2. комбинирование производства электроэнергии и теплоты (теплофикация городов и индустриальных центров);
3. широкое освоение гидроресурсов с учетом комплексного решения задач электроэнергетики, транспорта, водоснабжения, ирригации и рыбоводства;
4. развитие атомной энергетики (особенно в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом);
5. создание энергосистем, формирование высоковольтных сетей.
Электроэнергетика характеризуется быстрыми темпами роста и высоким уровнем централизации (районные электростанции производят свыше 90% электроэнергии в стране).
На размещение производительных сил также влияют энергоэкономические условия: обеспеченность района энергетическими ресурсами, величина запасов, качество и экономические показатели.
Факторами размещения принято считать совокупность условий для наиболее рационального выбора места размещения хозяйственного объекта, группы объектов, отрасли или конкретной территориальной организации структуры хозяйства республики, экономического района.
3. Характеристика топливноэнергетических ресурсов.
Энергетические ресурсы на территории России расположены крайне неравномерно. Основные их запасы сконцентрированы в Сибири и на Дальнем Востоке (около 93% угля, 60% природного газа, 80% гидроэнергоресурсов), а большая часть потребителей электроэнергии - в европейской части страны.
Уголь.
Одним из самых распространенных источников топлива для электростанций является уголь. Россия располагает большими запасами и занимает первое место в мире по разведанным запасам углей.
Наиболее благоприятны условия добычи угля в Кузнецком (40% всей добычи России), Канско-Ачинском, Южно-Якутском и Печерском бассейнах.
Уголь Кузнецкого бассейна по запасам (балансовые – 600 млрд. т), качеству и мощности пластов (6-25 м) занимает одно из первых мест в мире. Кузнецкие угли высококалорийны (до 8,6 тыс. ккал), а также в этом районе разведаны значительные запасы коксующихся углей.
Мощность пластов бурых углей Канско-Ачинского бассейна, расположенного в пределах Кемеровской области и Красноярского края, огромна (14-70 м). Теплотворность их невелика – 2,8-4,6 тыс. ккал, но они имеют самую низкую себестоимость в России, т.к. есть условия для открытой добычи. Здесь создается программно-целевой ТПК с крупными тепловыми электростанциями. Также ресурсами углей располагают и другие районы России: Центральный, Уральский, но условия добычи там менее благоприятны.
Нефть.
В России разведано несколько сотен месторождений нефти. В настоящее время главным районом добычи является Западная Сибирь (2/3 добываемой в России нефти). Основные месторождения находятся в среднем течении Оби (Самотлорское, Усть-Балыкское, Мегионское, Александровское и др.). Также запасами нефти обладают Волго-Уральский район (Татарстан, Башкортостан), Европейский Север (республика Коми), Северный Кавказ (Чечня и Дагестан) и Дальний Восток (о. Сахалин). В настоящее время разведанность европейской части РФ и Западной Сибири на нефть достигает 65-70%, а в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке - 6-8%. Шельфы морей разведаны лишь на 1%, но именно на эти труднодоступные регионы приходится около половины перспективных и прогнозируемых ресурсов нефти.
Природный газ.
Ресурсами природного газа наиболее хорошо обеспечены Западная Сибирь, Поволжье, Урал и Северный Кавказ. В Западной Сибири выделяют три крупных газоносных области: Тазовско-Пурпейскую (основные месторождения – Тазовское, Медвежье, Ямбургское, Уренгойское, Надымское); Березовскую (месторождения – Игримское, Пунгинское, Пахромское); Васюганскую (месторождения – Усть-Сильгинское, Лугинецкое, Мыльджинское). В Оренбургской области и республике Коми созданы ТПК на базе газово-конденсатных месторождений.
Торф.
Основными запасами торфа обладают Западная Сибирь, Европейский Север, Урал, Северо-Западный, Центральный районы. В электроэнергетике торф служит топливом для ТЭС.
Гидроэнергоресурсы.
Огромные запасы гидроэнергоресурсов сосредоточены в восточных районах России на Ангаре, Енисее, Оби, Иртыше и в европейской части - на Волге и Каме.
Также энергетическими ресурсами являются горючие сланцы, уран, энергия ветра, приливов и отливов, солнечная радиация и внутреннее тепло Земли. Многие из них являются нетрадиционными и пока еще не используются широко.
4. Типы электростанций.
Тепловые электростанции.
Основным типом электростанций в России являются тепловые (ТЭС). Эти установки вырабатывают примерно 66,7% электроэнергии России. На их размещение влияют топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные электростанции располагаются в местах добычи топлива. ТЭС, использующие калорийное, транспортабельное топливо, ориентированы на потребителей.
Существует несколько принципов классификации ТЭС:
1. ТЭС делятся на конденсационные (КЭС) и ТЭЦ.
2. По виду используемой энергии выделяют установки:
А) работающие на традиционном органическом топливе (уголь, торф, сланцы, мазут, природный газ);
Б) геотермические (ГТЭС).
3. По характеру обслуживания потребителей различают:
А) районные ТЭС, начиная с плана ГОЭЛРО, государственные районные электрические станции (ГРЭС);
Б) центральные, расположенные вблизи центра энергетических нагрузок.
4. По принципу взаимодействия все электростанции делятся на системные и изолированные (работающие вне энергосистем).
Тепловые электростанции используют широко распространенные топливные ресурсы, относительно свободно размещаются и способны вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний. Их строительство ведется быстро и связано с меньшими затратами труда и материальных средств. Но у ТЭС есть существенные недостатки. Они используют невозобновимые ресурсы, обладают низким КПД (30-35%), оказывают крайне негативное влияние на экологическую обстановку. ТЭС всего мира ежегодно выбрасывают в атмосферу 200-250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида, а также поглощают огромное количество кислорода. Установлено, что уголь в микродозах почти всегда содержит U238, Th232 и радиоактивный изотоп углерода.
Большинство ТЭС России не оснащены эффективными системами очистки уходящих газов от оксидов серы и азота. Хотя установки, работающие на природном газе экологически существенно чище угольных, сланцевых и мазутных, вред природе наносит прокладка газопроводов (особенно в северных районах). [3]
Первостепенную роль среди тепловых установок играют конденсационные электростанции (КЭС). Они тяготеют и к источникам топлива, и к потребителям, и поэтому очень широко распространены. Чем крупнее КЭС, тем дальше она может передавать электроэнергию, т.е. по мере увеличения мощности возрастает влияние топливно-энергетического фактора. Ориентация на топливные базы происходит при наличии ресурсов дешевого и нетранспортабельного топлива (бурые угли Канско-Ачинского бассейна) или в случае использования электростанциями торфа, сланцев и мазута (такие КЭС обычно связаны с центрами нефтепереработки).
ТЭЦ (теплоэлектроцентрали) представляют собой установки по комбинированному производству электроэнергии и теплоты. Их КПД доходит до 70% против 30-35% на КЭС. ТЭЦ привязаны к потребителям, т.к. радиус передачи теплоты (пара, горячей воды) составляет 15-20 км. Максимальная мощность ТЭЦ меньше, чем КЭС.
В последнее время появились принципиально новые установки:
. газотурбинные (ГТ) установки, в которых вместо паровых применяются газовые турбины, что снимает проблему водоснабжения (на Краснодарской и Шатурской ГРЭС);
. парогазотурбинные (ПГУ), где тепло отработавших газов используется для подогрева воды и получения пара низкого давления (на Невинномысской и Кармановской ГРЭС);
. магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы), которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию (на ТЭЦ-21 Мосэнерго и Рязанской ГРЭС).
В России мощные ТЭС (2 млн. кВт и более) построены в Центральном районе, в Поволжье, на Урале и в Восточной Сибири.
На базе Канско-Ачинского бассейна создается мощный топливно- энергетический комплекс (КАТЭК). В проекте предусмотрено строительство восьми ГРЭС мощностью по 6,4 млн. кВт. В 1989 г. был введен в строй первый агрегат Березовской ГРЭС-1 (0,8 млн. кВт).
В результате экономического кризиса 90-х производство электроэнергии на ТЭС значительно снизилось, что ощутимо повлияло на общероссийские показатели.
Атомные электростанции.
Атомные электростанции (АЭС) в качестве топлива используют уран.
Он легко транспортабелен, что исключает зависимость АЭС от топливно- энергетического фактора. Установки ориентированы на потребителей и расположены в районах с ограниченными энергетическими ресурсами или напряженным топливно-энергетическим балансом. Количество теплоты, полученное при расходе 1 кг урана (U235), равно получаемому при сжигании 2,5 т лучшего угля.
В 1954 году вступила в строй опытная Обнинская АЭС. Затем АЭС сооружались в наиболее густонаселенных и часто уязвимых с экологической точки зрения местах, что вызывало недовольство общественности.
Из-за аварии в Чернобыле в 1986 году программа развития атомной энергетики была сокращена. После значительного увеличения производства электроэнергии в 80-е годы темпы роста замедлились, а в 1992-1993 гг. начался спад.
При правильной эксплуатации, АЭС – наиболее экологически чистый источник энергии. Их функционирование не приводит к возникновению «парникового» эффекта, выбросам в атмосферу в условиях безаварийной работы, и они не поглощают кислород.
Атомные электростанции большой мощности экономичнее КЭС (себестоимость электроэнергии примерно в 2 раза меньше), но на мощность АЭС введены ограничения.
К недостаткам АЭС можно отнести трудности, связанные с захоронением ядерных отходов, катастрофические последствия аварий и тепловое загрязнение используемых водоемов.