Производство электроэнергии, современные и перспективные источники электроэнергии

Содержание

 

 

1. Введение 

2. Производство электроэнергии

3. Современные источники электроэнергии

3.1 Тепловая энергетика

3.2 Гидроэнергетика

3.3 Атомная энергетика

3.4 Геотермальная энергетика

3.5 Ветровая энергетика

4. Перспективные источники электроэнергии

4.1 Энергия солнца

4.2 Энергия приливов и отливов

4.3 Энергия мирового океана

4.4 Геотермальная энергия

4.5 Ветроэнергетика

5. Список используемой литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

 

Электроэнергетика, ведущая составляющая часть энергетики, обеспечивающая электрификацию хозяйства страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии. Электроэнергетика имеет важное значение в хозяйстве любой промышленно развитой страны, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Отличительной чертой электроэнергии является одновременность её генерирования и потребления.

 

Основная  часть электроэнергии вырабатывается крупными электростанциями: тепловыми (ТЭС), гидравлическими (ГЭС), атомными (АЭС). Электростанции, объединённые между  собой и с потребителями высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП), образуют электрические системы.

 

 

 

 

2. Производство электроэнергии

 

Современный электроэнергетический  комплекс России включает почти 600 электростанций единичной мощностью свыше 5 МВт. Общая установленная мощность электростанций России составляет 220 тыс. МВт. Установленная мощность парка действующих электростанций по типам генерации имеет следующую структуру: 21% - это объекты гидроэнергетики, 11% -атомные электростанции и 68% - тепловые электростанции.

 

Развитие электроэнергетики на длительную перспективу в Российской Федерации определяется Генеральной  схемой размещения объектов электроэнергетики  на период до 2020 года.

 

 

 

 

3. Современные источники электроэнергии

 

3.1 Тепловая энергетика

 

Лидирующее положение теплоэнергетики является исторически сложившейся и экономически оправданной закономерностью развития российской энергетики.

 

Тепловые электростанции (ТЭС), действующие  на территории России, можно классифицировать по следующим признакам:

 

· по источникам используемой энергии – органическое топливо, геотермальная энергия, солнечная энергия;

 

· по виду выдаваемой энергии –  конденсационные, теплофикационные;

 

· по использованию установленной  электрической мощности и участию  ТЭС в покрытии графика электрической нагрузки – базовые (не менее 5000 ч использования установленной электрической мощности в году), полупиковые или маневренные (соответственно3000 и 4000 ч в году), пиковые (менее 1500-2000 ч в году).

 

В свою очередь, тепловые электростанции, работающие на органическом топливе, различаются по технологическому признаку:

 

· паротурбинные (с паросиловыми установками  на всех видах органического топлива: угле, мазуте, газе, торфе, сланцах, дровах и древесных отходах, продуктах  энергетической переработки топлива и т.д.);

 

· дизельные;

 

· газотурбинные;

 

· парогазовые.

 

Наибольшее развитие и распространение  в России получили тепловые электростанции общего пользования, работающие на органическом топливе (газ, уголь), преимущественно  паротурбинные.

 

В настоящее время доля производства тепловой генерации составляет около 70% в общем объеме производства электроэнергии в стране. Общая установленная мощность теплофикационных энергоблоков составляет 154,7 ГВт. Основными видами топлива для тепловых электростанций являются газ и уголь.

 

Самой большой ТЭС на территории России является крупнейшая на Евразийском  континенте Сургутская ГРЭС-2 (4800 МВт), работающая на природном газе (ГРЭС - аббревиатура, сохранившаяся с  советских времен , означает государственную  районную электростанцию). Сургутская ГРЭС-2 является также одной из самых эффективных тепловых электростанций страны.

 

Из электростанций, работающих на угле, наибольшая установленная мощность у Рефтинской ГРЭС (3800 МВт). К крупнейшим российским ТЭС относятся также Сургутская ГРЭС-1 и Костромская ГРЭС, мощностью свыше 3 тыс. МВт каждая.

 

В процессе реформы отрасли крупнейшие тепловые электростанции России были объединены в оптовые генерирующие компании (ОГК) и территориально-генерирующие компании (ТГК).

 

В настоящий момент основной задачей развития тепловой генерации является обеспечение технического перевооружения и реконструкции действующих электростанций, а также ввод новых генерирующих мощностей с использованием передовых технологий в производстве электроэнергии.

 

3.2 Гидроэнергетика

 

Гидроэнергетика предоставляет системные  услуги (частоту, мощность) и является ключевым элементом обеспечения  системной надежности Единой Энергосистемы  страны, располагая более 90% резерва  регулировочной мощности. Из всех существующих типов электростанций именно ГЭС являются наиболее маневренными и способны при необходимости быстро существенно увеличить объемы выработки, покрывая пиковые нагрузки.

 

У России большой гидроэнергетический  потенциал, что подразумевает огромные возможности развития отечественной гидроэнергетики. На территории Российской Федерации сосредоточено около 9% мировых запасов гидроресурсов. По обеспеченности гидроэнергетическими ресурсами Россия занимает второе место в мире, опережая США, Бразилию, Канаду. На сегодняшний день общий теоретический гидроэнергопотенциал России определен в 2900 млрд. кВт-ч годовой выработки электроэнергии или 170 тыс. кВт-ч на 1 кв. км территории. Однако сейчас освоено лишь 20% этого потенциала. Одним из препятствий развития гидроэнергетики является удаленность основной части потенциала, сконцентрированной в центральной и восточной Сибири и на Дальнем Востоке, от основных потребителей электроэнергии.

 

В настоящее  время на территории России работают 102 гидроэлектростанции мощностью  свыше 100 МВт, одна ГАЭС (Загорская гидроаккумулирующая электростанция). Общая установленная мощность гидроагрегатов на ГЭС в России составляет примерно 46 ГВт (5 место в мире). В 2010 году российскими гидроэлектростанциями выработано 165 млрд. кВт/ч электроэнергии. В общем объеме производства электроэнергии в России доля ГЭС не превышает 20%.

 

В ходе реформы  электроэнергетики была создана  федеральная гидрогенерирующая  компания ОАО «ГидроОГК» («РусГидро»), которая объединила основную часть  гидроэнергетических активов страны. На сегодняшний день в «РусГидро» входит 15 федеральных электростанций.

 

До недавнего  времени крупнейшей российской гидроэлектростанцией считалась Саяно-Шушенская ГЭС  им. П. С. Непорожнего мощностью 6721 МВт (Хакасия). Однако после трагической аварии 17 августа 2009 года ее мощности временно выбыли из строя. В настоящее время полным ходом ведутся восстановительные работы, которые предполагается завершить полностью к 2014 году. 24 февраля 2010 года состоялось торжественное включение в сеть под нагрузку гидроагрегата № 6 мощностью 640 МВт.

 

Вторая  по установленной мощности гидроэлектростанция  России – Красноярская ГЭС. Энергия, вырабатываемая станцией, практически  полностью потребляется Красноярским алюминиевым заводом – одним  из крупнейших предприятий отрасли в мире. В настоящее время гидроэнергетика является одним из наиболее эффективных направлений электроэнергетики. Это один из главных поставщиков системных услуг: резервирования энергии и мощности, поддержания частоты и напряжения в Единой энергосистеме России, а также гарант снижения зависимости стоимости электроэнергии от изменения стоимости органического топлива. Выработка электроэнергии российскими ГЭС обеспечивает ежегодную экономию 50 млн. тонн условного топлива, потенциал экономии составляет 250 млн. тонн; позволяет снижать выбросы СО2 в атмосферу на величину до 60 млн. тонн в год, что обеспечивает России практически неограниченный потенциал прироста мощностей энергетики в условиях жестких требований международного сообщества по ограничению выбросов парниковых газов. Кроме своего прямого назначения – производства электроэнергии с использованием возобновляемых ресурсов – гидроэнергетика дополнительно решает ряд важнейших для общества и государства задач: создание систем питьевого и промышленного водоснабжения, развитие судоходства, создание ирригационных систем в интересах сельского хозяйства, рыборазведение, регулирование стока рек, позволяющее осуществлять борьбу с паводками и наводнениями, обеспечивая безопасность населения. Гидроэнергетика является инфраструктурой для деятельности и развития целого ряда важнейших отраслей экономики и страны в целом. Каждая введенная в эксплуатацию гидроэлектростанция становится точкой роста экономики региона своего расположения, вокруг нее возникают производства, развивается промышленность, создаются новые рабочие места.

 

Перспективное развитие гидроэнергетики России связывают  с освоением потенциала рек Северного  Кавказа (строятся Зарамагские, Кашхатау, Гоцатлинская ГЭС, Зеленчукская ГЭС-ГАЭС; в планах - вторая очередь Ирганайской ГЭС, Агвалинская ГЭС, развитие Кубанского каскада и Сочинских ГЭС, а также развитие малой гидроэнергетики в Северной Осетии и Дагестане), Сибири (достройка Богучанской, Вилюйской-III и Усть-Среднеканской ГЭС, проектирование Южно-Якутского ГЭК и Эвенкийской ГЭС), дальнейшим развитием гидроэнергетического комплекса в центре и на севере Европейской части России, в Приволжье, строительством выравнивающих мощностей в основных потребляющих регионах (в частности – строительство Ленинградской и Загорской ГАЭС-2).

 

3.3 Атомная энергетика

 

Россия  обладает технологией ядерной электроэнергетики  полного цикла от добычи урановых руд до выработки электроэнергии.

 

На сегодняшний  день в нашей стране эксплуатируется 10 атомных электростанций (АЭС) – в общей сложности 32 энергоблока установленной мощностью 23,2 ГВт, которые вырабатывают около 16% всего производимого электричества. В стадии строительства – еще 5 АЭС.

 

Широкое развитие атомная энергетика получила в европейской части  России (30%) и на Северо-западе (37% от общего объема выработки электроэнергии).

 

За 2009 год атомными электростанциями выработано рекордное за всю историю  отрасли количество электроэнергии — 163,3 млрд. кВт/ч, что составило около 0,6% прироста по сравнению с 2008 годом. В декабре 2007 года в соответствии с Указом Президента РФ была образована Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом», которая управляет всеми ядерными активами Российской Федерации, включая как гражданскую часть атомной отрасли, так и ядерный оружейный комплекс. На нее возложены также задачи по выполнению международных обязательств России в области мирного использования атомной энергии и режима нераспространения ядерных материалов.

 

Оператор российских АЭС – ОАО  «Концерн «Росэнергоатом» (входит в  состав подконтрольного Госкорпорации  «Росатом» ОАО «Атомэнергопром») – является второй в Европе энергетической компанией по объему атомной генерации. АЭС России вносят заметный вклад в борьбу с глобальным потеплением. Благодаря их работе ежегодно предотвращается выброс в атмосферу 210 млн. тонн углекислого газа. Приоритетом эксплуатации АЭС является безопасность. С 2004 года на российских АЭС не зафиксировано ни одного серьезного нарушения безопасности, классифицируемых по международной шкале ИНЕС выше нулевого (минимального) уровня. Важной задачей в сфере эксплуатации российских АЭС является повышение коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) уже работающих станций. Планируется, что в результате выполнения программы повышения КИУМ ОАО «Концерн «Росэнергоатом», рассчитанной до 2015 года, будет получен эффект, равноценный вводу в эксплуатацию четырех новых атомных энергоблоков (эквивалент 4,5 ГВт установленной мощности).

 

3.4 Геотермальная энергетика

 

Одним из потенциальных направлений  развития электроэнергетики в России является геотермальная энергетика. В настоящее время в России разведано 56 месторождений термальных вод с потенциалом, превышающим 300 тыс. м/сутки. На 20 месторождениях ведется промышленная эксплуатация, среди них: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкесия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край). По имеющимся данным, в Западной Сибири есть подземное море площадью 3 млн. м² с температурой воды 70—90 °С.

 

Все действующие российские геотермальные  электростанции расположены на территории Камчатки и Курил. Однако суммарный  электроэнергетический потенциал  пароводных терм, который оценивается в 1 ГВт рабочей электрической мощности, реализован только в размере чуть более 80 МВт установленной мощности и около 450 млн. кВт•ч годовой выработки (2009 г.).

 

3.5 Ветровая энергетика

 

Технический потенциал ветровой энергии России оценивается в более чем 40 млрд. кВт/ч электроэнергии в год. Развитие ветровой энергетики в России рассматривается в рамках правительственной программы использования возобновляемых источников энергии и является одним из важных направлений развития российской электроэнергетики.

 

Особой концентрацией ветропотенциала  отличаются побережья Тихого и Арктического океанов, предгорные и горные районы Кавказа, Урала, Алтая, Саян.

 

Установленная мощность ветряных электростанций в стране в настоящее время  составляет около 16,5 МВт, суммарная выработка не превышает 25 млн. кВт·ч/год.

 

 

 

 

4. Перспективные источники  электроэнергии

 

4.1 Энергия солнца

 

Почти все источники энергии, о  которых мы говорили, так или иначе  используют энергию Солнца: уголь, нефть, природный газ суть не что иное, как «законсервированная» солнечная энергия.

 

Лучистая энергия Солнца, поступающая  на Землю, представляет собой самый  значительный источник энергии, которым  располагает человечество. Поток  солнечной энергии на земную поверхность эквивалентен условному топливу массой 1,2*10¹⁴ т.

 

Вся энергия, испускаемая Солнцем, больше той ее части, которую получает Земля, в 5000000000 раз. Но даже такая «ничтожная»  величина в 1600 раз больше энергии, которую  дают все остальные источники, вместе взятые. Солнечная энергия, падающая на поверхность одного озера, эквивалентна мощности крупной электростанции.

 

 

 

4.2 Энергия приливов  и отливов

 

Прилив – ритмичное движение морских вод, которое вызывают силы притяжения Луны и Солнца.