть 3-х контурні системи відведення тепла з реактора.

Створюється спеціальна система гарантованого аварійного розхолодження.

Висуваються високі вимоги до конструкторських матеріалів (ядерна чистота).

Виготовлення обладнання та його монтаж ведуться в особливо строгих, ретельно контрольованих умовах (реакторна технологія).

До того ж, термічний к.п.д. на використовуваних нині у Росії АЕС із тепловими реакторами помітно нижче, ніж звичайних теплових станціях.

Іншим важливим питанням є те, що у твелах усередині реактора постійно міститься значна кількість ядерного палива, необхідного для створення критичної маси. У деяких публікаціях, наприклад, за даними Батова, Корякіна Ю.І., 1969 р., пропонується включати в капіталовкладення вартість першого завантаження ядерного палива. Якщо слідувати цій логіці, то капвкладення слід включати не тільки паливо, що знаходиться в самому реакторі, але і зайняте в зовнішньому паливному циклі. Для реакторів, що використовують замкнутий цикл з регенерацією палива, таких як швидкі реактори, загальна кількість «замороженого» таким чином палива може в 2-3 рази, або навіть більше перевищувати критичну масу. Все це значно збільшить і так значну складову капвкладень і відповідно погіршить розрахункові економічні показники АЕС.

Такий підхід не вважається правильним. Адже у будь-якому виробництві одні елементи устаткування перебувають у постійної експлуатації, інші матеріальні засоби служби регулярно замінюються новими. Однак, якщо цей термін не дуже великий, їх вартість не зараховують до капукладень. Ці витрати враховуються як звичайні, поточні. Що стосується твэлами на користь цього свідчить період їх використання, який перевищує кількох місяців.

Важливим є питання про ціну ядерного палива. Якщо йдеться лише про урані, то його вартість визначається витратами на видобуток, витяг із руди, ізотопне збагачення (якщо таке необхідно).

Якщо паливом є плутоній, який використовується для швидких реакторів, то в загальному випадку слід розрізняти два режими: замкнутий, коли плутонію достатньо для забезпечення потреб енергетики, що розвивається, і конверсійний, коли його не вистачає і поряд з ним використовується 235 U. Для випадку конверсійного циклу ціна плутонію повинна визначатися в порівнянні з відомою ціною 235 U. У будь-якому швидкому реакторі можна використовувати як плутонію, так і уранове паливо. Тому за економічному зіставленні впливу ефекту виду палива на капітальну складову вартості електроенергії можна виключити. Достатньо прирівняти між собою лише безпосередні витрати на паливо (паливні складові) у тому та іншому випадку. За оцінками фахівців, ціна плутонію перевищує ціну 235 U приблизно на 30%. Для плутонію ця обставина важлива, оскільки плутоній, що напрацьовується, як побічний продукт приносить великий дохід.

Положення російської електроенергетикиможна охарактеризувати як близьке до аварійного. За даними Федеральної мережевої компанії (ВАТ «ФСК ЄЕС»), 15 % підстанцій 6 – 10/0,4 кВ перебуває у незадовільному стані, а понад 40 % повітряних та масляних вимикачів давно відпрацювали свої терміни. Через зношеність електромережвтрати енергії досягають 20 - 30% замість звичайних для Європи 6 - 8%. Близько 60% електромережі зовсім потребують перекладки ліній. При цьому проблема не лише у високому рівні морального та фізичного зносу основних електроенергетичних фондів. Наша країна помітно відстає від Європи та за низкою інших показників: надійності, економічності, ефективності використання палива, технічному рівню. Європа та США, які зіштовхнулися з подібними проблемами, стали вирішувати їх на 10 років раніше.

До 2020 року застарілі енергомережі у Росії передбачається замінити інтелектуальними енергетичними системами . «Розумна» мережазабезпечить споживачам вигідне їм регулювання навантажень і реакцію мережі будь-які аварійні ситуації у режимі реального часу.

Завдяки спільним зусиллям західних енергетиків, науковців та влади світова енергетична галузь набула нову концепцію- З'явилися інтелектуальні електроенергетичні системи (Smart Grid – «розумні» мережі).

На Заході поняття Smart Grid пов'язують з інтеграцією відновлюваних джерел енергії з електроенергетичними системамита формуванням активних та адаптивних властивостей розподільчих мереж (наприклад, самодіагностика та самовідновлення). Крім того, акцент робиться на пристроях обліку, з'єднаних в єдину інформаційну мережу та дозволяють оптимізувати витрати енергії у різний час доби. Росія, на відміну Заходу, взяла за основу розширене тлумачення поняття «розумна»стосовно до мережі. Це зокрема пояснюється тим, що в нашій країні рівень зношеності об'єктів електроенергетикидосить високий. Вплив цього чинника посилюється і натомість оголошеної керівництвом країни загальної модернізації та впровадження інновацій.

Так, для Росії «розумні» мережі– це, перш за все, одночасне та обов'язково інноваційне перетворення всіх суб'єктів електроенергетики. Суть проекту наступного: під інтелектуальною мережеюв Росії розуміється комплекс електрообладнання (повітряні лінії передачі, трансформатори, вимикачі тощо), підключений до генеруючих джерел та споживачів. При цьому використовуються нові принципи, технології передачі та управління процесом. Таким чином, передбачається об'єднання на технологічному рівні електричних мереж, споживачів та виробників електроенергії в єдину автоматизовану систему. Система з активно-адаптивною мережею матиме нові властивості – самодіагностику та самовідновлення (наприклад, у разі зледеніння проводів). В автоматичному режимівона здатна виявити «найслабші» ділянки мережі та змінювати її роботу для запобігання виникненню технологічних порушень. «Розумні» електричні мережідозволять резервувати потужності у разі позаштатних ситуацій в енергосистемі, і навіть накопичувати надлишок електроенергії, використовуючи їх у години пікових навантажень.

Інтелектуальну мережуФедеральна мережева компанія (ФСК) обіцяє побудувати кілька етапів. Перший етап уже завершено: розроблено концепцію побудови інтелектуальної мережіу Єдиній національній електричній мережі (ЄНЕС) до 2020 року.

Другий та третій етапи реалізуються паралельно: робота над створенням інтерфейсів, здатних пов'язати модернізовані об'єкти магістрального електромережевого господарства з генерацією та споживачами, проводиться одночасно з розвитком пілотних проектів, у рамках яких відпрацьовуються технології для створення інтелектуальної електричної мережі.

У ФСК стверджують, що багато технологій, які роблять мережа «розумний»вже активно використовуються. Наприклад, підстанції ЄНЕС активно оснащуються елегазовими розподільними пристроями, що дозволяють забезпечувати більш високий рівень безпеки та надійності енергооб'єктів та знижують ймовірність системних аварій. Широко впроваджується обладнання на основі силової електроніки, призначене для комутації великих навантажень, управління потужними електродвигунами, пристроями освітлення, а також різні системи управління та спостереження, моніторингу, захисту та обліку електроенергії.

За допомогою інтелектуальної мережі вирішиться, нарешті, і проблема ефективності функціонування електромережевого комплексу: на 25% знизяться втрати електроенергії при її передачі, що дозволить заощаджувати 34 – 35 млрд. кВт/год на рік (ця цифра еквівалентна річному виробленню електростанцією потужністю 7,5 ГВт ). Заодно буде забезпечений і супутній екологічний ефект - знизиться кількість палива, що спалюється, і викидів вуглекислого газу в атмосферу. Нарешті, сумарний ефект для економіки Росії в результаті реалізації проекту Інтелектуальні мережі» становитиме до 50 млрд. рублів.

У списку потенційних заслуг «розумних» мережчимало пунктів: до 30 % підвищиться пропускна спроможність повітряних ліній електропередачі та надійність енергопостачання споживачів, з'явиться можливість на 25 – 30 % згладити графіки навантаження за рахунок використання електромережевих накопичувачів енергії великої потужності, застосування нових матеріалів та технологій для будівництва підстанцій дозволить скоротити площі електроенергії. об'єктами. При цьому самі накопичувачі будуть ґрунтуватися на надпровідних, індуктивних технологіях.

Найважливішим елементом інтелектуальної мережіє цифрова підстанція.Її ідея полягає у створенні систем контролю, захисту та управління, що збирають та обробляють весь обсяг інформації про стан електричної мережі, а також здійснюють управління обладнанням у цифровому форматі. Проект передбачає розробку та впровадження на підстанціях оптичних цифрових вимірювальних трансформаторів та комплексів цифрової апаратури нового покоління. Перший пусковий комплекс цифрової підстанції ФСК ЄЕС уже введений у дію у грудні 2010 року в Москві. Основне призначення експериментальної цифрової підстанції – відпрацювання різних інноваційних технологій перед їх впровадженням на енергооб'єктах ЄНЕС, що діють. Підстанція нового покоління забезпечує високу точність та однаковість всіх вимірювань, а автоматизація дозволяє знизити вплив людського фактора на роботу мережі, підвищити її надійність та знизити втрати при транспортуванні електроенергії. Також знижується собівартість енергії, скорочуються витрати на експлуатацію.

На цифрових підстанціях встановлені високовольтні цифрові вимірювальні оптичні трансформатори струму та напруги, багатофункціональні прилади вимірювання та обліку, система синхронізації, нова система відображення та управління підстанцією.

Сьогодні ВАТ «ФСК ЄЕС» працює над впровадженням мережевого накопичення енергії на базі підстанцій 220 кВ «Псоу» (Сочі) та 330 кВ «Волхов-Північна» (Санкт-Петербург).

Щоб електроенергетична система почала працювати як єдина інтелектуальна система , недостатньо запровадження окремих «розумних» сегментів на об'єктах ЄНЕС Щоб усі технології заробили як єдине ціле, у ФСК готові створити єдиний інформаційно-технологічний простір на окремих територіях – так звані енергокластери.

Енергокластер є підприємством генерації та транспортування енергії, а також компанії, що здійснюють послуги в галузі інжинірингу, енергосервісу, енергетичного машино- та приладобудування, освітні установи.

Основне завдання персоналу, що обслуговує електроустановки, що діють промислових підприємств, організацій, установ, розподільних мереж - безперебійно забезпечувати споживачів якісної електроенергією з дотриманням договірних умов щодо її відпустки, безпеки виробництва та праці, зниження шкідливого впливу електромагнітних полів на навколишнє середовище та людей. Однією з умов успішного вирішення цього завдання є постійне навчання персоналу. У зв'язку з сучасною тенденцією в енергетиці телемеханізації, комп'ютеризації, впровадження нових технологій зростає роль професійних знань. Знання та вміння швидко опановувати сучасні технології є запорукою, передумовою досягнення мети - переламати стійку тенденцію в енергетиці Росії підвищення втрат електроенергії.

Пропонований посібник сприятиме вирішенню невідкладних завдань електроенергетики.

1. ЗАГАЛЬНІ ПИТАННЯ ЕЛЕКТРОМОНТАЖНИХ І ПУСКОНАЛАГОДЖУВАЛЬНИХ РОБОТ, ЕКСПЛУАТАЦІЇ ТА РЕМОНТУ ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ

Як відомо, на даний період часу, перед галуззю стоїть низка проблем. Найважливішою з яких є екологічна проблема. У Росії її викид шкідливих речовин у довкілля на одиницю продукції перевищує аналогічний показник у заході 6-10 раз. Так, У 2000 р. обсяги викидів шкідливих речовин в атмосферу становили 3,9 млн. тонн (98% до рівня 1999 р.), у тому числі викиди від ТЕС – 3,5 млн. тонн (90%). На діоксид сірки припадає до 40% загального обсягу викидів, твердих речовин- 30%, оксидів азоту – 24%. Таким чином ТЕС є головною причиною формування кислотних опадів.

Найбільшими забруднювачами атмосфери є Рефтинська ДРЕС (м. Азбест, Свердловська обл.) -360 тис. тонн, Новочеркаська (м. Новочеркаськ, Ростовська обл.) - 122 тис. тонн, Троїцька (м. Троїцьк-5, Челябінська обл.) - 103 тис. тонн, Приморська (м. Лучегорськ, Приморський край) – 77 тис. тонн, Верхньоагільська ДРЕС (Свердловська обл.) – 72 тис. тонн

Енергетика є і найбільшим споживачем прісної та морської води, що витрачається на охолодження агрегатів і використовується як носій тепла. Перед галузі припадає 77% загального обсягу свіжої води, використаної промисловістю Росії. Екстенсивний розвиток виробництва, прискорене нарощування величезних потужностей призвело до того, що на екологічний фактор не приділялося достатньо уваги. Після катастрофи на Чорнобильській АЕС під впливом громадськості в Росії суттєво пригальмувалися темпи розвитку атомної енергетики. Звісно, ​​це не дивно. Адже аварія на цій станції (Україна, на північ від Києва) 26 квітня 1986 року за довготривалими наслідками стала наймасштабнішою катастрофою, яка сталася за весь історичний період існування людства. Вперше сотні тисяч людей зіткнулися з реальною небезпекою “мирного атома”, неминучістю виникнення надзвичайної ситуації в умовах НТР, з неготовністю суспільства та держави до їх запобігання та мінімізації їхніх наслідків.

Безпосередньо після аварії Загальна площазабруднення становило 200 тисяч км.2. Площа забруднення, де стійко зберігається підвищений рівень забруднення-10 тисяч км2. Тут розташовано близько 640 населених пунктів із населенням понад 230 тисяч осіб. Радіоактивне забруднення навколишнього середовища в межах України, Білорусії, деяких областях Росії залишається вкрай гострою проблемою. Тому програма прискореного досягнення сумарної потужності АЕС в 100 млн. квт (США вже досягли цього показника) була фактично законсервована. Величезні прямі збитки спричинило закриття всіх АЕС, що будувалися в Росії, станції, визнані закордонними експертами як цілком надійні, були заморожені навіть у стадії монтажу обладнання. Проте останнім часом становище змінюється: у червні 93-го року було запущено четвертий енергоблок Балаківської АЕС, у найближчі кілька років планується пуск ще кількох атомних станцій та додаткових енергоблоків принципово нової конструкції.

Таким чином, однією з важливих проблем енергетики є екологічна, безпосередньо пов'язана з використанням обладнання на електростанціях. Так, неправильне, недбале поводження з технікою може призвести до непередбачуваних наслідків. На мою думку, держава має насамперед приділяти увагу саме цій проблемі, забезпечувати досконалу систему захисту всього населення від радіоактивних викидів.

Іншою невирішеною проблемою у сфері електроенергетики є проблема використання застарілого обладнання. Близько однієї п'ятої виробничих фондів в електроенергетиці близькі або перевищили проектні терміни експлуатації та потребують реконструкції чи заміни. Оновлення обладнання, як відомо, ведеться неприпустимо низькими темпами та у явно недостатньому обсязі.

Наступною невирішеною проблемою електроенергетики на даний момент стала проблема фінансування та розвал господарських зв'язків.

Що ж до перспективи розвитку електроенергетики Росії, то можна зробити висновок про те, що без невирішених проблем процвітання цієї галузі просто неможливе! На мій погляд, уряд повинен насамперед приділяти увагу саме енергетиці Росії, яка потребує виконання певних завдань.

1. Зниження енергоємності виробництва.

2. Збереження єдиної енергосистеми Росії.

3. Підвищення коефіцієнта використовуваної потужності е/с.

4. Повний перехід до ринкових відносин, звільнення цін на енергоносії, повний перехід на світові ціни, можлива відмова від клірингу. 5. Найшвидше оновлення парку е/с.

6. Приведення екологічних параметрів е/с до світових стандартів. На даний час для вирішення всіх цих заходів прийнята урядова програма "Паливо та енергія", що є збіркою конкретних рекомендацій з ефективного управління галуззю та її переходу від планово-адміністративної до ринкової системи інвестування.

Системними прогнозами розвитку всього електроенергетичного комплексу займаються нечисленні групи експертів, які розробляють звані «моделі» всього ПЕК.

Так, структура виробництва електроенергії за сценарієм «Стратегія інерції» представлена ​​на даному графіку.

Графік №1.

При цьому експерти вважають, що інвестиції, необхідні для розвитку електрогенерації та електромережевого господарства до 2020 р. (з урахуванням компенсації потужностей, що вибувають), становлять ще 457 млрд дол. у цінах 2005 р. (420 млрд дол., за оцінками Мінпроменерго). Таким чином, сумарно необхідні капітальні вкладення у вітчизняний ПЕК у 2006-2020 роках. можуть перевищити 1 трлн дол. (I,12) При цьому здатність ПЕК мобілізувати подібні кошти далеко не очевидна, особливо якщо мати на увазі можливе зниження цін на нафту та газ на світових ринках та ймовірність приходу приватних інвесторів до електроенергетики. У разі невдачі в електроенергетиці, «енергетичний голод» загострюватиметься, а темпи економічного зростання сповільняться. Але навіть успішна мобілізація таких величезних коштів частково за рахунок відволікання їх із менш капіталомістких секторів економіки призведе до зниження темпів економічного зростання та посилення навантаження інвестиційного комплексу економіки, що відповість (і вже відповідає) подорожчанням будівництва одиничної потужності.

Тому про процвітанні енергетики в Росії можна судити виходячи з основних положень про те, якими будуть інвестори і скільки коштів буде витрачено на розвиток цієї галузі.

Основні проблеми розвитку електроенергетики Росії пов'язані: з технічною відсталістю та зносом фондів галузі, недосконалістю господарського механізму управління енергетичним господарством, включаючи цінову та інвестиційну політику, зростання неплатежів енергоспоживачів. У разі кризи економіки зберігається висока енергоємність виробництва.

Нині понад 18% електростанцій повністю виробили свій розрахунковий ресурс встановленої потужності. Дуже повільно триває процес енергозбереження. Уряд намагається вирішити проблему різних сторін: одночасно йде акціонування галузі (51% акцій залишається у держави), залучаються іноземні інвестиції та почала впроваджуватись програма щодо зниження енергоємності виробництва.

Як основні завдання розвитку російської енергетики можна назвати таке: 1) зниження енергоємності виробництва; 2) збереження єдиної енергосистеми Росії; 3) підвищення коефіцієнта використовуваної потужності енергосистеми; 4) повний перехід до ринкових відносин, звільнення цін на енергоносії, повний перехід на світові ціни, можливу відмову від клірингу; 5) якнайшвидше оновлення парку енергосистеми; 6) приведення екологічних параметрів енергосистеми до рівня світових стандартів.

Зараз перед галуззю стоїть низка проблем. Важливою є екологічна проблема. На даному етапі, в Росії викид шкідливих речовин у навколишнє середовище на одиницю продукції перевищує аналогічний показник на заході у 6-10 разів.

Екстенсивний розвиток виробництва, прискорене нарощування величезних потужностей призвело до того, що екологічний фактор тривалий час враховувався вкрай мало або не враховувався. Найбільш не екологічна вугільна ТЕС, поблизу них радіоактивний рівень у кілька разів перевищує рівень радіації у безпосередній близькості від АЕС. Використання газу в ТЕС набагато ефективніше, ніж мазуту чи вугілля; при спалюванні 1 тонни умовного палива утворюється 1,7 тонни вуглецю проти 2,7 тонни при спалюванні мазуту чи вугілля. Екологічні параметри, встановлені раніше не забезпечують повної екологічної чистоти, відповідно до них будувалася більшість електростанцій.

Нові стандарти екологічної чистоти винесено до спеціальної державної програми “Екологічно чиста енергетика”. З урахуванням вимог цієї програми вже підготовлено кілька проектів та десятки перебувають у стадії розробки. Так, існує проект Березовської ГРЕС-2 з блоками на 800 мВт і рукавними фільтрами уловлювання пилу, проект ТЕС з парогазовими установками потужністю по 300 мВт, проект Ростовської ГРЕС, що включає безліч принципово нових технічних рішень. Окремо розглянемо проблеми розвитку атомної енергетики.

Атомна промисловість та енергетика розглядаються в Енергетичній стратегії (2005-2020рр.) як найважливіша частина енергетики країни, оскільки атомна енергетика потенційно володіє необхідними якостями для поступового заміщення значної частини традиційної енергетики на викопному органічному паливі, а також має розвинену з виробництва ядерного палива. При цьому основна увага приділяється забезпеченню ядерної безпеки та, насамперед, безпеки АЕС у ході їх експлуатації. Крім того, потрібне вжиття заходів щодо зацікавленості у розвитку галузі громадськості, особливо населення, що проживає поблизу АЕС.

Для забезпечення запланованих темпів розвитку атомної енергетики після 2020 р., збереження та розвитку експортного потенціалу вже нині потрібне посилення геологорозвідувальних робіт, спрямованих на підготовку резервної сировинної бази природного урану.

Максимальний варіант зростання виробництва електроенергії на АЕС відповідає як вимогам сприятливого розвитку економіки, і прогнозованої економічно оптимальної структурі виробництва електроенергії з урахуванням географії її споживання. При цьому економічно пріоритетною зоною розміщення АЕС є європейські та далекосхідні регіоникраїни, а також північні райони з далекопривізним паливом. Найменші рівні виробництва енергії на АЕС можуть виникнути при запереченнях громадськості проти зазначених масштабів розвитку АЕС, що вимагатиме відповідного збільшення видобутку вугілля та потужності вугільних електростанцій, у тому числі у регіонах, де АЕС мають економічний пріоритет.

Основні завдання за максимальним варіантом: будівництво нових АЕС з доведенням встановленої потужності атомних станцій до 32 ГВт у 2010 р. та до 52,6 ГВт у 2020 р.; продовження призначеного терміну служби енергоблоків, що діють, до 40-50 років їх експлуатації з метою максимального вивільнення газу та нафти; економія коштів за рахунок використання конструктивних та експлуатаційних резервів.

У цьому варіанті, зокрема, намічено добудову в 2000-2010 роках 5 ГВт атомних енергоблоків (двох блоків - на Ростовській АЕС і по одному - на Калінінській, Курській та Балаківській станціях) та нове будівництво 5,8 ГВт атомних енергоблоків (по одному блоку на Нововоронезькій, Білоярській, Калінінській, Балаківській, Башкирській та Курській АЕС). У 2011 – 2020 рр. передбачено будівництво чотирьох блоків на Ленінградській АЕС, чотирьох блоків на Північно-Кавказькій АЕС, трьох блоків Башкирської АЕС, по два блоки на Південно-Уральській, Далекосхідній, Приморській, Курській АЕС -2 та Смоленській АЕС - 2, на Архангельській та Хабаровській АТЕЦ та по одному блоку на Нововоронезькій, Смоленській та Кольській АЕС – 2.

Одночасно у 2010 – 2020 роках. намічено вивести з експлуатації 12 енергоблоків першого покоління на Білібінській, Кольській, Курській, Ленінградській та Нововоронезькій АЕС.

Основні завдання за мінімальним варіантом - будівництво нових блоків з доведенням потужності АЕС до 32 ГВт у 2010 р. та до 35 ГВт у 2020 р. та продовження призначеного терміну служби діючих енергоблоків на 10 років.

Основою електроенергетики Росії на всю розглянуту перспективу залишаться теплові електростанції, питома вага яких у структурі встановленої потужності галузі складе до 2010 68%, а до 2020 - 67-70% (2000 - 69%). Вони забезпечать вироблення, відповідно, 69% і 67-71% всієї електроенергії країни (2000 р. - 67%).

Враховуючи складну ситуацію в паливовидобувних галузях та очікуваний високий зріствироблення електроенергії на теплових електростанціях (майже на 40-80 % до 2020 р.), забезпечення електростанцій паливом стає у майбутній період однієї з найскладніших проблемв енергетиці

Сумарна потреба для електростанцій Росії в органічному паливі зросте з 273 млн. т у. у 2000 р. до 310-350 млн т у. у 2010 р. та до 320-400 млн т у.т. у 2020 р. Відносно не високий приріст потреби в паливі до 2020 р. порівняно з виробленням електроенергії пов'язаний із практично повною заміною до цього періоду існуючого неекономічного обладнання на нове високоефективне, що потребує здійснення практично граничних можливостей введення генеруючої потужності. У високому варіанті у період 2011-2015 рр. на заміну старого обладнання та для забезпечення приросту потреби пропонується вводити 15 млн кВт на рік та в період 2016-2020 рр. до 20 млн. кВт на рік. Будь-яке відставання за введенням призведе до зниження ефективності використання палива і відповідно до зростання його витрати на електростанціях, порівняно з визначеними у Стратегії рівнями.

Необхідність радикальної зміни умов паливного забезпечення теплових електростанцій у європейських районах країни та посилення екологічних вимог обумовлює суттєві зміни структури потужності ТЕС за типами електростанцій та видами палива, що використовується в цих районах. Основним напрямом має стати технічне переозброєння та реконструкція існуючих, а також спорудження нових теплових електростанцій. При цьому пріоритет буде відданий парогазовим та екологічно чистим. вугільним електростанціям, конкурентоспроможним переважно території Росії і які забезпечують підвищення ефективності виробництва. Перехід від паротурбінних до парогазових ТЕС на газі, а пізніше - і на вугіллі забезпечить поступове підвищення ККД установок до 55%, а в перспективі до 60%, що дозволить суттєво знизити приріст потреби ТЕС у паливі.

Для розвитку Єдиної енергосистеми Росії Енергетичною стратегією передбачається:

• 1) створення сильного електричного зв'язку між східною та європейською частинами ЄЕС Росії, шляхом спорудження ліній електропередачі напругою 500 та 1150 кВ. Роль цих зв'язків особливо велика за умов необхідності переорієнтації європейських районів використання вугілля, дозволяючи помітно скоротити завезення східного вугілля для ТЭС;
• 2) посилення міжсистемних зв'язків транзиту між ОЕС (об'єднаною енергетичною системою) Середньої Волги – ОЕС Центру – ОЕС Північного Кавказу, що дозволяє підвищити надійність енергопостачання регіону Північного Кавказу, а також ОЕС Уралу – ОЕС Середньої Волги – ОЕС Центру та ОЕС Ура для видачі надлишкової потужності ДРЕС Тюмені;
• 3) посилення системотворчих зв'язків між ОЕС Північно-Заходу та Центру;
• 4) розвиток електричного зв'язку між ОЕС Сибіру та ОЕС Сходу, що дозволяє забезпечити паралельну роботу всіх енергооб'єднань країни та гарантувати надійне енергопостачання дефіцитних районів Далекого Сходу.

Альтернативна енергетика. Незважаючи на те, що Росія за ступенем використання так званих нетрадиційних та відновлюваних видів енергії знаходяться поки що в шостому десятку країн світу, розвиток цього напряму має велике значення, особливо з огляду на розміри території країни. Ресурсний потенціал нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії становить близько 5 млрд. т умовного палива на рік, а економічний потенціал у загальному вигляді досягає не менше 270 млн. т умовного палива (рис. 2).

Поки що всі спроби використання нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії у Росії носять експериментальний і напівекспериментальний характер чи у разі такі джерела грають роль місцевих, суворо локальних виробників енергії. Останнє відноситься і до використання енергії вітру. Це відбувається тому, що Росія ще не відчуває дефіциту традиційних джерел енергії та її запаси органічного палива та ядерного пального поки що досить великі. Однак і сьогодні у віддалених чи важкодоступних районах Росії, де немає необхідності будувати велику електростанцію, та й обслуговування її часто нікому, «нетрадиційні» джерела електроенергії – найкраще вирішення проблеми.

Намічені рівні розвитку та технічного переозброєння галузей енергетичного сектора країни неможливі без відповідного зростання виробництва у галузях енергетичного (атомного, електротехнічного, нафтогазового, нафтохімічного, гірничошахтного та ін) машинобудування, металургії та хімічної промисловості Росії, а також будівельного комплексу. Їхній необхідний розвиток - завдання всієї економічної політики держави.