Электроэнергетика - составляющая часть энергетики, обеспечивающая электрификацию хозяйства страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии [3]. Она имеет очень важное преимущество перед энергией других видов - относительную легкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, преобразования в другие виды энергии (механическую, химическую, тепловую, свет).

Специфической особенностью электроэнергетики является то, что ее продукция не может накапливаться для последующего использования, поэтому потребление соответствует производству электроэнергии и во времени, и по количеству (с учетом потерь).

Становление электроэнергетики России связано с планом ГОЭЛРО (1920 г.) сроком на 15 лет, который предусматривал строительство 10 ГЭС общей мощностью 640 тыс. кВт. План был выполнен с опережением: к концу 1935 г. было построено 40 районных электростанций.

Таким образом, план ГОЭЛРО создал базу индустриализации России, и она вышла на второе место по производству электроэнергии в мире. Доля СССР в мировом производстве электроэнергии в 1988 году составила около 15,5%, а США – 25% [6].

Россия не только полностью обеспечена топливно-энергетическими ресурсами, но и экспортирует их.

Последние 50 лет электроэнергетика является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей народного хозяйства России. Основное потребление электроэнергии в настоящее время приходится на долю промышленности, в частности тяжелой индустрии (машиностроения, металлургии, химической и лесной промышленности).

В промышленности электроэнергия применяется в действие различных механизмов и самих технологических процессах; без нее невозможно действие современных средств связи и развитие кибернетики, вычислительной и космической техники.

Так же велико значение электроэнергии в сельском хозяйстве, транспортном комплексе и в быту.

Электроэнергетика отличается большим районообразующим значением. Обеспечивая научно-технический прогресс, она решающим образом воздействует не только на развитие, но и на территориальную организацию производительных сил, в первую очередь промышленности [3].

Передача энергии на большие расстояния способствует более эффективному освоению топливно-энергетических ресурсов независимо от их удаленности от места потребления.

Электроэнергетика способствует увеличению плотности размещения промышленных предприятий.

В местах больших запасов энергетических ресурсов концентрируются энергоемкие (производство алюминия, магния, титана, ферросплавов) и теплоемкие (производство химических волокон, глинозема) производства, в которых доля топливно-энергетических затрат в себестоимости готовой продукции значительно выше, чем в традиционных отраслях.

2. Уровень развития отрасли в сравнении с другими странами и членами СНГ (по объемам производства и на душу населения)

Мировое производство электроэнергии составляет примерно 13,5 трлн. кВт-ч, Большая часть мирового производства электроэнергии приходится на небольшую группу стран, среди которых выделяются США (3600 млрд. кВт-ч), Япония (930), Китай (900), Россия (845), Канада, Германия, Франция (около 500 млрд. кВт-ч). Разрыв в производстве электроэнергии между развитыми и развивающимися странами велик: на долю развитых стран приходится около 65% всей выработки, развивающихся - 22%, стран с переходной экономикой - 13%.

В целом, в мире более 60% всей электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС), около 20% - на гидроэлектростанциях (ГЭС), около 17% - на атомных электростанциях (АЭС) и около 1% - на геотермальных, приливных, солнечных, ветровых электростанциях. Однако в этом отношении наблюдаются большие различия по странам мира. Например, в Норвегии, Бразилии, Канаде и Новой Зеландии практически вся электроэнергия вырабатывается на ГЭС. В Польше, Нидерландах и ЮАР, наоборот, почти всю выработку электроэнергии обеспечивают ТЭС, а во Франции, Швеции, Бельгии, Швейцарии, Финляндии, Республике Корее электроэнергетика в основном базируется на АЭС [1].

Основные преимущества работы ГЭС - низкая себестоимость, экологическая чистота производства, возобновляемость используемых ресурсов. Существенные недостатки - длительные сроки строительства и окупаемости капитальных затрат [6].

В целом в мире и в отдельных его регионах (особенно в Африке, Латинской Америке и Азии) возможности для развития гидроэнергетики далеко еще не исчерпаны. Однако доля ГЭС в электроэнергетике мира в связи с более быстрыми темпами роста мощности ТЭС и АЭС сокращается.

Главные достоинства ТЭС (в сравнении с ГЭС) - относительно небольшие сроки строительства, стабильность работы. Положительное свойство АЭС, в сравнении с ТЭС, работающими на минеральном топливе, и ГЭС, свобода размещения. Именно этим, прежде всего, объясняется высокий уровень развития атомной энергетики в странах, испытывающих дефицит в минеральном топливе (Франция, Швеция, Финляндия, Бельгия, Швейцария, Германия, Великобритания, Япония и др.). По общей мощности АЭС среди стран мира лидируют США. Развитие атомной электроэнергетики во многих странах мира сдерживается страхом возможных ядерных катастроф, нехваткой капиталов (строительство АЭС весьма капиталоемкое дело). Поэтому доля АЭС, как и ТЭС, особенно велика по группе промышленно развитых стран мира [3].

В России находится много ГЭС, АЭС, ТЭЦ, ГРЭС, которые производят электроэнергию. Их расположение по регионам страны представлено в Приложении 1.

Так, в 2003 году в России было произведено 889 млрд кВт-ч электроэнергии, что на 0,2% меньше, чем в 2002 году. Выработка теплоэнергии за 2003 год составила 1,2 млрд Гкал, или 96,8% к 2001 году.

Выработка электроэнергии на АЭС в 2003 году выросла на 3,6% и достигла 139,8 млрд кВт-ч. Доля поставок на ФОРЭМ составила более 45%, что, по мнению «Росэнергоатома», способствует сдерживанию роста цен на электроэнергию на оптовом рынке. В целом доля выработки АЭС в энергобалансе электроэнергетики РФ в 2003 году составила 15,7% [2].

3. Структура производства электроэнергии в России и ее динамика в сравнении с зарубежными странами

За последние десятилетия структура производства электроэнергии в России медленно изменяется. На современном этапе развития топливно-энергетического комплекса тепловые электростанции составляют около 70%; гидравлические – 20%; атомные – 10%.

Тепловые электростанции. Этот вид электростанций отличается надежностью, отработанностью процесса. Производство постоянно, нет сезонности, основную роль играют мощные ГРЭС.

Крупные ГРЭС размещаются, как правило, в районах добычи топлива и их мощность превышает 2 млн. кВт каждой. Важным принципом современного развития и размещения тепловых электростанций является изменение топливного баланса в пользу большего использования газа. Все в меньшей степени будет использоваться в качестве котельно-печного топлива нефть, а также уголь [2].

Анализ размещения ТЭС на карте (Приложение 1) показывает, что в европейской части страны основными ареалами концентрации ГРЭС являются наиболее мощные индустриальные экономические районы: Центральный район, в котором преимущественно на привозном газе и мазуте работают такие ГРЭС, как Конаковская и Костромская, мощностью более 3 млн. кВт/ч каждая; Уральский район, в котором на местных и привозных углях, мазуте, газе работают Рефтинская, Троицкая, Ириклинская, Пермская ГРЭС, мощностью от 2,4 до 3,8 млн. кВт/ч; Поволжье – Заинская ГРЭС; Северо-западный район, где на привозном топливе работает значительное количество ГРЭС.

В восточных районах страны крупными тепловыми электростанциями являются ТЭС Канско-Ачинского ТПК: Назаровская, Красноярская, Березовская. Мощность Березовской ГРЭС-1 планировалась на уровне 6,4 млн. кВт/ч. Первый блок построен и вырабатывает электроэнергию. Целый куст ГРЭС строится на попутном и природном газе Западно-Сибирского ТПК. Две Сургутские ГРЭС имеют суммарную мощность более 6 млн. кВт. Вводятся в строй очередные блоки третьей Сургутской, Нижневартовской и Уренгойской ГРЭС [2; 7].

Гидравлические электростанции. ГЭС являются весьма эффективными источниками энергии, поскольку используют возобновимые ресурсы, обладают простотой управления и имеют высокий КПД (более 80%). В результате себестоимость производимой на ГЭС энергии в 5-6 раз ниже, чем на ТЭС.

Крупнейшими гидроэлектростанциями являются ГЭС Восточно-Сибирского экономического района: Саяно-Шушенская, Красноярская, Братская, Усть-Илимская. Мощные ГЭС европейской части страны созданы на равнинных реках, в условиях мягких грунтов. Это, прежде всего, ГЭС на Волге: в Волгограде, Самаре, Саратове, Чебоксарах, Воткинске и др., всего 13 гидроузлов общей мощностью 11, 5 млн. кВт [2; 7].

В европейской части страны перспективно развитие нового вида гидроэлектростанций – гидроаккумулирующих (ГАЭС). Электроэнергия на ГАЭС производится за счет перемещения массы воды между двумя бассейнами, размещенными в разных уровнях и соединенных водопроводами. В ночное время, за счет излишков электроэнергии, вырабатываемой на постоянно работающих ТЭС и ГЭС, вода из нижнего бассейна по водопроводам, работающим как насосы, закачивается в верхний бассейн. В часы дневных пиковых нагрузок, когда энергии в сети не хватает, вода из верхнего бассейна по водопроводам, работающим уже как турбины, сбрасывается в нижний бассейн с выработкой энергии. Это один из немногих способов аккумуляции электроэнергии и поэтому ГАЭС строятся в районах ее наибольшего потребления. В эксплуатацию введена Загорская ГАЭС, общая мощность которой составляет 1,2 млн. кВт.

Атомные электростанции. Важной особенностью развития электроэнергетики на современном этапе является строительство АЭС. Их доля в суммарной выработке электроэнергии в нашей стране составляет 13%

На наших АЭС эксплуатируются реакторы 3-х основных типов: водо-водяные (ВВЭР), большой мощности канальные – уроно-графитовые (РБМК) и на быстрых нейтронах (БН). ВВЭР (12 блоков) считаются надёжными, но только ВВЭР на Нововоронежской, Кольской, Тверской имеют защитные колпаки. Такой колпак при аварии на «Тримал-Айленд» (США, 1979г.) не допустил радиоактивного выброса. Наиболее опасными являются РБМК, которые по экономическим и техническим причинам нельзя защитить колпаком. В этом состоит трагедия атомной энергетики в нашей стране, избравшей в своем развитии изначально порочный путь.

В настоящее время в России на 9 атомных станциях эксплуатируется 29 энергоблоков. Крупнейшими АЭС являются Санкт-Петербургская (г. Сосновый Бор) – 4 млн. кВт (РБМК); Курская (г. Курчатов) – 4 млн. кВт (РБМК); Балаковская (Саратовская обл.) – 4 млн. кВт (ВВЭР); Смоленская – 3 млн. кВт (РБМК); Тверская (г. Удомля) – 2 млн. кВт (ВВЭР);Нововоронежская – 1,8 млн. кВт (ВВЭР); Кольская (г. Кандалакша) – 1,8 млн.кВт (ВВЭР) [2].

4. Факторы размещения электростанций: тепловых, гидравлических, атомных

По производству электроэнергии (840-850 млрд кВт-ч) Россия занимает ведущие позиции в мире, уступая только США, Японии и Китаю. Около 70% вырабатываемой в стране электроэнергии дают тепловые электростанции. Преимущественное развитие тепловой электроэнергетики объясняется высокой обеспеченностью страны топливными ресурсами и рядом особенностей, характерных для этого вида электростанций. Тепловые электростанции в отличие от гидроэлектростанций размещаются более свободно, вырабатывают электроэнергию без сезонных колебаний, строятся значительно быстрее и дешевле. Среди тепловых электростанций различают конденсационные и теплоэлектроцентрали [5].

Конденсационные электростанции (КЭС) размещают или у источников топлива (уголь, газ, мазут, сланцы, торф), или в местах потребления электроэнергии.

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) - предприятия комбинированного типа, производят наряду с электроэнергией теплоту (пара, горячей воды). В отличие от КЭС теплоэлектроцентрали размещаются только у потребителей, так как радиус передачи тепла невелик (максимум 20-25 км). В России действует несколько сотен крупных и средних ТЭЦ, мощность самых крупных превышает 1 млн кВт [7].

Главные недостатки в работе тепловых электростанций - использование невозобновляемых топливных ресурсов, крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду (выбрасывают в атмосферу огромное количество золы, вредных веществ, поглощают громадные порции кислорода и др.). Несмотря на это, в перспективе доля ТЭС в производстве электроэнергии в России может увеличиться.

Атомные электростанции (АЭС) производят электроэнергию более дешевую, чем ТЭЦ, работающие на угле или мазуте, в отличие от последних, не дают выбросов в атмосферу (при нормальной безаварийной работе). Их доля в суммарной выработке электроэнергии в России не превышает 11% (в Литве - 76%, Франции - 76, Бельгии - 65, Швеции - 51, Словакии - 49, Германии - 34, Японии - 30, США - 20%) [2].

Главный фактор размещения атомных электростанций, использующих в своей работе высокотранспортабельное, ничтожное по весу топливо (для полной годовой загрузки АЭС требуется всего несколько килограммов урана), - потребительский.

Гидравлические электростанции (ГЭС) используют возобновляемые ресурсы, обладают простотой управления, очень высоким КПД полезного действия (80%), высокой маневренностью в работе. В результате себестоимость производимой на ГЭС энергии в 5-6 раз ниже, чем на ТЭС. Доля ГЭС в суммарной выработке электроэнергии в России составляет примерно 19%.

Определяющее влияние на размещение гидроэлектростанций оказывают размеры запасов гидроресурсов, природные (рельеф местности, характер реки, ее режим и др.) и хозяйственные (размер ущерба от затопления территории, связанного с созданием плотины и водохранилища ГЭС, ущерба рыбному хозяйству и др.), условия их использования [2; 7].

Многочисленные тепловые, атомные и гидроэлектростанции России объединены линиями высоковольтных электропередач в единую энергетическую систему (ЕЭС).

5. География крупнейших электростанций России – по Федеральным округам

Центрально-Черноземный район беден топливно-энергетическими ресурсами. Основу его энергетического хозяйства составляет атомная энергетика (Нововоронежская и Курская АЭС) [3].

Северо-Западный экономический район. Большая часть потребности в топливе (уголь, нефть, природный газ) удовлетворяется за счет поступления из других районов. Интенсивно используется и местное топливо (торф, сланцы). В производстве электроэнергии велика роль тепловых (Ленинградская ТЭЦ, Псковская, Северная ГРЭС и др.) и атомных (Ленинградская АЭС) электростанций.

Северный экономический район. Большую часть электроэнергии вырабатывают Кольская АЭС и Печорская ГРЭС. На севере Мурманской области в губе Кислой создана приливная электростанция (Кислогубская ПЭС).

Северо-Кавказский экономический район. Основные районы добычи нефти - Дагестан, Чечня, природного газа - Ставропольский и Краснодарский края, угля - Ростовская область.

Большую часть электроэнергии производят тепловые электростанции (Новочеркасская, Шахтинская, Краснодарская, Ставропольская, Невинномысская, Грозненская ГРЭС).

Волго-Вятский экономический район (ВВЭР). Масштабы добычи местного топлива (торф, сланцы) и производства электроэнергии (Нижегородская и Чебоксар-ская ГЭС, Балахнинская ГРЭС и др.) не покрывают все потребности района. Много топлива (уголь, нефть, газ) и электроэнергии поступает из других районов.

Поволжский экономический район. Ее основу составляет каскад ГЭС, расположенных на Волге и Каме (Волгоградская, Самарская, Саратовская, Нижнекамская). В составе электроэнергетики также тепловые (Заинская, Волгоградская ГРЭС и др.) и атомные (Балаковская и Димитровградская АЭС).

Уральский экономический район. Добычу нефти ведут на месторождениях Пермской области, Удмуртии и Башкортостана, природного газа - Оренбургской области. Масштабы разработок угля на Урале (Кизеловский каменноугольный, Челябинский, Богословский и Южноуральский буроуголъный бассейны) невелики [3; 5; 7].

Большую часть электроэнергии вырабатывают тепловые электростанции (Рефтинская, Троицкая, Ирклинская, Южно-Уральская, Средне-Уральская и др.).

В составе электроэнергетики Урала есть также несколько крупных ГЭС (Боткинская, Камская и др.), атомная электростанция (Белоярская АЭС). Западно-Сибирский экономический район

Западная Сибирь - основная топливная база России и СНГ (по поставкам и добыче нефти, природного газа и угля). Главные районы добычи нефти - Среднее Приобье (Нижневартовский и Сургутский районы) и Приуралье (Шаимский район). Добыча природного газа сконцентрирована на севере (Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье, Губкинское и др. месторождения), угля - на юге (Кузнецкий бассейн) района. На угле Кузбасса, попутном нефтяном, природном газе и нефти Тюменской области созданы крупные тепловые электростанции (Бе-ловская, Томь-Усинская, Южно-Кузбасская, Сургутская, Нижневартовская, Уренгойская ГРЭС и др.), газобензиновые (Нижневартовск, Правдинск) и нефтеперерабатывающие (Омск) заводы. Нефть, природный газ и уголь в большом количестве вывозятся в другие районы [3].

Черная металлургия в Западной Сибири представлена Новокузнецким и Западно-Сибирским металлургическими комбинатами, заводом ферросплавов в Новокузнецке, Новосибирским и Гурьевским передельными заводами. Предприятия отрасли используют железные руды Горной Шории и Хакасии, кокс - Кузбасса.

Восточно-Сибирский экономический район. Ее развитию в районе способствуют наличие огромных запасов угля и гидроресурсов рек, благоприятные горно-геологические условия залегания угля (большая мощность угольных пластов, небольшая глубина их залегания и т. д.), гидрологические и инженерно-геологические условия строительства ГЭС (естественная зарегулированность рек, скальный фундамент и др.) [3; 7].

Здесь производят самые дешевые в федерации уголь и электроэнергию.

На большинстве угольных бассейнов (Канско-Ачинский, Иркутско-Черемховский, Минусинский) и месторождений (Читинская область, Бурятия) разработки угля ведутся открытым (карьерным) способом. В местах добычи угля созданы мощные тепловые (Назаровская, Березовская и Ирша-Бородинская ГРЭС в Красноярском крае; Гусино-Озерская ГРЭС в Бурятии, Харанорская ГРЭС в Читинской области), а на Ангаре и Енисее - крупные гидроэлектростанции (Саяно-Шушенская, Красноярская, Братская, Усть-Илимская, Богучанская, Иркутская ГЭС).

Дальневосточный экономический район. Ведущие отрасли - угольная и нефтяная. Разработки угля ведутся в Южно-Якутском (Нерюнгринский разрез), Райчихинском, Сучанском и др. бассейнах и месторождениях, нефть добывают на Сахалине (Оха). В бассейне реки Вилюй добывают природный газ.

Электростанции района - Нерюнгринская и Приморская ГРЭС, Билибинская АЭС, Зейская, Колымская и Вилюйская ГЭС, Паужетская ГТЭС (на Камчатке) [3; 7].

6. География электроэнергетики Кемеровской области

Энергосистема Кемеровской области работает рентабельно. В 2003 году энергетики области в полном объеме выполнили плановые ремонты, техническое перевооружение. На электростанциях создан необходимый запас топлива.

В 2003 году в Кузбассэнерго выполнен наибольший за последние годы ввод в действие основных фондов - более 2 млрд. рублей.

Потребление электрической энергии в 2003 году по области составило 32,1 млрд. кВт-ч, что на 1,3% выше 2002 года.

В тоже время, серьезного прогресса в объемах выработки электрической и отпуска тепловой энергии в ОАО «Кузбассэнерго» достичь пока не удается. Индекс этих показателей к уровню 2002 года составил лишь -8,6% по электрической и +1,2 % по тепловой энергии.

Непомерна доля отчислений абонентной платы. В РАО «ЕЭС России» уходит четвертая часть доходов акционерного общества.

Износ основных фондов энергосистемы превышает 65%. К 2010 году, отработав свой ресурс, из эксплуатации будет выведено 11 энергоблоков суммарной мощностью 607 МВт.

Энергосистема сегодня не может кардинально снизить стоимость своей продукции до стоимости энергии на ФОРЭМ (отпускной цены энергии гидроэлектростанций) и, как следствие, теряет потребителей, объёмы производства, доходы.

С выходом на ФОРЭМ в 4 квартале 2003 года Новокузнецкого алюминиевого завода и ООО «Металлэнергофинанс» (Западно-Сибирского и Кузнецкого металлургических комбинатов) выработка электрической энергии в ОАО «Кузбассэнерго» снизилась против соответствующего периода 2002 года на 17%.

В соответствии с Энергетической концепцией развития Кузбасской энергосистемы до 2010 года в ОАО «Кузбассэнерго» начато сооружение новых мощных энергоблоков по 115 и более мегаватт.

В 2003 году ввели такую турбину на Южно-Кузбасской ГРЭС. Кроме того, на Кузнецкой ТЭЦ введены в действие турбина №13 мощностью 30 МВт и котел №4 производительностью 160 тонн пара в час. В ближайшие годы намерены ввести в действие 12 турбоагрегатов суммарной мощностью 872 МВт.

Это позволит в 2010 году на 4 млрд. киловатт часов в год, или почти на 20% увеличить производство энергии, на 10% снизить ее стоимость.

По тарифному источнику области на эти цели будет направлено 24,2 млрд. руб. Объем инвестиций в 2010 году должен достичь 2,5 млрд. руб. против 1,2 млрд. руб. в 2000 году. Рост 209% [4].

В тоже время тарифы не обеспечивают необходимого развития отрасли. Более того, стоимостной рост энергоресурсов обуславливает очередной виток инфляции пропорционально росту тарифа, вызывает снижение доходов всех потребителей и особенно населения.

Ценовой фактор сегодня стал решающим. Именно поэтому такое пристальное внимание уделяем сдерживанию цен на энергоресурсы.

В этих целях в г.Анжеро-Судженске сделан первый шаг по развитию в области малой энергетики - совместно с «Кузбасской топливной компанией» введён в действие первый турбогенератор мощностью 3,6 МВт, работающий пока на нужды Анжеро-Судженской теплоцентрали. С вводом второго агрегата 6 МВт в 2004 году город получит собственную дешевую энергию, вырабатываемую на местном угле, закроет 9 мелких котельных, выиграет в экологии.

Реальным резервом незамедлительного увеличения объемов производства в электроэнергетике Кемеровской области считается более полное использование имеющихся мощностей [4].

7. Использование нетрадиционных источников получения электроэнергии

Нетрадиционными источниками получения электроэнергии сегодня являются:

1. Солнечная энергия.

Солнечная энергия – это кинетическая энергия излучения (в основном света), образующаяся в результате реакций в недрах Солнца [1]. Поскольку ее запасы практически неистощимы (астрономы подсчитали, что Солнце будет «гореть» еще несколько миллионов лет), ее относят к возобновляемым энергоресурсам. В естественных экосистемах лишь небольшая часть солнечной энергии поглощается хлорофиллом, содержащимся в листьях растений, и используется для фотосинтеза, т.е. образования органического вещества из углекислого газа и воды. Таким образом, она улавливается и запасается в виде потенциальной энергии органических веществ. За счет их разложения удовлетворяются энергетические потребности всех остальных компонентов экосистем.

На Крымском побережье Азовского моря построена солнечная электростанция (СЭС-5)     Мощность этой электростанции – 5000 квт.

СЭС–5 предназначена главным образом для проведения экспериментов, направленных на отработку и усовершенствование систем и режимов эксплуатации крупных СЭС башенного типа с целью разработки новой надежной, эффективной технологии. Вместе с тем, СЭС-5 вырабатывает электроэнергию и выдает ее в Крымскую энергосистему.

Ученые считают, что мощные солнечные электростанции по своей экономичности смогут стать в один ряд с современными тепловыми и атомными электростанциями [2].

Солнечные пруды. Солнечные пруды – еще более дешевый способ улавливать солнечную энергию. Искусственный водоем частично заполняется рассолом (очень соленой водой), поверх которого находится пресная вода. Плотность рассола гораздо выше, поэтому он остается на дне и с верхним слоем почти не смешивается. Солнечные лучи без помех проходят через пресную воду, но поглощаются рассолом, превращаясь при этом в тепло. Верхний слой действует как изоляция, не позволяя нижнему остывать.

К недостаткам всех перечисленных установок преобразования солнечной энергии относится то, что для них нужны большие площади, причем относительно недалеко (в пределах 80 км) от потребителя. Иначе потери при передаче электроэнергии будут недопустимо высоки [1].

В тоже время использование солнечной энергии может быть полезно в нескольких отношениях. Во-первых, при замене ею ископаемого топлива уменьшается загрязнение воздуха и воды. Во-вторых, замена ископаемого топлива означает сокращение импорта топлива, особенно нефти. В-третьих, заменяя атомное топливо, мы снижаем угрозу распространения атомного оружия. Наконец, солнечные источники могут обеспечить нам некоторую защиту, уменьшая нашу зависимость от бесперебойного снабжения топливом.   2. Энергия воды.

Вода, которую еще в древности использовали для совершения механической работы, до сих пор остается хорошим источником энергии – теперь уже электрической – для нашей промышленной цивилизации. Производство электроэнергии на гидростанциях обычного типа осуществляется следующим образом: вода из водохранилища поступает вниз через длинный прямой канал, называемый напорным трубопроводом, и направляется на горизонтально вращающиеся лопасти турбины. Вертикальный вал турбины соединен с блоком генератора. На типичной станции используется много турбинно-генераторных агрегатов. Коэффициент полезного действия нередко составляет около 60-70%, т. е. 60-70% энергии падающей воды преобразуется в электрическую энергию [7].

Сооружение гидростанций обходится дорого, и они требуют эксплутационных расходов, но зато работают на бесплатном «топливе», которому не грозит никакая инфляция. Первоисточником энергии служит солнце, испаряющее воду из океанов, озер и рек [5].

Гидроэнергетика не безвредна для окружающей среды. Когда течение реки замедляется, как это обычно и бывает при попадании ее вод в водохранилище, взвешенный осадок начинает опускаться на дно. Ниже водохранилища чистая вода, попавшая в реку, гораздо быстрее размывает речные берега, как бы восстанавливая тот объем осадков, который был утрачен в водохранилище.

3. Энергия приливов.

В приливах и отливах, сменяющих друг друга дважды в день, также заключена огромная энергия.

Приливы – это результат гравитационного притяжения больших масс воды океанов со стороны Луны и, в меньшей степени, Солнца. При вращении Земли часть воды океана поднимается и некоторое время удерживается в этом положении гравитационным притяжением [2].

Работа приливной электростанции выглядит следующим образом - на реке построена плотина для задержки вод высокого прилива. Когда приливные воды отступают, задержанная плотиной вода выпускается в океан через грушевидные турбины под плотиной и вырабатывается электроэнергия. Однако можно вырабатывать электроэнергию как при отливе, так и при приливе.

Помимо стоимости сооружения станции, у приливной энергии есть и другие отрицательные стороны. Если приливная станция находится далеко от ближайшего крупного центра использования энергии, потребуются длинные и дорогие линии электропередачи. С другой стороны, такая передача на большие расстояния становится все более обычной по мере создания новых и более эффективных линий.

И, наконец, следует упомянуть еще одну отрицательную черту приливной энергии – то, что ее выработка непостоянна. Это легко понять, если на минуту задуматься о ее природе. При обычной эксплуатации приливной энергии электричество вырабатывается только в начале отлива, т.е. тогда, когда уровень воды, запасенной в бассейне, в достаточной мере превышает ее уровень в море. По мере снижения уровня воды в бассейне выработка электроэнергии уменьшается и около нижней точки отлива падает до нуля, поскольку разность уровней исчезает. Если приливная станция оборудована реверсивными турбинами, то энергия может вырабатываться и за счет наступающего прилива, но только после того, как уровень прилива превысит в достаточной мере уровень воды позади плотины. Когда прилив достигает максимальной высоты, выработка энергии снова приближается к нулю. Таким образом, кривая выработки энергии снова приближается и падает дважды с сутки в соответствии с двумя приливными циклами [2].

4. Энергия ветра.

В поисках альтернативных источников энергии во многих странах немалое влияние уделяют ветроэнергетике. Ветер служил человечеству на протяжении тысячелетий, обеспечивая энергию для парусных судов, для размола зерна и перекачивания воды. В настоящее время главное место занимает выработка электроэнергии. Уже сегодня в Дании ветроэнергетика покрывает около 2% потребностей страны в электроэнергии. В США на нескольких станциях работает около 17 тысяч ветроагрегатов общей мощностью до 1500 МВт. Ветроэнергетические устройства выпускаются не только в США и Дании, но и Великобритании, Канаде, Японии и некоторых других странах [2].

Для того чтобы строительство ветроэлектростанции оказалось экономически оправданным, необходимо, чтобы среднегодовая скорость ветра в данном районе составляла не менее 6 метров в секунду. В нашей стране ветряки можно строить на побережьях черного, Балтийского и Каспийского морей, в Нижнем Поволжье или на юге Западной Сибири, в Центральном Черноземном районе. Но самой большой ветропотенциал имеют побережья Северного Ледовитого и Тихого океанов, в том числе Ямал, Таймыр, Камчатка, Чукотка и близлежащие острова. В нынешнюю эпоху высоких цен на топливо можно думать, что ветродвигатели окажутся конкурентоспособными по стоимости и смогут участвовать в удовлетворении энергетических нужд страны.

8. Районообразующее значение крупных электростанций

Особенно велика роль электроэнергетики как районообразующего фактора в Сибири и на Дальнем Востоке. В этих районах она определяет их специализацию и служит основой для формирования территориально-промышленных комплексов (ТПК). Например, Саянский ТПК. На базе Саяно-Шушенской ГЭС развивается электрометаллургия; сооружается Саянский алюминиевый завод, завод по обработке цветных металлов, строится молибденовый комбинат.

Крупные промышленные узлы тоже играют районообразующую роль. Промышленный узел - это комплексно спланированное на общей территории сочетание предприятий, рационально использующих минерально-сырьевые, энергетические, сельскохозяйственные и трудовые ресурсы; связанных единством смежных, вспомогательных и обслуживающих производств; единым транспортным обеспечением и общей строительной базой [3].

Например:   Иркутско-Черемховский узел, где на базе Иркутской ГЭС и ТЭЦ в Иркутске, Шелехово и Ангарске работает алюминиевый завод, предприятия машиностроения, легкой, целлюлозно-бумажной, химической промышленности. Братский узел., где энергия, вырабатываемая Братско-Усть-Илимской ГЭС, обеспечивает работу лесоперерабатывающей и горнодобывающей промышленности, машиностроения и завода ферросплавов.

9. Интеграционные связи России, стран СНГ и мира по использованию электроэнергии

Важной чертой современного развития электроэнергетики является сооружение электроэнергетический систем, их объединение и создание в стране единой энергетической системы.

Энергосистема – это комплекс тепловых, гидравлических, атомных электростанций, объединенных между собой высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП). Создание мощных ЛЭП экономически выгодно: способствует территориальному рассредоточению производства и, следовательно, рациональному использованию природных ресурсов всех районов страны; повышается надежность снабжения электроэнергией народного хозяйства, выравниваются суточные и годовые графики потребления электроэнергии.

РАО «ЕЭС России» – крупнейшая в мире энергосистема, имеющая в своем потенциале 600 тепловых, 100 гидроэлектростанций и 9 атомных [2].

Ряд первоочередных проблем в отрасли относится к общеэкономическим: сокращается прирост мощностей; не производится замена, модернизация работающего оборудования; ряд районов испытывает трудности с обеспечением электроэнергией.

Необходимы поиски и внедрения более эффективных путей передачи электроэнергии, например, использование явления высокотемпературной сверхпроводимости.

Все современные способы производства электроэнергии имеют массу недостатков и работа ТЭС, ГЭС, АЭС сопровождается рядом отрицательных экологических последствий.

ТЭС. Имеют низкий КПД – не более 35%, что вызывает необходимость добычи огромных объемов топлива, а это значительные затраты труда, металла, земли, перегруженность транспорта, сжигание нефти, большие потери энергии при ее передаче – до 10% на каждую тысячу километров ЛЭП [2].

Кроме того, работа ТЭС ведет к загрязнению природного окружения, прежде всего загрязнению воздуха сернистым ангидридом, превращающимся в серную кислоту и золой, способствует «парниковому эффекту». Характерны для тепловой энергетики выбросы наиболее токсичных веществ – пятиокиси ванадия и бенз(а)пирена. Велики объемы сброса загрязненных сточных вод и золошлакоотвалов.

Необходимо улучшать существующие способы сжигания топлива, например, разрабатывать и применять технологии сжигания бурого угля в кипящем слое, МГД-генераторы, где струя плазмы в магнитном поле непосредственно генерирует ток и , следовательно, тепловая энергия прямо преобразуется в электрическую, минуя механический участок цепи.

Следует добиваться эксплуатации пылеочистного оборудования с максимально возможным КПД, при этом образующуюся золу эффективно использовать в качестве сырья при производстве строительных материалов [6].

ГЭС. Строительство водохранилищ связано с потерями большого количества плодородных земель на равнинах. В горах такое строительство, как считают ряд специалистов, может вызвать землетрясение в результате усиления тектонического давления массы воды на земную кору. Сокращаются рыбные запасы. Вода обедняется кислородом и становится почти безжизненной.

Перспективно строительство сравнительно небольших электростанций, работающих в автоматическом режиме, прежде всего в горной местности, а также – обваловка водохранилищ для освобождения плодородных земель [2; 6].

АЭС. Ядерная энергетика имеет большие перспективы в развитии термоядерных электростанций. Это практически вечный источник энергии, почти безвредный для окружающей среды. Пределы ставит лишь ограничение возможности производства добавленной энергии. В основе – ядерный синтез в противоположность ядерному распаду на современных АЭС. Процесс реализован пока лишь в водородной бомбе. Плазму, разогретую до 100 млн. градусов, необходимо достаточно долго удерживать в рабочем состоянии. В современных «токамаках» достигнуты температуры порядка 60 млн. градусов и процесс идет лишь доли секунды. В разработке международного токмана ИТЭР объединяют усилия ученые США, Европы, Японии, России [2].

Необходимый объем инвестиций в мировой электроэнергетический сектор приблизится к 2030 году к 10 трлн долл., говорится в докладе, а мировая потребность в электроэнергии возрастет на 2,4%. В 2001-2030 годах, по расчетам IEA, потребность России в инвестициях в электроэнергетику достигнет 377 млрд долл., Китая - 1,9 трлн, США и Канады - 1,7 трлн, Евросоюза - 1,1 трлн.
Список литературы

1. Гладкий Ю.Н. и др. Экономическая география России. – М.: Гардарика, 2002. – 487с.

2. Желтиков В.П., Кузнецов Н.Г., Тяглов С.Г. Экономическая география Серия «Учебники и учебные пособия». - Ростов н/Д: Феникс, 2004. - 384с.

3. Морозова и др. Экономическая география России. – М., 1999. – 527с.

4. Официальный сайт Администрации Кемеровской области // www.ako.ru

5. Рябчиков А.К. Экономика природопользования. – М.: ЭПИТ, 2002. – 192с.

6. Экономическая география России / Под ред. В.И. Видяпина. – М., 2000. – 546с.

7. Экономическая и социальная география России: Учебник для вузов / Под ред. А.Т. Хрущева. – М.: Дрофа, 2001. – 672с.

Оглавление