На чем работают электростанции в россии

Виды электростанций

Что такое электростанция

Любая электростанция представляет собой целый энергетический комплекс, включающий в себя различные установки, аппаратуру и оборудование, необходимые для получения, преобразования и транспортировки электроэнергии. Все эти компоненты размещаются в специальных зданиях и сооружениях, расположенных компактно на общей территории. Независимо от типа, они входят в состав Единой энергосистемы, созданной с целью эффективно использовать мощность электростанции, обеспечивая бесперебойное энергоснабжение потребителей.

Принцип работы электростанций и их сопутствующих объектов основан на вращении вала генератора, который является основным элементом системы. Его основные функции заключаются в следующем:

Отличительными чертами каждого генератора являются формы и размеры, а также источник энергии, используемый для вращения вала. Кроме генератора, электростанция состоит из турбин и котлов, трансформаторов и распределительных устройств, средств коммутации, автоматики и релейной защиты.

В настоящее время получило развитие направления в области компактных установок. Они позволяют обеспечить энергией не только отдельные объекты, но и целые поселки, находящиеся на значительном удалении от стационарных линий электропередачи. В основном, это полярные станции и предприятия по добыче полезных ископаемых. Теперь рассмотрим какие типы установок используются в российской энергетике.

Основные типы электростанций

Все электрические станции таблица ниже классифицирует в первую очередь по источникам используемой энергии.

Среди них можно выделить следующие:

Каждая перечисленная электростанция представляет собой традиционные или альтернативные виды энергетики. В первом случае электричество вырабатывается на тепловых, гидро- и атомных установках. На ТЭС вырабатывается примерно 70-75% всей электроэнергии, поэтому они размещаются в местах с высоким энергопотреблением и большим количеством природных ресурсов.

ГЭС привязаны к полноводным рекам, протекающим в равнинной или горной местности. АЭС строятся в местах с большим потреблением электроэнергии, при недостатке других видов энергоресурсов. Для того чтобы понять их роль и место в общей энергетической системе, следует рассмотреть более подробно типы электростанций, используемых в России.

Тепловые электрические станции – ТЭС

На тепловых электростанциях России производится примерно 70% всей электрической энергии. Они работают на мазуте, газе, угле, а в определенных местностях используется торф и сланцы.

Все ТЭС можно условно разделить на два основных вида. Первый вариант является так называемым паротурбинным, где первичным двигателем служит паровая турбина. Эти устройства могут быть конденсационными (КЭС), вырабатывающими только электроэнергию, и теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), производящими не только электричество, но и тепло. Коэффициент полезного действия ТЭЦ составляет 60-70%, а у КЭС этот показатель равен 30-40%. Основным недостатком тепловых станций считается их обязательная привязка к потребителям тепла.

Положительных качеств у тепловых электростанций значительно больше. Они свободно размещаются на всех территориях, где имеются природные ресурсы и не подвержены сезонным колебаниям погодных условий. Однако, используемое топливо является не возобновляемым, а сами установки негативно влияют на экологическую обстановку. Российские ТЭС не имеют достаточно эффективных систем очистки выходящих газов от вредных и токсичных веществ. Более экологичными считаются газовые установки, но трубопроводы, проложенные к ним, наносят непоправимый вред природе.

Электростанции, расположенные в европейской части Российской Федерации, работают в основном на мазуте и природном газе, а в восточных районах они располагаются возле месторождений угля, добываемого открытым способом. Большинство установок относится к государственным районным электростанциям – ГРЭС, входящим в Единую энергосистему страны.

Преимущества и недостатки гидроэлектростанций

По своей значимости, ГЭС находятся на втором месте после тепловых электростанций. В своей работе они используют энергию воды, преобразующейся в электрический ток, и относящейся к возобновляемым ресурсам. Простое управление такими станциями не требует большого количества персонала. Коэффициент полезного действия доходит до 85%.

Электричество, производимое на ГЭС считается самым дешевым, его цена примерно в 5-6 раз меньше, чем на тепловых электроустановках. Гидроэлектростанции отличаются высокой маневренностью и могут быть запущены в работу в течение 3-5 минут, тогда как на ТЭС для этого требуется несколько часов. Это качество особенно важно при перекрытии пиковых нагрузок в суточном графике электроснабжения.

Источник

Производство электроэнергии в России

Сложно переоценить значение электричества. Скорее, мы подсознательно недооцениваем его. Ведь практически вся окружающая нас техника работает от электросети. Об элементарном освещении и говорить не приходится. А вот производство электроэнергии нас практически не интересует. Откуда берется и как сохраняется (и вообще, возможно ли сохранить) электричество? Сколько реально стоит выработка электроэнергии? И насколько это безопасно для экологии?

Экономическое значение

Со школьной скамьи нам известно, что электроэнерговооруженность – один из основных факторов получения высокой производительности труда. Электроэнергетика – стержень всей деятельности человека. Нет ни одной отрасли, которая бы обходилась без нее.

Развитость этой отрасли свидетельствует о высокой конкурентоспособности государства, характеризует темпы роста производства товаров и услуг и почти всегда оказывается проблемным сектором экономики. Затраты на производство электроэнергии зачастую складываются из значительных первоначальных инвестиций, которые будут окупаться долгие годы. Несмотря на все свои ресурсы, Россия не исключение. Ведь значительную долю экономики составляют именно энергоемкие отрасли.

Кто потребляет электричество

Конечно, ответ очевиден: каждый человек. Но ведь сейчас нас интересуют промышленные масштабы, а значит, те отрасли, которым в первую очередь необходима электроэнергия. Основная доля приходится на промышленность – около 36%; ТЭК (18%) и жилой сектор (чуть больше 15%). Оставшийся 31% выработанного электричества приходится на непроизводственные отрасли, железнодорожный транспорт и потери в сетях.

При этом стоит учитывать, что в зависимости от региона структура потребления существенно меняется. Так, в Сибири действительно более 60% электричества используется промышленностью и ТЭК. А вот в европейской части страны, где расположено большее количество населенных пунктов, самым мощным потребителем оказывается жилой сектор.

Электростанции – основа отрасли

Производство электроэнергии в России обеспечивается почти 600 электростанциями. Мощность каждой превышает 5 МВт. Общая мощность всех электростанций составляет 218 ГВт. Как же мы получаем электроэнергию? В России используются такие типы электростанций:

Когда речь заходит об альтернативных источниках электроэнергии, на ум приходят романические картинки с ветряками и солнечными батареями. Тем не менее, в определенных условиях и местностях это наиболее выгодные виды производства электроэнергии.

Тепловые электростанции

Исторически сложилось так, что тепловые электростанции (ТЭС) занимают основное место в производственном процессе. На территории России обеспечивающие производство электроэнергии ТЭС классифицируются по таким признакам:

Еще одним важнейшим показателем считается степень участия в покрытии графика электронагрузки. Здесь выделяются базовые ТЭС с минимальным временем использования в году 5000 час; полупиковые (их еще называют маневренные) – 3000-4000 час в году; пиковые (используются только в часы максимальной нагрузки) – 1500-2000 час в году.

Технология производства энергии из топлива

Конечно, в основном производство, передача и использование электроэнергии потребителями происходит за счет работающих на органическом топливе ТЭС. Их различают по технологии производства:

Паротурбинные установки самые распространенные. Они работают на всех видах топлива, включая не только уголь и газ, но и мазут, торф, сланцы, дрова и древесные отходы, а также продукты переработки.

Органическое топливо

Самый большой объем производства электроэнергии приходится на Сургутскую ГРЭС-2, мощнейшую не только на территории РФ, но и на весь Евразийский континент. Работая на природном газе, она выдает до 5600 МВт электроэнергии. А из угольных наибольшей мощностью обладает Рефтинская ГРЭС – 3800 МВт. Более 3000 МВт могут давать еще Костромская и Сургутская ГРЭС-1. Следует отметить, что аббревиатура ГРЭС не изменилась со времен Советского Союза. Она расшифровывается, как государственная районная электростанция.

Во время реформы отрасли производство и распределение электроэнергии на ТЭС должно сопровождаться техническим перевооружением действующих станций, их реконструкцией. Также среди первоочередных задач стоит строительство новых генерирующих энергию мощностей.

Электричество из возобновляемых ресурсов

Электроэнергия, полученная с помощью ГЭС, является важнейшим элементом стабильности единой энергосистемы государства. Именно гидроэлектростанции могут за считаные часы увеличить объемы производства электроэнергии.

Большой потенциал российской гидроэнергетики заключается в том, что на территории страны расположено почти 9% мировых запасов воды. Это второе место в мире по наличию гидроресурсов. Такие страны, как Бразилия, Канада и США, остались позади. Производство электроэнергии в мире за счет ГЭС несколько осложняется тем, что наиболее благоприятные места для их строительства существенно удалены от населенных пунктов или промышленных предприятий.

Тем не менее, благодаря электроэнергии, произведенной на ГЭС, стране удается сэкономить около 50 млн тонн топлива. Если бы удалось освоить весь потенциал гидроэнергетики, Россия могла бы экономить до 250 млн тонн. А это уже серьезная инвестиция в экологию страны и гибкую мощность энергетической системы.

Гидростанции

Строительство ГЭС решает множество вопросов, не связанных с выработкой энергии. Это и создание систем водоснабжения и водоотведения целых регионов, и строительство ирригационных сетей, столь необходимых сельскому хозяйству, и контроль паводков и т. д. Последнее, кстати, имеет немаловажное значение для безопасности людей.

Производство, передача и распределение электроэнергии в настоящее время осуществляется 102 ГЭС, единичная мощность которых превышает 100 МВт. Общая же мощность гидроустановок России приближается к 46 ГВт.

Страны по производству электроэнергии регулярно составляют свои рейтинги. Так вот, Россия сейчас занимает 5-е место в мире по выработке электричества из возобновляемых ресурсов. Наиболее значимыми объектами следует считать Зейскую ГЭС (она не только первая из построенных на Дальнем Востоке, но еще и довольно мощная – 1330 МВт), каскад Волжско-Камских электростанций (общее производство и передача электроэнергии составляет более 10,5 ГВт), Бурейскую ГЭС (2010 МВт) и т. д. Отдельно хочется отметить и Кавказские ГЭС. Из нескольких десятков работающих в этом регионе наиболее выделяется новая (уже введенная в эксплуатацию) Кашхатау ГЭС мощностью более 65 МВт.

Особого внимания заслуживают и геотермальные ГЭС Камчатки. Это очень мощные и мобильные станции.

Самые мощные ГЭС

Как уже отмечалось, производство и использование электроэнергии затруднено удаленностью основных потребителей. Тем не менее, государство занято развитием этой отрасли. Не только реконструируются имеющиеся, но и строятся новые ГЭС. Они должны освоить горные реки Кавказа, многоводные уральские реки, а также ресурсы Кольского полуострова и Камчатки. Среди самых мощных отметим несколько ГЭС.

Саяно-Шушенская им. П. С. Непорожнего построена в 1985 году на реке Енисей. Ее нынешняя мощность пока не достигает расчетных 6000 МВт в связи с реконструкцией и ремонтом после аварии 2009 года.

Братская ГЭС введена в эксплуатацию в далеком 1967 году. Ее плотина перекрывает реку Ангару недалеко от города Братска. Как и Красноярская ГЭС, Братская работает на нужды Братского алюминиевого завода. Ему уходят все 4500 МВт электроэнергии. А еще этой гидростанции поэт Евтушенко посвятил поэму.

На реке Ангаре расположилась еще одна ГЭС – Усть-Илимская (мощность чуть более 3800 МВт). Строительство ее началось в 1963 году, а закончилось в 1979-м. Тогда же и началось производство дешевой электроэнергии для основных потребителей: Иркутского и Братского алюминиевых заводов, Иркутского авиастроительного завода.

Волжская ГЭС расположена севернее Волгограда. Ее мощность почти 2600 МВт. Эта крупнейшая в Европе гидроэлектростанция работает с 1961 года. Неподалеку от Тольятти функционирует самая «старая» из крупных ГЭС – Жигулевская. Она введена в эксплуатацию еще в 1957 году. Мощность ГЭС в 2330 МВт покрывает потребности в электричестве Центральной части России, Урала и Средней Волги.

Экспериментальные морские ГЭС

Гидроэнергетическим потенциалом обладают и множественные океанические и морские заливы. Ведь перепад высот во время прилива в большинстве из них превышает 10 метров. А это значит, что можно вырабатывать огромное количество энергии. В 1968 году была открыта Кислогубская экспериментальная приливная станция. Ее мощность составляет 1,7 МВт.

Мирный атом

Российская атомная энергетика является технологией полного цикла: от добычи урановых руд до производства электроэнергии. Сегодня в стране работает 33 энергоблока на 10 АЭС. Общая установленная мощность составляет чуть больше 23 МВт.

Максимальное количество электроэнергии АЭС было выработано в 2011 году. Цифра составила 173 млрд кВт/ч. Производство электроэнергии на душу населения атомными станциями выросло на 1,5% по сравнению с предыдущим годом.

Конечно, приоритетным направлением развития атомной энергетики является безопасность эксплуатации. Но и в борьбе с глобальным потеплением АЭС играют значительную роль. Об этом постоянно говорят экологи, которые подчеркивают, что только в России удается сократить выброс углекислого газа в атмосферу на 210 млн тонн в год.

Атомная энергетика получила свое развитие в основном на Северо-Западе и в европейской части России. В 2012 году всеми АЭС было выработано около 17% всей произведенной электроэнергии.

Атомные электростанции России

Крупнейшая АЭС России расположена в Саратовской области. Ежегодная мощность Балаковской АЭС составляет 30 млрд кВт/ч электроэнергии. На Белоярской АЭС (Свердловская обл.) сейчас работает только 3-й блок. Но и это позволяет назвать ее одной из самых мощных. 600 МВт электроэнергии получают благодаря реактору на быстрых нейтронах. Стоит отметить, что это был первый в мире энергоблок с быстрыми нейтронами, установленный для получения электричества в промышленных масштабах.

Энергия ветров

Экономический потенциал ветровой энергетики России оценивается в 260 млрд кВт/ч в год. Это почти 30% всей производимой сегодня электроэнергии. Мощность всех работающих в стране ветроустановок составляет 16,5 МВт энергии.

Особенно благоприятны для развития этой отрасли такие регионы, как побережье океанов, предгорные и горные районы Урала и Кавказа.

Источник

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

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

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.

В качестве топлива для тепловых электрических станций служат:

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

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:

Расположение 15 самых мощных ГЭС в России

Гидроэлектростанции подразделяются в зависимости:

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:

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:

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

Атомные реакторы российской энергосистемы

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

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.

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

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

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

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

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

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.

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:

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

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

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:

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:

Нефтегазовая отрасль

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

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:

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:

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

Источник