Izgledi za razvoj i razvoj svjetske elektroenergetske industrije. Trendovi u razvoju svjetske energetike i izgledi za elektroenergetiku u ZND. Problemi i izgledi nuklearnih elektrana

Glavni problemi u razvoju elektroenergetske industrije u Rusiji odnose se na: tehničku zaostalost i depresijaciju sredstava industrije, nesavršenost ekonomskog mehanizma upravljanja energetskim sektorom, uključujući politiku cijena i ulaganja, te rast ne- plaćanja potrošača energije. U kontekstu ekonomske krize ostaje visok energetski intenzitet proizvodnje.

Trenutno je više od 18% elektrana u potpunosti iscrpilo ​​svoj procijenjeni resurs instalirane snage. Proces uštede energije je veoma spor. Vlada pokušava da riješi problem različitih stranaka: istovremeno se korporatizuje industrija (51% dionica ostaje državi), privlače se strane investicije, a počeo je da se provodi program smanjenja energetski intenzitet proizvodnje.

Kao glavne zadatke razvoja ruskog energetskog sektora mogu se izdvojiti: 1) smanjenje energetskog intenziteta proizvodnje; 2) očuvanje jedinstvenog energetskog sistema Rusije; 3) povećanje faktora snage elektroenergetskog sistema; 4) potpuni prelazak na tržišne odnose, oslobađanje cijena energije, potpuni prelazak na svjetske cijene, moguće odbijanje kliringa; 5) brzu obnovu voznog parka energetskog sistema; 6) dovođenje ekoloških parametara energetskog sistema na nivo svetskih standarda.

Industrija se trenutno suočava sa brojnim izazovima. Pitanje životne sredine je važno. U ovoj fazi, u Rusiji emisija štetnih materija u životnu sredinu po jedinici proizvodnje premašuje onu na Zapadu za 6-10 puta.

Ekstenzivni razvoj proizvodnje, ubrzana izgradnja ogromnih kapaciteta doveli su do toga da se dugo vremena ekološki faktor uzimao u obzir vrlo malo ili se uopšte nije uzimao u obzir. Ekološki najneprihvatljivije termoelektrane na ugalj, u njihovoj blizini je nivo radioaktivnosti nekoliko puta veći od nivoa radijacije u neposrednoj blizini nuklearne elektrane. Upotreba plina u termoelektranama je mnogo efikasnija od mazuta ili uglja; pri sagorijevanju 1 tone standardnog goriva nastaje 1,7 tona ugljika u odnosu na 2,7 tona pri sagorijevanju lož ulja ili uglja. Ranije postavljeni parametri okoliša ne osiguravaju potpunu ekološku čistoću, u skladu s njima je izgrađena većina elektrana.

Novi standardi ekološke čistoće uključeni su u poseban državni program "Environmental Clean Energy". Uzimajući u obzir zahtjeve ovog programa, nekoliko projekata je već pripremljeno, a desetine su u izradi. Dakle, postoji projekat Berezovske GRES-2 sa jedinicama od 800 MW i vrećastim filterima za hvatanje prašine, projekat termoelektrane sa kombinovanim elektranama kapaciteta 300 MW, projekat Rostovske GRES, koji uključuje mnoga fundamentalno nova tehnička rješenja. Posebno ćemo razmotriti probleme razvoja nuklearne energije.

Nuklearna industrija i energetika se u Energetskoj strategiji (2005-2020) smatraju najvažnijim dijelom energetske industrije zemlje, budući da nuklearna energija potencijalno ima potrebne kvalitete da postupno zamijeni značajan dio tradicionalne energije na fosilna goriva, a također i ima razvijenu proizvodnu i građevinsku bazu i dovoljne kapacitete za proizvodnju nuklearnog goriva. Pritom se glavna pažnja poklanja osiguranju nuklearne sigurnosti, a prije svega sigurnosti nuklearnih elektrana tokom njihovog rada. Pored toga, potrebno je preduzeti mjere za interes za razvoj industrije javnosti, posebno stanovništva koje živi u blizini nuklearne elektrane.

Kako bi se osigurao planirani tempo razvoja nuklearne energije nakon 2020. godine, kako bi se održao i razvijao izvozni potencijal, već sada je potrebno intenzivirati istražne radove u cilju pripreme rezervne sirovinske baze prirodnog uranijuma.

Maksimalna mogućnost rasta proizvodnje električne energije u nuklearnim elektranama zadovoljava kako zahtjeve povoljnog ekonomskog razvoja, tako i predviđenu ekonomski optimalnu strukturu proizvodnje električne energije, uzimajući u obzir geografiju njene potrošnje. Istovremeno, evropski i dalekoistočni regioni zemlje, kao i severni regioni sa dalekometnim uvoznim gorivom, ekonomski su prioritetno područje za lokaciju nuklearnih elektrana. Niži nivoi proizvodnje energije u nuklearnim elektranama mogu nastati ako postoje prigovori javnosti na naznačeni obim razvoja nuklearnih elektrana, što će zahtijevati odgovarajuće povećanje proizvodnje uglja i kapaciteta termoelektrana na ugalj, uključujući i regije gdje je nuklearna energija biljke imaju ekonomski prioritet.

Glavni zadaci u okviru maksimalne varijante: izgradnja novih NE sa dovođenjem instalisane snage nuklearnih elektrana do 32 GW u 2010. godini i do 52,6 GW u 2020. godini; produženje dodijeljenog vijeka trajanja postojećih agregata do 40-50 godina njihovog rada kako bi se maksimizirao ispuštanje plina i nafte; uštede troškova korištenjem projektnih i operativnih rezervi.

U ovoj opciji, posebno je planirano da se završi izgradnja nuklearnih blokova snage 5 GW u periodu 2000-2010 (dva bloka - u NE Rostov i po jedan - u stanicama Kalinjin, Kursk i Balakovo) i nova izgradnja 5,8 GW nuklearne jedinice (svaka po jedna jedinica) u nuklearnim elektranama Novovoronjež, Belojarsk, Kalinjin, Balakovo, Baškir i Kursk. U 2011-2020 planirana je izgradnja četiri bloka u Lenjingradskoj NE, četiri bloka u NEK Severni Kavkaz, tri bloka u NE Baškir, po dva bloka na Južnom Uralu, Dalekom istoku, Primorskoj, Kurskoj NE-2 i Smolenskoj NE-2, u NEK Arhangelsk i Habarovsk i jedan blok u NE Novovoronjež, Smolensk i Kola - 2.

Istovremeno, 2010-2020. Planirano je da se stavi iz pogona 12 blokova prve generacije u nuklearnim elektranama Bilibino, Kola, Kursk, Lenjingrad i Novovoronjež.

Glavni zadaci u okviru minimalne opcije su izgradnja novih blokova sa dovođenjem kapaciteta NE do 32 GW u 2010. godini i do 35 GW u 2020. godini i produženjem predviđenog vijeka trajanja postojećih blokova za 10 godina.

Termoelektrane će ostati osnova ruske elektroprivrede za čitavo razmatrano razdoblje, čiji će udio u strukturi instalisanog kapaciteta industrije biti 68% do 2010. godine, a 67-70% do 2020. godine (69 % u 2000.). Oni će osigurati proizvodnju 69% i 67-71% sve električne energije u zemlji, respektivno (2000. - 67%).

S obzirom na tešku situaciju u industriji za proizvodnju goriva i očekivani visok rast proizvodnje električne energije u termoelektranama (skoro 40-80% do 2020. godine), snabdijevanje elektrana gorivom u narednom periodu će postati jedan od najtežih problema u energetskom sektoru.

Ukupna potražnja za fosilnim gorivima za ruske elektrane će se povećati sa 273 miliona t.f.e. u 2000. na 310-350 miliona tce u 2010. i do 320-400 miliona tce u 2020. Relativno nisko povećanje potražnje za gorivom do 2020. godine u odnosu na proizvodnju električne energije povezano je sa skoro potpunom zamjenom postojeće neekonomične opreme novom visokoefikasnom opremom, što zahtijeva implementaciju gotovo ograničavajućih inputa kapaciteta proizvodnih kapaciteta. U visokoj varijanti u periodu 2011-2015. za zamjenu stare opreme i zadovoljenje povećane potražnje, predlaže se uvođenje 15 miliona kW godišnje i to u periodu 2016-2020. do 20 miliona kWh godišnje. Svako kašnjenje u inputima dovešće do smanjenja efikasnosti korišćenja goriva i, shodno tome, do povećanja njegove potrošnje u elektranama, u odnosu na nivoe navedene u Strategiji.

Potreba za radikalnom promjenom uslova snabdijevanja termoelektranama gorivom u evropskim regijama zemlje i pooštravanje ekoloških zahtjeva dovodi do značajnih promjena u strukturi snage TE po vrstama elektrana i vrstama goriva koje se koriste u ova područja. Glavni pravac treba da bude tehničko preopremanje i rekonstrukcija postojećih, kao i izgradnja novih termoelektrana. Istovremeno, prioritet će imati kombinovane i ekološki prihvatljive termoelektrane na ugalj, koje su konkurentne na većem delu teritorije Rusije i obezbeđuju povećanje efikasnosti proizvodnje energije. Prelaskom sa parne turbine na termoelektrane kombinovanog ciklusa na gas, a kasnije i na ugalj, obezbediće se postepeno povećanje efikasnosti instalacija do 55%, au budućnosti i do 60%, što će značajno smanjiti povećanje. u potražnji za gorivom termoelektrana.

Za razvoj Jedinstvenog energetskog sistema Rusije, Energetska strategija predviđa:

• 1) stvaranje jake električne veze između istočnog i evropskog dela UES Rusije, izgradnjom dalekovoda napona 500 i 1150 kV. Uloga ovih veza je posebno velika u kontekstu potrebe da se evropski regioni preorijentišu na korišćenje uglja, što bi omogućilo značajno smanjenje uvoza istočnog uglja za termoelektrane;
• 2) jačanje međusistemskih tranzitnih veza između IPS (jedinstveni energetski sistem) Srednje Volge - IPS Centra - IPS Severnog Kavkaza, što omogućava povećanje pouzdanosti snabdevanja energijom regiona Severnog Kavkaza, kao i IPS Urala - IPS Srednje Volge - IPS Centra i IPS Urala - IPS Sjeverozapada za izdavanje viška struje u Tjumenskoj državnoj elektrani;
• 3) jačanje veza između UPS-a Severozapada i Centra;
• 4) razvoj električne komunikacije između IPS Sibira i IPS Istoka, koja omogućava paralelni rad svih energetskih interkonekcija zemlje i garantuje pouzdano snabdevanje energijom deficitarnih regiona Dalekog istoka.

Alternativna energija. Uprkos činjenici da je Rusija još uvijek na šestom desetom mjestu svijeta po stepenu korištenja tzv. netradicionalnih i obnovljivih vrsta energije, razvoj ovog smjera je od velike važnosti, posebno s obzirom na veličinu teritorije zemlje. Resursni potencijal netradicionalnih i obnovljivih izvora energije iznosi oko 5 milijardi tona standardnog goriva godišnje, a ekonomski potencijal u svom najopštijem obliku dostiže najmanje 270 miliona tona standardnog goriva (slika 2).

Do sada su svi pokušaji korištenja netradicionalnih i obnovljivih izvora energije u Rusiji eksperimentalni i polueksperimentalni, ili u najboljem slučaju takvi izvori igraju ulogu lokalnih, striktno lokalnih proizvođača energije. Ovo poslednje se takođe odnosi i na korišćenje energije vetra. To je zato što Rusija još ne osjeća nedostatak tradicionalnih izvora energije, a njene rezerve organskog goriva i nuklearnog goriva su još uvijek prilično velike. Međutim, čak i danas u udaljenim ili teško dostupnim regionima Rusije, gde nema potrebe za izgradnjom velike elektrane, a često nema ko da je održava, „netradicionalni“ izvori električne energije su najbolje rešenje. na problem.

Planirani nivoi razvoja i tehničkog preopremljenosti grana energetskog sektora zemlje nemogući su bez odgovarajućeg povećanja proizvodnje u granama energetike (nuklearna, elektro, nafta i gas, petrohemija, rudarstvo itd.) inženjering, metalurška i hemijska industrija Rusije, kao i građevinski kompleks. Njihov neophodan razvoj zadatak je cjelokupne ekonomske politike države.

Energija je osnova za obezbjeđivanje neophodnih uslova za život i razvoj čovječanstva, stepena njegovog materijalnog i ekonomskog blagostanja, kao i odnosa društva sa životnom sredinom. Najprikladniji i ekološki najprihvatljiviji izvor energije je električna energija. To je osnova za ubrzanje naučnog i tehnološkog napretka, razvoj industrija intenzivnih znanja i informatizaciju društva. Tako se za period do 2035. godine očekuje povećanje elektrifikacije svjetske privrede i potrošnje električne energije. Da bismo razmotrili prognozu elektroprivrede, bilježimo faktore koji mogu uzrokovati promjenu u proizvodnji i potrošnji električne energije:

stopa ekonomskog rasta;

rast stanovništva;

Poboljšanje efikasnosti korišćenja energije i uštede energije;

· starenje kvalifikovanog kadra u elektroprivredi razvijenih zemalja;

· sve veća pažnja na sigurnost životne sredine, uključujući politiku smanjenja emisije CO 2 .

Razmotrite opštu prognozu proizvodnje električne energije.

Tabela Prognoza proizvodnje električne energije, TWh

Obim proizvodnje

Vidimo da se najveće povećanje proizvodnje očekuje do 2015. godine - 18%. Prosječne stope rasta od 2008. do 2035. godine čine 13%.

Razmotrite strukturu vrsta proizvodnje električne energije u prognoziranom periodu:

Dijagram pokazuje da se s rastom proizvodnje električne energije struktura njenih izvora praktički ne mijenja. Glavni udio u strukturi proizvodnje električne energije čini električna energija proizvedena u termoelektranama na ugalj (oko 39%). Električna energija na bazi prirodnog gasa je konstantno na drugom mestu: u proseku 23%. Promjene u udjelima nuklearne i hidroelektrane također se ne očekuju, one u strukturi zauzimaju 14%, odnosno 16%. U prognoziranom periodu očekuje se blagi porast udjela električne energije iz OIE sa 3% na 7%, s tim da se do 2020. godine očekuje udio od 7%, a u budućnosti se planira stabilan razvoj.

Prognoza pokazuje povećanje potrošnje uglja za proizvodnju električne energije. Takav scenario je moguć: ekonomski rast Kine i Indije motiviše ih da razvijaju sopstvena ležišta i razvijaju električnu energiju i proizvodnju kroz jeftinu eksploataciju uglja. Instalirani kapaciteti za proizvodnju uglja u ovim zemljama će se skoro udvostručiti od 2008. do 2035. godine. Razvoj industrije će zahtijevati značajna ulaganja u rudarsku industriju i infrastrukturu (uključujući transport), tako da se u periodu razvoja industrije, po našem mišljenju, ne može očekivati ​​brz privredni rast ovih zemalja.

Proizvodnja nuklearne energije iznosila je 2.600 TWh u 2008. i predviđa se da će se povećati na 4.900 TWh do 2035. godine. Trenutno raste ne samo proizvodnja električne energije u nuklearnim elektranama, već i njihov faktor kapaciteta: sa 65% 1990. godine na 80% danas, što ukazuje na povećanje efikasnosti nuklearne energije. S obzirom na povećanje kapaciteta NPP, može se primijetiti da su zemlje koje su aktivno uključene u razvoj nuklearne energije Kina, Indija i Rusija. Od 2008. do 2035. godine, kapaciteti NEK Kine će se povećati skoro 13 puta (sa 9 GW na 106 GW), Indije - skoro 7 puta (sa 4,1 na 28 GW). Planirano je povećanje kapaciteta NEK u Rusiji u prognoziranom periodu od 122% (sa 23,2 GW u 2008. na 51,5 GW u 2035.).

OIE su još jedna važna oblast proizvodnje električne energije. Proizvodnja električne energije na bazi OIE trenutno je jedno od najbrže rastućih oblasti elektroprivrede. Ozbiljna prepreka izgradnji ovakvih proizvodnih kapaciteta je visoka cijena projekata i njihova fluktuirajuća priroda posla, međutim, to ne sprječava zemlje da razvijaju ovaj sektor elektroenergetske industrije: stopa rasta električne energije proizvedene na bazi OIE u predviđeni period je planiran na 3,1% godišnje. Od 4.600 TWh električne energije proizvedene iz obnovljivih izvora do 2035. godine, 55% će se proizvoditi u hidroelektranama, a 27% u vjetru. U posljednjih deset godina značaj energije vjetra je izuzetno porastao: instalirani kapacitet vjetroelektrana je povećan sa 18 GW u 2001. na 121 GW u 2009. Očigledno, trend povećanja vjetroelektrana će se nastaviti iu budućnosti. Vlade mnogih zemalja svijeta već su najavile mjere usmjerene na razvoj obnovljive energije. Evropska unija planira da će 2020. godine OIE činiti 20% ukupne količine proizvodnje; američki cilj je 10-20% proizvodnje iz obnovljivih izvora energije, dok Kina očekuje da će od njih dobiti 100 GW energije do 2020. godine.

Čak iu kontekstu krize i smanjenja aktivnosti mnogih industrija, proizvodnja elektroprivrede ostala je praktično na istom nivou, au nekim zemljama čak i porasla. Elektroprivreda je važan dio gorivnog i energetskog kompleksa svake zemlje i cijelog svijeta, te se stoga do 2035. godine očekuje povećanje količine proizvedene električne energije. S obzirom na opisane trendove, možemo očekivati ​​i rast cijena električne energije.

Uloga energije određena je njenim mjestom u privredi. Kompleks goriva i energije Rusije je najveći infrastrukturni kompleks.

Elektroprivreda igra ključnu ulogu u kompleksu goriva i energije, budući da je u njemu integrirajući podsistem. Djeluje kao pretvarač gotovo svih vrsta primarnih izvora goriva i energije (FER). Elektroprivreda je najpogodniji i najsvestraniji energent za zadovoljavanje industrijskih, društvenih, domaćih i drugih energetskih potreba društva. Svjetski trendovi su takvi da se udio električne energije u potrošnji goriva i energetskih resursa stalno povećava i da će rasti iu budućnosti. Strateški, elektroprivreda ima odlučujući uticaj na stvaranje uslova za uspon ruske privrede i jačanje njene ekonomske sigurnosti. Sve ovo određuje izuzetan značaj elektroprivrede, njenog normalnog funkcionisanja i razvoja za osiguranje energetske i nacionalne bezbednosti Rusije i njenih regiona u ekonomskom, naučnom, tehničkom, spoljnoekonomskom i drugim aspektima.

Osnovu proizvodnog potencijala ruske elektroprivrede trenutno čini više od 700 elektrana ukupne snage preko 200 GW i dalekovodi svih naponskih klasa u dužini od oko 2,5 miliona km. Više od 90% ovog potencijala koncentrisano je u Jedinstvenom energetskom sistemu (UES) Rusije, koji je jedinstveni tehnički kompleks koji snabdeva električnom energijom potrošače na većem delu naseljene teritorije zemlje.

Funkcionisanje i razvoj UES Rusije obezbeđuje se najbogatijim gorivom i energetskim resursima prirodnog gasa, nafte, uglja, nuklearnog goriva, hidroenergije i drugih obnovljivih izvora energije. Aktuelni period karakteriše gomilanje problema u elektroprivredi, od čijeg rešavanja će zavisiti ne samo energetska, već i nacionalna bezbednost zemlje u prvoj četvrtini 21. veka.

Posljednjih godina, problem fizičkog i moralnog starenja opreme elektrana, termo i električnih mreža stalno se pogoršava u ruskoj elektroenergetici.

Stope reprodukcije osnovnih sredstava u elektroprivredi su naglo pale.

Obim kapitalnih ulaganja u 2001. godini u odnosu na 1990. godinu smanjen je za 3,1 puta, a puštanje u rad kapaciteta 4,6 puta.

Ako je početkom 1991. godine udio proizvodne opreme koja je radila više od 30 godina iznosio 13,3% ukupnog instalisanog kapaciteta UES Rusije, onda se na kraju 2000. više nego utrostručio i iznosio je 46,1%. Uz sadašnju stopu demontaže stare opreme i puštanja u rad novih kapaciteta, do 2010. godine više od 70% proizvodne opreme iscrpiće svoj resurs. Sličnu sliku predstavlja i amortizacija osnovnih sredstava elektroenergetske opreme. Preostali kapaciteti do 2006. godine neće moći da obezbede potrošnju električne energije koja odgovara nivou iz 1998. godine.

Nastupajući minimalni trend rasta potrošnje u 2002. godini (slika 1.1) će još više približiti pojavu nestašice energije.

U bliskoj budućnosti potrebno je izvršiti radove na obnovi 450 visokotlačnih turbinskih postrojenja, 746 kotlova sa radnim pritiskom većim od 100 atmosfera, parovoda ukupne težine preko 20 hiljada tona.

Starenje opreme i niska stopa njene obnove izazvali su niz problema.

Jedna od njih je gomilanje dotrajale opreme. Posledice ovoga su:

Povećanje troškova njegove popravke (do 200%);

Pogoršanje tehničko-ekonomskih performansi elektroprivreda (specifična potrošnja goriva, potrošnja električne energije za sopstvene potrebe, gubici električne energije u mrežama). Kao rezultat toga, preduzeća RAO "UES of Russia" primaju manje od 4 milijarde rubalja godišnje;

Drugi problem je nedostatak postojećih izvora finansiranja, potreban iznos renoviranja.

Za period 2000-2005. godišnja potreba za finansijskim sredstvima za ispunjavanje potrebnih obima obnove osnovnih sredstava je 50 milijardi rubalja.

Trenutno je finansiranje radova na renoviranju elektro opreme iz raspoloživih izvora (amortizacija i povraćaj ulaganja) samo 50% potreba. Posledice ovoga su:

Nedovoljan obim radova na obnovi osnovnih sredstava;

Smanjenje, zamrzavanje istraživanja i razvoja u području tehničkog preopreme;

Nedostatak novih konstrukcijskih materijala za moderne elektrane;

Nedostatak uzoraka savremene elektroenergetske opreme spremne za serijsku proizvodnju koja bi zamijenila resursnu za značajan dio raspona snage.

Da bi se zadovoljile potrebe za energijom u sektorima privrede i stanovništva zemlje, da bi se ostvarila perspektiva izvoza električne energije, da bi se povećala efikasnost proizvodnje energije, potrebno je raditi na reprodukciji glavnih proizvodnih sredstava. elektroprivrede u količinama koje obezbeđuju neophodan radni kapacitet.

Prioritetni pravac je tehničko preopremanje, u kojem je cijena 1 kW ulazne snage 30-50% niža nego u novogradnji.

S obzirom na to da vrijeme rada dijela turbinskih agregata omogućava produženje vijeka trajanja za 30-50 hiljada sati, a takođe i da trenutno ne postoje tehnološki razvijeni, dovedeni u industrijsku upotrebu
uzoraka elektrana koje koriste moderne tehnologije, predložena je sljedeća shema za renoviranje elektroenergetske opreme.

Prioritet rada na produženju vijeka trajanja energetskih agregata i zamjeni elektrana kojima je istekao rok upotrebe sličnim (sa poboljšanim karakteristikama);

Tehnološki razvoj prototipova elektrana primenom savremenih tehnologija.

Preferencijalno uvođenje savremenih tehnologija;

Smanjenje obima zamjene za sličnu opremu.

1. Izvođenje potrebnih istraživačkih, razvojnih i projektantskih radova u oblasti renoviranja.

2. Organizacija razvoja i implementacije mjera i perspektivnih tehnologija za produženje vijeka trajanja elektroenergetske opreme.

3. Organizacija razvoja i implementacije savremene elektroenergetske opreme za zamjenu iscrpljenog resursa.

Za termoelektrane koje rade na plinovita goriva: binarni parno-gasni ciklus ili nadgradnje plinskih turbina parnih agregata.

Za termoelektrane koje rade na čvrsta goriva: sagorevanje goriva u kotlovima sa cirkulišućim fluidizovanim slojem.

Za termoelektrane koje sagorevaju bilo koju vrstu fosilnog goriva: parne jedinice koje rade sa ultra-superkritičnim parametrima pare (sa naprednim sistemima grijanja napojne vode, sa modernim materijalima za kotlove i turbine i drugim poboljšanjima).

Predloženi projekti moraju imati efikasnost od najmanje 45%.

4. Određivanje baznih elektrana za ispitivanje prototipova elektroenergetske opreme.

5. Razvoj i industrijski razvoj proizvodnje novih konstrukcijskih materijala.

Za realizaciju projekata modernih elektrana potrebni su novi materijali, čija će upotreba omogućiti:

Povećati performanse i, shodno tome, povećati efikasnost;

Smanjite potrošnju materijala konstrukcija;

Produžite vijek trajanja opreme;

Smanjite operativne troškove smanjenjem količine pregleda metala.

6. Kreiranje sistema inženjerske podrške renoviranju.

Implementacija seta neophodnih mjera omogućit će:

Osigurati pouzdano snabdijevanje ruskih potrošača energijom;

Povećati izvoz električne energije;

Povećati efikasnost proizvodnje energije.

Moramo se pripremiti za energetsku revoluciju – možda će u 21. vijeku termonuklearne elektrane ući u energetski sektor. Put od ideje do masovne implementacije traje oko pola veka u energetskom sektoru. Prvi eksperimenti termonuklearne fuzije izvedeni su pedesetih godina XX veka. Dakle, možda nam početak novog milenijuma donese nove, ekološki prihvatljive termonuklearne elektrane? Nadajmo se. Ipak, tradicionalne metode dobijanja energije će zauzeti glavno mesto u energetskom bilansu. Stoga je zadatak naučnika da poboljšaju ove tradicionalne tehnologije, pretvarajući ih u ekološki prihvatljive, ekonomične.

Naučnici veruju da će transformaciju energetskog sektora 21. veka odrediti dostignuća naučnog i tehnološkog napretka kao što su keramički motori, visokotemperaturna supravodljivost, plazma tehnologije, novi nuklearni reaktori, novi, efikasniji načini sagorevanja uglja i , konačno, obnovljivi izvori energije. U ovim oblastima nauke i tehnologije postoji ogromno polje aktivnosti budućih naučnika i inženjera.

Ruska elektroprivreda je opremljena domaćom opremom, ima značajan izvozni potencijal, ima razvijen naučno-tehnički industrijski kompleks, kvalifikovano naučno i inženjersko osoblje sposobno za razvoj i implementaciju novih tehnologija i progresivni razvoj industrije.

Razvoj svjetske energetike na početku XXI vijeka. biće determinisana složenim uticajem mnogih ekonomskih, prirodnih, naučnih, tehničkih i političkih faktora. Procjena dugoročnog rasta potrošnje energije, zasnovana na pretpostavljenom tempu razvoja svjetske energetske industrije, navodi na zaključak da je prosječan godišnji porast do 2030.-2050. vjerovatno će biti 2-3%. U njemu će biti mnogo veće. S obzirom na projektovani rast stanovništva na 8,5 milijardi do 2025. godine, od čega će 80% živjeti u zemljama u razvoju, može se očekivati ​​da će te zemlje imati odlučujuću ulogu u svjetskoj potrošnji energije. To će uzrokovati nagli porast njegove proizvodnje. Povećanje proizvodnje električne energije povlači za sobom ozbiljno zagađenje životne sredine. Uloga u opskrbi energijom će se u budućnosti povećati, s obzirom na ogromne rezerve ove sirovine, kao i ekološku prihvatljivost ove vrste goriva.

Prelazak s nafte na plin je treća energetska revolucija (prva je prijelaz s drva na ugalj, druga je s uglja na naftu). Nafta je sada postala posljednji resurs u energetskom bilansu svijeta. Cijene nafte će odrediti tempo restrukturiranja globalnog energetskog bilansa. Vjeruje se da će se potrošnja u svijetu do 2030. godine povećati na skoro 8 milijardi tona, jer je jako skupo sve termoelektrane na ugalj pretvoriti na naftu ili plin.

Na Međunarodnoj konferenciji o korišćenju energetskih resursa (, 1989) postignuto je efikasno rešenje problema, što je u mnogima povećalo broj pristalica njegovog razvoja.

Naprotiv, u (provinciji Ontario) je proglašen moratorij na izgradnju novih nuklearnih elektrana. Nuklearne elektrane u istočnoj Evropi izazivaju ozbiljnu zabrinutost, iako su nuklearne elektrane koje rade u Slovačkoj među najboljima u svijetu po svojim performansama. Rješavaju se problemi neotpadne upotrebe prirodnog uranijuma kao goriva za jednokratnu upotrebu, kao i prerade i uništavanja radioaktivnog otpada.

Različiti stavovi u mnogim zemljama prema korišćenju hidroenergetskih resursa. Samo Kina planira velike hidroelektrane. Do 2000. godine na rijekama Kine se projektira 60 velikih HE ukupnog kapaciteta 70 GW.

Najperspektivniji pravac u proizvodnji energije uključuje korištenje solarne energije (fotonaponska konverzija) i temperaturnog gradijenta oceana za proizvodnju električne energije, energije vjetra, geotermalne energije, energije stijena i energije, gorivnih ćelija, prerade drva u tekuće gorivo, prerada gradskog otpada, primjena biogasa dobivenog pri preradi industrijskog i poljoprivrednog otpada. U razvoju ovih tehnologija prednjače razvijene zemlje, prvenstveno Japan, Kanada i Danska. Osim toga, razvijaju se kako povećati korištenje hidroresursa, izgraditi stanice malog kapaciteta na postrojenjima za prečišćavanje vode, kanale za navodnjavanje, koristeći novi dizajn hidroelektrana sa niskim pritiskom vode.

Uvod

Elektroprivreda je složena grana privrede koja obuhvata granu za proizvodnju električne energije i njen prenos do potrošača. Elektroprivreda je najvažnija osnovna industrija u Rusiji. Od stepena njenog razvoja zavisi celokupna nacionalna ekonomija zemlje, kao i stepen razvoja naučnog i tehnološkog napretka u zemlji.

Specifičnost elektroprivrede je da se njena proizvodnja ne može akumulirati za naknadnu upotrebu, pa potrošnja odgovara proizvodnji električne energije i po veličini (uzimajući u obzir gubitke) i po vremenu.

Već je nemoguće zamisliti život bez električne energije. Elektroprivreda je zahvatila sve sfere ljudskog djelovanja: industriju i poljoprivredu, nauku i svemir, naš način života. Njegovo specifično svojstvo je sposobnost pretvaranja u gotovo sve druge vrste energije (gorivo, mehaničku, zvučnu, svjetlosnu itd.)

U industriji se električna energija koristi kako za pokretanje raznih mehanizama, tako i direktno u tehnološkim procesima. Rad savremenih sredstava komunikacije zasniva se na korišćenju električne energije.

Električna energija u svakodnevnom životu je glavni dio osiguravanja ugodnog života ljudi.

Električna energija igra veliku ulogu u transportnoj industriji. Električni transport ne zagađuje životnu sredinu.

1. Značaj elektroprivrede u privredi Ruske Federacije

Stabilan razvoj privrede je nemoguć bez energetskog sektora koji se stalno razvija. Elektroprivreda je osnova za funkcionisanje privrede i održavanje života. Pouzdano i efikasno funkcionisanje elektroprivrede, nesmetano snabdevanje potrošača osnova je progresivnog razvoja privrede zemlje i sastavni faktor u obezbeđivanju civilizovanih uslova života svih njenih građana. Elektroprivreda je element kompleksa goriva i energije. Kompleks goriva i energije Rusije je moćan ekonomski i proizvodni sistem. Ima odlučujući uticaj na stanje i izglede za razvoj nacionalne ekonomije, obezbeđujući 1/5 bruto domaćeg proizvoda, 1/3 obima industrijske proizvodnje i prihode konsolidovanog budžeta Rusije, oko polovine saveznog budžeta, izvoza i deviznih prihoda.

U razvoju elektroprivrede veliki značaj pridaje se pravilnoj lokaciji elektroprivrede. Najvažniji uslov za racionalan plasman elektrana je sveobuhvatan obračun potreba za električnom energijom u svim sektorima nacionalne privrede zemlje i potrebama stanovništva, kao i svakog privrednog regiona u budućnosti.

Jedan od principa za lociranje elektroprivrede u sadašnjem stupnju razvoja tržišne privrede je izgradnja pretežno malih termoelektrana, uvođenje novih vrsta goriva, te razvoj mreže daljinskih visokoelektrana. naponski dalekovodi.

Bitno obilježje razvoja i lokacije elektroprivrede je rasprostranjena izgradnja termoelektrana (CHP) za grijanje različitih industrija i javnih preduzeća. CHP postrojenja se nalaze na mjestima potrošnje pare ili tople vode, jer je prijenos topline kroz cjevovode ekonomski izvodljiv samo na maloj udaljenosti.

Važan pravac u razvoju elektroprivrede je izgradnja hidroelektrana. Karakteristika savremenog razvoja elektroprivrede je izgradnja elektroenergetskih sistema, njihova integracija i stvaranje Jedinstvenog energetskog sistema (UES) zemlje.

2. Karakteristike najvećih termo i nuklearnih elektrana

Termoelektrane (TE). U Rusiji postoji oko 700 velikih i srednjih termoelektrana. Oni proizvode do 70% električne energije. Termoelektrane koriste organsko gorivo - ugalj, naftu, gas, lož ulje, škriljce, treset. Termoelektrane su fokusirane na potrošača, a istovremeno se nalaze na izvorima goriva. Orijentirane na potrošača su elektrane koje koriste visokokalorično gorivo, koje je ekonomski isplativo za transport. Elektrane koje rade na lož ulje nalaze se uglavnom u centrima industrije prerade nafte. Velike termoelektrane su Berezovska GRES-1 i GRES-2, koje rade na ugalj iz Kansko-Ačinskog basena, Surgutska GRES-1 i GRES-2, Urengojska GRES - na gas.

Prednosti termoelektrana: relativno slobodna lokacija povezana sa širokom distribucijom izvora goriva u Rusiji; mogućnost proizvodnje električne energije bez sezonskih fluktuacija (za razliku od hidroelektrana). Nedostaci uključuju: korištenje neobnovljivih izvora goriva; niska efikasnost; izuzetno štetan uticaj na životnu sredinu (termoelektrane širom sveta godišnje emituju u atmosferu 200-250 miliona tona pepela i oko 60 miliona tona sumpor-dioksida; uz to apsorbuju ogromnu količinu kiseonika).

Nuklearne elektrane (NPP). Nuklearne elektrane koriste transportno gorivo. NEK su orijentisane na potrošače koji se nalaze u područjima sa napetim gorivno-energetskim bilansom ili na mestima gde su identifikovani resursi mineralnih goriva ograničeni. Osim toga, nuklearna industrija je jedan od sektora izuzetno visokog naučnog intenziteta.

Učešće nuklearnih elektrana u ukupnoj proizvodnji električne energije u Rusiji je i dalje 12%, u SAD - 20%, Velikoj Britaniji - 18,9%, Nemačkoj - 34%, Belgiji - 65%, Francuskoj - preko 76%.

Sada u Rusiji postoji devet nuklearnih elektrana sa ukupnim kapacitetom od 20,2 miliona kW: Lenjingradska NE u severozapadnom regionu, Kursk i Novovoronjež u Centralnom Černobilskom regionu, Smolenska i Kalinjinska NE u Centralnoj ekonomskoj regiji, Balakovo NE u Volgi. region, Kola NPP na severu, i Beloyarskaya na Uralu NPP, Daleki istok - Bilibino NPP.

Prednosti nuklearnih elektrana: mogu se graditi na bilo kojem području; faktor iskorištenosti instaliranog kapaciteta je 80%; pod normalnim radnim uslovima manje su štetne za životnu sredinu od drugih tipova elektrana; ne apsorbuju kiseonik. Nedostaci nuklearnih elektrana: poteškoće u zakopavanju radioaktivnog otpada (za njihovo uklanjanje iz stanice grade se kontejneri sa snažnom zaštitom i rashladnim sistemom; zakopavanje se vrši u zemlju na velikim dubinama u geološki stabilnim slojevima); katastrofalne posljedice udesa u našim nuklearnim elektranama zbog nesavršenog sistema zaštite; termičko zagađenje rezervoara koje koriste nuklearne elektrane. Sa ekonomske tačke gledišta, nuklearna energija je specifična. Ima najmanje dvije kardinalne karakteristike. Prva karakteristika se odnosi na veliku ulogu kapitalnih investicija, koje daju glavni doprinos trošku električne energije. Iz čega proizilazi potreba da se posebno pažljivo i razumno vodi računa o ulozi kapitalnih ulaganja. Drugi je određen specifičnostima upotrebe nuklearnog goriva, koje se značajno razlikuje od onog svojstvenog konvencionalnom kemijskom gorivu. Nažalost, još uvijek ne postoji konsenzus o tome kako ove karakteristike treba uzeti u obzir u ekonomskim proračunima. Na primjeru ruske nuklearne energetike moguće je analizirati navedene karakteristike sa stanovišta savremenih karakteristika proizvodnje električne energije.

Unatoč činjenici da su ekonomski problemi nuklearne energije detaljno opisani u monografiji, ipak je optimizam u prognozama njenog razvoja koji je postojao do sredine 1980-ih određen uglavnom idejom umjerenog kapitalnog intenziteta nuklearne energije. elektrane, često diktirane političkim razlozima.

Poznato je da su specifična kapitalna ulaganja u nuklearne elektrane znatno veća nego u konvencionalnim elektranama, posebno za nuklearne elektrane sa brzim reaktorima. To je prvenstveno zbog složenosti tehnološke sheme NPP: koriste se sistemi s 2 ili čak 3 petlje za odvođenje topline iz reaktora.

Stvara se poseban sistem zagarantovanog hitnog hlađenja.

Postoje visoki zahtjevi za materijale za dizajn (nuklearna čistoća).

Proizvodnja opreme i njena ugradnja odvijaju se u posebno strogim, pažljivo kontrolisanim uslovima (reaktorska tehnologija).

Osim toga, toplinska efikasnost u nuklearnim elektranama sa termalnim reaktorima koji se trenutno koriste u Rusiji, znatno je niži nego u konvencionalnim termoelektranama.

Još jedno važno pitanje je da gorivni elementi unutar reaktora konstantno sadrže značajnu količinu nuklearnog goriva neophodnog za stvaranje kritične mase. U nekim publikacijama, na primjer, prema podacima Batova, Yu.I. Koryakin, 1969, predlaže se da se trošak prvog punjenja nuklearnog goriva uključi u kapitalna ulaganja. Ako slijedimo ovu logiku, onda bi kapitalna ulaganja trebala uključivati ​​ne samo gorivo koje se nalazi u samom reaktoru, već i korišteno u vanjskom ciklusu goriva. Za reaktore koji koriste zatvoreni ciklus sa regeneracijom goriva, kao što su brzi reaktori, ukupna količina goriva „zamrznutog“ na ovaj način može biti 2-3 puta ili čak veća od kritične mase. Sve će to značajno povećati ionako značajnu komponentu kapitalnih ulaganja i, shodno tome, pogoršati proračunate ekonomske pokazatelje nuklearnih elektrana.

Ovaj pristup se ne može smatrati ispravnim. Zaista, u svakoj proizvodnji neki elementi opreme su u stalnom radu, dok se ostala materijalna sredstva servisiranja redovno zamjenjuju novima. Međutim, ako ovaj period nije predug, njihov trošak se ne uključuje u kapitalna ulaganja. Ovi troškovi se uzimaju u obzir kao obični, tekući. U slučaju gorivih šipki, o tome svjedoči period njihove upotrebe, koji ne prelazi nekoliko mjeseci.

Drugo važno pitanje je cijena nuklearnog goriva. Ako govorimo samo o uranijumu, onda je njegova cijena određena troškovima rudarenja, vađenja iz rude, izotopskog obogaćivanja (ako je potrebno).

Ako je gorivo plutonijum, koji se koristi za brze reaktore, onda u opštem slučaju treba razlikovati dva režima: zatvoreni, kada ima dovoljno plutonijuma da zadovolji potrebe razvoja energije, i konverzijski, kada ga nema dovoljno i 235 Uz njega se koristi i U. Za slučaj ciklusa konverzije Cijena plutonijuma se mora odrediti iz poređenja sa poznatom cijenom od 235 U. Svaki brzi reaktor može koristiti i plutonijum i uranijumsko gorivo. Stoga se u ekonomskom poređenju može isključiti uticaj efekta vrste goriva na kapitalnu komponentu cijene električne energije. Dovoljno je izjednačiti samo direktne troškove goriva (komponenti goriva) u oba slučaja. Prema mišljenju stručnjaka, cijena plutonijuma je veća od cijene od 235 U za oko 30%. Za plutonijum je ova okolnost važna, jer proizvedeni plutonijum kao nusproizvod donosi veliki prihod.