บ้าน คำแนะนำ แนวโน้มการพัฒนาและที่ตั้งของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของโลก แนวโน้มการพัฒนาพลังงานทั่วโลกและแนวโน้มสำหรับอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า CIS ปัญหาและแนวโน้มของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

แนวโน้มการพัฒนาและที่ตั้งของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของโลก แนวโน้มการพัฒนาพลังงานทั่วโลกและแนวโน้มสำหรับอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า CIS ปัญหาและแนวโน้มของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ปัญหาหลักในการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของรัสเซียเกี่ยวข้องกับ: ความล้าหลังทางเทคนิคและการเสื่อมสภาพของเงินทุนอุตสาหกรรม ความไม่สมบูรณ์ของกลไกทางเศรษฐกิจในการจัดการภาคพลังงาน รวมถึงนโยบายการกำหนดราคาและการลงทุน และการเติบโตของการไม่ชำระเงินด้วยพลังงาน ผู้บริโภค ในสภาวะวิกฤตเศรษฐกิจ ความเข้มข้นของพลังงานในการผลิตที่สูงยังคงมีอยู่ในระดับสูง

ปัจจุบันโรงไฟฟ้ามากกว่า 18% ได้ใช้ทรัพยากรการออกแบบกำลังการผลิตติดตั้งหมดแล้ว กระบวนการประหยัดพลังงานดำเนินไปช้ามาก รัฐบาลพยายามแก้ไขปัญหาจากหลายฝ่าย ขณะเดียวกัน อุตสาหกรรมก็กำลังถูกทำให้เป็นองค์กร (51% ของหุ้นยังคงอยู่กับรัฐ) ดึงดูดการลงทุนจากต่างประเทศ และเริ่มดำเนินโครงการเพื่อลด ความเข้มข้นของพลังงานในการผลิต

งานหลักในการพัฒนาพลังงานของรัสเซียสามารถระบุได้ดังต่อไปนี้: 1) การลดความเข้มข้นของพลังงานในการผลิต; 2) การอนุรักษ์ระบบพลังงานแบบครบวงจรของรัสเซีย 3) การเพิ่มตัวประกอบกำลังของระบบไฟฟ้า 4) การเปลี่ยนแปลงอย่างสมบูรณ์ต่อความสัมพันธ์ทางการตลาด, การปลดปล่อยราคาพลังงาน, การเปลี่ยนแปลงไปสู่ราคาโลกโดยสมบูรณ์, การละทิ้งการหักบัญชีที่เป็นไปได้; 5) การต่ออายุกองเรือระบบพลังงานอย่างรวดเร็ว 6) นำพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมของระบบพลังงานไปสู่ระดับมาตรฐานโลก

ปัจจุบันอุตสาหกรรมเผชิญกับความท้าทายหลายประการ ปัญหาสิ่งแวดล้อมเป็นสิ่งสำคัญ ในขั้นตอนนี้ ในรัสเซีย การปล่อยสารอันตรายออกสู่สิ่งแวดล้อมต่อหน่วยการผลิตเกินกว่าตัวเลขเดียวกันในตะวันตก 6-10 เท่า

การพัฒนาการผลิตอย่างกว้างขวางและการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของกำลังการผลิตขนาดใหญ่ได้นำไปสู่ความจริงที่ว่าปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมมาเป็นเวลานานนั้นถูกนำมาพิจารณาน้อยมากหรือไม่เลย โรงไฟฟ้าพลังความร้อนถ่านหินมีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด ระดับกัมมันตภาพรังสีใกล้เคียงสูงกว่าระดับรังสีในบริเวณใกล้เคียงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หลายเท่า การใช้ก๊าซในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนมีประสิทธิภาพมากกว่าน้ำมันเชื้อเพลิงหรือถ่านหินมาก เมื่อเผาเชื้อเพลิงมาตรฐาน 1 ตัน จะเกิดคาร์บอน 1.7 ตัน เทียบกับ 2.7 ตันเมื่อเผาน้ำมันเชื้อเพลิงหรือถ่านหิน พารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้ไม่รับประกันความสะอาดของสิ่งแวดล้อมโดยสมบูรณ์

มาตรฐานใหม่ของความสะอาดต่อสิ่งแวดล้อมได้รวมอยู่ในโครงการพิเศษของรัฐ "พลังงานสะอาดต่อสิ่งแวดล้อม" เมื่อคำนึงถึงข้อกำหนดของโปรแกรมนี้ จึงมีการเตรียมโครงการหลายโครงการไว้แล้วและหลายโครงการยังอยู่ระหว่างการพัฒนา ดังนั้นจึงมีโครงการสำหรับ Berezovskaya GRES-2 ที่มีกำลังผลิต 800 MW และถุงกรองสำหรับเก็บฝุ่น โครงการสำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมที่มีกำลังการผลิต 300 MW และโครงการสำหรับ Rostovskaya GRES ซึ่งรวมถึงหลายโครงการ โซลูชั่นทางเทคนิคใหม่ขั้นพื้นฐาน ให้เราพิจารณาปัญหาการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์แยกกัน

อุตสาหกรรมนิวเคลียร์และพลังงานได้รับการพิจารณาในยุทธศาสตร์พลังงาน (พ.ศ. 2548-2563) ว่าเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของภาคพลังงานของประเทศ เนื่องจากพลังงานนิวเคลียร์อาจมีคุณสมบัติที่จำเป็นในการค่อยๆ ทดแทนส่วนสำคัญของพลังงานแบบดั้งเดิมโดยใช้เชื้อเพลิงอินทรีย์ฟอสซิล และ ยังมีฐานการผลิตและการก่อสร้างที่พัฒนาแล้วและมีกำลังการผลิตเพียงพอสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ในกรณีนี้ ความสนใจหลักจะจ่ายให้กับการรับรองความปลอดภัยของนิวเคลียร์ และเหนือสิ่งอื่นใดคือความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในระหว่างการดำเนินการ นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีมาตรการเพื่อให้ประชาชนสนใจในการพัฒนาอุตสาหกรรม โดยเฉพาะประชากรที่อาศัยอยู่ใกล้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์

เพื่อให้มั่นใจว่าการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์หลังปี 2563 ตามแผน ตลอดจนการอนุรักษ์และพัฒนาศักยภาพในการส่งออก ขณะนี้มีความจำเป็นต้องเสริมสร้างงานสำรวจทางธรณีวิทยาที่มุ่งเตรียมฐานวัตถุดิบสำรองของยูเรเนียมธรรมชาติ

ตัวเลือกสูงสุดสำหรับการเพิ่มการผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นไปตามข้อกำหนดของการพัฒนาเศรษฐกิจที่ดีและโครงสร้างการผลิตไฟฟ้าที่เหมาะสมทางเศรษฐกิจที่คาดการณ์ไว้โดยคำนึงถึงภูมิศาสตร์ของการบริโภค ในเวลาเดียวกัน โซนที่มีลำดับความสำคัญทางเศรษฐกิจในการค้นหาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือภูมิภาคยุโรปและตะวันออกไกลของประเทศ รวมถึงภูมิภาคทางตอนเหนือที่มีการนำเข้าเชื้อเพลิงทางไกล ระดับการผลิตพลังงานที่ลดลงในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการคัดค้านของสาธารณะต่อระดับการพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ระบุ ซึ่งจะต้องมีการเพิ่มการผลิตถ่านหินและกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้าถ่านหินที่สอดคล้องกัน รวมถึงในภูมิภาคที่มีนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้ามีความสำคัญทางเศรษฐกิจ

ภารกิจหลักสำหรับตัวเลือกสูงสุด: การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่โดยเพิ่มกำลังการผลิตติดตั้งของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็น 32 GW ในปี 2010 และเพิ่มเป็น 52.6 GW ในปี 2020 ขยายอายุการใช้งานที่กำหนดของหน่วยผลิตไฟฟ้าที่มีอยู่เป็น 40-50 ปีของการดำเนินงานเพื่อเพิ่มการปล่อยก๊าซและน้ำมันให้สูงสุด ประหยัดต้นทุนด้วยการใช้ทุนสำรองการออกแบบและการดำเนินงาน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตัวเลือกนี้ มีการวางแผนที่จะก่อสร้างหน่วยพลังงานนิวเคลียร์ขนาด 5 GW ให้แล้วเสร็จในปี 2543-2553 (สองหน่วยที่ Rostov NPP และหนึ่งหน่วยที่สถานี Kalinin, Kursk และ Balakovo) และการก่อสร้างใหม่ขนาด 5.8 GW ของหน่วยพลังงานนิวเคลียร์ (อย่างละหนึ่งหน่วยที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Novovoronezh, Beloyarsk, Kalinin, Balakovo, Bashkir และ Kursk) ในปี 2554 - 2563 มีการวางแผนที่จะสร้างสี่หน่วยที่ Leningrad NPP, สี่หน่วยที่ North Caucasus NPP, สามหน่วยที่ Bashkir NPP, สองหน่วยที่ South Ural, Far Eastern, Primorskaya, Kursk NPP-2 และ Smolensk NPP-2 ที่ ATPP ของ Arkhangelsk และ Khabarovsk และที่หนึ่งหน่วยที่ Novovoronezh, Smolensk และ Kola NPP - 2

ขณะเดียวกันในปี 2553 - 2563 มีการวางแผนที่จะรื้อถอนหน่วยผลิตไฟฟ้ารุ่นแรก 12 หน่วยที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Bilibino, Kola, Kursk, Leningrad และ Novovoronezh

ภารกิจหลักภายใต้ทางเลือกขั้นต่ำคือการก่อสร้างหน่วยใหม่เพื่อเพิ่มกำลังการผลิต NPP เป็น 32 GW ในปี 2553 และเพิ่มเป็น 35 GW ในปี 2563 และขยายอายุการใช้งานที่กำหนดของหน่วยไฟฟ้าที่มีอยู่อีก 10 ปี

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนจะยังคงเป็นพื้นฐานของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของรัสเซียตลอดระยะเวลาที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ซึ่งส่วนแบ่งในโครงสร้างของกำลังการผลิตติดตั้งของอุตสาหกรรมจะอยู่ที่ 68% ภายในปี 2553 และภายในปี 2563 - 67-70% ( 2000 - 69%) พวกเขาจะรับประกันการผลิตไฟฟ้า 69% และ 67-71% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดในประเทศตามลำดับ (พ.ศ. 2543 - 67%)

เมื่อพิจารณาถึงสถานการณ์ที่ยากลำบากในอุตสาหกรรมสกัดเชื้อเพลิงและการเติบโตสูงของการผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (เกือบ 40-80% ภายในปี 2563) การจัดหาเชื้อเพลิงให้โรงไฟฟ้ากำลังกลายเป็นหนึ่งในปัญหาที่ยากที่สุดในภาคพลังงานใน ช่วงที่จะมาถึง

ความต้องการเชื้อเพลิงอินทรีย์ของโรงไฟฟ้ารัสเซียจะเพิ่มขึ้นจาก 273 ล้านตันเทียบเท่ากับเชื้อเพลิง ในปี 2543 เป็นเชื้อเพลิงเทียบเท่า 310-350 ล้านตัน ในปี 2553 และมีปริมาณเชื้อเพลิงเทียบเท่าถึง 320-400 ล้านตัน ในปี 2563 ความต้องการเชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นค่อนข้างเล็กน้อยภายในปี 2563 เมื่อเทียบกับการผลิตไฟฟ้านั้นเกี่ยวข้องกับการทดแทนอุปกรณ์ที่ไม่ประหยัดที่มีอยู่เกือบทั้งหมดในช่วงเวลานี้ด้วยอุปกรณ์ใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งต้องมีการดำเนินการตามปัจจัยการผลิตที่เป็นไปได้สูงสุดเกือบ ในเวอร์ชั่นสูงในช่วงปี 2554-2558 เพื่อทดแทนอุปกรณ์เก่าและเพื่อให้มั่นใจว่ามีความต้องการเพิ่มขึ้น จึงเสนอให้เริ่มใช้ 15 ล้านกิโลวัตต์ต่อปีในช่วงปี 2559-2563 มากถึง 20 ล้านกิโลวัตต์ต่อปี ความล่าช้าของปัจจัยการผลิตจะส่งผลให้ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงลดลง และส่งผลให้ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้าเพิ่มขึ้น เมื่อเทียบกับระดับที่กำหนดไว้ในยุทธศาสตร์

ความจำเป็นในการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขการจัดหาเชื้อเพลิงสำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนในภูมิภาคยุโรปของประเทศอย่างรุนแรงและข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดขึ้นกำหนดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในโครงสร้างพลังงานของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนตามประเภทของโรงไฟฟ้าและประเภทของเชื้อเพลิงที่ใช้ในพื้นที่เหล่านี้ ทิศทางหลักควรเป็นอุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่และการสร้างอุปกรณ์ที่มีอยู่ใหม่ตลอดจนการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใหม่ ในเวลาเดียวกัน จะมีการให้ความสำคัญกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมและถ่านหินที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งมีการแข่งขันในรัสเซียส่วนใหญ่ และจะเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตพลังงาน การเปลี่ยนจากกังหันไอน้ำไปเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมที่ใช้ก๊าซและถ่านหินในภายหลัง จะทำให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพการติดตั้งจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเป็น 55% และในอนาคตจะสูงถึง 60% ซึ่งจะช่วยลดการเพิ่มขึ้นของได้อย่างมีนัยสำคัญ ความต้องการเชื้อเพลิงของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

สำหรับการพัฒนาระบบพลังงานแบบครบวงจรของรัสเซีย ยุทธศาสตร์พลังงานระบุไว้สำหรับ:

พลังงานทางเลือก แม้ว่ารัสเซียจะยังอยู่ในสิบประเทศที่หกของโลกในแง่ของการใช้พลังงานประเภทที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมและพลังงานทดแทน การพัฒนาพื้นที่นี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงขนาดของประเทศ อาณาเขต. ศักยภาพทรัพยากรของแหล่งพลังงานที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมและพลังงานทดแทนคือประมาณ 5 พันล้านตันของเชื้อเพลิงเทียบเท่าต่อปี และศักยภาพทางเศรษฐกิจในรูปแบบทั่วไปที่สุดถึงอย่างน้อย 270 ล้านตันของเชื้อเพลิงเทียบเท่ากัน (รูปที่ 2)

จนถึงขณะนี้ ความพยายามทั้งหมดในการใช้แหล่งพลังงานที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมและหมุนเวียนในรัสเซียนั้นเป็นการทดลองและกึ่งทดลอง หรือที่ดีที่สุด แหล่งดังกล่าวมีบทบาทเป็นผู้ผลิตพลังงานในท้องถิ่นอย่างเคร่งครัด อย่างหลังยังใช้กับการใช้พลังงานลมด้วย เนื่องจากรัสเซียยังไม่ประสบปัญหาการขาดแคลนแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิม และปริมาณสำรองเชื้อเพลิงอินทรีย์และเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ยังคงมีค่อนข้างมาก อย่างไรก็ตาม แม้แต่ในปัจจุบันนี้ในพื้นที่ห่างไกลหรือเข้าถึงยากของรัสเซีย ซึ่งไม่จำเป็นต้องสร้างโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ และบ่อยครั้งไม่มีใครให้บริการ แหล่งไฟฟ้า "ที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม" ก็เป็นทางออกที่ดีที่สุด ถึงปัญหา

ระดับการพัฒนาที่วางแผนไว้และการจัดหาอุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่ของภาคพลังงานของประเทศนั้นเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการเพิ่มการผลิตที่สอดคล้องกันในด้านพลังงาน (นิวเคลียร์ ไฟฟ้า น้ำมันและก๊าซ ปิโตรเคมี เหมืองแร่ ฯลฯ ) วิศวกรรมเครื่องกล โลหะวิทยา และอุตสาหกรรมเคมีของ รัสเซียรวมถึงศูนย์การก่อสร้างด้วย การพัฒนาที่จำเป็นคือหน้าที่ของนโยบายเศรษฐกิจทั้งหมดของรัฐ

พลังงานเป็นพื้นฐานในการรับรองเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับชีวิตและการพัฒนาของมนุษยชาติ ระดับความอยู่ดีมีสุขทางวัตถุและเศรษฐกิจ ตลอดจนความสัมพันธ์ของสังคมกับสิ่งแวดล้อม แหล่งพลังงานที่สะดวกและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่สุดคือไฟฟ้า เป็นพื้นฐานสำหรับการเร่งความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การพัฒนาอุตสาหกรรมที่เน้นความรู้ และการให้ข้อมูลข่าวสารของสังคม ดังนั้นภายในปี 2578 การใช้พลังงานไฟฟ้าของเศรษฐกิจโลกและปริมาณการใช้ไฟฟ้าจึงคาดว่าจะเพิ่มขึ้น ในการพิจารณาการคาดการณ์สำหรับอุตสาหกรรมไฟฟ้า เราคำนึงถึงปัจจัยที่อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการผลิตและการใช้ไฟฟ้า:

· อัตราการเติบโตทางเศรษฐกิจ

· การเติบโตของประชากร

· การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการประหยัดพลังงาน

· อายุของบุคลากรที่มีคุณสมบัติเหมาะสมในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของประเทศที่พัฒนาแล้ว

· เพิ่มความสนใจในเรื่องความปลอดภัยด้านสิ่งแวดล้อม รวมถึงนโยบายในการลดการปล่อย CO 2

มาดูการพยากรณ์การผลิตไฟฟ้าโดยทั่วไปกัน

ตารางพยากรณ์การผลิตไฟฟ้า TWh

ปริมาณการผลิต

เราเห็นว่าคาดว่าจะมีการผลิตเพิ่มขึ้นมากที่สุดภายในปี 2558 - 18% อัตราการเติบโตเฉลี่ยตั้งแต่ปี 2551 ถึง 2578 คิดเป็น 13%

พิจารณาโครงสร้างประเภทการผลิตไฟฟ้าในช่วงคาดการณ์:

แผนภาพแสดงให้เห็นว่าเมื่อมีการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้นโครงสร้างของแหล่งกำเนิดยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติ ส่วนแบ่งหลักในโครงสร้างการผลิตไฟฟ้าคือไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง (ประมาณ 39%) ไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซธรรมชาติอยู่ในอันดับที่สองอย่างต่อเนื่อง: โดยเฉลี่ย 23% ไม่คาดว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงส่วนแบ่งของนิวเคลียร์และไฟฟ้าพลังน้ำ โดยจะครอบครอง 14% และ 16% ในโครงสร้างตามลำดับ ในช่วงคาดการณ์ คาดว่าส่วนแบ่งการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยจาก 3% เป็น 7% โดยคาดว่าจะได้รับส่วนแบ่ง 7% ภายในปี 2563 และมีการวางแผนการพัฒนาที่มั่นคงในอนาคต

การคาดการณ์ระบุว่าปริมาณการใช้ถ่านหินเพื่อการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเล็กน้อย สถานการณ์นี้เป็นไปได้: การเติบโตทางเศรษฐกิจของจีนและอินเดียกระตุ้นให้พวกเขาพัฒนาแหล่งเงินฝากของตนเอง และพัฒนาไฟฟ้าและการผลิตผ่านการผลิตถ่านหินราคาถูก กำลังการผลิตติดตั้งของโรงงานผลิตถ่านหินในประเทศเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่าในช่วงปี 2551 ถึง 2578 การพัฒนาอุตสาหกรรมจะต้องมีการลงทุนจำนวนมากในอุตสาหกรรมเหมืองแร่และโครงสร้างพื้นฐาน (รวมถึงการขนส่ง) ดังนั้นในช่วงเวลาของการพัฒนาอุตสาหกรรม ตามความเห็นของเรา ประเทศเหล่านี้ไม่สามารถคาดหวังการเติบโตทางเศรษฐกิจอย่างรวดเร็วได้

การผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในปี 2551 มีจำนวน 2,600 TWh และภายในปี 2578 คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 4,900 TWh ในปัจจุบัน ไม่เพียงแต่การผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์กำลังเติบโตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัจจัยด้านกำลังการผลิตด้วย จาก 65% ในปี 1990 เป็น 80% ในปัจจุบัน ซึ่งบ่งชี้ถึงการเพิ่มประสิทธิภาพของพลังงานนิวเคลียร์ เมื่อพิจารณาถึงการเพิ่มกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ จะเห็นได้ว่าประเทศที่เกี่ยวข้องอย่างแข็งขันในการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ ได้แก่ จีน อินเดีย และรัสเซีย จากปี 2551 ถึงปี 2578 กำลังการผลิตโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของจีนจะเพิ่มขึ้นเกือบ 13 เท่า (จาก 9 GW เป็น 106 GW) อินเดีย - เกือบ 7 เท่า (จาก 4.1 เป็น 28 GW) การเพิ่มกำลังการผลิตโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในรัสเซียตลอดระยะเวลาคาดการณ์มีการวางแผนไว้ที่ 122% (จาก 23.2 GW ในปี 2551 เป็น 51.5 GW ในปี 2578)

การผลิตไฟฟ้าที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือ RES การผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนปัจจุบันเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่เติบโตเร็วที่สุดของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า อุปสรรคร้ายแรงต่อการก่อสร้างกำลังการผลิตดังกล่าวคือต้นทุนที่สูงของโครงการและลักษณะการทำงานที่ผันผวน แต่สิ่งนี้ไม่ได้หยุดประเทศต่างๆ ในการพัฒนาภาคอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าภาคนี้: อัตราการเติบโตของไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนใน ระยะเวลาคาดการณ์มีการวางแผนไว้ที่ 3.1% ต่อปี จากการคาดการณ์การผลิตไฟฟ้า 4,600 TWh จากแหล่งพลังงานหมุนเวียนภายในปี 2578 นั้น 55% จะผลิตโดยโรงไฟฟ้าพลังน้ำ และ 27% โดยโรงไฟฟ้าพลังงานลม ในช่วงสิบปีที่ผ่านมา ความสำคัญของพลังงานลมเพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยกำลังการผลิตไฟฟ้าที่ติดตั้งเพิ่มขึ้นจาก 18 GW ในปี 2544 เป็น 121 GW ในปี 2552 เห็นได้ชัดว่าแนวโน้มการเพิ่มพลังงานลมจะยังคงดำเนินต่อไปในอนาคต รัฐบาลของหลายประเทศทั่วโลกได้ประกาศมาตรการที่มุ่งพัฒนาพลังงานหมุนเวียนแล้ว สหภาพยุโรปวางแผนว่าในปี 2020 แหล่งพลังงานหมุนเวียนจะคิดเป็น 20% ของปริมาณการผลิตทั้งหมด เป้าหมายของสหรัฐฯ คือ 10-20% ของการผลิตจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน ในขณะที่จีนคาดว่าจะได้รับพลังงาน 100 GW ภายในปี 2563

แม้ในสภาวะวิกฤตและการลดกิจกรรมของหลายอุตสาหกรรม การผลิตไฟฟ้ายังคงอยู่ในระดับเดียวกันและในบางประเทศก็เพิ่มขึ้นด้วยซ้ำ อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าเป็นส่วนสำคัญของคอมเพล็กซ์เชื้อเพลิงและพลังงานของประเทศใด ๆ และทั่วโลก ดังนั้นภายในปี 2578 คาดว่าปริมาณการผลิตไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น เมื่อคำนึงถึงแนวโน้มที่อธิบายไว้ เรายังคาดว่าราคาไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอีกด้วย

บทบาทของพลังงานถูกกำหนดโดยตำแหน่งในระบบเศรษฐกิจ ศูนย์เชื้อเพลิงและพลังงานของรัสเซียเป็นศูนย์โครงสร้างพื้นฐานที่ใหญ่ที่สุด

พลังงานไฟฟ้ามีบทบาทสำคัญในเชื้อเพลิงและพลังงานที่ซับซ้อน และเป็นระบบย่อยที่บูรณาการเข้าด้วยกัน ทำหน้าที่เป็นตัวแปลงเชื้อเพลิงหลักและทรัพยากรพลังงานหลัก (FER) เกือบทุกประเภท พลังงานไฟฟ้าเป็นพาหะพลังงานที่สะดวกและเป็นสากลที่สุดสำหรับตอบสนองความต้องการด้านพลังงานทางอุตสาหกรรม สังคม ครัวเรือน และพลังงานอื่นๆ ของสังคม แนวโน้มทั่วโลกส่งผลให้ส่วนแบ่งการใช้ไฟฟ้าในเชื้อเพลิงและทรัพยากรพลังงานเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในแง่ยุทธศาสตร์ อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้ามีอิทธิพลอย่างเด็ดขาดต่อการสร้างเงื่อนไขสำหรับการเติบโตของเศรษฐกิจรัสเซียและเสริมสร้างความมั่นคงทางเศรษฐกิจ ทั้งหมดนี้กำหนดความสำคัญที่สำคัญอย่างยิ่งของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า การทำงานตามปกติและการพัฒนาเพื่อรับรองพลังงานและความมั่นคงแห่งชาติของรัสเซียและภูมิภาคในด้านเศรษฐกิจ วิทยาศาสตร์ เทคนิค เศรษฐกิจต่างประเทศ และด้านอื่น ๆ

พื้นฐานของศักยภาพการผลิตของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของรัสเซียในปัจจุบันประกอบด้วยโรงไฟฟ้ามากกว่า 700 แห่งที่มีกำลังการผลิตรวมมากกว่า 200 GW และสายส่งไฟฟ้าทุกประเภทแรงดันไฟฟ้าที่มีความยาวประมาณ 2.5 ล้านกิโลเมตร ศักยภาพมากกว่า 90% มุ่งเน้นไปที่ระบบพลังงานรวม (UES) ของรัสเซีย ซึ่งเป็นศูนย์ทางเทคนิคที่มีเอกลักษณ์เฉพาะซึ่งผลิตไฟฟ้าให้กับผู้บริโภคในพื้นที่ส่วนใหญ่ของประเทศที่มีคนอาศัยอยู่

การทำงานและการพัฒนาระบบพลังงานรวมของรัสเซียได้รับการรับรองจากแหล่งเชื้อเพลิงและพลังงานที่อุดมสมบูรณ์ที่สุด ได้แก่ ก๊าซธรรมชาติ น้ำมัน ถ่านหิน เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ไฟฟ้าพลังน้ำ และแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่น ๆ ช่วงเวลาปัจจุบันมีลักษณะที่ปัญหาสะสมในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า ซึ่งการแก้ปัญหาจะไม่เพียงกำหนดความมั่นคงด้านพลังงานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความมั่นคงของชาติของประเทศในช่วงไตรมาสแรกของศตวรรษที่ 21 ด้วย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ปัญหาความชราทางกายภาพและศีลธรรมของอุปกรณ์โรงไฟฟ้า เครือข่ายความร้อนและไฟฟ้าได้ทวีความรุนแรงขึ้นอย่างต่อเนื่องในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของรัสเซีย

อัตราการทำซ้ำสินทรัพย์ถาวรในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าลดลงอย่างรวดเร็ว

ปริมาณการลงทุนในปี 2544 เทียบกับปี 2533 ลดลง 3.1 เท่า และการว่าจ้างกำลังการผลิตลดลง 4.6 เท่า

หากในช่วงต้นปี 1991 ส่วนแบ่งของอุปกรณ์การผลิตที่ทำงานมานานกว่า 30 ปีคือ 13.3% ของกำลังการผลิตติดตั้งทั้งหมดของ UES ของรัสเซีย จากนั้น ณ สิ้นปี 2543 ก็เพิ่มขึ้นมากกว่าสามเท่าและมีจำนวน 46.1% ในอัตราปัจจุบันของการรื้ออุปกรณ์เก่าและทดสอบกำลังการผลิตใหม่ ภายในปี 2553 อุปกรณ์ผลิตไฟฟ้ามากกว่า 70% จะหมดอายุการใช้งาน ภาพที่คล้ายกันแสดงโดยการสึกหรอของสินทรัพย์ถาวรของอุปกรณ์เครือข่ายไฟฟ้า ภายในปี 2549 กำลังการผลิตที่เหลือจะไม่สามารถจ่ายไฟฟ้าได้ตามระดับปี 2541

แนวโน้มการเติบโตขั้นต่ำของการบริโภคในปี 2545 (รูปที่ 1.1) จะทำให้การขาดแคลนพลังงานเกิดขึ้นมากยิ่งขึ้น

ในอนาคตอันใกล้นี้ มีความจำเป็นต้องดำเนินงานปรับปรุงกังหันแรงดันสูง 450 หน่วย หม้อไอน้ำ 746 ตัวที่มีแรงดันใช้งานมากกว่า 100 บรรยากาศ และท่อส่งไอน้ำที่มีน้ำหนักรวมมากกว่า 20,000 ตัน

อายุของอุปกรณ์และอัตราการปรับปรุงที่ต่ำทำให้เกิดปัญหามากมาย

หนึ่งในนั้นคือการสะสมอุปกรณ์ที่ชำรุด ผลที่ตามมาคือ:

เพิ่มค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซม (มากถึง 200%);

การเสื่อมสภาพของตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพทางเทคนิคและเศรษฐกิจขององค์กรไฟฟ้า (ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะ การใช้ไฟฟ้าตามความต้องการของตัวเอง การสูญเสียไฟฟ้าในเครือข่าย) เป็นผลให้องค์กร RAO UES ของรัสเซียสูญเสียเงินมากกว่า 4 พันล้านรูเบิลต่อปี

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือความไม่เพียงพอของแหล่งเงินทุนที่มีอยู่สำหรับปริมาณการปรับปรุงที่ต้องการ

สำหรับช่วงปี พ.ศ. 2543-2548 ความต้องการทรัพยากรทางการเงินต่อปีเพื่อดำเนินการปรับปรุงสินทรัพย์ถาวรตามปริมาณที่ต้องการคือ 50 พันล้านรูเบิล

ปัจจุบันการจัดหาเงินทุนสำหรับการปรับปรุงอุปกรณ์ไฟฟ้าจากแหล่งที่มีอยู่ (ค่าเสื่อมราคาและผลตอบแทนจากการลงทุน) เป็นเพียง 50% ของความต้องการเท่านั้น ผลที่ตามมาคือ:

งานปรับปรุงสินทรัพย์ถาวรไม่เพียงพอ

การลดและการแช่แข็งการวิจัยและพัฒนาในด้านอุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่

ขาดแคลนวัสดุก่อสร้างใหม่สำหรับโรงไฟฟ้าสมัยใหม่

ขาดตัวอย่างอุปกรณ์ไฟฟ้าสมัยใหม่ที่พร้อมสำหรับการผลิตแบบอนุกรมเพื่อทดแทนอุปกรณ์ที่ผลิตทรัพยากรสำหรับส่วนสำคัญของช่วงกำลัง

เพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานของภาคเศรษฐกิจและประชากรของประเทศ เพื่อตระหนักถึงโอกาสในการส่งออกไฟฟ้า และเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตพลังงาน งานจึงมีความจำเป็นในการผลิตสินทรัพย์การผลิตหลักของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าในปริมาณที่ให้ความจำเป็น กำลังการผลิต

ทิศทางที่สำคัญคืออุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่ซึ่งต้นทุนกำลังไฟฟ้าเข้า 1 กิโลวัตต์ต่ำกว่าการก่อสร้างใหม่ 30-50%

โดยคำนึงถึงเวลาในการทำงานของกังหันบางตัวทำให้สามารถยืดอายุการใช้งานได้ 30-50,000 ชั่วโมงและในปัจจุบันยังไม่มีหน่วยที่ได้รับการพิสูจน์ทางเทคโนโลยีที่นำเข้าสู่การใช้งานทางอุตสาหกรรม
ตัวอย่างของโรงไฟฟ้าที่ใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ เสนอแผนการปรับปรุงอุปกรณ์ไฟฟ้าต่อไปนี้

ลำดับความสำคัญในการทำงานเพื่อยืดอายุการใช้งานของหน่วยกำลังและเปลี่ยนหน่วยกำลังที่ชำรุดด้วยหน่วยที่คล้ายกัน (พร้อมคุณสมบัติที่ได้รับการปรับปรุง)

การพัฒนาเทคโนโลยีต้นแบบโรงไฟฟ้าที่ใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่

การแนะนำเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่โดดเด่น

การลดปริมาณการเปลี่ยนอุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกัน

1. ดำเนินการวิจัย พัฒนา และออกแบบที่จำเป็นในด้านการปรับปรุงใหม่

2. องค์กรของการพัฒนาและการดำเนินการตามมาตรการและเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มเพื่อยืดอายุของอุปกรณ์พลังงาน

3. องค์กรของการพัฒนาและการใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทันสมัยเพื่อทดแทนทรัพยากรที่หมดไป

สำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้เชื้อเพลิงก๊าซ: วัฏจักรไอน้ำ-ก๊าซแบบไบนารี หรือโครงสร้างส่วนบนของกังหันแก๊สของหน่วยกำลังไอน้ำ

สำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้เชื้อเพลิงแข็ง: การเผาไหม้เชื้อเพลิงในหม้อไอน้ำที่มีฟลูอิไดซ์เบดหมุนเวียน

สำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่เผาไหม้เชื้อเพลิงอินทรีย์ทุกประเภท: หน่วยกำลังไอน้ำที่ทำงานด้วยพารามิเตอร์ไอน้ำวิกฤตยิ่งยวดพิเศษ (พร้อมระบบทำความร้อนน้ำป้อนขั้นสูง พร้อมวัสดุที่ทันสมัยสำหรับหม้อไอน้ำและกังหัน และการปรับปรุงอื่นๆ)

การออกแบบที่เสนอจะต้องมีประสิทธิภาพอย่างน้อย 45%

4. การกำหนดโรงไฟฟ้าฐานเพื่อทดสอบต้นแบบอุปกรณ์ไฟฟ้า

5. การพัฒนาและการพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิตวัสดุโครงสร้างใหม่

ในการดำเนินโครงการโรงไฟฟ้าสมัยใหม่ จำเป็นต้องใช้วัสดุใหม่ ซึ่งการใช้วัสดุดังกล่าวจะช่วยให้:

เพิ่มประสิทธิภาพและเพิ่มประสิทธิภาพตามนั้น

ลดการใช้วัสดุของโครงสร้าง

เพิ่มอายุการใช้งานของอุปกรณ์

ลดต้นทุนการดำเนินงานโดยการลดปริมาณการตรวจสอบโลหะ

6. การสร้างระบบสนับสนุนทางวิศวกรรมในการปรับปรุงใหม่

การดำเนินการตามชุดมาตรการที่จำเป็นจะช่วยให้:

สร้างความมั่นใจในการจัดหาพลังงานที่เชื่อถือได้ให้กับผู้บริโภคชาวรัสเซีย

เพิ่มการส่งออกไฟฟ้า

เพิ่มประสิทธิภาพการผลิตพลังงาน

เราต้องเตรียมตัวสำหรับการปฏิวัติพลังงาน - บางทีในศตวรรษที่ 21 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แสนสาหัสอาจเข้ามาในภาคพลังงาน เส้นทางจากแนวความคิดไปสู่การปฏิบัติในวงกว้างใช้เวลาประมาณครึ่งศตวรรษในภาคพลังงาน การทดลองครั้งแรกเกี่ยวกับการหลอมนิวเคลียร์แสนสาหัสเกิดขึ้นในช่วงทศวรรษที่ห้าสิบของศตวรรษที่ 20 บางทีการเริ่มต้นสหัสวรรษใหม่จะนำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แสนสาหัสที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมาให้เรา หวังว่าจะเป็นอย่างนั้น แต่ถึงกระนั้น วิธีการผลิตพลังงานแบบดั้งเดิมจะยังคงครองตำแหน่งหลักในสมดุลพลังงาน ดังนั้นงานของนักวิทยาศาสตร์คือการปรับปรุงเทคโนโลยีดั้งเดิมเหล่านี้ให้กลายเป็นเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประหยัดมากขึ้น

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงของพลังงานในศตวรรษที่ 21 จะถูกกำหนดโดยความสำเร็จของความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เช่น เครื่องยนต์เซรามิก การนำความร้อนสูงยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง เทคโนโลยีพลาสมา เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใหม่ วิธีใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการเผาไหม้ถ่านหินและ ในที่สุด แหล่งพลังงานหมุนเวียน ในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเหล่านี้ มีกิจกรรมมากมายสำหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรในอนาคต

อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของรัสเซียมีอุปกรณ์ภายในประเทศ มีศักยภาพในการส่งออกที่สำคัญ มีอุตสาหกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคนิคที่พัฒนาแล้ว บุคลากรทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่มีคุณสมบัติสามารถพัฒนาและใช้เทคโนโลยีใหม่ ๆ และการพัฒนาที่ก้าวหน้าของอุตสาหกรรม

การพัฒนาพลังงานโลกในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 จะถูกกำหนดโดยอิทธิพลที่ซับซ้อนของปัจจัยทางเศรษฐกิจ ธรรมชาติ วิทยาศาสตร์ เทคนิค และการเมืองหลายประการ การประเมินการเติบโตในระยะยาวของการใช้พลังงานโดยพิจารณาจากก้าวที่คาดหวังของการพัฒนาพลังงานทั่วโลก นำไปสู่ข้อสรุปว่าการเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ยต่อปีจนถึงปี 2030-2050 คงจะอยู่ที่ 2-3% มันจะใหญ่ขึ้นอย่างเห็นได้ชัด เมื่อพิจารณาจากการคาดการณ์การเติบโตของประชากรเป็น 8.5 พันล้านคนภายในปี 2568 ซึ่ง 80% จะอาศัยอยู่ในประเทศกำลังพัฒนา เราจึงสามารถคาดหวังได้ว่าประเทศเหล่านี้จะมีบทบาทสำคัญในการใช้พลังงานทั่วโลก สิ่งนี้จะทำให้การผลิตเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การผลิตไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจะนำมาซึ่งมลภาวะที่รุนแรงต่อสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติ บทบาทในการจัดหาพลังงานจะเพิ่มขึ้นในอนาคต เนื่องจากปริมาณสำรองของวัตถุดิบนี้อย่างกว้างขวาง รวมถึงความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของเชื้อเพลิงประเภทนี้

การเปลี่ยนจากน้ำมันเป็นก๊าซเป็นการปฏิวัติพลังงานครั้งที่สาม (ครั้งแรกคือการเปลี่ยนจากไม้เป็นถ่านหิน ประการที่สองจากถ่านหินเป็นน้ำมัน) ปัจจุบันน้ำมันกลายเป็นทรัพยากรชั้นนำในสมดุลพลังงานของโลก ราคาน้ำมันจะเป็นตัวกำหนดการปรับโครงสร้างสมดุลพลังงานโลก เชื่อกันว่าการบริโภคทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นเป็นเกือบ 8 พันล้านตันภายในปี 2573 เนื่องจากมีราคาแพงมากในการเปลี่ยนโรงไฟฟ้าพลังความร้อนถ่านหินทั้งหมดเป็นน้ำมันหรือก๊าซ

ในการประชุมระหว่างประเทศว่าด้วยการใช้ทรัพยากรพลังงาน (พ.ศ. 2532) ได้มีการแก้ไขปัญหาอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเพิ่มจำนวนผู้สนับสนุนการพัฒนาในหลาย ๆ ด้าน

ในทางตรงกันข้าม (จังหวัดออนแทรีโอ) ได้ประกาศเลื่อนการชำระหนี้ชั่วคราวในการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งใหม่ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในยุโรปตะวันออกเป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างมาก แม้ว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ดำเนินงานในสโลวาเกียจะเป็นโรงไฟฟ้าที่ดีที่สุดในโลกในแง่ของประสิทธิภาพก็ตาม ปัญหาการใช้ยูเรเนียมธรรมชาติแบบไร้ขยะเป็นเชื้อเพลิงแบบใช้แล้วทิ้ง รวมถึงการแปรรูปและการทำลายกากกัมมันตภาพรังสีกำลังได้รับการแก้ไข

หลายประเทศมีทัศนคติต่อการใช้ทรัพยากรไฟฟ้าพลังน้ำที่แตกต่างกัน มีเพียงจีนเท่านั้นที่วางแผนสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ ภายในปี 2543 มีการออกแบบโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ 60 แห่งที่มีกำลังการผลิตรวม 70 GW บนแม่น้ำของจีน

ทิศทางที่มีแนวโน้มมากที่สุดในการผลิตพลังงานเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ (การแปลงเซลล์แสงอาทิตย์) และการไล่ระดับอุณหภูมิของมหาสมุทรเพื่อผลิตไฟฟ้า พลังงานลม พลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานหินและพลังงาน เซลล์เชื้อเพลิง การแปรรูปไม้ให้เป็นเชื้อเพลิงเหลว การแปรรูปเทศบาล ของเสียโดยใช้ก๊าซชีวภาพที่ได้จากการแปรรูปขยะอุตสาหกรรมและเกษตรกรรม ประเทศที่พัฒนาแล้วเป็นผู้นำในการพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้ โดยเฉพาะญี่ปุ่น แคนาดา และเดนมาร์ก นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาวิธีการเพิ่มการใช้ทรัพยากรพลังน้ำ การสร้างโรงไฟฟ้าขนาดเล็กที่โรงบำบัดน้ำ คลองชลประทาน โดยใช้การออกแบบโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบใหม่ที่มีแรงดันน้ำต่ำ

การแนะนำ

อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าเป็นสาขาที่ซับซ้อนของเศรษฐกิจ ซึ่งรวมถึงอุตสาหกรรมเพื่อการผลิตไฟฟ้าและการส่งผ่านไปยังผู้บริโภค อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าเป็นอุตสาหกรรมพื้นฐานที่สำคัญที่สุดในรัสเซีย เศรษฐกิจของประเทศทั้งหมดรวมถึงระดับการพัฒนาความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในประเทศนั้นขึ้นอยู่กับระดับของการพัฒนา

คุณลักษณะเฉพาะของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าคือไม่สามารถสะสมผลิตภัณฑ์เพื่อใช้ในภายหลังได้ ดังนั้นปริมาณการใช้จึงสอดคล้องกับการผลิตไฟฟ้าทั้งขนาด (คำนึงถึงการสูญเสีย) และทันเวลา

เป็นไปไม่ได้อีกต่อไปที่จะจินตนาการถึงชีวิตที่ปราศจากพลังงานไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าได้บุกรุกกิจกรรมของมนุษย์ทุกด้าน ไม่ว่าจะเป็นอุตสาหกรรมและการเกษตร วิทยาศาสตร์และอวกาศ ชีวิตประจำวันของเรา คุณสมบัติเฉพาะของมันคือความสามารถในการแปลงร่างเป็นพลังงานประเภทอื่นๆ ได้เกือบทั้งหมด (เชื้อเพลิง เครื่องกล เสียง แสง ฯลฯ)

ในอุตสาหกรรม ไฟฟ้าถูกใช้ทั้งเพื่อขับเคลื่อนกลไกต่างๆ และโดยตรงในกระบวนการทางเทคโนโลยี การทำงานของการสื่อสารสมัยใหม่ขึ้นอยู่กับการใช้ไฟฟ้า

ไฟฟ้าในบ้านเป็นส่วนสำคัญในการรับประกันชีวิตที่สะดวกสบายของผู้คน

ไฟฟ้ามีบทบาทอย่างมากในอุตสาหกรรมการขนส่ง การขนส่งทางไฟฟ้าไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

1. ความสำคัญของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าในระบบเศรษฐกิจของสหพันธรัฐรัสเซีย

การพัฒนาเศรษฐกิจอย่างมั่นคงเป็นไปไม่ได้หากปราศจากการพัฒนาพลังงานอย่างต่อเนื่อง พลังงานไฟฟ้าเป็นพื้นฐานของการทำงานของเศรษฐกิจและการช่วยชีวิต การดำเนินงานที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า การจัดหาอย่างต่อเนื่องให้กับผู้บริโภคเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศที่ก้าวหน้าและเป็นปัจจัยสำคัญในการรับรองสภาพความเป็นอยู่ที่ดีของพลเมืองทุกคน พลังงานไฟฟ้าเป็นองค์ประกอบของเชื้อเพลิงและพลังงานที่ซับซ้อน ศูนย์เชื้อเพลิงและพลังงานของรัสเซียเป็นระบบเศรษฐกิจและการผลิตที่ทรงพลัง มีอิทธิพลชี้ขาดต่อรัฐและโอกาสในการพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศโดยให้ 1/5 ของผลิตภัณฑ์มวลรวมภายในประเทศ 1/3 ของปริมาณการผลิตภาคอุตสาหกรรมและรายได้ของงบประมาณรวมของรัสเซียประมาณครึ่งหนึ่งของ รายได้งบประมาณของรัฐบาลกลาง การส่งออก และรายได้จากอัตราแลกเปลี่ยนเงินตราต่างประเทศ

ในการพัฒนาพลังงานมีความสำคัญอย่างยิ่งกับประเด็นการวางตำแหน่งที่เหมาะสมของภาคพลังงานไฟฟ้า เงื่อนไขที่สำคัญที่สุดสำหรับการจัดวางโรงไฟฟ้าอย่างมีเหตุผลคือการพิจารณาความต้องการไฟฟ้าของทุกภาคส่วนของเศรษฐกิจของประเทศและความต้องการของประชากรรวมถึงแต่ละภูมิภาคทางเศรษฐกิจในอนาคตอย่างครอบคลุม

หลักการประการหนึ่งในการกำหนดตำแหน่งอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าในขั้นตอนปัจจุบันของการพัฒนาเศรษฐกิจตลาดคือการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดเล็กเป็นส่วนใหญ่ การแนะนำเชื้อเพลิงประเภทใหม่ และการพัฒนาพลังงานไฟฟ้าแรงสูงทางไกล เครือข่ายการส่งสัญญาณ

คุณลักษณะที่สำคัญของการพัฒนาและที่ตั้งของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าคือการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (CHP) อย่างกว้างขวางเพื่อให้ความร้อนแบบเขตในอุตสาหกรรมและระบบสาธารณูปโภคต่างๆ โรงงาน CHP ตั้งอยู่ที่จุดที่ใช้ไอน้ำหรือน้ำร้อน เนื่องจากการถ่ายเทความร้อนผ่านท่อมีความเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจในระยะทางสั้นๆ เท่านั้น

ทิศทางสำคัญในการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าคือการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำ คุณลักษณะของการพัฒนาที่ทันสมัยของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าคือการสร้างระบบพลังงานไฟฟ้าการบูรณาการและการสร้างระบบพลังงานแบบครบวงจร (UES) ของประเทศ

2. ลักษณะของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนและนิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุด

โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (TPP)มีโรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดใหญ่และขนาดกลางประมาณ 700 แห่งในรัสเซีย ผลิตไฟฟ้าได้มากถึง 70% โรงไฟฟ้าพลังความร้อนใช้เชื้อเพลิงอินทรีย์ - ถ่านหิน, น้ำมัน, แก๊ส, น้ำมันเชื้อเพลิง, หินดินดาน, พีท โรงไฟฟ้าพลังความร้อนให้ความสำคัญกับผู้บริโภคและในขณะเดียวกันก็ตั้งอยู่ที่แหล่งทรัพยากรเชื้อเพลิง โรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงแคลอรี่สูงซึ่งสร้างผลกำไรเชิงเศรษฐกิจในการขนส่งนั้นมุ่งเน้นผู้บริโภคเป็นหลัก โรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในศูนย์กลางของอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมัน โรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดใหญ่ ได้แก่ Berezovskaya GRES-1 และ GRES-2 ซึ่งดำเนินการโดยใช้ถ่านหินจากลุ่มน้ำ Kansk-Achinsk, Surgutskaya GRES-1 และ GRES-2, Urengoyskaya GRES - บนก๊าซ

ข้อดีของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน: ตำแหน่งที่ค่อนข้างอิสระซึ่งสัมพันธ์กับการกระจายทรัพยากรเชื้อเพลิงในรัสเซียในวงกว้าง ความสามารถในการผลิตไฟฟ้าโดยไม่มีความผันผวนตามฤดูกาล (ต่างจากโรงไฟฟ้าพลังน้ำ) ข้อเสีย ได้แก่ การใช้ทรัพยากรเชื้อเพลิงที่ไม่หมุนเวียน ประสิทธิภาพต่ำ ผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์อย่างยิ่งต่อสิ่งแวดล้อม (โรงไฟฟ้าพลังความร้อนทั่วโลกปล่อยเถ้า 200–250 ล้านตันและซัลเฟอร์ไดออกไซด์ประมาณ 60 ล้านตันออกสู่ชั้นบรรยากาศทุกปี นอกจากนี้ยังดูดซับออกซิเจนจำนวนมหาศาล)

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (NPP)โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้เชื้อเพลิงที่สามารถขนส่งได้ NPP มุ่งเป้าไปที่ผู้บริโภคที่อยู่ในพื้นที่ที่มีความสมดุลของเชื้อเพลิงและพลังงานที่ตึงเครียด หรือในสถานที่ซึ่งทรัพยากรเชื้อเพลิงแร่ที่ระบุมีจำกัด นอกจากนี้ อุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ยังเป็นอุตสาหกรรมที่ต้องใช้ความรู้เป็นอย่างมาก

ส่วนแบ่งของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดในรัสเซียยังคงเป็น 12% ในสหรัฐอเมริกา - 20% สหราชอาณาจักร - 18.9% เยอรมนี - 34% เบลเยียม - 65% ฝรั่งเศส - มากกว่า 76%

ปัจจุบันมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เก้าแห่งในรัสเซียกำลังการผลิตรวม 20.2 ล้านกิโลวัตต์: ในภูมิภาคตะวันตกเฉียงเหนือ - Leningrad NPP ในภูมิภาคเชอร์โนบิลตอนกลาง - Kursk และ Novovoronezh NPPs ในเขตเศรษฐกิจกลาง - Smolensk และ Kalinin NPPs ในภูมิภาคโวลก้า - Balakovo NPP ทางตอนเหนือ - Kola NPP ใน Urals - Beloyarsk NPP ตะวันออกไกล - Bilibino NPP

ข้อดีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์: สามารถสร้างได้ทุกพื้นที่ ปัจจัยการใช้กำลังการผลิตติดตั้งคือ 80%; ภายใต้สภาวะการทำงานปกติจะก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าโรงไฟฟ้าประเภทอื่น ไม่ดูดซับออกซิเจน ข้อเสียของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์: ความยากลำบากในการฝังกากกัมมันตภาพรังสี (เพื่อกำจัดออกจากสถานีมีการสร้างภาชนะที่มีการป้องกันอันทรงพลังและระบบทำความเย็นการฝังศพจะดำเนินการในพื้นดินที่ระดับความลึกมากในชั้นที่มั่นคงทางธรณีวิทยา) ผลที่ตามมาจากภัยพิบัติจากอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของเราอันเนื่องมาจากระบบการป้องกันที่ไม่สมบูรณ์ มลพิษทางความร้อนของแหล่งน้ำที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ จากมุมมองทางเศรษฐกิจ พลังงานนิวเคลียร์มีความเฉพาะเจาะจง มีลักษณะเด่นอย่างน้อย 2 ประการ คุณลักษณะแรกเกี่ยวข้องกับบทบาทใหญ่ของการลงทุนซึ่งมีส่วนสำคัญต่อค่าไฟฟ้า นี่แสดงถึงความจำเป็นที่จะต้องคำนึงถึงบทบาทของการลงทุนอย่างรอบคอบและสมเหตุสมผลเป็นพิเศษ ประการที่สองถูกกำหนดโดยลักษณะเฉพาะของการใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ซึ่งแตกต่างจากเชื้อเพลิงเคมีทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ น่าเสียดายที่ยังไม่มีความเห็นพ้องต้องกันว่าคุณลักษณะเหล่านี้ควรนำมาพิจารณาในการคำนวณทางเศรษฐศาสตร์อย่างไร จากตัวอย่างของพลังงานนิวเคลียร์ของรัสเซีย เราสามารถวิเคราะห์คุณสมบัติที่กล่าวมาข้างต้นจากมุมมองของคุณสมบัติการผลิตไฟฟ้าที่ทันสมัย

แม้ว่าจะมีการระบุรายละเอียดปัญหาทางเศรษฐกิจของพลังงานนิวเคลียร์ไว้ในเอกสารแล้ว แต่การมองโลกในแง่ดีในการคาดการณ์สำหรับการพัฒนาที่มีอยู่จนถึงกลางทศวรรษที่ 80 นั้นถูกกำหนดโดยแนวคิดหลักเกี่ยวกับความเข้มข้นของเงินทุนในระดับปานกลางของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ซึ่งบ่อยครั้ง กำหนดโดยการพิจารณาทางการเมือง

เป็นที่ทราบกันดีว่าการลงทุนเฉพาะในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นั้นสูงกว่าโรงไฟฟ้าทั่วไปอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีเครื่องปฏิกรณ์เร็ว สาเหตุหลักมาจากความซับซ้อนของรูปแบบเทคโนโลยีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์: ใช้ระบบ 2 และ 3 วงจรสำหรับกำจัดความร้อนออกจากเครื่องปฏิกรณ์

กำลังสร้างระบบพิเศษของการทำความเย็นฉุกเฉินที่รับประกัน

วัสดุการออกแบบมีความต้องการสูง (ความบริสุทธิ์ของนิวเคลียร์)

การผลิตอุปกรณ์และการติดตั้งดำเนินการภายใต้สภาวะที่เข้มงวดและมีการควบคุมอย่างระมัดระวังเป็นพิเศษ (เทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์)

นอกจากนี้ประสิทธิภาพเชิงความร้อน ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีเครื่องปฏิกรณ์ความร้อนที่ใช้ในรัสเซียในปัจจุบันนั้นต่ำกว่าสถานีความร้อนทั่วไปอย่างเห็นได้ชัด

ปัญหาที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือแท่งเชื้อเพลิงภายในเครื่องปฏิกรณ์มีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จำนวนมากซึ่งจำเป็นต่อการสร้างมวลวิกฤตอยู่ตลอดเวลา ในสิ่งพิมพ์บางฉบับ ตามที่ Batov, Yu.I. Koryakin, 1969 เสนอให้รวมต้นทุนของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ชุดแรกไว้ในการลงทุนด้านทุน หากเราปฏิบัติตามตรรกะนี้ การลงทุนควรไม่เพียงแต่เชื้อเพลิงที่อยู่ในเครื่องปฏิกรณ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงเชื้อเพลิงที่ใช้ในวงจรเชื้อเพลิงภายนอกด้วย สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้วงจรปิดที่มีการสร้างเชื้อเพลิงใหม่ เช่น เครื่องปฏิกรณ์แบบเร็ว ปริมาณเชื้อเพลิงทั้งหมดที่ "แช่แข็ง" ในลักษณะนี้สามารถเป็น 2–3 เท่า หรือมากกว่านั้นคือมวลวิกฤต ทั้งหมดนี้จะเพิ่มองค์ประกอบที่สำคัญอยู่แล้วของการลงทุนอย่างมีนัยสำคัญและทำให้ตัวบ่งชี้ทางเศรษฐกิจโดยประมาณของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แย่ลง

วิธีการนี้ถือว่าถูกต้องไม่ได้ แท้จริงแล้วในการผลิตใดๆ องค์ประกอบบางอย่างของอุปกรณ์มีการใช้งานอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่วัสดุการบริการอื่นๆ จะถูกแทนที่ด้วยชิ้นใหม่เป็นประจำ อย่างไรก็ตามหากระยะเวลานี้ไม่นานเกินไป ต้นทุนจะไม่รวมอยู่ในเงินลงทุน ต้นทุนเหล่านี้ถูกนำมาพิจารณาตามปกติในปัจจุบัน ในกรณีของแท่งเชื้อเพลิงจะเห็นได้จากระยะเวลาการใช้งานซึ่งไม่เกินหลายเดือน

ประเด็นราคาเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ก็มีความสำคัญเช่นกัน หากเรากำลังพูดถึงเฉพาะยูเรเนียมเท่านั้น ต้นทุนของมันจะถูกกำหนดโดยต้นทุนของการขุด การสกัดแร่ และการเสริมสมรรถนะไอโซโทป (ถ้าจำเป็น)

หากเชื้อเพลิงเป็นพลูโตเนียมซึ่งใช้สำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบเร็ว โดยทั่วไปแล้ว ควรแยกแยะสองโหมด: ปิด เมื่อมีพลูโตเนียมเพียงพอที่จะสนองความต้องการของอุตสาหกรรมพลังงานที่กำลังพัฒนา และการแปลงเมื่อไม่เพียงพอ และ 235 U ถูกนำมาใช้ควบคู่กับมัน สำหรับกรณีของวงจรการแปลง ราคาของพลูโทเนียมควรถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบกับราคาที่ทราบที่ 235 U ในเครื่องปฏิกรณ์แบบเร็วใดๆ ก็ตาม สามารถใช้ทั้งเชื้อเพลิงพลูโทเนียมและยูเรเนียมได้ ดังนั้นเมื่อทำการเปรียบเทียบทางเศรษฐกิจจึงสามารถยกเว้นอิทธิพลของประเภทของเชื้อเพลิงที่มีต่อองค์ประกอบทุนของค่าไฟฟ้าได้ ก็เพียงพอที่จะถือเอาเฉพาะต้นทุนโดยตรงของเชื้อเพลิง (ส่วนประกอบเชื้อเพลิง) ในทั้งสองกรณี ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าราคาพลูโตเนียมเกินราคา 235 U ประมาณ 30% สำหรับพลูโทเนียม สถานการณ์นี้มีความสำคัญ เนื่องจากพลูโทเนียมที่ผลิตเป็นผลพลอยได้นำมาซึ่งรายได้จำนวนมาก