Перспективы развития электроэнергетики Российской Федерации до 2020-2030 года

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 

«ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ по дисциплине 

«ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ»

на тему:

 «Перспективы развития электроэнергетики РФ до 2020-2030 года»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент

3-го курса Крюков П.В.

 

Научный руководитель:

Кретов Д.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тольятти 2012

Содержание:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Целью энергетической политики России является максимально эффективное использование природных энергетических ресурсов и потенциала энергетического сектора для устойчивого роста экономики, повышения качества жизни населения страны и содействия укреплению ее внешнеэкономических позиций. Энергетический сектор должен содействовать воспроизводству человеческого капитала (через развитие энергетической инфраструктуры и предоставление энергетических товаров и услуг по социально доступным ценам, обеспечение устойчивого воспроизводства высококвалифицированных кадров и повышение качества жизни граждан страны, в том числе занятых в энергетическом и смежных секторах), а также способствовать переходу к новой модели пространственного развития, опирающейся на сбалансированное развитие энергетической и транспортной инфраструктуры.

В 2000 г. Правительство  РФ одобрило «Основные положения  Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2020 года», сформулировав  вместе с тем задания по ее доработке. В 2001 г. Вышла из печати полная версия Энергетической стратегии России, включающая обосновывающие материалы и расчеты, выполненные при ее разработке.

Однако за прошедшие 2 года стало очевидным, что  в Основные положения Энергетической стратегии России необходимо внести ряд изменений, связанных с уточнением перспективной потребности в электрической и тепловой энергии, структурой производства электроэнергии, топливным балансом страны, динамикой цен на топливно-энергетические ресурсы и др. При этом необходимо понимать, что цели и приоритеты Энергетической стратегии России на период до 2020 г. Остаются низменными.

Энергетическая стратегия  России формировалась под долгосрочную программу социально-экономического развития страны, причем основной сценарий соответствовал ежегодному росту экономики в среднем на 5-5,5 % за 20-летний период. Наряду с этим проработан и менее оптимистичный (пониженный) сценарий с тем, чтобы быть готовым к разного рода неприятностям.

Рассматривая широчайший круг актуальных вопросов долгосрочного  развития энергетики страны, Энергетическая  стратегия вместе с тем выделила три ключевые задачи, на решение которых направлены все усилия и которые концентрируют суть энергетической политики страны.

Первая задача – коренное повышение энергетической эффективности экономики с тем, чтобы энергоемкость валового внутреннего продукта (ВВП) сократилась на 30-33 % в период до 2010 г.  и ещё на 30 % в последующие годы (рис. 1). Очень амбициозная задача, но из-за нашей энергетической расточительности даже при ее успешном решении удельная энергоемкость российской экономики в 2020 г. лишь достигнет сегодняшнего среднемирового показателя, но отнюдь не показателей лучших стран. Первым и важнейшим средством повышения энергетической эффективности является структурная перестройка экономики (рис.2).Следующим средством повышения энергетической эффективности должна стать массовая реализация сначала организационных, а затем и технологических мер энергосбережения, т.е. проведение целенаправленной энергосберегающей политики. Для этого Россия располагает большим потенциалом.

Вторая коренная задача Энергетической стратегии –  как обеспечить ожидаемое наращивание  потребления первичных энергоресурсов и их экспорт.

Третья задача стратегии – обеспечить энергетическую безопасность, которой грозит стремительное скатывание страны к моногазовой структуре топливно-энергетического баланса.

В этом кратком введении приведены основные аргументы для обоснования, что электроэнергетика (в широком смысле слова) и в ближайшие десятилетия сохранит свою роль мощного стимула социально-экономического развития России. Таким образом, социально-экономической миссией электроэнергетики в предстоящий период будет выполнение роли одного из главных локомотивов структурной перестройки национальной экономики России, без которой невозможен переход к постиндустриальному обществу.

Рис 1.

Аметистов Е.В., Трухний  А.Д., Макаров А.А., Клименко В.В. «Основы  современной энергетики. Часть 1», Москва, издательство МЭИ, 2002 год.

История российской электроэнергетики

История российской, да и  пожалуй, мировой электроэнергетики, берет начало в 1891 году, когда выдающийся ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский осуществил практическую передачу электрической мощности около 220 кВт на расстояние 175 км. Результирующий КПД линии электропередачи, равный 77,4 %, оказался сенсационно высоким для такой сложной многоэлементной конструкции. Такого высокого КПД удалось достичь благодаря использованию трехфазного напряжения, изобретенного самим учёным.

В дореволюционной России, мощность всех электростанций составляла лишь 1,1 млн кВт, а годовая выработка электроэнергии равнялась 1,9 млрд кВт*ч. После революции, по предложению В. И. Ленина был развернут знаменитый план электрификации России ГОЭЛРО. Он предусматривал возведение 30 электростанций суммарной мощностью 1,5 млн кВт, что и было реализовано к 1931 году, а к 1935 году он был перевыполнен в 3 раза.

В 1940 году суммарная мощность советских электростанций составила 10,7 млн кВт, а годовая выработка электроэнергии превысила 50 млрд кВт*ч, что в 25 раз превышало соответствующие показатели 1913 года. После перерыва, вызванного Великой Отечественной войной, электрификация СССР возобновилась, достигнув в 1950 году уровня выработки 90 млрд кВт*ч.

В 50-е годы XX века, в  ход были пущены такие электростанции, как Цимлянская, Гюмушская, Верхне-Свирская, Мингечаурская и другие. С середины 60-х годов СССР занимал второе место в мире по выработке электроэнергии после США.

Состояние отрасли

Основные виды производства электроэнергии на территории России

Современный электроэнергетический комплекс России включает около 600 электростанций единичной мощностью свыше 5 МВт. Общая установленная мощность электростанций России составляет 218 145,8 МВт. Установленная мощность парка действующих электростанций по типам генерации имеет следующую структуру: тепловые электростанции 68,4%, гидравлические – 20,3%, атомные – около 11,1 %.

Тепловая энергетика

Лидирующее положение  теплоэнергетики является исторически  сложившейся и экономически оправданной  закономерностью развития российской энергетики.  
Тепловые электростанции (ТЭС), действующие на территории России, можно классифицировать по следующим признакам:  

• по источникам используемой энергии – органическое топливо, геотермальная энергия, солнечная энергия;
• по виду выдаваемой энергии – конденсационные, теплофикационные;
• по использованию установленной электрической мощности и участию ТЭС в покрытии графика электрической нагрузки – базовые (не менее 5000 ч использования установленной электрической мощности в году), полупиковые или маневренные (соответственно 3000 и 4000 ч в году), пиковые (менее 1500-2000 ч в году).

В свою очередь, тепловые электростанции, работающие на органическом топливе, различаются по технологическому признаку:

• паротурбинные (с паросиловыми установками на всех видах органического топлива: угле, мазуте, газе, торфе, сланцах, дровах и древесных отходах, продуктах энергетической переработки топлива и т.д.);
• дизельные;
• газотурбинные;
• парогазовые.

Наибольшее развитие и распространение в России получили тепловые электростанции общего пользования, работающие на органическом топливе (газ, уголь), преимущественно паротурбинные.  
Самой большой ТЭС на территории России является крупнейшая на Евразийском континенте Сургутская ГРЭС-2 (5600 МВт), работающая на природном газе (ГРЭС - аббревиатура, сохранившаяся с советских времен, означает государственную районную электростанцию).  
 
Из электростанций, работающих на угле, наибольшая установленная мощность у Рефтинской ГРЭС (3800 МВт). К крупнейшим российским ТЭС относятся также Сургутская ГРЭС-1 и Костромская ГРЭС, мощностью свыше 3 тыс. МВт каждая.  
В процессе реформы отрасли крупнейшие тепловые электростанции России были объединены в оптовые генерирующие компании (ОГК) и территориальные генерирующие компании (ТГК).  
 
В настоящий момент основной задачей развития тепловой генерации является обеспечение технического перевооружения и реконструкции действующих электростанций, а также ввод новых генерирующих мощностей с использованием передовых технологий в производстве электроэнергии.

Гидроэнергетика

Гидроэнергетика предоставляет  системные услуги (частоту, мощность) и является ключевым элементом обеспечения  системной надежности Единой Энергосистемы  страны, располагая более 90% резерва  регулировочной мощности. Из всех существующих типов электростанций именно ГЭС являются наиболее маневренными и способны при необходимости быстро существенно увеличить объемы выработки, покрывая пиковые нагрузки.  
 
У России большой гидроэнергетический потенциал, что подразумевает значительные возможности развития отечественной гидроэнергетики. На территории Российской Федерации сосредоточено около 9% мировых запасов гидроресурсов. По обеспеченности гидроэнергетическими ресурсами Россия занимает второе место в мире, опережая США, Бразилию, Канаду. На сегодняшний день общий теоретический гидроэнергопотенциал России определен в 2900 млрд кВт-ч годовой выработки электроэнергии или 170 тыс. кВт/ч на 1 кв. км территории. Однако сейчас освоено лишь 20% этого потенциала. Одним из препятствий развития гидроэнергетики является удаленность основной части потенциала, сконцентрированной в центральной и восточной Сибири и на Дальнем Востоке, от основных потребителей электроэнергии.  
 
Выработка электроэнергии российскими ГЭС обеспечивает ежегодную экономию 50 млн тонн условного топлива, потенциал экономии составляет 250 млн тонн; позволяет снижать выбросы СО2 в атмосферу на величину до 60 млн тонн в год, что обеспечивает России практически неограниченный потенциал прироста мощностей энергетики в условиях жестких требований по ограничению выбросов парниковых газов. Кроме своего прямого назначения – производства электроэнергии с использованием возобновляемых ресурсов – гидроэнергетика дополнительно решает ряд важнейших для общества и государства задач: создание систем питьевого и промышленного водоснабжения, развитие судоходства, создание ирригационных систем в интересах сельского хозяйства, рыборазведение, регулирование стока рек, позволяющее осуществлять борьбу с паводками и наводнениями, обеспечивая безопасность населения.  
 
В настоящее время на территории России работают 102 гидроэлектростанции мощностью свыше 100 МВт. Общая установленная мощность гидроагрегатов на ГЭС в России составляет примерно 46 000 МВт (5 место в мире). В 2011 году российскими гидроэлектростанциями выработано 153,3 млрд кВт/ч электроэнергии. В общем объеме производства электроэнергии в России доля ГЭС в 2011 году составила 15,2%.  
 
В ходе реформы электроэнергетики была создана федеральная гидрогенерирующая компания ОАО «ГидроОГК» (текущее название - ОАО «РусГидро»), которая объединила основную часть гидроэнергетических активов страны. Сегодня компания управляет 68 объектами возобновляемой энергетики, в том числе 9 станциями Волжско-Камского каскада общей установленной мощностью более 10 166,7 МВт, первенцем большой гидроэнергетики на Дальнем Востоке - Зейской ГЭС (1 330 МВт), Бурейской ГЭС (2 010 МВт), Новосибирской ГЭС (455 МВт) и несколькими десятками гидростанций на Северном Кавказе, в том числе Кашхатау ГЭС (65,1 МВт), введенной в эксплуатацию в Кабардино-Балкарской Республике в конце 2010 года. Также в состав РусГидро входят геотермальные станции на Камчатке и высокоманевренные мощности Загорской гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС) в Московской области, используемые для выравнивания суточной неравномерности графика электрической нагрузки в ОЭС Центра.  
 
До недавнего времени крупнейшей российской гидроэлектростанцией считалась Саяно-Шушенская ГЭС им. П. С. Непорожнего мощностью 6721 МВт (Хакасия). Однако после трагической аварии 17 августа 2009 года ее мощности частично выбыли из строя. В настоящее время полным ходом ведутся восстановительные работы, которые предполагается завершить полностью к 2014 году. 24 февраля 2010 года состоялось торжественное включение в сеть под нагрузку гидроагрегата № 6 мощностью 640 МВт, в декабре 2011 г. был введен в работу гидроагрегат № 1. На сегодняшний день в работе находятся ГА №1, 3, 4, 5 с суммарной мощностью 2560 МВт.  
Вторая по установленной мощности гидроэлектростанция России – Красноярская ГЭС.  
 
Перспективное развитие гидроэнергетики России связывают с освоением потенциала рек Северного Кавказа (строятся Зарамагские, Кашхатау, Гоцатлинская ГЭС, Зеленчукская ГЭС-ГАЭС; в планах - вторая очередь Ирганайской ГЭС, Агвалинская ГЭС, развитие Кубанского каскада и Сочинских ГЭС, а также развитие малой гидроэнергетики в Северной Осетии и Дагестане), Сибири (достройка Богучанской, Вилюйской-III и Усть-Среднеканской ГЭС, проектирование Южно-Якутского ГЭК и Эвенкийской ГЭС), дальнейшим развитием гидроэнергетического комплекса в центре и на севере Европейской части России, в Приволжье, строительством выравнивающих мощностей в основных потребляющих регионах (в частности – строительство Ленинградской и Загорской ГАЭС-2).

Атомная энергетика

Россия обладает технологией  ядерной электроэнергетики полного цикла от добычи урановых руд до выработки электроэнергии.  
На сегодняшний день в нашей стране эксплуатируется 10 атомных электростанций (АЭС) – в общей сложности 33 энергоблока установленной мощностью 23,2 ГВт, которые вырабатывают около 17% всего производимого электричества. В стадии строительства – еще 5 АЭС.  
 
Широкое развитие атомная энергетика получила в европейской части России (30%) и на Северо-Западе (37% от общего объема выработки электроэнергии).  
 
В 2011 году атомными электростанциями выработано рекордное за всю историю отрасли количество электроэнергии — 172,5 млрд кВт/ч, что составило около 1,5% прироста по сравнению с 2010 годом. В декабре 2007 года в соответствии с Указом Президента РФ была образована Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом», которая управляет всеми ядерными активами Российской Федерации, включая как гражданскую часть атомной отрасли, так и ядерный оружейный комплекс. На нее также возложены задачи по выполнению международных обязательств России в области мирного использования атомной энергии и режима нераспространения ядерных материалов.  
 
Оператор российских АЭС – ОАО «Концерн «Росэнергоатом» – является второй в Европе энергетической компанией по объему атомной генерации. АЭС России вносят заметный вклад в борьбу с глобальным потеплением. Благодаря их работе ежегодно предотвращается выброс в атмосферу 210 млн тонн углекислого газа. Приоритетом эксплуатации АЭС является безопасность. С 2004 года на российских АЭС не зафиксировано ни одного серьезного нарушения безопасности, классифицируемых по международной шкале ИНЕС выше нулевого (минимального) уровня. Важной задачей в сфере эксплуатации российских АЭС является повышение коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) уже работающих станций. Планируется, что в результате выполнения программы повышения КИУМ ОАО «Концерн «Росэнергоатом», рассчитанной до 2015 года, будет получен эффект, равноценный вводу в эксплуатацию четырех новых атомных энергоблоков (эквивалент 4,5 ГВт установленной мощности).

Геотермальная энергетика

Одним из потенциальных  направлений развития электроэнергетики  в России является геотермальная  энергетика. В настоящее время  в России разведано 56 месторождений  термальных вод с потенциалом, превышающим 300 тыс. м³/сутки. На 20 месторождениях ведется промышленная эксплуатация, среди них: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкессия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край). При этом суммарный электроэнергетический потенциал пароводных терм, который оценивается в 1 ГВт рабочей электрической мощности, реализован только в размере чуть более 80 МВт установленной мощности. Все действующие российские геотермальные электростанции сегодня расположены на территории Камчатки и Курил.