География электроэнергетики
Энергетика занимается производством и передачей электроэнергии и является одной из базовых отраслей тяжелой промышленности. Отличительная особенность экономики России - это более высокая по сравнению с развитыми странами удельная энергоемкость производимого национального дохода.
Энергетическая политика в России имеет особое значение.
Во-первых, это связано с географическим положением и климатическими условиями страны, которые требуют бесперебойного отопления и освещения на протяжении шести и более месяцев в году.
Во-вторых, энергетика необходима для поддержания важнейших систем и объектов инфраструктуры (транспорта, связи, бытового обслуживания), обеспечения работы базовых отраслей экономики: добычи сырьевых ресурсов, тяжелой и оборонной промышленности, машиностроения.
В-третьих, продукция топливно-энергетического комплекса является предметом российского экспорта, доходы от которого составляют существенную часть налоговых поступлений в государственный бюджет.
Развитие электроэнергетики в России связано с планом ГОЭЛРО, который был разработан в 1920-1921 гг. Рассчитанный на 10-15 лет план предусматривал строительство 10 гидроэлектростанций и 20 тепловых электростанций. К 1935 г. было построено 40 районных электростанций вместо 30. План ГОЭЛРО создал основу индустриализации России. В 20-е годы Россия занимала одно из последних мест в мире по выработке электроэнергии, в конце 40-х годов страна заняла первое место в Европе и второе место в мире.
Крупные электростанции играют значительную районообразующую роль. На их базе возникают энерго- и теплоемкие производства.
Производство электроэнергии в России постоянно росло до 1990 г., в последующие годы оно сократилось. В России вырабатывается 66% электроэнергии СНГ. Электроэнергетика включает тепловые, атомные электростанции, гидроэлектростанции (включая гидроаккумулирующие и приливные), прочие электростанции (ветро-, гелиостанции, геотермальные станции), электрические и тепловые сети, самостоятельные котельные.
Тепловые электростанции (ТЭС). Основной тип электростанций в России - тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, газ, мазут, сланцы, торф). Основную роль играют мощные (более 2 млн. кВт) ГРЭС - государственные районные электростанции, обеспечивающие потребности экономического района и работающие в энергосистемах. На размещение тепловых электростанций оказывают основное влияние топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные ТЭС расположены, как правило, в местах добычи топлива. Чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать энергию. Тепловые электростанции, использующие местные виды топлива, 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.
ГРЭС мощностью более 2 млн. кВт расположены в следующих экономических районах: Центральный - Костромская, Рязанская, Конаковская; Уральский - Рефтинская, Троицкая, Ириклинская; Поволжский - Заинская; Восточно-Сибирский - Назаровская; Западно-Сибирский - Сургутские ГРЭС; Северо-Кавказский - Ставропольская; Северо-Западный – Киришская.
К тепловым электростанциям относятся и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), обеспечивающие теплом предприятия и жилье с одновременным производством электроэнергии. ТЭЦ размещаются в пунктах потребления пара и горячей воды, поскольку радиус передачи тепла невелик (10-12 км).
Положительные свойства ТЭС:
-относительно свободное размещение, связанное с широким распространением топливных ресурсов в России;
-способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний (в отличие от ГЭС).
Отрицательные свойства ТЭС:
-используют невозобновимые топливные ресурсы;
-обладают низким КПД (коэффициентом полезного действия);
-оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду;
-имеют большие затраты на добычу, перевозку, переработку и удаление отходов топлива.
Гидравлические электростанции (ГЭС) находятся на втором месте 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.
Строительство ГЭС требует длительных сроков и больших удельных капитальных вложений, связано с потерями земель на равнинах, наносит ущерб сельскому и рыбному хозяйству.
ГЭС мощностью более 2 млн. кВт: Восточно-Сибирский - Саяно-Шушенская, Красноярская, Братская, Усть-Илимская; Поволжский - Волжская (Волгоград), Волжская (Самара).
Для гидростроительства в настоящее время характерно сооружение на реках каскадов гидроэлектростанций.
Каскад - группа ГЭС, расположенных ступенями по течению водного потока для последовательного использования его энергии. При этом, помимо получения электроэнергии решаются проблемы снабжения населения и производства водой, устранения паводков, улучшения транспортных условий. Но создание каскадов привело к нарушению экологического равновесия.
Самые крупные ГЭС в стране входят в состав Ангаро-Енисейского каскада: Саяно-Шушенская, Красноярская - на Енисее, Иркутская, Братская, Усть-Илимская, Богучанская - на Ангаре.
В европейской части страны создан крупный каскад ГЭС на Волге. В его состав входят: Иваньковская, Рыбинская, Городецкая, Чебоксарская, Волжская (Самара), Саратовская, Волжская (Волгоград) и др.
Самыми крупными ГЭС мира являются бразильско-парагвайская «Итайпу» на р. Парана мощностью 12,6 млн. кВт, венесуэльская «Гури» на р. Карони - 10 млн. кВт, «Гранд-Кули» в США на р. Колумбия мощностью 9,7 млн. кВт. В настоящее время самые крупные проекты строительства ГЭС воплощаются в жизнь в Китае.
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 флору, фауну; - дороговизна строительства.
Перспективным является строительство гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Их действие основано на циклическом перемещении одного и того же объема воды между двумя бассейнами (верхним и нижним), соединенными водоводами. В ночное время за счет излишков электроэнергии, вырабатываемой на постоянно работающих ТЭС и ГЭС, вода из нижнего бассейна по водоводам, работающим как насосы, закачивается в верхний бассейн. В часы дневных пиковых нагрузок, когда энергии в сети не хватает, вода из верхнего бассейна по водоводам, работающим уже как турбины, сбрасывается в нижний бассейн с выработкой энергии. Это один из немногих способов аккумуляции электроэнергии, поэтому ГАЭС строятся в районах ее наибольшего потребления. В России функционирует Загорская ГАЭС (в Московской области), мощность которой составляет 1,2 млн. кВт.
Атомные электростанции (АЭС). В России 10 действующих АЭС, на которых функционирует 30 энергоблоков. На АЭС эксплуатируется реакторы трех основных типов: водо-водяные (ВВЭР), большой мощности канальные - уранографитовые (РБМК) и на быстрых нейтронах (БН)
Энергосистема - это группы электростанций разных типов, объединенные высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП) и управляемые из одного центра. Энергосистемы объединяются в Единую энергетическую систему.
Создание ЕЭС имеет экономические преимущества. Объединенные энергетические системы (ОЭС): Северо-Запада, Центра, Поволжья, Юга, Северного Кавказа, Урала - входят в ЕЭС европейской части. Они объединены такими высоковольтными магистралями, как Самара - Москва (500 кВ), Самара - Челябинск, Волгоград - Москва (500 кВ), Волгоград - Донбасс (800 кВ), Москва - Санкт-Петербург (750 кВ).
Для совместной работы электроэнергетических объектов, функционирующих в составе Единой энергосистемы, создан координационный орган - Электроэнергетический совет стран СНГ.
Система российской электроэнергетики характеризуется дог вольно сильной региональной раздробленностью вследствие современного состояния линий высоковольтных передач. В настоящее время энергосистема Дальневосточного района не соединена с остальной частью России и функционирует независимо. Соединение энергосистем Сибири и европейской части России также очень ограниченно. Энергосистемы пяти европейских регионов России (Северо-Западного, Центрального, Поволжского, Уральского и Северо-Кавказского) соединены между собой, но пропускная мощность здесь в среднем намного меньше, чем внутри самих регионов.