Проблемы и перспективы развития электроэнергетики

К 1 января 2011 года завершился важнейший  этап реформы: с этой даты все потребители  электроэнергии в России (кроме населения, которое перейдёт на новую схему  с 2014 года) покупают её по свободным  ценам. Оптовый рынок электроэнергии состоит из двух компонент: рынка  электроэнергии и рынка мощности. На начало 2011 года свыше 90 % электроэнергии реализуется на рынке на сутки вперед, а цена на мощность определяется на основании конкурентного отбора мощности на год вперед.

Цены на электроэнергию, выработанную на АЭС и ГЭС, продолжают регулироваться государством, фактически свободный рынок в данной сфере отсутствует. За счёт этого, а также определённых правил, регулирующих рынок мощности, доля электроэнергии, цена которой определяется свободным рынком, оценивается лишь в 40 %. Цены на электроэнергию росли, отрасль консолидировалась в руках крупных игроков, в частности, государственных «Газпрома», «Интер РАО ЕЭС» и др.

ОАО «Газпро́м» — российская энергетическая компания, занимающаяся геологоразведкой, добычей, транспортировкой, хранением, переработкой и реализацией газа, газового конденсата и нефти, а также  производством и сбытом тепло- и  электроэнергии. Крупнейшая компания в России (по данным журнала «Эксперт»), крупнейшая газовая компания мира, владеет самой протяжённой газотранспортной системой (более 160 000 км). Является мировым лидером отрасли. Согласно списку Forbes Global 2000 (2012 год), «Газпром» по выручке занимает 15-е место среди мировых компаний. Согласно рейтингу журнала Forbes, «Газпром» по итогам 2011 года стал самой прибыльной компанией мира.

Полное фирменное наименование — Открытое акционерное общество «Газпром»; предыдущее название — Российское акционерное общество «Газпром». Зарегистрированные товарные знаки и знаки обслуживания — Газпром (ГАЗПРОМ) и Gazprom (GAZPROM). Штаб-квартира — в Москве.

ОАО «Интер РАО ЕЭС» («Интер РАО») —  российская энергетическая компания, работающая как на российском, так  и на зарубежных рынках. В сферу  деятельности «Интер РАО» входит производство и сбыт электрической и тепловой энергии, международный энергетический трейдинг, инжиниринг, проектирование и строительство энергообъектов. Также под контролем «Интер РАО» — ряд энергетических компаний за рубежом, включая тепловые и гидроэлектростанции, электросетевые и энерготрейдинговые компании.

«Интер РАО» — одна из крупнейших в России публичных электроэнергетических  компаний по рыночной капитализации, которая  по состоянию на конец 2011 года составила 10,5 млрд долларов США. Общая численность персонала группы «Интер РАО» на конец 2011 года превысила 47 000 человек.

Штаб-квартира компании находится  в Москве. Полное наименование —  Открытое акционерное общество «Интер РАО ЕЭС».

В декабре 2010 года была принята стратегия  развития «Интер РАО» до 2015 года с перспективой до 2020 года. К 2015 году компания планирует  стать лидером на российском энергетическом рынке, серьёзно увеличив выручку и  объёмы вырабатываемой электроэнергии. К 2020 году «Интер РАО» намеревается стать одной из крупнейших энергетических компаний Европы и мира. В ближайшие годы правительство России планирует продать свою долю в компании.

2. Сущность и значение электроэнергетики РФ.

Электроэнергетика является базовой инфраструктурной отраслью, обеспечивающей внутренние потребности  народного хозяйства и населения  в электроэнергии, а также экспорт  в страны ближнего и дальнего зарубежья. От её функционирования зависят состояние  систем жизнеобеспечения и развитие экономики России.

Значение электроэнергетики  велико, так как она является базовой  отраслью экономики России, благодаря  ее существенному вкладу в социальную стабильность общества и конкурентоспособность  промышленности, включая энергоемкие  отрасли. Строительство новых мощностей  по выплавке алюминия в основном привязано к гидроэлектростанциям. Также в энергоемкий сектор входит черная металлургия, нефтехимия, строительство и т.д.

Электроэнергетика - отрасль экономики Российской Федерации, включающая в себя комплекс экономических отношений, возникающих в процессе производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии), передачи электрической энергии, оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, сбыта и потребления электрической энергии с использованием производственных и иных имущественных объектов (в том числе входящих в Единую энергетическую систему России), принадлежащих на праве собственности или на ином предусмотренном федеральными законами основании субъектам электроэнергетики или иным лицам. Электроэнергетика является основой функционирования экономики и жизнеобеспечения.

Производственная база электроэнергетики представлена комплексом энергетических объектов: электростанций, подстанций, котельных, электрических и тепловых сетей, обеспечивающих совместно с другими предприятиями, а также строительными и монтажными организациями, НИИ, проектными институтами - функционирование и развитие электроэнергетики.

Технологическую основу функционирования электроэнергетики составляют электрические станции всех типов, единая национальная (общероссийская) электрическая сеть, территориальные распределительные сети и единая система диспетчерского управления.

Существуют три основных типа электростанций.

1. Тепловые электростанции, на которых вырабатывается 70% производимой  в России электроэнергии. Это  связано с меньшими затратами  на сооружение ТЭС, возможностью  равномерной по сезонам выработки  энергии, использованием разнообразных  видов топлива - от самых низкокачественных  (торф и сланца) до самых концентрированных,  возможностью широкого их размещения в связи с транспортабельностью топлива. Крупнейшие ТЭС России: Сургутская, Костромская, Рефтинская.

Существует несколько  принципов классификации ТЭС:

 ТЭС делятся на конденсационные  (КЭС) и ТЭЦ. 

- По виду используемой энергии выделяют установки:

 А) работающие на  традиционном органическом топливе  (уголь, торф, сланцы, мазут, природный  газ);

 Б) геотермические (ГТЭС).

- По характеру обслуживания потребителей различают:

 А) районные ТЭС,  начиная с плана ГОЭЛРО, государственные  районные электрические станции  (ГРЭС);

 Б) центральные, расположенные  вблизи центра энергетических  нагрузок.

- По принципу взаимодействия все электростанции делятся на системные и изолированные (работающие вне энергосистем).

 Тепловые электростанции  используют широко распространенные  топливные ресурсы, относительно  свободно размещаются и способны  вырабатывать электроэнергию без  сезонных колебаний. Их строительство  ведется быстро и связано с  меньшими затратами труда и  материальных средств. Но у  ТЭС есть существенные недостатки. Они используют невозобновимые  ресурсы, обладают низким КПД,  оказывают крайне негативное  влияние на экологическую обстановку. ТЭС всего мира ежегодно выбрасывают  в атмосферу 200-250 млн. т золы  и около 60 млн. т сернистого  ангидрида а также поглощают  огромное количество кислорода.  Установлено, что уголь в микродозах  почти всегда содержит радиоактивный  изотоп углерода. Большинство ТЭС  России не оснащены эффективными  системами очистки уходящих газов  от оксидов серы и азота.  Хотя установки, работающие на  природном газе экологически  существенно чище угольных, сланцевых  и мазутных, вред природе наносит  прокладка газопроводов (особенно  в северных районах). Первостепенную роль среди тепловых установок играют конденсационные электростанции (КЭС). Они тяготеют и к источникам топлива, и к потребителям, и поэтому очень широко распространены. Чем крупнее КЭС, тем дальше она может передавать электроэнергию, т.е. по мере увеличения мощности возрастает влияние топливно-энергетического фактора. Ориентация на топливные базы происходит при наличии ресурсов дешевого и нетранспортабельного топлива (бурые угли Канско-Ачинского бассейна) или в случае использования электростанциями торфа, сланцев и мазута (такие КЭС обычно связаны с центрами нефтепереработки). ТЭЦ (теплоэлектроцентрали) представляют собой установки по комбинированному производству электроэнергии и теплоты. ТЭЦ привязаны к потребителям, т.к. радиус передачи теплоты (пара, горячей воды) составляет 15-20 км. Максимальная мощность ТЭЦ меньше, чем КЭС.

 В последнее время  появились новые установки:

- газотурбинные (ГТ) установки, в которых вместо паровых применяются газовые турбины, что снимает проблему водоснабжения (на Краснодарской и Шатурской ГРЭС);

- парогазотурбинные (ПГУ), где тепло отработавших газов используется для подогрева воды и получения пара низкого давления (на Невинномысской и Кармановской ГРЭС);

- магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы), которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию (на ТЭЦ-21 Мосэнерго и Рязанской ГРЭС).

 В России мощные  электростанции построены в Центральном  районе, в Поволжье, на Урале и  в Восточной Сибири.

2. Гидравлические электростанции (ГЭС). Они занимают второе место по количеству вырабатываемой электроэнергии. Гидроэлектростанции являются эффективным источником энергии, поскольку они используют возобновимые ресурсы, они просты в управлении (количество персонала на ГЭС в 15-20 раз меньше, чем на ГРЭС), имеют высокий КПД (более 80%), производят самую дешевую энергию.

Запасы гидроресурсов  и эффективность использования  водной энергии в районах России различны. Большая часть гидроэнергоресурсов  страны (более 2/3 запасов) сосредоточена  в Восточной Сибири и на Дальнем  Востоке. В этих же районах исключительно  благоприятны природные условия  для строительства и функционирования ГЭС – многоводность, естественная зарегулированность рек (например, реки Ангары озером Байкал), позволяющие  вырабатывать электроэнергию на мощных ГЭС равномерно, без сезонных колебаний, наличие скальных оснований для  возведения высоких платин и др.

Эти и другие особенности  обуславливают здесь более высокую  экономическую эффективность строительства  ГЭС (удельные капиталовложения в 2-3 раза ниже, а стоимость электроэнергии в 4-5 раз дешевле), чем в районах  европейской части страны. Поэтому  самые крупные в стране ГЭС  построены на реках Восточной  Сибири (Ангара, Енисей). На Ангаре, Енисее и других реках России строительство  ГЭС ведется, как правило, каскадами, которые представляют собой группу электростанций, расположенных ступенями  по течению водного потока, для  последовательности использования  его энергии. Крупнейший в мире Ангаро-Енисейский гидроэнергетический каскад имеет  общую мощность около 22 млн кВт. В  его состав входят гидроэлектростанции: Саяно-Шушенская, Красноярская, Иркутская, Братская, Усть-Илимская.

Каскад из мощных электростанций создан также в европейской части  страны на Волге и Каме (Волжско-Камский  каскад): Волжская (вблизи Самары), Волжская (вблизи Волгограда), Саратовская, Чебоксарская, Воткинская и др.

В приложении 1 представлены основные каскады ГЭС в России.

Менее мощные ГЭС созданы  на Дальнем Востоке, в Западной Сибири, на Северном Кавказе и в других районах России. В европейской  части страны, испытывающей острый дефицит в электроэнергии, весьма перспективно строительство особого вида гидроэлектростанций – гидроаккумулирующих (ГАЭС). Одна из таких электростанций уже построена – Загорская ГАЭС (1,2 млн. кВт) в Московской области.

Положительные свойства ГЭС: более высокая маневренность  и надежность работы оборудования; высокая производительность труда; возобновляемость источника энергии; отсутствие затрат на добычу, перевозку  и удаление отходов топлива; низкая себестоимость.

Отрицательные свойства ГЭС: возможность затопления населенных пунктов, сельхозугодий и коммуникаций; отрицательное воздействие на фору, фауну; дороговизна строительства.

3. Атомные электростанции (АЭС) в качестве топлива используют уран. Он легко транспортабелен, что исключает зависимость АЭС от топливно-энергетического фактора. Установки ориентированы на потребителей и расположены в районах с ограниченными энергетическими ресурсами или напряженным топливно-энергетическим балансом. При правильной эксплуатации, АЭС – наиболее экологически чистый источник энергии. Их функционирование не приводит к возникновению «парникового» эффекта, выбросам в атмосферу в условиях безаварийной работы, и они не поглощают кислород. Атомные электростанции большой мощности экономичнее КЭС (себестоимость электроэнергии примерно в 2 раза меньше), но на мощность АЭС введены ограничения. К недостаткам АЭС можно отнести трудности, связанные с захоронением ядерных отходов, катастрофические последствия аварий и тепловое загрязнение используемых водоемов. Большинство АЭС построено в европейской части России. На атомных станциях вырабатывается около 10% электроэнергии России. В России действуют 10 АЭС (см. приложение 2), на которых функционирует 30 энергоблоков. На АЭС эксплуатируется реакторы трех основных типов: водо-водяные (ВВЭР), большой мощности канальные урано-графитовые (РБМК) и на быстрых нейтронах (БН). Атомные электростанции в России объедены в концерн «Росэнергоатом».