Сучасні проблеми енегретики

             В Україні працює кілька потужних атомних електростанцій – Чорнобильська, Запорізька, Рівненська, Південноукраїнська, Хмельницька. Планувалося спорудження Харківської, Чигиринської, Кримської, Одеської. Після Чорнобильської катастрофи існують сумніви щодо подальшого розвитку галузі. Вона призвела до радіоактивного забруднення 23% території Білорусії, 5,2% території України, 0,6% території Росії. Ще й тепер об’єкт “Укриття” (зруйнований блок ЧАЕС ) криє суттєву небезпеку : в ньому залишилося 180 т вигорілого ядерного палива, яке містить такі радіоактивні речовини, як цезій-137, стронцій-90, ізотопи плутонію, радіоактивність яких понад 20 млн. кюрі. Однак, очевидно, що атомна енергетика в Україні буде надалі розвиватися. Це пов’язано з дефіцитом палива , особливо у правобережній частині країни.

            З’ясувалося, що майже всі вони споруджувалися без належного геологічного і гідрогеологічного обгрунтування, врахування сейсмічності території, тому під тиском громадськості припинено будівництво Кримської та Чигиринської АЕС. Перспективи дальшого розвитку атомної енергетики у зв’язку з вичерпанням екологічних місткостей практично відсутні. В 1998р. атомні електростанції виробили 44% електроенергії від загального її виробництва в Україні. Зростання питомої ваги виробництва електроенергії на АЕС пояснюється , перш за все, стабільністю їх роботи і зменшенням виробництва внаслідок дефіциту палива тепловими електростанціями. Однак, дальший розвиток в Україні атомної енергетики проблематичний, бо в зонах радіоактивного забруднення від діючих АЕС може опинитись майже половина території держави з населенням 25 млн. чоловік.

             Проблеми галузі полягає у тому, що в Україні необхідно перейти на використання ядерних реакторів з високим ступенем надійності, а також пристосованих до роботи на низькозбагаченому урані. Важливо налагодити роботу підприємст, які завершуватимуть переробку уранових руд у готове паливо для АЕС. Поки що воно імпортується з Росії, куди надходить руда з українських родовищ. Невирішеними залишаються поховання і утилізація відходів АЕС. Вони зберігають радіоактивність впродовж сотень років, а тому потребують спеціальних сховищ, які поглинають радіацію. Найкращі умови для їх поховання існують у відпрацьованих соляних шахтах, де є стала температура, добра вентиляція. У нашій країні таких сховищ поки що немає.

             Центральні відомства колишнього СРСР тривалий час вважали Україну за територіальну базу для ймовірного спорудження нових атомних електростанцій. Їхніми науково-дослідними і проектними інститутами в республіці “виявлено” і попередньо затверджено десятки “перспективних майданчиків” для будівництва АЕС. При визначенні цих майданчиків не враховувалися ні рівень економічного розвитку регіонів, ні територіальна концентрація виробництва, ні густота населення, ні якість земель, ні наявність паливо-енергетичних баз.

             Всі великі електростанції України об’єднані в районні енергосистеми, що утворюють єдину державну енергосистему. Функціонують Донбаська, Дніпропетровська, Харківська, Київська, Вінницька, Львівська, Одеська, Кримська районні енергосистеми. Державна об’єднана енергосистема України пов’язана з енергосистемами сусідніх з Україною держав та енергосистемою “Мир”. Через високовольтні лінії передачі пролягли мости з України у Поволзький район Російської Федерації, у Словаччину, Угорщину, Румунію. В 90-х роках освоєно трансукраїнські лінії електропередачі напругою 750 кВт “Донбас - Західна Україна - Альбертіша”.

            Загалом електроенергетика включає ще деякі типи альтернативних електростанцій. Саме вони будуть давати екологічну електрику.

            Останнім часом зусилля вчених і практиків галузі спрямовані на пошук альтернативних екологічно чистих енергоджерел. Потреби електроенергії Кримського півострова , Одеської та Херсонської областей можна задовольнити , використавши постійні потужні вітри на узбережжі Чорного моря. Вітровий потенціал півдня України близький до аналогічного в Каліфорнії , де споруджено найбільші в США вітрові енергоустановки (ВЕУ) (рис 2).

Рис 2. Вітрові енергоустановки України

             Існує ряд інших типів електростанцій, які використовують дешеву енергію морів та океанів та енергію підземного тепла. До невичерпних джерел енергії , крім вітрової , належать сонячна , хвильова , припливно-відпливна.

            Звичайно для кожної електростанції існують недоліки.

             Наприклад, недоліки вітрових електростанцій в тому, що вони роблять постійні шум і вібрацію.

              Відомо, що для одержання електричного струму використовують різні джерела енергії, вони бувають відновлювальні і невідновлювальні. (рис 3)

Рис 3. Принципи і фактори розміщення електроенергетики України

            Розміщення електроенергетики залежить від двох факторів:

- наявності  паливно-енергетичних ресурсів;

- наявності  споживачів електроенергії.

          У 2008 році електростанціями України було вироблено 183,0 млрд. кВт/год. електроенергії. На теплові електростанції припадало в цей рік близько 52% виробництва електроенергії , атомні -- понад 43% , на гідроелектростанції – 4,8 %, і лише 0,1 % - на електростанції, які використовують нетрадиційні джерела енергії (діаграма 1).

             З роками електроенергії в Україні потрібно все більше і більше, але енергетичні ресурси – природний газ, вугілля, нафта – обмежені, атомні електростанції недосконалі, а їх робота загрожує всьому живому в Україні.

            У перспективі приріст електроенергії може бути досягнутий за рахунок введення парогазових установок (ПГУ) , які завдяки своєму високому ККД могли б конкурувати з АЕС. Але для них необхідний природний газ, а його, як відомо, Україна імпортує. Крім ПГУ , реальним джерелом забезпечення України енергоресурсами може бути нарощування енергетичних потужностей, орієнтованих на тверде паливо власного виробництва . Донбас є найбільш реальною паливною базою для подальшого тепло та енергопостачання України.

            Нині майже третина електроенергії виробляється в районах споживання і понад 2/3 споживається в районах її виробництва. Поки що місце будівництва ДРЕС вибирають на основі порівняння економічних показників транспортування палива та електроенергії з урахуванням екологічної обстановки. Технічний прогрес може різко змінити географію електростанцій. Якщо вчені виробляють високоефективні методи транспортування електроенергії на великі відстані , то будівництво ДРЕС здійснюватиметься здебільшого в східних районах України. Вихід є у використанні нетрадиційних, або просто забутих видів енергії.

2. Сучасне розміщення електростанцій на території України

            На території України більше тридцяти електростанцій різного типу. В основному вони розміщені поблизу енергоресурсів.

            За видом використовуваних ресурсів електроенергетика має таку структуру:

Мінеральні Водні Альтернативні

Вітрові

Теплові Припливні 

Гідравлічні Геотермальні

Атомні 

Біологічні 

Геліотермальні 

Воденеві  

Рис 4. Найпотужніший електроенергетичний район України в Донбасі

              Найпотужніший електроенергетичний район України знаходиться в Донбасі (рис 4).

              Тут знаходяться Старобенівська, Курахівська, Слов’янська теплоелектростанції. Потужні ТЕС знаходяться також у Придніпров’ї, у Харківській, Київській, Вінницькій областях, у містах Запоріжжі, Одесі, Маріуполі, Миколаєві, Львові. Більшість цих електростанцій поряд з електроенергією виробляють і тепло, за його рахунок здійснюється опалення міст. З роботою цих ТЕС пов’язане значне забруднення навколишнього середовища.

             В Україні на Дніпрі і Дністрі збудовано великі гідроелектростанції (ГЕС) Найбільші з них: Дніпрогес, Каховська, Дніпродзержинська, Київська, Канівська, Дністровська. На гідроенергетику припадає близько 10 % потужностей і 48 % виробництва електроенергії.

             Найкращі умови для будівництва ГЕС мають гірські річки, або річки з високими берегами. Таких умов на рівнинних річках України майже немає. Тому перед греблями всіх гідроелектростанцій виникли штучні моря. Саме це знижує економічну й екологічну доцільність ГЕС Дніпровського каскаду (Рис 5).

Рис 5. Система подачі води

          В останні десятиліття швидкими темпами розвивається атомна енергетика. Як правило атомні електростанції будуються в районах із дефіцитом паливних ресурсів. На території України працюють п’ять атомних електростанцій. Вони виробляють 43 % електроенергії країни.

             Вітчизняні енергетики–атомники довгий час також доводили , що електроенергія, яка виробляється на АЕС, дешевша тієї, яку виробляють ТЕС, і що АЕС, мовляв, менше забруднюють природне середовище, ніж ТЕС.

             Противники АЕС (а їх кількість значно зросла після аварії на Чорнобильській АЕС і розсекречування матеріалів, пов’язаних з діяльністю колишнього МІНАТОМЕНЕРГО) стверджують, що цей метод одержання енергії повинен бути якомога швидше заборонений з огляду на ту шкоду й потенціал смертельну небезпеку для біосфери, яку він несе.

             Доведено, що “дешевизна” атомної енергетики (яка, за даними колишнього Мінатоменерго, було в СРСР втроє дешевшою, ніж у розвинених країнах Заходу) – це була свідома фальсифікація . Справа в тому, що проектувальники вітчизняних АЕС не включили у вартість “атомного” кіловата такі витрати, як переробка й поховання радіактивних відходів, що, за оцінками фахівців становить понад 75 % вартості всього паливного циклу АЕС. Не було враховано також вартості демонтажу АЕС, а між тим кожна АЕС через 25-30 років роботи має бути зупинена, розібрана або похована, оскільки радіоактивність її агрегатів й обладнання перевищить усі допустимі норми . А вартість демонтажу АЕС, за оцінками західних спеціалістів, дорівнює вартості її будівництва. Не були приховані й інші витрати, пов’язані з експлуатацією АЕС, зокрема, з вимогами безпеки її роботи (на АЕС, що функціонують в розвинених країнах, ці вимоги набагато серйозніші, ніж на наших). Все це попадає, що вартість “атомного” кіловата насправді виявляється в троє дорожчою від “газового” і в двоє – від “вугільного”. Як пишуть німецькі експерти в цій галузі “атомна” енергія дешевша лише там, де безпека стоїть на другому місті, й доти, поки людство мириться з тим, що його сьогоднішнє марнотратне ставлення до електроенергії загрожує майбутнім поколінням пекельним радіоактивним жахом”.

            В Україні атомна енергетика почала розвиватися з 70-х років. Протягом 1980-1990 рр. Темпи виробництва електроенергії на атомних електростанціях зросли більше, ніж у чотири рази. Зараз у загальному обсязі виробництва електроенергії частка атомних електростанцій становить 35,5%. Це досить низький показник як для розвинутих країн. Питома витрата умовного палива на відпущену 1 кВт/ год. Електроенергії на електростанціях загального типу становить у середньому 346 грамів. Україна має великі запаси уранових руд, проте не проводить підготовки радіоактивного палива для електростанцій. Паливо для атомних електростанцій доводиться купувати за кордоном.

             Одна з головних причин розвитку атомної енергетики полягає в тому, що використовується висока енергомісткість ядерного палива порівняно з іншими енергоресурсами. АЕС, на відміну від ТЕС, пропонує екологічно найчистішу електроенергію. Проте необхідно пам’ятати про ту грізну силу, що міститься в атомному ядрі, про жахливі наслідки. До яких може призвести атом, якщо вийде з-під контролю людини. Це переконливо показала катастрофа, що відбулась 26 квітня 1986 року на Чорнобильській АЕС.