Меню

Производство электрического тока в россии

Производство электроэнергии в России. Производство, передача и использование электроэнергии

Производство электроэнергии в мире в наши дни играет огромную роль. Она — стержень государственной экономики любой страны. Гигантские суммы денег ежегодно вкладываются в производство и использование электроэнергии и научные исследования, связанные с этим. В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с ее действием, поэтому современный человек должен иметь представление об основных процессах ее выработки и потребления.

Как получают электроэнергию

Производство электроэнергии осуществляется из других ее видов при помощи специальных устройств. Например, из кинетической. Для этого применяют генератор – прибор, преобразующий механическую работу в электрическую энергию.

Другие существующие способы ее получения — это, например, преобразование излучения светового диапазона фотоэлементами или солнечной батареей. Или производство электроэнергии путем химической реакции. Или использование потенциала радиоактивного распада либо теплоносителя.

Вырабатывают ее на электростанциях, которые бывают гидравлическими, атомными, тепловыми, солнечными, ветряными, геотермальными и проч. В основном все они работают по одной схеме — благодаря энергии первичного носителя определенным устройством вырабатывается механическая (энергия вращения), передаваемая затем в специальный генератор, где и вырабатывается электроток.

производство электроэнергии

Основные виды электростанций

Производство и распределение электроэнергии в большинстве стран ведутся путем строительства и эксплуатации ТЭС — тепловых электростанций. Их функционирование требует большого запаса органического топлива, условия добычи которого из года в год усложняются, а стоимость растет. Коэффициент полезной отдачи топлива в ТЭС не слишком высок (в пределах 40%), а число экологически грязных отходов велико.

Все эти факторы снижают перспективность такого способа выработки.

Наиболее экономично производство электроэнергии гидроэнергетическими установками (ГЭС). КПД их доходит до 93%, себестоимость 1 кВт/ч впятеро дешевле других способов. Природный источник энергии таких станций практически неисчерпаем, количество работников — минимально, ими легко управлять. По развитию данной отрасли наша страна — признанный лидер.

К сожалению, темпы развития ограничены серьезными затратами и длительными сроками строительства ГЭС, связанными с их удаленностью от больших городов и магистралей, сезонным режимом рек и трудными условиям работы.

Кроме того, гигантские водохранилища ухудшают экологическую ситуацию — затапливают ценные земли вокруг водоемов.

производство и передача электроэнергии

Использование атомной энергии

В наши дни производство, передача и использование электроэнергии производятся атомными электростанциями — АЭС. Они устроены практически по тому же принципу, что и тепловые.

Главный их плюс — малое количество требующегося топлива. Килограмм обогащенного урана по своей производительности эквивалентен 2,5 тыс. тонн угля. Именно поэтому АЭС теоретически можно строить в любом районе независимо от наличия близлежащих топливных ресурсов.

В настоящее время запасы урана на планете значительно больше, чем минерального горючего, а воздействие АЭС на окружающую природу минимально при условии безаварийной работы.

Огромный и серьезный недостаток АЭС — вероятность страшной аварии с непредсказуемыми последствиями, отчего для их бесперебойной работы требуются очень серьезные меры по обеспечению безопасности. К тому же производство электроэнергии на АЭС регулируется с трудом — как для их запуска, так и для полной остановки понадобится несколько недель. И практически отсутствуют технологии утилизации опасных отходов.

Что такое электрический генератор

Производство и передача электроэнергии осуществимы благодаря электрогенератору. Это устройство преобразования любых видов энергии (тепловой, механической, химической) в электрическую. Принцип его действия построен на процессе электромагнитной индукции. ЭДС индуктируется в проводнике, который движется в магнитном поле, пересекает его силовые магнитные линии. Таким образом, проводник может служить источником электроэнергии.

Основа любого генератора — система электромагнитов, формирующих магнитное поле, и проводников, которые его пересекают. Большинство всех генераторов переменного тока основаны на применении вращающегося магнитного поля. Его неподвижную часть именуют статором, подвижную — ротором.

производство электроэнергии в россии

Понятие трансформатора

Трансформатор – электромагнитное статическое устройство, предназначенное для преобразования одной системы тока в другую (вторичную) при помощи электромагнитной индукции.

Первые трансформаторы в 1876 г. были предложены П. Н. Яблочковым. В 1885 г. венгерскими учеными разработаны промышленные однофазные приборы. В 1889-1891 гг. изобретен трехфазный трансформатор.

Простейший однофазный трансформатор состоит из стального сердечника и пары обмоток. Применяются они для распределения и передачи электроэнергии, ведь генераторы электростанций вырабатывают ее при напряжении от 6 до 24 кВт. Передавать ее выгодно при больших значениях (от 110 до 750 кВт). Для этого на электростанциях устанавливают повышающие трансформаторы.

Как используется электроэнергия

Ее львиная доля идет на снабжение электричеством предприятий промышленности. Производство потребляет до 70% всей вырабатываемой в стране электроэнергии. Эта цифра значительно разнится для отдельных регионов в зависимости от климатических условий и уровня индустриального развития.

Другая статья расходов — снабжение электротранспорта. От электросетей ЭЭС работают подстанции городского, междугороднего, промышленного электротранспорта, использующего постоянный ток. Для транспорта на переменном токе применяются понижающие подстанции, которые тоже потребляют энергию электростанций.

Другой сектор потребления электроэнергии — коммунально-бытовое снабжение. Потребителями здесь являются здания жилых районов любых населенных пунктов. Это дома и квартиры, административные здания, магазины, заведения образования, науки, культуры, здравоохранения, общественного питания и т. д.

производство передача и использование электроэнергии

Как происходит передача электроэнергии

Производство, передача и использование электроэнергии — три кита отрасли. Причем передать полученную мощность потребителям – самая сложная задача.

«Путешествует» она главным образом посредством ЛЭП — воздушных линий электропередачи. Хотя все чаще начинают применять кабельные линии.

Вырабатывается электроэнергия мощными агрегатами гигантских электростанций, а потребителями ее служат относительно небольшие приёмники, разбросанные по обширной территории.

Существует тенденция концентрировать мощности, связанная с тем, что с их увеличением уменьшаются относительные затраты возведения электростанций, а следовательно, и себестоимость получаемого киловатт-часа.

Единый энергокомплекс

На принятие решения о размещении крупной электростанции влияет ряд факторов. Это вид и количество имеющихся в наличии ресурсов, доступность транспортировки, климатические условия, включенность в единую энергосистему и т. д. Чаще всего электростанции строятся вдали от крупных очагов потребления энергии. Эффективность ее передачи на немалые расстояния влияет на успешную работу единого энергетического комплекса огромной территории.

Производство и передача электроэнергии должны происходить с минимальным количеством потерь, главная причина которых — нагрев проводов, т. е. увеличение внутренней энергии проводника. Для сохранения передаваемой на большие расстояния мощности нужно пропорционально увеличить напряжение и уменьшить в проводах силу тока.

производство и использование электроэнергии

Что такое ЛЭП

Математические расчеты показывают, что величина потерь в проводах на нагрев обратно пропорциональна квадрату напряжения. Именно поэтому электроэнергию на большие расстояния передают при помощи ЛЭП — высоковольтных линий электропередач. Между их проводами напряжение исчисляется десятками, а порой сотнями тысяч вольт.

Электростанции, расположенные неподалеку друг от друга, объединяются в единую энергосистему именно при помощи ЛЭП. Производство электроэнергии в России и ее передача ведутся путем централизованной энергетической сети, в которую входит огромное количество электростанций. Единое управление системой гарантирует постоянную подачу потребителям электроэнергии.

Немного истории

Как формировалась единая электрическая сеть в нашей стране? Попробуем заглянуть в прошлое.

До 1917 года производство электроэнергии в России велось недостаточными темпами. Страна отставала от развитых соседей, что отрицательно сказывалось на экономике и обороноспособности.

После Октябрьской революции проект электрификации России разрабатывался Государственной комиссией по электрификации России (сокращенно ГОЭЛРО), возглавляемой Г. М. Кржижановским. С ней сотрудничали более 200 ученых и инженеров. Контроль осуществлялся лично В. И. Лениным.

В 1920 г. был готов «План электрификации РСФСР», рассчитанный на 10-15 лет. Он включал восстановление прежней энергосистемы и строительство 30 новых электростанций, оборудованных современными турбинами и котлами. Главная идея плана — задействовать гигантские отечественные гидроэнергоресурсы. Предполагались электрификация и коренная реконструкция всего народного хозяйства. Упор делался на рост и развитие тяжёлой промышленности страны.

производство и распределение электроэнергии

Знаменитый план ГОЭРЛО

Начиная с 1947 года СССР стал первым в Европе и вторым в мире производителем электроэнергии. Именно благодаря плану ГОЭЛРО была сформирована в кратчайшие сроки вся отечественная экономика. Производство и потребление электроэнергии в стране вышло на качественно новый уровень.

Выполнение намеченного стало возможным благодаря сочетанию сразу нескольких важных факторов: высокого уровня научных кадров страны, сохранившегося с дореволюционных времен материального потенциала России, централизации политической и экономической власти, свойству российского народа верить «верхам» и воплощать провозглашаемые идеи.

План доказал эффективность советской системы централизованной власти и государственного управления.

Читайте также:  Через контур индуктивность которого 0 02 гн течет ток изменяющийся по закону i 0 5sin500t

Результаты плана

В 1935 году принятая программа была выполнена и перевыполнена. Построено 40 электростанций вместо запланированных 30, введено мощностей почти втрое больше, чем предусматривалось по плану. Возведено 13 электроцентралей мощностью по 100 тыс. кВт каждая. Общая мощность российских ГЭС составила около 700 000 кВт.

В эти годы были возведены крупнейшие объекты стратегического значения, такие как всемирно известная Днепровская ГЭС. По суммарным показателям Единая советская энергосистема превзошла аналогичные системы самых развитых стран Нового и Старого Света. Производство электроэнергии по странам Европы в те годы значительно отставало от показателей СССР.

производство и потребление электроэнергии

Развитие села

Если до революции в деревнях России электричества практически не существовало (небольшие электростанции, устанавливаемые крупными землевладельцами не в счет), то с реализацией плана ГОЭЛРО благодаря использованию электроэнергии сельское хозяйство получило новый толчок к развитию. На мельницах, лесопилках, зерноочистительных машинах появились электродвигатели, что способствовало модернизации отрасли.

Помимо того, электричество прочно вошло в быт горожан и селян, в буквальном смысле вырвав «темную Россию» из мрака.

Источник



Энергетика России

Энергетика России

Российский топливно-энергетический комплекс, начало которому было заложено ещё в XIXвеке, по объёмам выработки и экспорта электроэнергии занимает четвёртое место в мире. Сегодня российская энергетика – это одна из базовых отраслей, обеспечивающая страну энергетическими ресурсами. Количество занятого в ней персонала превышает 2 млн. человек. Вклад в экономику страны превышает 3% ВВП.

  • Электроэнергетика
    • Тепловая энергетика
    • Гидроэнергетика
    • Атомная энергетика
    • Возобновляемая энергетика
  • Топливная энергетика
    • Нефтегазовая отрасль
    • Добыча угля и других горючих ископаемых

Электроэнергетика

Современная энергосистема России располагает 846 крупными электростанциями, общей мощностью более 250 ГВт. Выработка электрической энергии в 2019 году достигла 1096 млрд. кВт·ч, что на 0,4% больше аналогичного показателя в 2018 года.

Тепловая энергетика

Основу энергетической мощи страны составляют тепловые электростанции (ТЭЦ), суммарной установленной мощностью 164,6 ГВт. На их долю приходится две трети выработки электрической энергии в стране. Что в 2019 году равнялось 616,8 млрд. кВт·ч. Это на пол процента ниже уровня 2018 года.

Количественное расположение станций обусловлено экономическим потенциалом регионов, питающихся от объединённых энергосистем различных районов страны.

Распределение тепловых электростанций по объединённым системам

Объединённая энергосистема (ОЭС) ТЭЦ (шт.)
Центра 74
Средней Волги 36
Урала 98
Северо-Запада 41
Юга 20
Республики Крым 10
Сибири 53
Востока 19
Изолированных систем (остров Сахалин, полуостров Камчатка, Чукотский автономный округ, территории децентрализованного электроснабжения) 25

Тепловые электростанции включают в себя: государственные районные электростанции, теплоэлектроцентрали, газотурбинные, конденсаторные, парогазовые, утилизационные электростанции.

Исторически в нашей стране сложилась централизованная система теплоснабжения. Источниками тепловой энергии для неё выступают те же самые ТЭЦ и крупные котельные, совместно производящие 92,4% потребляемой тепловой энергии.

ТЭЦ

В качестве топлива для тепловых электрических станций служат:

  • Природный газ – 73%.
  • Уголь – 23,9%.
  • Мазут – 3%.
  • Торф – 0,1%.
  • Дизельное топливо не используется централизованно.

В настоящее время теплоэнергетика переживает своё второе рождение. Изношенное, в результате длительной эксплуатации оборудование заменяется современным. Увеличивается генерация электростанций за счёт монтажа новых высокопроизводительных энергоблоков, производительностью до 800 МВт (Берёзовская, Каширская, Пермская, Троицкая ГРЭС).

Уровень технологической оснащённости тепловых станций на начало 2019 года

Тип установок % от суммарной мощности ТЭЦ России
Паротурбинные 79
Парогазовые 15,5
Газотурбинные 4,8
Прочие (дизельные, газопоршневые) 0,7

Гидроэнергетика

Второе место среди отраслей электроэнергетики занимает гидроэнергетика. На её долю приходится одна пятая часть энергетической мощи страны, что составляет 51,7 ГВт. Общее количество произведённой гидростанциями электроэнергии в 2019 году составило 190,3 млрд. кВт·ч, что превышает соответствующий показатель 2018 года на 3,6 %.

Экономически целесообразный к использованию гидроэнергетический потенциал рек нашей страны составляет более 800 млрд. кВт·ч. Его размещение по территории государства крайне неравномерно:

  • 80% приходится на территорию Сибири и Дальнего Востока.
  • 20% расположено в европейской части страны.

Расположение 15 самых мощных ГЭС в России

Реки Количество электростанций (шт.)
Волга + Кама 6
Кунья (Московская область) 1 гидроаккумулирующая станция
Сулак (Дагестан) 1
Енисей 5
Амур 2

Гидроэлектростанции подразделяются в зависимости:

  • От вырабатываемой мощности: на малые – до 5 МВт, средние – до 25 МВт, мощные – свыше 25 МВт.
  • От высоты водного напора: на низконапорные – от 3 до 25 м, средненапорные – свыше 25 м, высоконапорные – выше 60 м.
  • От способа использования водяного потока: плотинные, приплотинные (электростанция строится ниже плотины), деривационные (предусматривают отвод воды по специальным стокам), гидроаккумулирующие.

Современная гидроэнергетика, кроме использования возобновляемого источника электрической энергии (99% генерации по стране), обеспечивает: водоснабжение, ирригацию, защиту близлежащих к водоёмам объектов от затопления, судоходство.

В перспективных планах энергетиков России стоит освоение рек:

  • Северного Кавказа.
  • Сибири: Енисей, Обь, Нижняя Ангара, Нижняя Тунгуска.
  • Дальнего Востока: Алдан, притоки Амура, Витим, Тимптон, Учур.

4 февраля 2020 года начала работу Замарагская ГЭС-1 в Северной Осетии, мощностью 346 МВт.

Атомная энергетика

Третьей по установленной мощности, составляющей на начало 2020 года около 30 ГВт, отраслью, обеспечивающей государство электрической энергией, является атомная энергетика. За 2019 год АЭС сгенерировали 208,8 млрд. кВт·ч. Это на 2,2 % больше, чем в предыдущем году.

На сегодня АО «Концерн Росэнергоатом» является:

  • Крупнейшим российским производителем электроэнергии.
  • Вторым производителем атомной энергии в мире.
  • Третьим мировым энергетическим гигантом по производству тераватт-часов электроэнергии.

На территории России к 2020 году располагается 11 атомных электростанций с 38 энергоблоками.

Атомные реакторы российской энергосистемы

Принцип действия Тип Мощность (Мвт) Количество (шт.)
С водой под давлением ВВЭР-1000 1000 12
ВВЭР-1000 1100 1
ВВЭР-1200 1200 3
ВВЭР-440 440 4
ВВЭР-440 417 1
КЛТ-40С 35 2
Канально-кипящие РБМК-1000 1000 10
ЭГП-6 12 3
На быстрых нейтронах БН-600 600 1
БН-800 800 1

Российская федерация обладает полным комплексом технологических процессов в области ядерной энергетики:

  • Добычей урановой руды, с последующей переработкой и обогащением.
  • Разработкой и производством топлива для ядерных реакторов.
  • Строительством и остановкой энергоблоков атомных электростанций.
  • Переработкой и утилизацией использованного ядерного топлива.

Это позволяет вести экспортные операции по распространению атомной энергетики на всех континентах, кроме Австралии и Океании. Одним из последних достижений отрасли стал запуск в эксплуатацию плавучей атомной электростанции. Снабжающей энергией самый северный город страны – Певек, расположенный в Чукотском автономном округе.

Атомная станция

Возобновляемая энергетика

Одно из наиболее перспективных направлений энергетики, являющееся альтернативой традиционным видам генерации. Суммарная выработка электроэнергии в 2019 году всеми электростанциями, использующими возобновляемые источники, составила всего лишь 2 млрд. кВт·ч. Это менее 0,2% от общей выработки по стране.

Это говорит о том, что возобновляемые источники энергии (ВИЭ) используются в нашей стране недостаточно. Хотя потенциал их эксплуатации достаточно высок.

Оценка возможностей экономически эффективного использования ВИЭ

Виды энергии Потенциал (млн. тонн условного топлива в год)
Геотермальная 115
Малая гидроэнергетика 65,2
Низкопотенциальное тепло 36
Биомасса 35
Солнечная 12,5
Ветра 10

Принятая в 2019 году программа «Пять гигаватт» позволила нарастить выработку по отношению к 2018 году:

  • По солнечной энергетике на 69,4 %.
  • По ветроэнергетике на 47,3 %.

Солнечная энергетика

К началу 2019 года в России общая мощность электростанций, основанных на использовании солнечной энергии, составляла 834,2 МВт. Количество выработанной ими электроэнергии за 2019 год составило 1,3 млрд. кВт·ч, что на 69,4 % превышает показатель 2018 года.

Столь высокие темпы прироста объясняются значительным увеличением количества солнечных электростанций (СЭС) с каждым годом.

Динамика запуска в эксплуатацию солнечных электростанций в России по годам

Год Количество (шт.) Мощность (МВт)
2015 4 40,2
2016 5 30
2017 30 356,9
2018 14 285
2019 (на 14.09) 17 257,5

Общее количество действующих, как в составе энергосистем, так и изолированно, и строящихся СЭС в Российской Федерации составляет 73 электростанции.

Солнечная энергетика

По способу преобразования солнечной радиации в электрическую энергию СЭС подразделяются на семь типов:

  • Аэростатные.
  • Башенные.
  • Комбинированные.
  • Солнечно-вакуумные.
  • Тарельчатые.
  • С использованием параболических зеркал.
  • Эксплуатирующие фотоэлектрические батареи.

Наиболее перспективными регионами, в плане использования солнечной энергии, являются южные области страны: Причерноморье, Северный Кавказ, побережье Каспийского моря, Южная Сибирь, Дальний Восток. Так как уровень солнечной радиации в этих районах достигает 1400 кВт·ч/м² в год.

Ветроэнергетика

По данным системного оператора энергетического комплекса России суммарная мощность ветряных электростанций единой энергосистемы составляла на 1 января 2019 года 183,9 МВт. Изолированные ветроэлектрические станции (ВЭС) обладают установленной мощностью в 9,125 МВт.

Читайте также:  Трансформатор тока это трансформатор предназначенный для преобразования импульсных сигналов

Общая выработка электрической энергии ВЭС ЕЭС России в 2019 году равнялась 0,3 млрд. кВт·ч. Что, несмотря на малую величину, демонстрирует увеличение по сравнению с 2018 годом на 47,3%.

Ветроэнергетика России сегодня располагает:

  • 16 действующими ВЭС.
  • 7 изолированными работающими станциями.
  • 5 ветровыми электрическими станциями, выведенными из эксплуатации.
  • 13 проектируемыми и строящимися ВЭС.

Ветреные станции строятся в основном на возвышенностях. Там, где скорость ветра составляет: более 4,5 м/сек. В зависимости от месторасположения, они бывают:

  • Горные.
  • Наземные.
  • Парящие.
  • Плавающие.
  • Прибрежные.
  • Шельфовые.

Ветроэнергетика

Экономически эффективный потенциал ветроэнергетики России оценивается в 6218 ТВтч/год. Для его реализации более всего подходят:

  • Морские побережья.
  • Южные степи.
  • Возвышенности и плоскогорья.
  • Отдельные ветровые зоны.

Геотермальная энергетика

Использование подземного тепла – одно будущих направлений отечественной энергетики. К 2019 году три геотермальные электростанции (ГеоЭС) Камчатки общей мощностью 74 МВт сумели выработать 427 млн. кВт·ч электрической энергии. Кроме того, на территории нашего государства располагаются также три выведенных из работы геотермальных станции: Паратунская, Менделеевская (находится в процессе реконструкции) и Океанская.

Геотермальный потенциал России многократно превосходит запасы углеводородов. Суточный поток в 14 млн. кубических метров горячей воды уже сегодня могут обеспечить её разведанные подземные запасы. Причём теплоноситель можно использовать для обогрева и технических нужд. Доступность данного вида энергоресурсов наблюдается:

  • В Калининградской области.
  • На Северном Кавказе.
  • В Западной Сибири.
  • На Камчатке и Курильских островах.

Топливная энергетика

Отрасль тяжёлой промышленности, занимающаяся добычей, обогащением, переработкой и потреблением нефти, газа, угля, торфа и сланцев с целью их дальнейшего потребления. В структуре энергетического баланса России:

  • На первом месте находится газ – 55%.
  • На втором – нефть 21%.
  • На третьем – уголь 17%.
  • На долю ядерной энергетики и возобновляемых ресурсов приходится 7%.

Нефтегазовая отрасль

Ведущая среди отраслей российской промышленности, обеспечивающая почти половину экспорта в финансовом выражении. За 2019 год в стране было добыто:

  • Нефти – 560,2 млн. т.
  • Газа – 737,59 млрд. м 3 .

Разведанные запасы нефти на территории России составляют 109,5 баррелей, что равняется 6,4% общемировых запасов. Доказанные газовые (природный + сланцевый газ) запасы оцениваются в 47,8 трлн. м 3 . Что показывает 24,23% в общемировом балансе.

Нефтегазовая отрасль

Нефтегазовая отрасль России сегодня представлена 11 крупнейших вертикально-интегрированных компаний. На их долю приходится более 95% добычи этого важнейшего энергоресурса. В семёрку крупнейших фирм по размеру прибыли, входят:

  • Газпром.
  • Роснефть.
  • Сургутнефтегаз.
  • Лукойл.
  • Татнефть.
  • Руснефть.
  • НОВАТЭК.

Основные нефтяные ресурсы страны сосредоточены в Западной Сибири. Кроме того, имеются богатые месторождения в Татарстане, Башкирии, на Северном Кавказе, в Прикаспийской низменности, на острове Сахалин и в шельфах ряда морей.

Там же располагаются значительные запасы газа, к которым можно добавить: Оренбургское, Северное (Республика Коми), Астраханское месторождения. Очень перспективными запасами газа обладают морские шельфы в Баренцевом, Карском и Охотском морях.

Добыча угля и других горючих ископаемых

Старейшая отрасль, начало становления, которой относится к первым десятилетиям XIX века, не утратила своих позиций и к настоящему времени. Уровень добычи угля в 2019 году равнялся 440,65 млн. т, что на 0,2% выше показателя 2018 года.

На территории нашей страны расположены 12 крупнейших каменноугольных и 4 буроугольных бассейнов. По уровню добычи этого природного ископаемого Россия занимает шестое место в мире, экспортируя его в десятки стран Европы и Азии. Качественные характеристики угля подразделяются его на антрацит, каменный и бурый уголь, являющиеся ещё и сырьём для химической промышленности.

Экономическая мощь России в этой области представлена:

  • 50 компаниями, среди которых лидирующие позиции занимают: «Сибирская угольная энергетическая компания», «Кузбасразрезуголь», «СДС-Уголь» и другие.
  • 161 предприятием, включающим в себя 50 шахт и 108 разрезов.

К другим горючим ископаемым, традиционно используемым на территории России, относятся:

  • Торф. Его запасы на территории 46 тыс. месторождений России оцениваются в 160 млрд. т. Используется в качестве топлива, удобрения и теплоизоляционного материала.
  • Горючие сланцы. 37 млрд. т составляют его разведанные запасы, при ресурсах, оцениваемых в 850 млрд. т. В основном они находят применение в качестве топлива для ТЭС, химического сырья, а также исходного материала в строительной индустрии (зола) и медицине (получаемая из сланцев смола).

Источник

Электроэнергетика России

Отрасль, которая отвечает за производство, передачу, сбыт и распределение электричества представляет собой крупнейшую систему электроэнергетики России. Согласно статистике, на начало 2019 года энергосистема страны включала в себя электростанции, мощность которых превышала 250 тысяч МВт.

Единая энергосистема страны включает в себя несколько подсистем. В них входят энергосистемы Урала, Юга, Сибири, Средней Волги, Центра, Северо-Запада, ОЭС, а также ряда удалённых территорий. Энергорайоны Камчатки, Магаданской области, Якутии и других регионов также оснащены всеми необходимыми станциями, обеспечивающие поставку электричества потребителям.

Вместе с энергосистемой нашей страны работали страны ближнего зарубежья, а также энергосистемы Китая и Финляндии. Кроме того, благодаря наличию специальных генераторов в Мурманской области, стало возможным экспортировать электричество в Норвегию. Двадцать миллиардов кВт ч было эскпортировано из России в 2018 году. Импорт электричества при этом составил четыре миллиарда кВт ч.

Тепловая энергетика

Тепловые электростанции, работающие на природном газе, обеспечивают бесперебойную работу электроэнергетической отрасли страны. Согласно полученным данным, на начало 2019 года в ЕЭС России функционировали тепловые электростанции, чья мощь превышала 160 тысяч МВт. Это занимает две трети от мощности всех электростанции России. Помимо электричество тепловая энергетика работает на выдачу потребителям тепла и горячей воды.

Тепловая энергетика помимо электричества обеспечивает население горячей водой и теплом. Работу теплоэлектростанций эксплуатируют компании «Газпром энергохолдинг», «Интер РАО», ПАО «Т Плюс».

Гидроэнергетика

Объекты данной отрасли существуют для того, чтобы удешевить работу электроэнергетики и повысить её надёжность. Высокая манёвренность позволяет ГЭС брать на себя существенную часть графика нагрузок, благодаря чему атомные и тепловые электростанции работают в экономичных режимах.

Согласно данным 2018 года в России работали 99 гидроэлектростанций, а также ещё три гидроаккумулирующие электростанции. Общая мощность всех объектов составляла 51,7 ГВт. При этом для работы отрасли российская электроэнергетика тратит 20% от всей мощности. Среди компаний, эксплуатирующих мощности российских ГЭС – «РусГидро» и «ЕвроСибЭнерго».

Атомная энергетика

На сегодняшний день в стране работает одиннадцать атомных электростанций. Предприятия курируются компанией АО «Концерн Росэнергоатом». Мощность объектов составляет почти тридцать тысяч МВт. Десять из них входят в состав ЕЭС, и одна функционирует обособленно из-за территориальной удалённости – в Чукотском АО. На непрерывную работу данной отрасли приходится десятая часть от всей мощности электроэнергетики России.

Возобновляемая энергетика

Отрасль представлена работой следующих систем: ветровой, солнечной, а также геотермальной энергетикой. Кроме того, она включает в себя экспериментальную Кислогубскую электростанцию, а также станции на основе биотоплива и биогаза. Выработка электроэнергии объектами данной отрасли невелика. В 2018 году она составила всего 0,1 % от общей выработки (1,4 миллиардов кВт ч). Мощность всех подобных электростанций составляет чуть больше 1000 МВт. Чтобы простимулировать возобновляемую энергетику к развитию, государство проводит ряд мероприятий, в том числе конкурсные отборы электростанций.

Солнечная энергетика

Работа данной отрасли позволяет получать электричество с помощью солнечной энергии. Для этого созданы специальные солнечные электростанции, однако пока их работа не даёт получить существенную отдачу. На начало 2019 года в ЕЭС страны солнечные электростанции вырабатывали мощностью объемом чуть более 800 МВт, что составляет лишь 0,3% от мощности всех российских электростанций.

Ветроэнергетика

Первые ветряки для сельского хозяйства и ветро-электрические станции появились в стране в 1920-х годах. В те годы первые «пилотные» установки освещали около двухсот дворов или заставляли работать мельницу. В начале 1930-х годов в Курске была возведена ветроэлектростанция Уфимцева, оснащённая инерционным аккумулятором. Чуть позже в Балаклаве заработала подобная электростанция мощностью 100 киловатт. На сегодняшний день подобные станции функционируют в малонаселённых деревнях, где затруднительно получить электричество другим способом. Согласно данным начала 2018 года, мощность ветроэнергетики составила чуть больше 100 МВт (менее одного процента) от общей мощности всей энергосистемы страны.

Читайте также:  Цифровые токовые клещи для переменного тока

Геотермальная энергетика

Ещё один альтернативный способ получения электричества – геотермальная энергетика. Основана на использовании энергии недр Земли. Электричество производится на специальных геотермальных станциях. Всего таких объектов в России три, их мощность составляет 74 МВт и находятся они на Камчатке. В 2018 году они произвели 427 миллионов квТ ч электричества.

В России энергетическая программа предусматривает строительство на европейской территории страны новых ГРЭС, АЭС и ТЭС. Уже сейчас ведутся работы по модернизации существующих сетей электростанций. В восточных регионах планируется разработка топливных месторождений. Кроме того, активно обсуждается широкое использование восстанавливаемых источников энергии. На производствах предлагается внедрять энергосберегающие технологии. Строительство новых заводов и предприятий, потребляющих электричество в больших масштабах, осуществляется вблизи крупнейших энергетических станций.

По материалам сайта energoseti.ru.

Подписывайтесь на нас во Вконтакте и Яндекс Дзен.

Источник

Производство электроэнергии

Электричество, как основополагающий двигатель развития цивилизации, вошло в жизнь человечества сравнительно недавно. Активное использование электроэнергии началось чуть более ста лет назад.

Производство электроэнергии

История мировой электроэнергетики

Электроэнергетика – стратегическая отрасль экономической системы любого государства. История возникновения и развития ЭЭ берёт своё начало с конца XIX столетия. Предтечей появления промышленной выработки электроэнергии являлись открытия основополагающих законов о природе и свойствах электрического тока.

Отправной точкой, когда возникли производство и передача электроэнергии, считают 1892 год. Именно тогда была построена первая электростанция в Нью-Йорке под руководством Томаса Эдисона. Станция стала источником электрического тока для ламп уличного освещения. Это был первый опыт перевода тепловой энергии от сгорания угля в электричество.

С тех пор началась эра массового строительства тепловых электростанций (ТЭС), работающих на твёрдом топливе – энергетическом угле. С развитием нефтяной промышленности появились огромные запасы мазута, которые образовывались в результате переработки нефтепродуктов. Были разработаны технологии получения носителя тепловой энергии (пара) от сжигания мазута.

С тридцатых годов прошлого века получили широкое распространение гидроэлектростанции (ГЭС). Предприятия стали использовать энергию ниспадающих потоков воды рек и водохранилищ.

В 70-е годы началось бурное строительство атомных электростанций (АЭС). Одновременно с этим стали разрабатываться и внедряться альтернативные источники электроэнергии: это ветровые установки, солнечные батареи, щелочно-кислотные геостанции. Появились мини установки, использующие тепло для получения электричества в результате химических процессов разложения навоза и бытового мусора.

История российской электроэнергетики

Мощным толчком развития производства электрической энергии стало принятие молодым государством СССР плана ГОЭЛРО в 1920г. Было принято решение о строительстве 10 электростанций общей мощностью 640 тыс. кВт в течение 15 лет. Однако уже к 1935 году было введено в строй 40 государственных районных электростанций (ГРЭС). Была создана мощная база индустриализации России и союзных республик.

В 30-х годах началось массовое строительство гидроэлектростанций (ГЭС) на территории СССР. Осваивались реки Сибири. На Украине была возведена знаменитая Днепрогэс. В послевоенные годы государством уделялось внимание строительству ГЭС.

Важно! Появление в России дешевого электричества решило проблему городского транспорта в крупных областных центрах. Трамваи и троллейбусы не только стали экономическим стимулом использования электроэнергии в транспорте, но и принесли значительное сокращение потребления жидкого топлива. Дешёвый энергоресурс привёл к появлению на железных дорогах электровозов.

В 70-е годы в результате мирового энергетического кризиса произошло резкое повышение цен на нефть. В России стал внедряться план развития атомной энергетики. Практически во всех республиках Советского Союза стали строить АЭС. Лидером в этом отношении стала нынешняя Россия. На сегодняшний день на территории Российской Федерации действуют 21 АЭС.

Территориальная структура производства электроэнергии

Основные технологические процессы в электроэнергетике

Производство электроэнергии в России базируется на трёх китах энергетической системы. Это атомная, тепловая и гидроэнергетика.

Три вида генерирования электричества

Электростанция Топливо Генерация
ТЭС Уголь, мазут Получение пара от сгорания топлива, который движет турбины генераторов
ГЭС Потенциальная энергия потока воды Движение турбин под напором воды
АЭС Урановые сердечники Получение пара от тепла ядерной реакции. Энергия пара движет генераторные паротурбины

Отрасли промышленности электроэнергетики

Список промышленных источников производства электрической энергии состоит из 4 отраслей энергетики:

  • атомная;
  • тепловая;
  • гидроэнергетика;
  • альтернативная.

Атомная энергетика

Эта отрасль энергодобычи является на сегодня самым эффективным способом получения электричества за счёт ядерной реакции. Для этого используют очищенный уран. Сердцем станции является атомный реактор.

Схема работы ядерного реактора

Источниками тепла являются ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы). Они представляют собой тонкие длинные циркониевые трубки, в которых помещены урановые таблетки. Их объединяют в группы – ТВС (тепловыделяющая сборка). Ими загружают корпус реактора, в теле которого размещены трубы с водой. Во время ядерного распада урана происходит выделение тепла, которое нагревает воду в первичном контуре до 3200.

Пар поступает на лопасти турбин, которые вращают генераторы переменного тока. Электричество через трансформаторы попадает в общую энергетическую систему.

Обратите внимание! Помня о трагедии Чернобыля, учёные всего мира совершенствуют систему безопасности работы АЭС. Последние разработки в атомной энергетике обеспечивают практически 100% безвредность атомных электростанций.

Вид на АЭС

Тепловая энергетика

Тепловые электростанции работают по принципу сжигания природного топлива: угля, газа и мазута. Вода, проходящая по трубопроводам через котлы, превращается в пар и в дальнейшем подаётся на лопасти генераторных турбин.

Дополнительная информация. За 4 года эксплуатации одной группы ТВЭЛов вырабатывается такое количество электроэнергии, для получения которого ТЭС потребуется сжечь 730 цистерн природного газа, 600 вагонов угля или 900 нефтеналивных железнодорожных танкеров.

Помимо этого, тепловые электростанции сильно ухудшают экологическую обстановку в районах месторасположения. Продукты горения топлива сильно загрязняют атмосферу. Лишь только станции, работающие на газотурбинных установках, отвечают требованиям экологической чистоты.

Гидроэнергетика

Примерами эффективного применения гидроэнергетики являются Асуанская, Саяно-Шушенская ГЭС и др. Самые экологичные электростанции, использующие кинетическую энергию движения воды, не производят никаких вредных выбросов в окружающую природу. Однако массовое возведение гидросооружений ограничено совокупностью обстоятельств. Это наличие определённой величины природного водного потока, особенностью рельефа местности и многое другое.

ГЭС

Альтернативная энергетика

Научно-техническая революция не замирает ни на минуту. Каждый день приносит новшества в получение электрического тока. Пытливые умы постоянно заняты поисками новых технологий выработки электроэнергии, которые выступают в роли альтернативы традиционным способам получения электричества.

Следует упомянуть ветровые генераторы, приливные морские станции и солнечные батареи. Наряду с этим, появились устройства, вырабатывающие электроток, используя тепло разложения бытовых отходов, продуктов жизнедеятельности крупного рогатого скота. Есть такие устройства, которые используют температурную разницу различных слоёв грунта, щелочную и кислотную среду почвы на разных уровнях. Альтернативные источники электроэнергии объединяет одно – это несопоставимость выработанного количества энергии с объёмами электричества, которые получают традиционными способами (АЭС, ТЭС и ГЭС).

Передача и распределение электрической энергии

Независимо от устройства электростанций, их энергия поставляется в единую энергосистему страны. Передаваемая электроэнергия поступает на распределительные подстанции, оттуда уже доходит до самих потребителей. Передача электричества от производителей осуществляется воздушным путём через линии электропередач. На короткие дистанции ток проходит в кабеле, который прокладывают под землёй.

Потребление электрической энергии

С появлением новых промышленных объектов, вводом в эксплуатацию жилых комплексов и зданий гражданского назначения потребление электроэнергии с каждым днём возрастает. Практически ежегодно на территории России входят в строй новые электростанции, или существующие предприятия пополняются новыми энергоблоками.

Виды деятельности в электроэнергетике

Электрические компании занимаются бесперебойной доставкой электричества каждому потребителю. В энергетической сфере уровень занятости превышает этот показатель некоторых ведущих отраслей народного хозяйства государства.

Оперативно-диспетчерское управление

ОДУ играет важнейшую роль в перераспределении энергопотоков в обстановке изменяющегося уровня потребления. Диспетчерские службы направлены на то, чтобы передавать электрический ток от производителя потребителю в безаварийном режиме. В случае каких-либо аварий или сбоев в линиях электропередач ОДУ выполняют обязанности оперативного штаба по быстрому устранению этих недостатков.

Энергосбыт

В тарифах на оплату за потребление электричества включены расходы на прибыль энергокомпаний. За правильностью и своевременностью оплаты за потреблённые услуги следит служба – Энергосбыт. От неё зависит финансовое обеспечение всей энергосистемы страны. К неплательщикам применяются штрафные санкции, вплоть до отключения электроснабжения потребителя.

Энергосистема – кровеносная система единого организма государства. Производство электроэнергии является стратегической сферой безопасности существования и развития экономики страны.

Видео

Источник

Adblock
detector