Новые типы электростанций

В одной из своих прошлых публикаций под названием «Гибридная энергетика» - автор этих строк спрогнозировал появление так называемых «гибридных» энергетических установок, где будут объединены в одну технологическую цепочку очень разные энергетические источники – например, ядерный реактор и угольный газогенератор.

Причиной появления подобных «гибридов» будет являться тенденция к дальнейшему повышению цены на углеводородные энергоносители. Во многом из-за этой же причины появятся и электростанции новых типов, которые тоже в определенном смысле можно будет назвать «гибридными». Поскольку эти новые электростанции будут использовать для своей работы технологические принципы из некоторых других уже известных типов электростанций, которые до сих не использовались в одной технологической цепочке.

Например, сейчас Европейский союз очень энергично пытается внедрить парогазовые электростанции. Принцип работы парогазовых электростанций заключается в том, что природный или попутный газ сначала сжигается в газовой турбине, вращающей электрогенератор. Отходящие от газовой турбины выхлопные газы направляются в паровой котел, снабжающий паром паровую турбину, вращающую электрогенератор. Происходит как бы двойное использование тепла сжигаемого газа. Лучшие образцы парогазовых электростанций достигают 55% к. п. д. (коэффициент полезного действия) превращения теплоты сгорания газового топлива в электрическую энергию. Сравните с к. п. д. самых лучших тепловых электростанций, достигающих только 35%.

Однако вскоре могут появиться электростанции, тоже работающие на газовом топливе, но которые будут достигать гораздо большего к. п. д., чем парогазовые электростанции.

Известно, что самым лучшим к. п. д. преобразования тепловой энергии в механическую обладает взрыв так называемой «гремучей смеси» (смеси горючего газа и атмосферного воздуха в идеальной пропорции). К. п. д. «гремучей смеси» равняется 80%. Но до сих пор ученых и инженерам не удавалось «приручить» «гремучую смесь».

Это удастся сделать, объединив вместе гидротурбину и «гремучую смесь». Вот примерное описание электростанции, которая будет работать на превращении тепловой энергии «гремучей смеси» в электрическую энергию при помощи гидротурбины.

В большом бассейне, наполненном водой, будут находиться в погруженном состоянии несколько больших сфер, изготовленных из очень прочного материала. В этих сферах тоже будет находиться вода, и они будут соединены водопроводами, которые будут вести в специальный накопительный бассейн, находящийся на высоте нескольких десятков метров над бассейном, в котором будут расположены сферы.

В сферы через специальные клапаны будет поочередно подаваться порция уже готовой «гремучей смеси» из горючего газа и воздуха. Специальным искровым устройством, похожим на автомобильную свечу, «гремучая смесь» будет подрываться. Взрыв будет вытеснять из сферы определенное количество воды, которое по упомянутому выше водопроводу будет забрасываться в расположенный на высоте десятков метров накопительный бассейн. Водопровод будет снабжен специальным клапаном, который не позволит воде течь обратно из накопительного бассейна в сферу.

После взрыва «гремучей смеси» через специальный клапан выхлопные газы от взрыва будут стравливаться за пределы сферы, а одновременно через другой клапан в сферу из бассейна будет поступать нужно количество воды взамен вытесненной предыдущим взрывом. Вновь в сферу будет подана порция «гремучей смеси» и цикл повторится сначала.

Сферы будут работать по очереди, забрасывая в накопительный бассейн порции воды. А из накопительного бассейна вода будет поступать с высоты нескольких десятков метров на гидротурбину, которая будет вращать электрогенератор. Гидротурбина будет расположена на уровне бассейна, где будут расположены сферы, и поступающая после гидротурбины вода будет постоянно подпитывать уровень воды в бассейне, компенсируя забираемую в сферы воду.

Одним словом, описываемая нами электростанция напоминает двигатель внутреннего сгорания, но отличается использованием вместо поршней, шатунов, карданного вала и прочих механических частей обыкновенной воды, циркулирующей в описанной выше гидросистеме.

При этом вода, циркулирующая по гидросистеме, будет служить и для отвода неиспользованной тепловой энергии или охлаждения (в качестве «холодильника» в классической схеме тепловой машины) путем испарения воды с зеркала основного и накопительного бассейнов. Естественно, убыток испаренной воды будет компенсироваться путем подпитки извне.

Потенциальный к. п. д. прогнозируемой «гибридной» электростанции будет весьма высоким. К. п. д. «гремучей смеси» - 0,8 (80%) умножить на к. п. д. гидротурбины – 0,95 (95%) = 0, 76 или 76%. Почти в полтора раза больше, чем к. п. д. парогазовой электростанции (55%).

Впрочем, существует проблема замены небольших электростанций, питающих отдаленные или неподключенные к электросетям потребителей. Как правило, сейчас эти электростанции работают от двигателей внутреннего сгорания, которые используют в качестве топлива жидкие или газообразные углеводороды. А жидкие и газообразные углеводороды стремительно дорожают, и, самое главное, будут дорожать все обозримое будущее.

В прогнозируемой миниэлектростанции, которая должна придти на смену современным миниэлектростанциям, использующим двигатели внутреннего сгорания, тоже будет использоваться гидротурбины. Плюс еще один достаточно известный эффект, знакомый практически всем, кто пробует собственноручно готовить пищу у себя на кухне.

Ваш покорный слуга имеет в виду эффект пенообразования. К примеру, у вас на плите стоит кастрюля, в которой уже неоднократно варились пельмени – вы опять доводите воду в этой кастрюле до кипения, дабы бросить туда новую порцию пельменей. Но, кто это производил этот процесс, знают – надо следить за водой в этой кастрюле. В любой момент закипевшая вода полезет из кастрюли, особенно если она накрыта крышкой, обильной пенной «шапкой» и окажется у вас на плите.

Вот этот самый только что описанный «пенный эффект» будет использоваться в прогнозируемом типе «гибридной» миниэлектростанции. Она будет состоять из высокой цилиндрической емкости, в дне которой будет находиться нагреватель, работающий от любого вида топлива и даже от отходящих нагретых газов. Этакая большая кастрюля.

Наполнена высокая цилиндрическая емкость будет водой, в которой должен быть растворен некий реагент, резко повышающий пенообразование при нагревании. Вода должна непрерывно превращаться в пену, которая будет подниматься вверх по высокой цилиндрической емкости, переливаться через край и накапливаться в специальной емкости, типа небольшого накопительного бассейна. А из накопительного бассейна вода будет поступать на гидротурбину, расположенную на уровне нагреваемого дна цилиндрической емкости. После турбины вода должна возвращаться в цилиндрическую емкость, дабы потом превратится в пену, и попасть в накопительный бассейн.

То есть, процесс очень прост и позволяет использовать любой вид топлива.

В последующие годы электроэнергетика развивалась быстрыми темпами, строились линии электропередач (ЛЭП). Одновременно с гидравлическими и тепловыми электростанциями стала развиваться атомная энергетика.

Тепловые электростанции (ТЭС). Основной тип электростанций в России - тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, мазут, газ, сланцы, торф). Среди них главную роль играют мощные (более 2 млн кВт) ГРЭС - государственные районные электростанции, обеспечивающие потребности экономического района, работающие в энергосистемах.

На размещение тепловых электростанция оказывает основное влияние топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные ТЭС расположены, как правило, в местах добычи топлива. Тепловые электростанции, использующие местные виды топлива (торф, сланцы, низкокалорийные и многозольные угли), ориентируются на потребителя и одновременно находятся у источников топливных ресурсов. Потребительскую ориентацию имеют электростанции, использующие высококалорийное топливо, которое экономически выгодно транспортировать. Что же касается тепловых электростанций, работающих на мазуте, то они располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности.

Крупными тепловыми электростанциями являются ГРЭС на углях Канско-Ачинского бассейна, Березовская ГРЭС-1 и ГРЭС-2. Сургутская ГРЭС-2, Уренгойская ГРЭС (работает на газе).

На базе Канско-Ачинского бассейна создается мощный территориально-производственный комплекс. Проект ТПК предполагал создание на территории около 10 тыс. км 2 вокруг Красноярска 10 уникальных сверхмощных ГРЭС по 6,4 млн кВт. В настоящее время число запланированных ГРЭС уменьшено пока до 8 (по экологическим соображениям - выбросы в атмосферу, скопления золы в огромных количествах).

На данный момент начато сооружение только 1-й очереди ТПК. В 1989 г. был введен в эксплуатацию 1-й агрегат Березовской ГРЭС-1 мощностью 800 тыс. кВт и уже решен вопрос о строительстве ГРЭС-2 и ГРЭС-3 такой же мощности (на расстоянии всего 9 км друг от друга).

Преимущества тепловых электростанций по сравнению с другими типами электростанций заключаются в следующем: относительно свободное размещение, связанное с широким распространением топливных ресурсов в России; способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний (в отличие от ГРЭС).

К недостаткам относятся: использование невозобновимых топливных ресурсов; низкий КПД, крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

Тепловые электростанции всего мира выбрасывают в атмосферу ежегодно 200-250 млн т золы и около 60 млн т сернистого ангидрида; они поглощают огромное количество кислорода воздуха. К настоящему времени установлено, что и радиоактивная обстановка вокруг тепловых электростанций, работающих на угле, в среднем (в мире) в 100 раз выше, чем вблизи АЭС такой же мощности (так как обычный уголь в качестве микропримесей почти всегда содержит уран-238, торий-232 и радиоактивный изотоп углерода).

ТЭС нашей страны в отличие от зарубежных до сих пор не оснащены сколь-либо эффективными системами очистки уходящих газов от оксидов серы и азота. Правда, ТЭС на природном газе существенно экологически чище угольных, мазутных и сланцевых, но огромный экологический вред наносит природе прокладка газопроводов, особенно в северных районах.

Несмотря на отмеченные недостатки, в ближайшей перспективе (до 2000 года) доля ТЭС в приросте производства электроэнергии должна составить 78-88% (так как прирост производства на АЭС в связи с повышением требований и их безопасности в лучшем случае будет весьма незначительным, сооружение ГЭС будет ограничиваться возведением плотин главным образом в условиях с минимальными площадями затопления).

Топливный баланс тепловых электростанций России характеризуется преобладанием газа и мазута. В ближайшей перспективе планируется увеличение доли газа в топливном балансе электростанций западных районов, в регионах со сложной экологической обстановкой, особенно в крупных городах. Тепловые электростанции восточных районов будут базироваться в основном на угле, прежде всего дешевом угле открытой добычи Канско-Ачинского бассейна.

Гидравлические электростанции (ГЭС). На втором месте по количеству вырабатываемой электроэнергии находится ГЭС (в 1991 г. - 16,5%). Гидроэлектростанции являются весьма эффективным источником энергии, поскольку используют возобновимые ресурсы, обладают простотой управления (количество персонала на ГЭС в 15-20 раз меньше, чем на ГРЭС) и имеют высокий КПД (более 80%). В результате производимая на ГЭС энергия самая дешевая.

Огромное достоинство ГЭС - высокая маневренность, т. е. возможность практически мгновенного автоматического запуска и отключения любого требуемого количества агрегатов. Это позволяет использовать мощные ГЭС либо в качестве максимально маневренных "пиковых" электростанций, обеспечивающих устойчивую работу крупных энергосистем, либо в период суточных пиков нагрузки электросистемы, когда имеющихся в наличии мощностей ТЭС не хватает. Естественно, это под силу только мощным ГЭС.

Но строительство ГЭС требует больших сроков и больших удельных капиталовложений, ведет к потерям равнинных земель, наносит ущерб рыбному хозяйству. Доля участия ГЭС в выработке электроэнергии существенно меньше их доли в установленной мощности, что объясняется тем, что их полная мощность реализуется лишь в короткий период времени, причем только в многоводные годы. Поэтому несмотря на обеспеченность России гидроэнергетическими ресурсами гидроэнергетика не может служит основой выработки электроэнергии в стране.

Наиболее мощные ГЭС построены в Сибири, где осваиваются гидроресурсы наиболее эффективно: удельные капиталовложения в 2-3 раза ниже и себестоимость электроэнергии в 4-5 раз меньше, чем в европейской части страны.

Для гидростроительства в нашей стране было характерно сооружение на реках каскадов гидроэлектростанций. Каскад - это группа ГЭС, расположенных ступенями по течению водного потока с целью последовательного использования его энергии. При этом помимо получения электроэнергии решаются проблемы снабжения населения и производства водой, устранения паводков, улучшения транспортных условий. К сожалению, создание каскадов в стране привело к крайне негативным последствиям: потере ценных сельскохозяйственных земель, особенно пойменных, нарушению экологического равновесия.

ГЭС можно разделить на две основные группы; ГЭС на крупных равнинных реках и ГЭС на горных реках. В нашей стране большая часть ГЭС сооружалась на равнинных реках. Равнинные водохранилища обычно велики по площади и изменяют природные условия на значительных территориях. Ухудшается санитарное состояние водоемов. Нечистоты, которые раньше выносились реками, накапливаются в водохранилищах, приходится применять специальные меры для промывки русел рек и водохранилищ. Сооружение ГЭС на равнинных реках менее рентабельно, чем на горных. Но иногда для создания нормального судоходства и орошения это необходимо.

Самые крупные ГЭС в стране входят в состав Ангаро-Енисейского каскада: Саяно-Шушенская, Красноярская на Енисее, Иркутская, Братская, Усть-Илимская на Ангаре, строится Богучанская ГЭС (4 млн кВт).

В европейской части страны создан крупный каскад ГЭС на Волге: Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Горьковская, Чебоксарская, Волжская им. В.И. Ленина, Саратовская, Волжская.

Весьма перспективным является строительство гидроаккумулирующих электростанций - ГАЭС. Их действие основано на цикличном перемещении одного и того же объема воды между двумя бассейнами: верхним и нижним. В ночные часы, когда потребность в электроэнергии, мала вода перекачивается из нижнего водохранилища в верхний бассейн, потребляя при этом излишки энергии, производимой ночью электростанциями.

Днем, когда резко возрастает потребление электричества, вода сбрасывается из верхнего бассейна вниз через турбины, вырабатывая при этом энергию. Это выгодно, так как остановки ГЭС в ночное время невозможны. Таким образом, ГАЭС позволяет решать проблемы пиковых нагрузок, маневренности использования мощностей энергосетей. В России, особенно в европейской части, остро стоит проблема создания маневренных электростанций, в том числе ГАЭС (а также ПГУ, ГТУ). Построены Загорская ГАЭС (1,2 млн кВт), строится Центральная ГАЭС (2,6 млн кВт).

Атомные электростанции. Доля АЭС в суммарной выработке электроэнергии - около 12% (в США - 19,6%, в Великобритании - 18,9, в ФРГ - 34%, в Бельгии - 65%, во Франции - свыше 76%). Планировалось, что удельный вес АЭС в производстве электроэнергии достигнет в СССР в 1990 г. 20%, фактически было достигнуто только 12,3%. Чернобыльская катастрофа вызвала сокращение программы атомного строительства, с 1986 г. в эксплуатацию были введены только 4 энергоблока.

В настоящее время ситуация меняется, правительством было принято специальное постановление, фактически утвердившее программу строительства новых АЭС до 2010 г. Первоначальный ее этап - модернизация действующих энергоблоков и ввод в эксплуатацию новых, которые должны заменить выбывающие после 2000 г. блоки Билибинской, Нововоронежской и Кольской АЭС.

Сейчас в России действуют 9 АЭС общей мощностью 20,2 млн кВт. Еще 14 АЭС и ACT (атомная станция теплоснабжения) общей мощностью 17,2 млн кВт находятся в стадии проектирования, строительства или временно законсервированы.

В настоящее время введена практика международной экспертизы проектов и действующих АЭС. В результате проведенной экспертизы были выведены из эксплуатации 2 блока Воронежской АС теплоснабжения, планируется вывод Белоярской АЭС, остановлен первый энергоблок Нововоронежской АЭС, законсервирована практически готовая Ростовская АЭС, пересматривается еще раз ряд проектов. Было установлено, что места расположения АЭС в ряде случаев выбраны неудачно, а качество их сооружения и оборудования не всегда отвечало нормативным требованиям.

Были пересмотрены принципы размещения АЭС. В первую очередь учитывается: потребность района в электроэнергии, природные условия (в частности, достаточное количество воды), плотность населения, возможность обеспечения защиты людей от недопустимого радиационного воздействия при тех или иных аварийных ситуациях.

При этом принимается во внимание вероятность возникновения на предполагаемой площадке землетрясений, наводнений, наличие близких грунтовых вод. АЭС должны размещаться не ближе 25 км от городов с численностью более 100 тыс. жителей, для ACT - не ближе 5 км. Ограничивается суммарная мощность электростанции: АЭС - 8 млн кВт, ACT - 2 млн кВт.

Новым в атомной энергетике является создание АТЭЦ и ACT. На АТЭЦ, как и на обычной ТЭЦ, производится и электрическая, и тепловая энергия, а на ACT (атомных станциях теплоснабжения) - только тепловая. Строятся Воронежская и Нижегородская ACT. АТЭЦ действует в поселке Билибино на Чукотке. На отопительные нужды выдают низкопотенциальное тепло также Ленинградская и Белоярская АЭС. В Нижнем Новгороде решение о создании ACT вызвало резкие протесты населения, поэтому была проведена экспертиза специалистами МАГАТЭ, давшими заключение о высоком качестве проекта.

Преимущества АЭС сводятся к следующему: можно строить в любом районе независимо от его энергетических ресурсов; атомное топливо отличается необыкновенно большим содержанием энергии (в 1 кг основного ядерного топлива - урана - содержится энергии столько же, сколько в 25 000 т угля: АЭС не дают выбросов в атмосферу в условиях безаварийной работы (в отличие от ТЭС), не поглощают кислород из воздуха.

Работа АЭС сопровождается рядом негативных последствий.

1. Существующие трудности в использовании атомной энергии - захоронение радиоактивных отходов. Для вывоза со станций сооружаются контейнеры с мощной защитой и системой охлаждения. Захоронение производится в земле на больших глубинах в геологически стабильных пластах.
2. Катастрофические последствия аварий на наших АЭС - вследствие несовершенной системы защиты.
3. Тепловое загрязнение используемых АЭС водоемов. Функционирование АЭС как объектов повышенной опасности требует участия государственных органов власти и управления в формировании направлений развития, выделении необходимых средств.

Все большее внимание в перспективе будет уделяться использованию альтернативных источников энергии - солнца, ветра, внутреннего тепла земли, морских приливов. Уже построены опытные электростанции на этих нетрадиционных источниках энергии: на приливных волнах на Кольском полуострове Кислогубская и Мезенская, на термальных водах Камчатки - электростанции близ реки Паужетки и др. Ветровые энергоустановки в жилых поселках Крайнего Севера мощностью до 4 кВт используются для защиты от коррозии магистральных газо- и нефтепроводов, на морских промыслах. Ведутся работы по вовлечению в хозяйственный оборот такого источника энергии, как биомасса.

Для более экономичного, рационального и комплексного использования общего потенциала электростанции нашей страны создана Единая энергетическая система (ЕЭС), в которой работают свыше 700 крупных электростанций, имеющих общую мощность свыше 250 млн кВт (т. е. 84% мощности всех электростанций страны). Управление ЕЭС осуществляется из единого центра, оснащенного электронно-вычислительной техникой.

Экономические преимущества Единой энергосистемы очевидны. Мощные линии электропередачи значительно повышают надежность снабжения электроэнергией народного хозяйства, выращивают суточные и годовые графики потребления электроэнергии, улучшают экономические показатели станций, создают условия для полной электрификации районов, еще испытывающих недостаток в электроэнергии.

В состав ЕЭС на территории бывшего СССР входят многочисленные электростанции, которые работают параллельно в едином режиме, сосредоточивая 4/5 суммарной мощности электростанций страны. ЕЭС распространяет свое влияние на территорию свыше 10 млн км 2 с населением около 220 млн чел. Всего в стране насчитывается примерно 100 районных энергосистем. Они образуют 11 объединенных энергетических систем. Самые крупные из них - Южная, Центральная, Сибирская, Уральская.

ОЭС Северо-Запада, Центра, Поволжья, Юга, Северного Кавказа и Урала входят в ЕЭС европейской части. Они объединены такими высоковольтными магистралями, как Самара - Москва (500 кВт), Самара - Челябинск, Волгоград - Москва (500 кВт), Волгоград - Донбасс (800 кВт), Москва - Санкт-Петербург (750 кВт) и др.

Сегодня в условиях перехода к рынку ознакомление с опытом координации деятельности и конкуренции различных собственников в электроэнергетическом секторе западных стран может быть полезным для выбора наиболее рациональных принципов совместной работы собственников элекгроэнергетических объектов, функционирующих в составе Единой энергосистемы.

Создан координационный орган - Электроэнергетический совет стран СНГ. Разработаны и согласованы принципы совместной работы объединенных энергосистем СНГ.

Развитие электроэнергетического хозяйства в современных условиях должно учитывать следующие принципы:

• вести строительство экологически чистых электростанций и переводить ТЭС на более чистое топливо - природный газ;
• создавать ТЭЦ для теплофикации отраслей промышленности, сельского хозяйства и коммунального хозяйства, что обеспечивает экономию топлива и вдвое увеличивает КПД электростанций;
• строить небольшие по мощности электростанции с учетом потребностей в электроэнергии крупных регионов;
• объединять различные типы электростанций в единую энергосистему;
• сооружать гидроаккумулирующие станции на малых реках, особенно в остродефицитных по энергии районах России;
• использовать в получении электрической энергии нетрадиционные виды топлива, энергии ветра, солнца, морских приливов, геотермальных вод и т.д.

Необходимость разработки новой энергетической политики России определяется рядом объективных факторов:

• распадом СССР и становлением Российской Федерации как подлинно суверенного государства;
• коренными изменениями социально-политического устройства, экономического и геополитического положения страны, принятым курсом на ее интеграцию в мировую экономическую систему;
• принципиальным расширением прав субъектов Федерации - республик, краев, областей и т.д.;
• коренным изменением отношений между органами государственного управления и хозяйственно самостоятельными предприятиями, быстрым ростом независимых коммерческих структур;
• глубоким кризисом экономики и энергетики страны, в преодолении которого энергетика может сыграть важную роль;
• переориентацией топливно-энергетического комплекса на приоритетное решение социальных задач общества, возросшими требованиями охраны окружающей среды.

В отличие от прежних энергетических программ, создававшихся в рамках планово-административной системы управления и определявших непосредственно объемы производства энергоресурсов и выделяемые для этого ресурсы, новая энергетическая политика имеет совершенно иное содержание.

Основными инструментами новой энергетической политики должны стать:

• приведение одновременно с конвертируемостью рубля цен на энергоносители в соответствии с мировыми ценами с постепенным сглаживанием скачков цен на внутреннем рынке;
• акционирование предприятий топливно-энергетического комплекса с привлечением денежных средств населения, зарубежных инвесторов и отечественных коммерческих структур;
• поддержка независимых производителей энергоносителей, прежде всего ориентированных на использование местных и возобновляемых энергетических ресурсов.

Приняты законодательные акты для энергетического комплекса, основными целями которых являются:

1. Сохранение целостности электроэнергетического комплекса и ЕЭС России.
2. Организация конкурентоспособного рынка электроэнергии как инструмента стабилизации цен на энергию и повышения эффективности электроэнергетики.
3. Расширение возможностей привлечения инвестиций на развитие Единой энергетической системы России и региональных энергетических компаний.
4. Повышение роли субъектов Федерации (областей, краев, автономий) в управлении развитием ЕЭС Российской Федерации.

В перспективе Россия должна отказаться от строительства новых и крупных тепловых и гидравлических станций, требующих огромных инвестиций и создающих экологическую напряженность. Предполагается строительство ТЭЦ малой и средней мощности и малых АЭС в удаленных северных и восточных регионах. На Дальнем Востоке предусматривается развитие гидроэнергетики за счет строительства каскада средних и малых ГЭС.

Новые ТЭЦ будут строиться на газе и только в Канско-Ачинском бассейне предполагается строительство мощных конденсационных ГРЭС.

Важным аспектом расширения рынка энергоносителей является возможность увеличения экспорта топлива и энергии из России.

Основу энергетической стратегии России составляют следующие три главные цели:

1. Сдерживание инфляции путем наличия больших запасов энергоресурсов, которые должны дать внутреннее и внешнее финансирование страны.
2. Обеспечение достойной роли энергии как фактора роста производительности труда и улучшения жизни населения.
3. Снижение техногенной нагрузки топливно-энергетического комплекса на окружающую среду.

Высшим приоритетом энергетической стратегии является повышение эффективности энергопотребления и энергосбережения.

На период становления и развития рыночных отношений выработана структурная политика в области энергетики и топливной промышленности на ближайшие 10-15 лет.

Она предусматривает:

• повышение эффективности использования природного газа и его доли во внутреннем потреблении и в экспорте;
• увеличение глубокой переработки и комплексного использования углеводородного сырья;
• повышение качества углепродуктов, стабилизация и наращивание объемов угледобычи (в основном открытым способом) по мере освоения экологически приемлемых технологий его использования;
• преодоление спада и умеренный рост добычи нефти.
• интенсификацию местных энергоресурсов гидроэнергии, торфа, значительное увеличение использования возобновляемых энергоресурсов - солнечной, ветровой, геотермической энергии, шахтного метана, биогаза и т. д.;
• повышение надежности АЭС. Освоение предельно безопасных и экономических новых реакторов, в том числе и малой мощности

Контрольно-измерительные материалы по теме «Топливно-энергетический комплекс» 1 вариант

А1. К неисчерпаемым источникам энергии относятся: а) энергия ветра; б) энергия Солнца; в) природный газ; г) нефть.

А2. При строительстве ГЭС учитывается наличие: а) природных условий; б) транспортной магистрали; в) топлива; г) все перечисленное верно.

А3. Какой тип электростанций производит наибольшее количество энергии в России? а) АЭС; б) ГЭС; в) ТЭС; г) доли всех станций равны.

А4.Укажите основную нефтяную базу России : а) Волго-Уральская; б) Северо-Западная; в) Западно-Сибирская; г) Северо-Кавказская.

А5. В состав топливно-энергетического комплекса входят: а) топливная промышленность; б) электроэнергетика; в) топливная промышленность и электроэнергетика; г) электроэнергетика, добыча топлива.

А6.Среди перечисленных угольных бассейнов самым северным является: а) Канско-Ачинский; б) Донецкий в) Печорский; г) Кузбасс.

А7.Укажите город – центр Печорского угольного бассейна: а) Ухта; б) Воркута; в) Кемерово; г) Уренгой.

А8 . Какое место занимает Россия по запасам нефти в мире? а) первое; б) второе; в) третье; г) четвертое.

А9.Какая АЭС расположена на Урале? а) Обнинская; б) Белоярская; в) Сургутская; г) Балаковская.

А10.Какой продукт получают при переработке нефти? а) керосин; б) бензин; в) мазут; г) все перечисленное верно.

А11.Наиболее крупные запасы гидроэнергии сосредоточены : а) в Поволжье; б) в Западной Сибири; в) на Урале; г) в Восточной Сибири.

А12.Расположите типы электростанций в порядке возрастания их доли в производстве электроэнергии (от меньшего к большему) : а) ТЭС; б) АЭС; в) ГЭС; г) ПЭС.

В1. Установите соответствие:

Тип электростанции Электростанция

1.) гидроэлектростанция а) Кислогубская 2) атомная б) Братская 3) приливная в) Паужетская 4) геотермальная г) Смоленская.

Контрольно-измерительные материалы по теме «Топливно-энергетический комплекс» 2 вариант

А1.Старейшим районом нефтедобычи в России является:

а) Поволжье;

б) Северный Кавказ;

в) Западная Сибирь;

г) Европейский Север.

А2.Выберите правильные высказывания:

а) Главным районом добычи нефти, газа и угля в России является Западная Сибирь;

б) Добыча угля открытым способом дороже, чем добыча угля закрытым способом;

в) Бурый уголь относится к числу коксующих углей;

г) К неисчерпаемым источникам энергии относятся энергия ветра, солнца, приливов и

Отливов.

А3.Какой тип электростанций производит наибольшее количество энергии в России?

а) АЭС; б) ГЭС;

в) ТЭС; г) доли всех станций равны.

А4.На побережье, какого из перечисленных морей действует приливная электростанция?

а) Азовского; б) Баренцева;

в) Белого; г) Карского.

А5. В каком из перечисленных субъектов Федерации имеются геотермальные электростанции?

а) Алтайский край;

б) Иркутская область;

в) Камчатский край;

г) Приморский край.

А6. При строительстве ГЭС учитываются:

а) природные условия;

б) наличие топлива;

в) наличие транспортной магистрали; г) все перечисленное верно.

А7.Распределите типы электростанций в порядке возрастания их доли в производстве электроэнергии:

а) АЭС; б) ГЭС;

в) ТЭС; г) ПЭС.

А8.Бурый уголь добывается в бассейнах:

а) Канско-Ачинском и Подмосковном; б) Печорском и Кузнецком; в) Кузнецком и Восточном Донбассе; г) Южно-Якутском и Печорском.

А9.Экологически самый чистый вид топлива: а) торф; б) уголь; в) дрова; г) газ . А10 .Первая в мире атомная электростанция была построена в СССР. Выберите правильный ответ: а) Ленинградская; б) Балаковская; в) Обнинская; г) Белоярская.

Электроэнергетика объединяет все процессы производства, передачи, трансформации и потребления электроэнергии. Она решающим образом влияет на уровень развития НТП в стране, а также на территориальную организацию народного хозяйства.

Россия занимает второе место в мире по производству электроэнергии (786,9 млрд. кВт/ч в 1997 г.), однако показатель выработки электроэнергии на душу населения пока еще ниже, чем в развитых странах. Электроэнергетика наряду с газовой промышленностью принадлежит к отраслям ТЭК, сохранившим стабильность развития.

На размещение предприятий электроэнергетики, в основном, влияют два фактора: наличие топливно-энергетической базы и потребителей энергии. Раньше 9/10 всей электроэнергии в стране производилось в европейской части России, в настоящее время наметился сдвиг в размещении отрасли на восток.

В структуре производства электроэнергии более 70% приходится на ТЭС, 20% - на ГЭС, около 10% - на АЭС.

Основными в составе электроэнергетики являются тепловые станции (ТЭС). Они дают свыше 2/3 электроэнергии. Это связано с тем, что Россия обладает большими и разнообразными запасами топливных ресурсов, ТЭС можно размещать непосредственно вблизи потребителя.

Тепловые станции России работают на угле, мазуте, природном газе, сланцах, торфе, используют внутреннюю энергию Земли.

Теплоэлектростанции на традиционных видах топлива (угле, газе, мазуте, торфе) могут быть двух видов: конденсационные (когда прошедший через турбину отработанный пар охлаждается, конденсируется и вновь поступает в котел) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). В последних отработанный пар затем используется для отопления. ТЭЦ строят обычно в крупных городах, поскольку передача пара или горячей воды пока возможна на расстоянии не более 20 км.

Конденсационные электростанции, обслуживающие большие территории, называют государственными районными электростанциями (ГРЭС). Именно на них вырабатывается большая часть электроэнергии.

В электроэнергетике сложилась тенденция строительства мощных ТЭС. Самые крупные из них (мощностью свыше 2 млн. кВт) - Костромская и Конаковская (в Центральном районе), Рефтинская и Троицкая (на Урале), Киришская (в Северо-Западном районе), Заинская (в Поволжье), Сургутская и Нижневартовская, Березовская, Назаровская, Не-рюнгринская (в Сибири и на Дальнем Востоке).

Россия обладает огромным гидропотенциалом, особенно в восточной части страны. Самые мощные гидроэлектростанции (ГЭС) построены на реках с большим падением и расходом воды. Это Саяно-Шушенская и Красноярская ГЭС на Енисее (обе мощностью по 6 млн. кВт), Братская и Усть-Илимс-кая на Ангаре (более чем по 4 млн. кВ). Но создание крупных ГЭС неблагоприятно влияет на окружающую среду. Особенно это касается ГЭС на равнинных реках, где водохранилища затапливают огромные территории, нарушают режим реки. Замедление течения реки приводит к резкому снижению ее способности к самоочистке, заиливанию русла, нарушению всей экосистемы в целом. Поэтому в перспективе планируется создание средних и малых ГЭС.

Значительный экономический эффект дают также гидроаккумулирующие станции (ГАЭС), покрывающие «пиковые нагрузки» на энергетические системы. Очень перспективным направлением развития гидроэнергетики является также создание приливных электростанций (ПЭС), использующих энергию морских вод. В России сейчас действует опытная Кислогубская ПЭС, планируется создание еще нескольких ПЭС.

Атомные электростанции (АЭС) - важная часть электроэнергетики всех развитых стран мира. Первая на планете АЭС была сооружена в г. Обнинске в 1954 г. С тех пор в России и бывших союзных республиках построено достаточно много АЭС, большинство - в европейской части России, на Украине и в Литве. Сейчас в стране действуют девять крупных АЭС - Курская (4 млн. кВт), Смоленская, Тверская, Нововоронежская, Ленинградская, Балашовская, Белоярская, Кольская.

После аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году строительство многих электростанций и ввод новых энергоблоков были приостановлены, темпы развития атомной энергетики замедлялись.

В настоящее время функционирует Единая энергетическая система (ЕЭС) России, объединяющая многочисленные электростанции европейской части и Сибири. Передача электроэнергии на большие расстояния осуществляется с помощью высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП).

Современное состояние ТЭК в России, как и в других странах, требует решить ряд проблем. Во-первых, это колоссальное увеличение добычи невозобновляемых источников энергии за последние десятилетия и все возрастающее загрязнение окружающей среды. На долю ТЭК в нашей стране приходится около 48% выбросов вредных веществ в атмосферу, 36% сточных вод и свыше 30% твердых отходов от всех загрязнителей. Все это требует не только внедрения новых технологий производства электроэнергии, но и использования возобновляемых источников энергии (ВИЗ). В мире сейчас 1/7 электроэнергии получают за счет ВИЗ: солнечного излучения, ветра, тепла Земли, энергии приливов. Вопрос о расширении использования ВИЗ для России особенно актуален, так как у нас энергоснабжение более 70% территории базируется в основном на привозном органическом топливе; транспортировка его очень дорога (до 1/5 стоимости топлива), а в условиях экономического кризиса регулярность снабжения нарушается. Поэтому перестройка энергобаланса должна идти и в направлении увеличения доли ВИЗ до 20% в среднем по России (в некоторых регионах - до 50% и более).

Во-вторых, перспективы развития ТЭК связаны также с проведением энергосберегающей политики, так как почти 2/3 производимой энергии не доходит до потребителя, преобразуясь в тепловую энергию.

1 вариант

А1. К неисчерпаемым источникам энергии относятся: а) энергия ветра; б) энергия Солнца; в) природный газ; г) нефть.

А2. При строительстве ГЭС учитывается наличие: а) природных условий; б) транспортной магистрали; в) топлива; г) все перечисленное верно.

А3. Какой тип электростанций производит наибольшее количество энергии в России? а) АЭС; б) ГЭС; в) ТЭС; г) доли всех станций равны.

А4.Укажите основную нефтяную базу России : а) Волго-Уральская; б) Северо-Западная; в) Западно-Сибирская; г) Северо-Кавказская.

А5. В состав топливно-энергетического комплекса входят: а) топливная промышленность; б) электроэнергетика; в) топливная промышленность и электроэнергетика; г) электроэнергетика, добыча топлива.

А6.Среди перечисленных угольных бассейнов самым северным является: а) Канско-Ачинский; б) Донецкий в) Печорский; г) Кузбасс.

А7.Укажите город – центр Печорского угольного бассейна: а) Ухта; б) Воркута; в) Кемерово; г) Уренгой.

А8 . Какое место занимает Россия по запасам нефти в мире? а) первое; б) второе; в) третье; г) четвертое.

А9.Какая АЭС расположена на Урале? а) Обнинская; б) Белоярская; в) Сургутская; г) Балаковская.

А10.Какой продукт получают при переработке нефти? а) керосин; б) бензин; в) мазут; г) все перечисленное верно.

А11.Наиболее крупные запасы гидроэнергии сосредоточены : а) в Поволжье; б) в Западной Сибири; в) на Урале; г) в Восточной Сибири.

А12.Расположите типы электростанций в порядке возрастания их доли в производстве электроэнергии (от меньшего к большему) : а) ТЭС; б) АЭС; в) ГЭС; г) ПЭС.

В1. Установите соответствие:

Тип электростанции Электростанция

1.) гидроэлектростанция а) Кислогубская 2) атомная б) Братская 3) приливная в) Паужетская 4) геотермальная г) Смоленская.

2 вариант

А1.Старейшим районом нефтедобычи в России является:

а) Поволжье;

б) Северный Кавказ;

в) Западная Сибирь;

г) Европейский Север.

А2.Выберите правильные высказывания:

а) Главным районом добычи нефти, газа и угля в России является Западная Сибирь;

б) Добыча угля открытым способом дороже, чем добыча угля закрытым способом;

в) Бурый уголь относится к числу коксующих углей;

г) К неисчерпаемым источникам энергии относятся энергия ветра, солнца, приливов и

Отливов.

А3.Какой тип электростанций производит наибольшее количество энергии в России?

а) АЭС; б) ГЭС;

в) ТЭС; г) доли всех станций равны.

А4.На побережье, какого из перечисленных морей действует приливная электростанция?

а) Азовского; б) Баренцева;

в) Белого; г) Карского.

А5. В каком из перечисленных субъектов Федерации имеются геотермальные электростанции?

а) Алтайский край;

б) Иркутская область;

в) Камчатский край;

г) Приморский край.

А6. При строительстве ГЭС учитываются:

а) природные условия;

б) наличие топлива;

в) наличие транспортной магистрали; г) все перечисленное верно.

А7.Распределите типы электростанций в порядке возрастания их доли в производстве электроэнергии:

а) АЭС; б) ГЭС;

в) ТЭС; г) ПЭС.

А8.Бурый уголь добывается в бассейнах:

а) Канско-Ачинском и Подмосковном; б) Печорском и Кузнецком; в) Кузнецком и Восточном Донбассе; г) Южно-Якутском и Печорском.

А9.Экологически самый чистый вид топлива: а) торф; б) уголь; в) дрова; г) газ. А10 .Первая в мире атомная электростанция была построена в СССР. Выберите правильный ответ: а) Ленинградская; б) Балаковская; в) Обнинская; г) Белоярская.

В1. Как называется соотношение добычи разных видов топлива и выработанной энергии и их использования в хозяйстве? В2. Какой бассейн имеет самые крупные запасы угля в России и в мире?

Ответы.

1 вариант.

А1 –а, б

А2 – а

А4 – в

А5 – в

А7 – б

А10 – г

А11 – г

А12 – г, б, в, а

В1 – 1-б, 2-г, 3-а,4-в.

2 вариант

А1 – б

А2 – а, г

А4 – в

А5 – в

А7 – г, а, б, в.

А10 – в

В1- топливно-энергетический баланс

В2. – Кузнецкий бассейн

И. М. Горбатова, МОБУ Чесменская средняя школа №2, Челябинская область