теплоэнергетика

ская и Костромская ГРЭС, имеющие мощности по 3600 МВт, Криворожская ГРЭС – 3000 МВт; в число крупнейших теплофикационных электростанций вошли ТЭЦ-23 (1330 МВт) и ТЭЦ-22 (1250 МВт) Мосэнерго. Установленная мощность НовоВоронежской АЭС достигла 2455 МВт, Ленинградской АЭС – 4000 МВт и Белоярской АЭС – 900 МВт.

Самыми крупными гидроэлектростанциями являются Красноярская (6000 МВт), Братская (4500 МВт), Саяно-Шушенская (6400 МВт) и Усть-Илимская (3600 МВт). Установленная мощность электростанций СССР на конец 1980 г. составила более 260 млн кВт, в том числе ТЭС – около 196 млн кВт (75,2 %), ГЭС

– 52,3 млн кВт (20,1 %) и АЭС – 12,5 млн кВт (4,7 %).

Рост установленной мощности электростанций и производства электрической энергии в СССР отражен на рис. 2.1.

Производство электроэнергии в1980 г. увеличилось в 1,25 раза по сравнению с 1975 г., достигнув 1295 млрд кВт∙ч. Из этого количества в 1985 г. на тепловых электростанциях было выработано 1045 млрд кВт·ч (80,7 %), на гид-

роэлектростанциях – 177,5 млрд кВт·ч

(13,7 %) и на атом-

ных электростанциях (АЭС) – 73 млрд кВт·ч

(5,62 %). Производ-

ство электроэнергии на АЭС и ГЭС в 1980 г. было эквивалентно снижению расхода органического топлива более чем

на 77 млн т у. т.

Производство теп- Рис. 2.1. Установленная мощность электро- ловой энергии цен- станций и производство электроэнергии в

трализованными ис- СССР

точниками достигло 9 470 млн ГДж (2 262 млн Гкал), отпуск теплоты от ТЭЦ составил 4 810 млн ГДж (1 150 млн Гкал). Удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию в 1980 г. составил 328 г/(кВт∙ч).

Советская атомная отрасль в период 1970–1990 гг. совершила значительный рывок в своем развитии. Именно до 1991 г.

31

был сделан тот задел по сооружению АЭС в России и странах Восточной Европы, за счет которого после 1990 г. происходило инерционное развитие отрасли вплоть до недавнего времени.

За четыре десятилетия был создан богатый научнотехнический, кадровый и производственный потенциал атомной отрасли, определено несколько десятков перспективных площадок для сооружения АЭС, имевших к началу 1990-х гг. различную степень готовности. Достижением периода становления советской атомной отрасли являлся переход к крупномасштабному поточному методу сооружения АЭС, включая реализацию блочно-модульного строительства.

Динамика роста установленной мощности и производства электроэнергии на электростанциях СССР с 1955 по 1990 гг. представлена рис. 2.2 и 2.3.

32

По многим технико-экономическим показателям энергетика Советского Союза в 1990 г. находилась на уровне передовых в области энергетики зарубежных стран. В первую очередь, это относится к параметрам и единичной мощности электростанций, среднему удельному расходу топлива на выработку электрической и тепловой энергии и теплоты на ТЭС, развитию теплофикации, технике передачи электроэнергии на дальние расстояния, масштабам и централизации управления объединенными энергосистемами.

2.4. Энергетика России в период 1991 – 2012 гг.

Россия обладает уникальной позицией в современной энергетической отрасли мирового хозяйства. В стране, где проживает менее 3% населения мира, сосредоточено около 13% всех мировых разведанных запасов нефти, 34% запасов природного газа, около 20% разведанных запасов каменного угля и 14% запасов урана. Но «благословенье недр» может обернуться и их «проклятьем», если не будет уравновешено поступательным прогрессом в сфере фундаментальных наук и высоких технологий для энергетики, в частности для атомной отрасли.

В середине 90-х гг. в структуре топливоснабжения РФ, применительно к ТЭС на органическом топливе, основное место занимал газ, доля которого составляла 59 – 63%, уголь –в пределах 25 – 28%, мазут – 11 – 13%, около 0,3% – торф.

На тепловых электростанциях отрасли (РАО «ЕЭС России») широко используются крупные энергоблоки мощностью 150 – 1200 МВт. Общее количество таких энергоблоков в конце 1995 г. составляло 251 с суммарной мощностью более 68 000 МВт. Значительную долю тепловых электростанций составляет ТЭЦ. Доля мощности теплофикационных турбин в конце 1995 г. была порядка 50% общей мощности тепловых электростанций. Производство тепловой энергии в 1995 г. на электростанциях отрасли составило 615,8 млн Гкал и уменьшилось по сравнению

с1992 г на 22 %.

Впервом десятилетии XXI в. ситуация в энергетике России начинает меняться. Отсутствие экономической и финансовой стабилизации в стране не позволило в широких масштабах перейти к прогрессивным и высокоэффективным энергетическим технологиям, использующим газ и уголь. Одновременно экспортная цена газа в несколько раз превысила цены на внутреннем рынке и вызвала тенденцию к постепенному сокращению

33

поставок газа в энергетику РФ. Намечается тенденция к расширению использования твердого топлива и реконструкции ряда ТЭС с переводом на сжигание угля.

Необходимо также отметить, что за счет повышения качества проектов и систем безопасности преодолен синдром боязни перед ядерной энергетикой. Начаты работы по завершению сооружения ряда блоков АЭС, приостановленных ранее и имеющих высокую степень готовности, и развернуто строительство новых блоков АЭС.

После спада в 90-х с 1998 г. потребление электроэнергии в стране постоянно растёт, в частности в 2012 г. выработка всеми станциями единой энергосистемы составила 1016,5 млрд кВт·ч (1030,8 млрд кВт·ч в 1990 г.). За 2011 г. гидроэлектростанциями было выработано 165 млрд кВт·ч электроэнергии, что на 2% меньше, чем в 2010г. Тепловые электростанции произвели 713 млрд кВт·ч (на 2,2 % больше, чем в 2010 г.), атомные – 173 млрд кВт·ч (на 1,4 % больше, чем в 2010 г.).

Производство тепловой энергии в 2012г. сократилось на 3%, до 1,315 млрд Гкал.

Начало нового этапа развития энергетики России во второй половине первого десятилетия XXI в. хорошо иллюстрируется все более масштабным вводом новых генерирующих мощностей на электростанциях страны.

В2005 г. впервые за пятнадцать лет введены в эксплуатацию новые крупные генерирующие мощности: 6-й энергоблок Новочеркасской ГРЭС, 4-й гидроагрегат Бурейской ГЭС, 1-й энергоблок Калининградской ТЭЦ-2.

В2006 г. введены в эксплуатацию первый парогазовый энергоблок Правобережной ТЭЦ в Санкт-Петербурге, 2-й парогазовый блок мощностью 450 МВт Северо-Западной ТЭЦ.

Впериод 2011 – 2012 гг. продолжился рост вводов новых генерирующих мощностей на электростанциях России.

В2011 г. были введены в эксплуатацию более 10 крупных парогазовых блоков мощностью 400 – 450 МВт, среди которых парогазовый блок ПГУ-400 на Невинномысской ГРЭС (ОАО «Энел ОГК-5»), парогазовый блок ПГУ-420 на ТЦ-26 ОАО «Мосэнерго», парогазовый блок ПГУ-410 на Краснодарской ТЭЦ (ООО «ЛУКООЙЛ-Кубаньэнерго») и др.

Масштабные вводы новых паротурбинных теплофикационных мощностей проведены на многих теплоэлектроцентралях в Челябинской, Тюменской, Тобольской и других областях России.

34

В 2012 г. продолжился ввод новых генерирующих мощностей на электростанциях страны: введены новые паротурбинные блоки на Харанорской ГРЭС – 2015 МВт, Уренгойской ГРЭС – 450 МВт, на Киришской ГРЭС – парогазовый блок мощностью 800 МВт – ПГУ-800, на Новомосковской ГРЭС – ПГУ-190 и целый ряд других.

Общий итог работы по строительству новых мощностей в 2011 – 2012 гг.: введено в эксплуатацию более 10 000 МВт новых генерирующих мощностей на тепловых электростанциях страны. При этом за тот же период выведено из эксплуатации около 1 500 МВт старых мощностей.

Таким образом, ввод новых генерирующих мощностей в России впервые с 1985 г. стал сопоставим с темпами ввода генерирующих мощностей в Советском Союзе в период 60-70-х гг. прошлого столетия. На графиках рис. 2.3 приведены данные об установленной мощности электростанций и производстве электроэнергии в России в период 1990 – 2009 гг.

Период 1990–2000 гг. характеризовался стагнацией в атомной энергетики России, как из-за синдрома Чернобыльской аварии, так и за счет перехода к рыночным отношениям, когда государство практически устранилось от финансирования атомной отрасли. При этом было приостановлено строительство новых блоков АЭС на подготовленных площадках в объеме 38 ГВт, из которых 18 ГВт имели значительный строительный задел (от 70

до 20%).

Установленная мощность электростанций и производство электроэнергии в России в период 1990 – 2011гг. приведена на рис. 2.4.

Сейчас в России действуют 10 АЭС (33 энергоблока) общей установленной мощностью 25,2 ГВт. В структуре производства электроэнергии в России доля атомных электростанций за 2000

– 2012 гг. увеличилась с 14,7% (129 млрд кВт·ч) до 16,8% (177,3 млрд кВт·ч). Доля производства электроэнергии на АЭС составляет 16–17% в общей выработки электрической энергии. Доля электроэнергии, произведенной на АЭС в Европейской части и на Урале, составляет 26 %.

Новый импульс развитию атомной отрасли России был дан в конце 2005 г.: главе Росатома Сергею Кириенко была поставлена задача реформировать отрасль и обеспечить достижение 25-процентной доли АЭС в выработке электроэнергии в России к

2030 г.

35

В 2010 г. началось сооружение Нововоронежской АЭС-2 и Ленинградской АЭС-2 по новому проекту «АЭС-2006» с реакторами типа ВВЭР мощностью 1200 МВт.

Рис. 2.4. Установленная мощность электростанций и производство электроэнергии в России в период 1990 – 2011 гг.

12 мая 2008 г. Указом Президента Российской Федерации создано Министерство энергетики Российской Федерации. 30 июня этого же года завершило операционную деятельность РАО «ЕЭС России».

В 2009 г. Правительством РФ утверждена Энергетическая стратегия России на период до 2030 г., в которой разработаны вопросы развития энергетических мощностей в нашей стране до

2030 г.

Контрольные вопросы

1. Назовите начальные параметры пара на тепловых электростанциях России в начале 50-х гг. ХХ в.

2. Приведите численные значения удельного расхода топлива на производство электрической энергии на тепловых электростанциях России в начале 80-х гг. ХХ в.

3.Назовите наиболее мощные ГРЭС и ТЭЦ России.

4.Какова доля производства электроэнергии на АЭС составляет в общей энерговыработке электростанций России?

5.В каком году намечено обеспечить достижение 25-про- центной доли АЭС в выработке электроэнергии в России?

36

Раздел 3. Основные виды производства электроэнергии в России

Современный электроэнергетический комплекс России включает более 400 электростанций с единичной мощностью свыше 20 МВт. Общая установленная мощность электростанций России составляет более 220 тыс. МВт. Установленная мощность 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.

3.1. Тепловая энергетика на органическом топливе

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

Теплоэнергетика для получения электрической энергии использует в качестве первичного источника энергии органическое топливо: природный газ, мазут, каменный и бурый угли. Тепловые электростанции (ТЭС), действующие на территории России, можно классифицировать по следующим признакам:

-по виду выдаваемой энергии: электроэнергия – конденсационные (КЭС), электрическая и тепловая энергия – теплоэлектроцентали (ТЭЦ);

-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 (соответственно 3000 и 4000 ч в году), пиковые (менее 1500 – 2000 ч

вгоду).

-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.

37

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 крупной 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 «Государственная районная электростанция»). 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.

Впроцессе реформы отрасли крупнейшие тепловые электростанции России были объединены в оптовые генерирующие компании (ОГК) и территориально-генерирующие компании

(ТГК).

Внастоящий момент основной задачей развития тепловой генерации является обеспечение технического перевооружения

иреконструкции действующих электростанций, а также ввод новых генерирующих мощностей с использованием передовых технологий в производстве электроэнергии.

3.2.Гидроэнергетика

Гидроэнергетика основана на использовании энергии и является возобновляемым источником энергии. Из всех существующих типов электростанций именно ГЭС являются наиболее маневренными и способны при необходимости быстро существенно увеличить объемы выработки, покрывая пиковые нагрузки.

Гидроэнергетические ресурсы на Земле оцениваются в 33 000 ТВт·ч в год, но по техническим и экономическим соображениям из всех запасов доступны от 4 до 25 %.

38

ВРоссии исторически сложился 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 2 900 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.

Внастоящее время на территории России работают 102 гидростанции 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 г. российскими гидроэлектростанциями выработано 165 млрд кВт·ч электроэнергии.

Вобщем объеме производства электроэнергии в России доля ГЭС не превышает 20 %.

Входе реформы электроэнергетики была создана федеральная гидрогенерирующая компания ОАО «ГидроОГК» («Русгидро»), которая объединила основную часть гидроэнергетических активов страны. На сегодняшний день в холдинг «ГидроОГК» входят 15 федеральных электростанций.

До недавнего времени крупнейшей гидроэлектростанцией России считалась Саяно-Шушенская ГЭС им. П. С. Непорожнего мощностью 6720 МВт (Хакасия). Однако после трагической аварии 17 августа 2009 г. ее мощности временно выбыли из строя.

Внастоящее время полным ходом ведутся восстановительные работы, которые предполагается завершить полностью к 2014 г. 24 февраля 2010 г. 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.

39

В настоящее время гидроэнергетика является одним из наиболее эффективных направлений электроэнергетики.

Выработка электроэнергии российскими ГЭС обеспечивает ежегодную экономию 50 млн т условного топлива, потенциал экономии составляет 250 млн т; позволяет снижать выбросы СО2 в атмосферу на величину до 60 млн т 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 (в настоящее время в стадии строительства Зарамагская, Гоцатлинская ГЭС, Зеленчукская ГЭС-ГАЭС, в планах строительство вторых очередей Ирганайской ГЭС, Агвалинская ГЭС, развитие Кубанского каскада и Сочинской ГЭС, а также развитие малой гидроэнергетики в Северной Осетии и Дагестане).

Еще одним регионом России по развитию гидроэнергетических мощностей традиционно остается Сибирь. В этом регионе запланирована достройка Богучанской, Вилюйской-III и УстьСреднеканской ГЭС, проектируются Южно-Якутский ГЭК и Эвенкийская ГЭС.В центре и на севере Европейской части России, в Приволжье продолжится дальнейшее развитие гидроэнергетического комплекса, начато строительство выравнивающих мощностей в основных потребляющих регионах (в частности – строительство Ленинградской и Загорской ГАЭС-2).

40