Значение электроэнергетики в хозяйственном комплексе России

Электроэнергетика - ведущая область энергетики, обеспечивающая электрификацию народного хозяйства страны. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.

Основным объектом исследования является энергетическая отрасль, ее специфика и значение.

Основными задачами исследования является:

- Определения значимость данной отрасли в хозяйственном комплексе страны;

- Изучение энергетических ресурсов и факторы размещения электроэнергетики;

- Рассмотрение различных типов электростанции, их положительные и отрицательные факторы;

- Изучение альтернативных источников энергии, какую роль они играют в современной энергетике;

- Изучение целей реструктуризации и перспективы российской электроэнергетики;

Основной целью данной курсовой работы является изучение принципов функционирования рассматриваемой отрасли в современных условиях, выявления основных проблем, связанных с экономическими, географическими, экологическими факторами и пути их преодоления.

1. Значение и роль в хозяйственном комплексе электроэнергетики. Значение электроэнергетики в хозяйственном комплексе России

Электроэнергетика занимается производством и передачей электроэнергетики и является важнейшей базовой отраслью промышленности России. От уровня ее развития зависит все народное хозяйство страны.

Отличительной особенностью экономики России (так же, как и ранее СССР) тАУ более высокая по сравнению с развитыми странами удельная энергоемкость производимого национального дохода (почти в полтора раза выше, чем в США). Поэтому необходимо широко внедрять энергосберегающие технологии и технику. Однако даже в условиях снижение энергоемкости ВНП спецификой развития производства энергии является постоянно возрастающая потребность в ней производственной и социальной сферы. Важную роль электроэнергетика играет в условиях перехода к рыночной экономике тАУ от ее развития во многом зависит выход из экономического кризиса, решение социальных проблем. На решение социальных задач в 2010 г. пойдет свыше 60% прироста потребления электроэнергетики.

Особенностью электроэнергетики является то, что ее продукция не может накапливаться для последующего использования, поэтому потребление соответствует производству электроэнергетики и по размерам (разумеется, с учетом потерь), и во время. Существуют устойчивые межрайонные связи по ввозу и вывозу электроэнергетики. Электроэнергетика является отраслью специализации Приволжского и Сибирского федеральных округов. Крупные электростанции играют значительную районообразующую роль. На их базе возникают энергоемкие и теплоемкие производства (выплавка алюминия, титана, ферросплавов, производство химических волокон и др.), например, Саянский ТПК (на базе Саяно-Шушенской ГЭС) тАУ сооружается Саянский алюминиевый завод, завод по обработке цветных металлов, строится молибденовый комбинат, в перспективе намечается строительство электрометаллургического комбината.

Представить сегодня нашу жизнь без электроэнергетической энергетики невозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Немыслим без электроэнергии и наш быт. Столь широкое распространение объясняется ее специфическими свойствами:

- Возможность превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и т.п.);

- Способностью относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах;

- Огромными скоростями протекания электромагнитных процессов;

- Способностью к дроблению энергии и изменению параметров тАУ напряжения, частоты.

В промышленности электрическая энергия применяется для приведения в действие различных механизмов и непосредственно в технологических процессах. Работа современных средств связи (телеграфа, телефона, радио, телевидения) основана на применении электроэнергии. Без нее не возможно было бы развитие кибернетики, вычислительной техники, космической отрасли.

Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышленности. Электротранспорт не загрязняет окружающую среду. Большое количество электроэнергии потребляет электрифицированный железнодорожный транспорт, что позволяет повышать пропускную способность дорог за счет увеличения скорости движения поездов, снижать себестоимость перевозок, повышать экономию топлива.[5,122]

Электроэнергия в быту является основным фактором обеспечения комфортабельной жизни людей. Уровень развития электроэнергетики отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-технического прогресса.

Таблица 1 - Основные потребители электроэнергии в России, 2004 г.

Анализируя данные таблицы, можно сделать следующие выводы. Доля потребления электроэнергии промышленности составляет 48,9%.Основным потребителем электроэнергии являются такие отрасли как топливная, жилищно-коммунальное хозяйство, транспорт и связь, прочие отрасли.

Рис.1 - Потребители электроэнергии России

Становление электроэнергетики в России связано с планом ГОЭЛРО (1920 г.). План ГОЭЛРО, рассчитанный на 10-15 лет, предусматривал строительство 10 гидроэлектростанций и 20 паровых электростанций суммарной мощностью 1,5 млн кВт. Фактический план был реализован за 10 лет тАУ к 1931 г., а к концу 1935 г. вместо 30 было построено 40 районных электростанций, в том числе Свирская и Волховская гидроэлектростанции, Шатурская ГРЭС на торфе и Каширская ГРЭС на подмосковных углях. Основу плана составили:

- Широкое использование на электростанциях местных топливных ресурсов;

- Создание высоковольтных электрических сетей, объединяющих мощные станции;

- Экономическое использование топлива, достигаемое параллельной работой ТЭС и ГЭС;

- Сооружение ГЭС в первую очередь в районах, бедных органическим топливом.

План ГОЭЛРО создал базу индустриализации России. В 1920-е годы наша страна занимала одно из последних мест по выработке энергии, а уже в конце 1940-х годов она заняла первое место в Европе и второе в мире.

Сегодня мощность всех электростанций России составляет около 212,8 млн кВт. В последние годы произошли огромные организационные изменения в энергетике. Создана акционерная компания РАО ВлЕЭС РоссииВ», управляемая советом директором и осуществляющая производство, распределение и экспорт электроэнергии. Это крупнейшее в мире централизованно управляемое энергетическое объединение. Фактически в России сохранилась монополия на производство электроэнергии в ведении РАО ВлЕЭС РоссииВ» находится около 600 тепловых электростанций (ТЭС), более 100 гидравлических электростанций (ГЭС) и 9 атомных электростанций (АЭС). [6, 23]

Место России в мировом производстве электроэнергии

Общее мировое производство электроэнергии в 2004г. достигло 13700 ТВттАвч, из них 62% были выработаны на тепловых энергостанциях на органическом топливе, по 18% на АЭС и ГЭС, а остальные 2% на нетрадиционных возобновляемых источниках энергии.

К числу крупнейших в мире производителей электроэнергии в 2004 г. относились США, Китай, Япония, Россия, Канада, Германия и Франция. В 2004 г. объем мировой торговли электроэнергией составил 348 ТВттАвч и был на 25 % больше по сравнению с 2003 г. Таким образом, имеет место существенное опережение темпов расширения международной торговли электроэнергией по сравнению с темпами роста ее производства. Крупнейшими экспортерами электроэнергии являются Франция (69 ТВтВ·ч в 2003 г.), Парагвай (40 ТВттАвч) и Канада (36 ТВттАвч), крупнейшими импортерами тАФ США и Италия (по 37 ТВттАвч). Хорошо известно, что Россия обладает огромными запасами органических топлив: 45% мировых запасов природного газа, 23% угля и 13% нефти находится в ее недрах. Лидерство России на мировом рынке энергоресурсов, с одной стороны, дает множество политических и экономических преимуществ, а с другой - накладывает целый ряд обязательств и серьезную ответственность. Причем не только на внешнем рынке, но и внутри страны. Возрастающее потребление электроэнергии во всем мире и в активно развивающейся экономике России - устойчивая тенденция, требующая постоянного увеличения объемов как экспортных поставок энергоносителей, так, безусловно, и стабильного обеспечения растущих потребностей внутреннего рынка. Это придает первоочередную важность таким вопросам, как привлечение в отрасль инвестиций, техническое переоснащение и совершенствование объектов энергетики. Между тем отставание в развитии электроэнергетики от экономики в целом становится все более очевидным.[6, 59]

Таблица 2 - Финансовые результаты экспорта электроэнергии в 2004 г.

На основании таблицы можно сделать следующие выводы. Основную часть экспорта электроэнергии составляют поставки на Украину, Белоруссию, Казахстан, Финляндию.

Рис. 2 - Экспорт электроэнергии в 2004 году

2. Особенности размещения и развития электроэнергетики

2.1 Основные принципы и факторы размещения и развития электроэнергетики

При развитии энергетики огромное значение придается вопросам правильного размещения электроэнергетического хозяйства. Важнейшим условием рационального размещения электрических станций является всесторонний учет потребности в электроэнергии всех отраслей народного хозяйства страны и нужд населения, а также экономического района на перспективу.

Одним из принципов размещения электроэнергетики на современном этапе развития рыночного хозяйства является преимущественное строительство набольших по мощности тепловых электростанций, внедрение новых видов топлива, развитие сети дальних высоковольтных электропередач. В дорыночный период строились очень крупные электростанции. Наиболее крупные электростанции мощностью по 2 млн кВт и более работают во многих регионах страны.

Особенностью развития электроэнергетики было строительство атомных электростанций, в первую очередь в районах, дефицитных по топливу Атомные электростанции в своем размещении учитывают потребительский фактор. Установлено, что энергетический эквивалент разведанных мировых запасов ядерного горючего во много раз превосходит энергетический эквивалент известных мировых запасов угля, нефти и гидроэнергии, вместе взятых. Кроме того, преимущество атомных электростанций перед другими тепловыми и гидростанциями состоит в том, что их можно строить в любом районе независимо от его топливных или водных ресурсов.

Существенная особенность развития и размещения электроэнергетики тАУ широкое строительство теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) для теплофикации различных отраслей промышленности и коммунального хозяйства. Под теплофикацией понимается централизованное снабжение теплом городов и промышленных предприятий с одновременным производством электроэнергии. Теплофикация дает экономию топлива и почти вдвое увеличивает коэффициент полезного действия электростанции, позволяет производить дешевую тепловую энергию для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения и, следовательно, способствует лучшему удовлетворению бытовых нужд населения.

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) размещаются в пунктах потребления пара и горячей воды, поскольку передача тепла по трубопроводам экономически целесообразна лишь на небольшие расстояния. При проектировании и сооружении тепловых электростанций учитываются климатические условия отдельных районов страны. Это позволяет удешевлять и сокращать сроки строительства. Так, в южных районах, где нет сильных морозов, все более широкое распространение получают электростанции открытого или полуоткрытого типа.

Важным направлением в развитии электроэнергетики является также строительство гидроэлектростанций.

Гидроэнергетическое строительство развертывалось быстрыми темпами. За предвоенный период были построены ГЭС общей мощностью свыше 1 млн кВт (Волховская, Свирская и др.). В этот же период началась реконструкция рек Волги, Камы, которая продолжалась и в послевоенный период.

В практической работе по размещению электростанций большое значение имеет кооперирование гидроэлектростанций с тепловыми электростанциями. Это обусловлено тем, что выработка электроэнергии на гидростанциях сильно колеблется в течение года в связи с изменениями водного режима рек. Объединение тепловых и гидравлических электростанций в одной энергосистеме позволяет компенсировать недостаток в выработке энергии на гидростанциях в маловодные периоды года за счет электроэнергии, вырабатываемой на тепловых электростанциях.[4, 251]

2.2 Энергетические ресурсы России и география их размещения

Энергетические ресурсы на территории России расположены крайне неравномерно. Основные их запасы сконцентрированы в Сибири и на Дальнем Востоке (около 93% угля, 60% природного газа, 80% гидроэнергоресурсов), а большая часть потребителей электроэнергии - в европейской части страны. Рассмотрим данную картину более подробно по регионам.

Российская Федерация состоит из 11 экономических районов. Можно выделить районы, в которых вырабатывается значительное количество электроэнергии, их пять: Центральный, Поволжский, Урал, Западная Сибирь и Восточная Сибирь.

Центральный экономический район (ЦЭР) имеет довольно выгодное экономическое положение, но не обладает значительными ресурсами. Запасы топливных ресурсов крайне малы, хотя по их потреблению район занимает одно из первых мест в стране. Он расположен на пересечении сухопутных и водных дорог, которые способствуют возникновению и укреплению межрайонных связей. Запасы топлива представлены Подмосковным буроугольным бассейном. Запасы гидроэнергии невелики, созданы системы водохранилищ на Оке, Волге и других реках. Также разведаны запасы нефти, но до добычи еще далеко. Можно сказать, что энергетические ресурсы ЦЭР имеют местное значение, и электроэнергетика не является отраслью его рыночной специализации.

В структуре электроэнергетики Центрального экономического района преобладают крупные тепловые электростанции. Конаковская и Костромская ГРЭС, имеющие мощность по 3,6 млн. кВт, работают, в основном, на мазуте, Рязанская ГРЭС (2,8 млн. кВт) тАУ на угле. Также достаточно крупными являются Новомосковская, Черепетская, Щекинская, Ярославская, Каширская, Шатурская тепловые электростанции и ТЭЦ Москвы. ГЭiентрального экономического района невелики и немногочисленны. В районе Рыбинского водохранилища построена Рыбинская ГЭС на Волге, а также Угличская и Иваньковская ГЭС. Гидроаккумулирующая электростанция построена около Сергиева Посада. В районе есть две крупные атомные электростанции: Смоленская (3 млн. кВт) и Калининская (2 млн. кВт), а также Обнинская АЭС.

Поволжский экономический районспециализируется на нефтяной и нефтеперерабатывающей, химической, газовой, обрабатывающей промышленности, производстве строительных материалов и электроэнергетике. В структуре хозяйства выделяется межотраслевой машиностроительный комплекс.

Важнейшими полезными ископаемыми района являются нефть и газ. Крупные месторождения нефти находятся в Татарстане (Ромашкинское, Первомайское, Елабужское и др.), в Самарской (Мухановское), Саратовской и Волгоградской областях. Ресурсы природного газа обнаружены в Астраханской области (формируется газопромышленный комплекс), в Саратовской (Курдюмо-Елшанское и Степановское месторождения) и Волгоградской (Жирновское, Коробовское и др. месторождения) областях.

В структуре электроэнергетики выделяются крупная Заинская ГРЭС (2,4 млн. кВт), расположенная на севере района и работающая на мазуте и угле, а также ряд крупных ТЭЦ. Отдельные более мелкие тепловые электростанции обслуживают населенные пункты и промышленность в них. В районе построено две атомных электростанции: Балаковская (3млн. кВт) и Димитровградская АЭС. На Волге построены Самарская ГЭС (2,3 млн. кВт), Саратовская ГЭС (1,3 млн. кВт), Волгоградская ГЭС (2,5 млн. кВт). На Каме сооружена Нижнекамская ГЭС (1,1 млн. кВт) в районе города Набережные Челны. Гидроэлектростанции работают в объединенной системе.

Урал тАУ один из самых мощных индустриальных комплексов в стране. Отраслями рыночной специализации района являются черная металлургия, цветная металлургия, обрабатывающая, лесная промышленность и машиностроение.

Топливные ресурсы Урала очень разнообразны: уголь, нефть, природный газ, горючие сланцы, торф. Нефть, в основном, сосредоточена в Башкортостане, Удмуртии, Пермской и Оренбургской областях. Природный газ добывается в крупнейшем в европейской части России оренбургском газоконденсатном месторождении. Запасы угля невелики.

В Уральском экономическом районе в структуре электроэнергетики преобладают тепловые электростанции. В регионе три крупных ГРЭС: Рефтинская (3,8 млн. кВт), Троицкая (2,4 млн. кВт) работают на угле, Ириклинская (2,4 млн. кВт) тАУ на мазуте. Отдельные города обслуживают Пермская, Магнитогорская, Оренбургская тепловые электростанции, Яйвинская, Южноуральская и Кармановская ТЭС. Гидроэлектростанции построены на реке Уфе (Павловская ГЭС) и Каме (Камская и Воткинская ГЭС). На Урале есть атомная электростанция тАУ Белоярская АЭС (0,6 млн. кВт) около города Екатеринбурга. Наибольшая концентрация электростанций тАУ в центре экономического района.

Западная Сибирь относится к районам с высокой обеспеченностью природными ресурсами при дефиците трудовых ресурсов. Она расположена на перекрестке железнодорожных магистралей и великих сибирских рек в непосредственной близости от индустриально развитого Урала.

В Западной Сибири ведущая роль принадлежит тепловым электростанциям. Сургутская ГРЭС (3,1 млн. кВт) расположена в центре региона. Основная же часть электростанций сосредоточена на юге: в Кузбассе и прилегающих к нему районам. Там расположены электростанции, обслуживающие Томск, Бийск, Кемерово, Новосибирск, а также Омск, Тобольск и Тюмень. Гидроэлектростанция построена на Оби около Новосибирска. Атомных электростанций в районе нет.

Восточная Сибирь отличается исключительным богатством и разнообразием природных ресурсов. Здесь сосредоточены огромные запасы угля и гидроэнергетических ресурсов. Наиболее изученными и освоенными являются Канско-Ачинский, Иркутский и Минусинский угольный бассейны. Есть менее изученные месторождения (на территории Тывы, Тунгусский угольный бассейн). Есть запасы нефти. По богатствам гидроэнергетических ресурсов Восточная Сибирь занимает в России первое место. Высокая скорость течения Енисея и Ангары создает благоприятные условия для строительства электростанций.

На Енисее построены Усть-Хантайская ГЭС, Курейская ГЭС, Майнская ГЭС, Красноярская ГЭС (6 млн. кВт) и Саяно-Шушенская ГЭС (6,4 млн. кВт). Большое значение имеют гидравлические электростанции, сооруженные на Ангаре: Усть-Илимская ГЭС (4,3 млн. кВт), Братская ГЭС (4,5 млн. кВт) и Иркутская ГЭС (600 тыс. кВт). Строится Богучановская ГЭС. Также сооружены Мамаканская ГЭС на реке Витим и каскад Вилюйских гидроэлектростанций.

В районе построены мощные Назаровская ГРЭС (6 млн. кВт), работающая на угле; Березовская (проектная мощность тАУ 6,4 млн. кВт), Читинская и Ирша-Бородинская ГРЭС; Норильская и Иркутская ТЭЦ. Также тепловые электростанции построены для обслуживания таких городов, как Красноярск, Ангарск, Улан-Удэ. Атомных электростанций в районе нет. [5, 340]

2.3 Энергетические кризисы

Энергетический кризис тАФ явление, возникающее когда спрос на энергоносители значительно выше их предложения. Его причины могут находиться в области логистики или политики.

В 2006 году дефицит электроэнергии только в Москве по официальным данным составляет около 1500 мВт (12-14 % от общего уровня потребления).

Почему в России возникает энергетический кризис? Ведь СССР занимал второе место в мире по добыче энергетического сырья и по производству электроэнергии, уступая в этом отношении лишь США. Цена одного киловатт-часа электроэнергии составляла тАФ сейчас это звучит почти невероятно тАФ всего одну копейку, тогда как в США и Западной Европе тАФ 10тАФ12 центов. Все очень просто: за 10 лет так называемых ВлреформВ» производство нефти и угля снизилось вдвое, заметно упала добыча газа, но главное тАФ Россия превратилась в страну, послушно снабжающую Влразвитые страныВ» энергетическим сырьем и электроэнергией. Российским газом в изобилии снабжаются Германия, Австрия, Италия, Франция, Греция, Финляндия. В эти страны уходит около 120 миллиардов кубометров, еще 16 миллиардов кубометров планируется поставлять в Турцию. Россия также снабжает газом почти все страны СНГ. В итоге более 40% из добываемых 530 миллиардов кубометров газа уходят из страны.

С нефтью ситуация еще хуже, поскольку товар этот очень дефицитный, а алчность российских нефтедобытчиков, присвоивших себе гигантскую общенародную собственность, трудно переоценить. В итоге из добытых в 2005 г. 313 миллионов тонн нефти в осталось лишь 168,5 миллиона тонн.

Иначе говоря, в нарушение всех российских законов, по которым полагается продавать не более 30% нефти и нефтепродуктов, за рубеж ушло 46% годовой добычи.

Но совершенно особая, просто трагическая ситуация складывается с угледобывающей промышленностью, скорость развала которой превосходит все мыслимые представления. Каменный уголь был и продолжает оставаться основой мировой энергетики. Его добычу стремительно наращивают все страны мира. За последние 10тАФ15 лет производство угля в Австралии увеличилось в 3,7 раза, в ЮАР тАФ в 3,2, Китае тАФ в 3, Индии тАФ в 2,6, в США тАФ в 1,7 раза. Доля угля в мировом производстве электроэнергии составляет около 50%, в Польше тАФ 96, ЮАР тАФ 95, Австралии тАФ 86, КНР тАФ 71, Великобритании тАФ 63, ФРГ тАФ 63, США тАФ 56%. США уже довели ежегодную добычу угля до 1100, а Китай тАФ до 1500 миллионов тонн.И лишь Россия тАФ единственная страна в мире, где за последние 10 лет добыча угля упала вдвое,тАФ с 450 млн. до 230 млн. тонн тАФ на фоне экспорта угля, рубеж. Доля угля в российском топливно-энергетическом балансе составляет сейчас лишь 12%, а в выработке электроэнергии тАФ 26%.

Разведанные запасы угля в России очень велики, они превышают 200 миллиардов тонн, из них ценные коксующиеся угли составляют более 40 миллиардов тонн, а особо ценные тАФ около 20 миллиардов. Почти 120 миллиардов тонн угля можно добывать самым эффективным способом тАФ в открытых разрезах. Крупные месторождения угля разведаны и в тех районах, где нет нефти и газа,тАФ на юге Сибири, в Приамурье, Приморье, на Северо-Востоке. Казалось бы, проблем нет: можно и нужно добывать сколько необходимо.

Добыча угля сокращалась прежде всего по причине низкого платежеспособного спроса на внутреннем рынке. Кроме того, непомерно возросшие железнодорожные тарифы повлекли за собой такой резкий рост затрат на перевозку угля, что они часто превышают затраты на добычу. Вместе с тем основное горно-транспортное оборудование практически исчерпало свой ресурс: его не обновляли с советских времен. Но даже несмотря на резкое снижение удельного веса подземной добычи, травматизм в угольной промышленности чудовищно возрос.[8, 15]

3. Типы электростанций

Основной тип электростанций в России- тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, газ, мазута, сланцы, торф). На их долю приходится около 67 % производства электроэнергии. Основную роль играют мощные (более 2 млн кВт) ГРЭС тАУ государственные районные электростанции, обеспечивающие потребности экономического района и работающие в энергосистемах. (Приложение №1)

Таблица 3 - Динамика производства, по видам электростанций

Рис. 3 - Динамика производства электроэнергии

Анализируя производство электроэнергии по видам электростанций, можно сделать следующие выводы. Основную долю в производстве электроэнергии занимают тепловые электростанции тАУ 66,34%, затем гидроэлектростанции тАУ 17,16%, наименьшую долю в производстве электроэнергии занимают атомные электростанции тАУ 16,5%.

На размещение тепловых электростанций оказывают основное влияние топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные из них располагаются, как правило, в местах добычи топлива: чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать электроэнергию.

3.1 Тепловые электростанции

Тепловые электростанции ориентированы на потребителя и одновременно находятся у источников топливных ресурсов. Потребительскую ориентацию имеют электростанции, использующие высококалорийное топливо, которое экономически выгодно транспортировать. Электростанции, работающие на мазуте, располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности. Крупнейшие ГРЭС приводятся в таблице 4 .

Таблица 4 - Размещение ГРЭС мощностью более 2 млн кВт