Геотермальная энергетика

Экономика энергетикиЭкономика энергетики

Проф.И.Хузмиев

Лекция 1 Энергетика и устойчивое развитие

Основные виды производства электроэнергии на территории России

Современный электроэнергетический комплекс России включает почти 600 электростанций единичной мощностью свыше 5 МВт. Общая установленная мощность электростанций России составляет 220 тыс. МВт. Установленная мощность парка действующих электростанций по типам генерации имеет следующую структуру: 21% - это объекты гидроэнергетики, 11% -атомные электростанции и 68% - тепловые электростанции.

Развитие электроэнергетики на длительную перспективу в Российской Федерации определяется Генеральной схемой размещения объектов электроэнергетики на период до 2020 года.

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 (соответственно3000 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.

В настоящее время доля производства тепловой генерации составляет около 70% в общем объеме производства электроэнергии в стране. Общая установленная мощность теплофикационных энергоблоков составляет 154,7 ГВт. Основными видами топлива для тепловых электростанций являются газ и уголь.

Самой большой ТЭС на территории России является крупнейшая на Евразийском континенте Сургутская ГРЭС-2 (4800 МВт), работающая на природном газе (ГРЭС - аббревиатура, сохранившаяся с советских времен , означает государственную районную электростанцию). Сургутская ГРЭС-2 является также одной из самых эффективных тепловых электростанций страны.

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 территориально-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 огромные 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.

В настоящее время на территории России работают 102 гидроэлектростанции мощностью свыше 100 МВт, одна ГАЭС (Загорская гидроаккумулирующая электростанция). Общая установленная мощность гидроагрегатов на ГЭС в России составляет примерно 46 ГВт (5 место в мире). В 2010 году российскими гидроэлектростанциями выработано 165 млрд. кВт/ч электроэнергии. В общем объеме производства электроэнергии в России доля ГЭС не превышает 20%.

В ходе реформы электроэнергетики была создана федеральная гидрогенерирующая компания ОАО «ГидроОГК» («РусГидро»), которая объединила основную часть гидроэнергетических активов страны. На сегодняшний день в «РусГидро» входит 15 федеральных электростанций.

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 временно 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.

Вторая по установленной мощности гидроэлектростанция России – Красноярская ГЭС. Энергия, вырабатываемая станцией, практически полностью потребляется Красноярским алюминиевым заводом – одним из крупнейших предприятий отрасли в мире.В настоящее время гидроэнергетика является одним из наиболее эффективных направлений электроэнергетики. Это один из главных поставщиков системных услуг: резервирования энергии и мощности, поддержания частоты и напряжения в Единой энергосистеме России, а также гарант снижения зависимости стоимости электроэнергии от изменения стоимости органического топлива. 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 международного сообщества 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. Гидроэнергетика является инфраструктурой для деятельности и развития целого ряда важнейших отраслей экономики и страны в целом. Каждая введенная в эксплуатацию гидроэлектростанция становится точкой роста экономики региона своего расположения, вокруг нее возникают производства, развивается промышленность, создаются новые рабочие места.

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 32 энергоблока установленной мощностью 23,2 ГВт, которые вырабатывают около 16% 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).

За 2009 год атомными электростанциями выработано рекордное за всю историю отрасли количество электроэнергии — 163,3 млрд. кВт/ч, что составило около 0,6% прироста по сравнению с 2008 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 возложены также задачи по выполнению международных обязательств России в области мирного использования атомной энергии и режима нераспространения ядерных материалов.

Оператор российских АЭС – ОАО «Концерн «Росэнергоатом» (входит в состав подконтрольного Госкорпорации «Росатом» ОАО «Атомэнергопром») – 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. м?/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). По имеющимся данным, в Западной Сибири есть подземное море площадью 3 млн. м? с температурой воды 70—90 °С.

Все действующие российские геотермальные электростанции расположены на территории Камчатки и Курил. Однако суммарный электроэнергетический потенциал пароводных терм, который оценивается в 1 ГВт рабочей электрической мощности, реализован только в размере чуть более 80 МВт установленной мощности и около 450 млн. кВт•ч годовой выработки (2009 г.).

Мутновское месторождение:

· Верхне-Мутновская ГеоЭС мощностью 12 МВт и среднегодовой выработкой 58,3 млн кВт•ч (81,4 в 2004);

· Мутновская ГеоЭС мощностью 50 МВт и среднегодовой выработкой 352,98 млн кВт•ч.

Мутновские ГеоЭС в 2010 году выработали 414,54 млн. кВт.ч электроэнергии, что на 3,39 млн. кВтч выше плановых показателей. Полезный отпуск при плане - 380,7млн. кВтч составил 382,53 млн. кВт.ч (100,48%).

Паужетское месторождение возле вулканов Кошелева и Камбального:

· Паужетская ГеоТЭС мощностью 14,5 МВт и выработкой 59,5 млн кВт•ч

Годовая выработка Паужетской ГеоЭС составила 43,109 млн. кВт•ч.