Транспортировка газа 2 страница

По данным аналитиков США в 1990 г. энергоемкость выпускаемой продукции в СССР была на 25% больше, чем в США; на 80% больше, чем в ФРГ и в 2 раза больше, чем в Японии. Этим было показано, что в тех странах, где большая доза первичных энергоресурсов расходуется на производство электрической энергии, энергоемкость ВВП ниже по сравнению с теми странами, где на выработку электрической энергии шло меньшее количество топлива.

Тенденция преимущественного развития электрофикации промышленности и коммунально-бытовой сферы, является экономически оправданной задачей. Именно развитие энергетики, все более расширяющейся в масштабах, должно стать стратегией развития общества.

В энергетических программах развитых стран большое внимание уделяется энергосбережению. Так, например, в США до энергетического кризиса в 1973 г. За 17 предшедствующих лет потребление электрической энергии в США было удвоено. В то время, как в последующее десятилетие, оно сократилось на несколько процентов по сравнению с 1973 г. А ВВП за те же 10 лет увеличился на 25%. В результате энергоемкость ВВП снизилась на 1/3.

В современных условиях в России должна проводиться политика энергосбережения по следующим направлениям:

1. Технологическое энергосбережение, которое достигается путем постепенной модернизации и заменой устаревшего оборудования в промышленности

2. Переориентация структуры экономики на развитие малоэнергоемких обрабатывающих отраслей. В конце 1997 г. в России была применена целевая программа “Энергосбережение России на 1998-2005 гг”.

В области электроэнергетики в качестве приоритета определены следующие направления:

1. Использование преимуществ работы энергетического оборудования в составе единой энергетической системы (ЕЭС)

2. Техническое перевооружение: реконструкция и реорганизация электрических станций и электрических цепей.

3. Внедрение парогазовых электрических станций

4. Повышение эффективности централизованного теплоснабжения

5. Повышение эффективности использования действующего оборудования электрических станций и электрических сетей

6. Сокращение расхода электроэнергии на собственные нужды электрических станций, потерь в электрических и тепловых сетях

7. Оптимизация режимов производства и транспорта электрической энергии

8. Экономия органического топлива за счет развития гидроэнергетики, АЭС и нетрадиционных возобновляемых источников энергии

Политический аспект.

Обладание на сегодняшний день большими запасами энергоресурсов, является не только факторами экономического, но и политического могущества страны. Страны, импортирующие энергоносители, находятся под угрозой экономической блокады и стремится эту угрозу предотвратить.

Возможность прекращения поставок энергоресурсов превращается в мощный инструмент политического давления. Однако не только во внешней экономической сфере энергетика выступает в роли яблока раздора. Политика цен на энергоносители внутри страны влияет на процессы инфляции и стабилизации экономической ситуации. Изменение цен на энергоносители медленно сказывается на стоимости всех товаров.

Общая характеристика электроэнергетики России.

Электроэнергетика России включает свыше 700 электростанций общей установленной мощностью 205млн. кВт, из них мощность ТЭС и ТЭЦ составляет 139,7 млн ыВт; ТЭС – 44 млн. вКт; АЭС – 21,3 млн. кВт. В стране ежегодно производится 850-860 млрд. кВтч и свыше 600 млн. Гкалл тепла. Основой электроэнергетики России составляет единая энергетическая система (РАО ЕЭС). ЕЭС включает несколько сотен электрических станций общей мощностью 196,7 млн. кВт. Электростанции ЕЭС связаны высоковольтными ЛЭП общей протяженностью 2,5 млн. км. Свыше 30000 км из них напряжением 500, 750, 1150 кВ. Работа станций в единой системе (500 тепловых, 9 атомных и более 100 ГЭС) позволяет реализовать преимущество совместной работы, а именно:

1. Снижение суммарного максимума нагрузки, около 5 млн. кВт

2. Сокращение потребгости установленной и резервной мощности за счет рационализации их структуры

3. Возможность распределения нагрузки электрических станций с целбю сокращения расхода топлива и улучшения экологического состояния среды

4. Маневрирование топливно энергетическими ресурсами

5. Применение крупноблочного, высокоэффективного оборудования (котел, сепаратор, турбина)

6. Поддержание высокого уровня надежности и живучести энергообъектов.

Электроэнергетика сформировалась в результате упорного труда нескольких поколений, целенаправленной политики государств и эффективного исполнения финансов. Наиболее эффективно назвитие энергетики происходило в 60-80 гг. Были сооружены АЭС единичной мощностью по блоков 440, 1000 и 1500 МВт, построены крупные ТЭС.

Сначала энергетика России управлялась целиком как государственная централизованная с жесткими вертикальными связями. Всей энергетикой управляло министерство энергетики страны., путем издания приказов и распоряжений, обязательных для исполнения всеми предпринимателями, такая система называлась директивной системой управления. Такое регулирование на тот период при 100% государственной собственности было рационально, а экономические противоречия и финансовые перетоки решались государством.

Ценовое регулирование осуществлялось на основе прейскурантных цен на тепловую и электрическую энергию, установленных государственным комитетом по ценам Прейскурант цен является обязательным по всей территории страны. В этих условиях прямое установление цен государством было вполне оправданным, поскольку отсутствовали экономические противоречия между производителем и потребителем электрической энергии, т. к. имущество принадлежит государству.

Вместе с тем директивное управление ограничивало инициативу отдельных предприятий по улучшению своей экономической деятельности, поскольку его экономический эффект может быть перераспределен в пользу других предприятий.

В 91-92 гг. разрушилась старая система управления экономикой и ситуация резко ухудшилась из-за недостатка государственных средств. Были оставлены почти все крупнейшие стройки, были отпущены цены на уголь, нефть, газ. Все это в свою очередь привело к значительному росту цен на электроэнергию. В результате произошедших изменений устанавливание цен на электроэнергию из единого центра стало невозможным. Был создан механизм путем организации сотен акционерных обществ на базе энергетических предприятий путем создания (общероссийского) федерального рынка электрической энергии (мощности) (ФО РЭН).

Энергетика России в настоящее время имеет следующую схему управления (Рис.1)

Правительство РФ

Мин. гос. имущ России Мин. атомн. Эн.

РАО “ЕЭС России”

Независимые АО – Ленинградская АЭС

Иркутск энерго,

ТАТ энерго

Гос. Концерн “Росэнергоатом”

ИДУ ЕЭС России Эл.ст.(35) Осню ЛЭП АО-энерго АЭС (8)

АО-эл.ст.(23) Эл. ст.-филиала Эл. ст., сданные в

РАО ЕЭС (7) аренду АО-энерго (5)

Рис.1

Законодательное и нормативно-правовое управление электроэнергетикой со стороны государства теперь осуществляется при помощи федеральных законов, указов президента, постановлений и распоряжений правительства. Ценовое регулирование - постановлениями и распоряжениями федеральной энергетической комиссией страны и региональными энергетическими комиссиями. АО-энерго также являются дочерними компаниями РАО ЕЭС и поэтому государство также управляет их деятельностью через контролируемую государством холдинговую компанию РАО “ЕЭС России”. АЭС были акционированы, т. е. стали отдельными хозяйственными объектами, но не приватизированы, они остались 100% собственностью государства. Они вошли в государственный концерн Росатом. С тем, чтобы эффективнее управлять ценообразованием с учетом местных особенностей регулирования цен (тарифов) на электрическую энергию на территориях краев, областей, республик управление было передано на уровень этих субъектов в комиссии РЭК.

РАО “ЕЭС России”.

Указом президента РФ от 15 августа 1992 года было организовано РАО ЕЭС – это производственная компания, оформленная в виде акционерного общества, обеспечивающая развитие и функционирование единой энергетической системы России (производство и распределение). В Уставной капитал РАО ЕЭС были переданы самая крупная ТЭС – единичной мощностью от 1000 МВт и ГЭС – от 300 МВт. Суммарной мощностью 95000 МВт, а также система, образующая ЛЭП, центральная и объединенные диспетчерские управления (ЦДУ ОДУ). Менее крупные энергетические предприятия были включены в основной капитал АО-энерго. Система, образующая ЛЭП от 220 кВ и выше были включены в уставной капитал РАО ЕЭС.

В РАО ЕЭС входит 35 электростанций общей мощностью около 70 млн. кВт; 7 из которых передано в аренду АО-энерго; 5 являются филиалами и 23 эл.ст. работают как дочернее АО.

РАО ЕЭС владеет более 42 тыс. км межсистемных ЛЭП напряжением 330 кВ и выше. Кроме того уставной капитал РАО ЕЭС включает 49% акций АО-энерго. Контрольный пакет акций РАО ЕЭС России остался за государством и составляет 52,24%.

РАО ЕЭС контролирует основную долю производства электрической энергии в стране. В 51-м АО-энерго РАО ЕЭС владеет более 50% голосующих акций.

В 19-ти АО-энерго РАО ЕЭС принадлежит от 20 до 50% голосующих акций, т. о. через голосующие акции РАО ЕЭС оказывает влияние на 72 региональные АО-энерго. Владение контрольным пакетом акций региональных компаний, ЦДУ, системообразующих ЛЭП позволяет РАО ЕЭС осуществлять контроль в 85% эл. энергии.

Структура уставного капитала РАО “ЕЭС России”.

ТЭС Межсист. ЛЭП ГЭС

Р_уст > 1000 МВт и подстанций Р>300 МВт

100% 100% 100%

НИИ и проектные Уставной капитал АО строит.монтажн

100% РАО ЕЭС компаний и машино-

строение

25.5%

ОДУ 100%

ИДУ ЕЭС АО-энерго АО-энерго АО-энерго

100% >50% акций 20-50% <20%

Во время создания РАО ЕЭС в 1992 г. все его акции принадлежали государству. К началу 1999 г. доля государственного участия сократилась до 52,24%; остальные были переданы трудовым коллективам, энергосистемам и проданы частным инвесторам. На конец 1998 г. и начало 1999 г. структура капитала РАО ЕЭС имеет следующий вид:

52,24% - государство

33,69% - доля иностранных инвесторов

14,07% - Доля физических и юридических лиц

Региональные АО энергетики и электрификации обслуживают непосредственно всех конечных потребителей тепловой и электрической энергии, заключая с ними договоры электроснабжения. За каждым АО-энерго закреплена определенная территория, совпадающая с территориальным делением. АО-энерго владеют электрическими станциями, которые не вошли в РАО ЕЭС. Все ТЭЦ также входят в АО-энерго. Распределение сетей от 200 кВ и ниже также входят в АО-энерго.

По установленной мощности электрических станций Россия занимает 1-е место в Европе и 3-е в мире, уступая США и Японии, а по выработке электрической энергии занимает 4-е место в мире после США, Китая, Японии.

Энергетический потенциал солнечной энергии и физические основы его использования.

Общая характеристика солнечной радиации.

Солнце имеет диаметр равный 1392000 км. Его масса 2·10³⁰ кг, что в333 тыс. раз превышает массу Земли, а объем в 1,3 > объема Земли. Химический состав: 81,76% - водород, 18%-гелий, 0.1% - азот. Средняя плотность вещества Солнца – 1400 кг/м³. А в центре плотность 76000 кг/м³. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Ежесекундно 4 млрд. кг материи преобразуется в энергию, излучаемую Солнцем в космическое пространство, в виде электромагнитных волн различной длины.

В центре Солнца давление достигает около 204 млрд. атмосфер и температура – 8-40 млн. К. На поверхности Солнца температура равна 5900 К. Солнечная радиация – возобновляемый неисчерпаемый источник энергии. 5% - коротковолновые излучения в диапазоне длин волн от 0,3-2,4 микрон. Атмосфера Земли отражает 35-40% всей солнечной энергии, достигающей Земли. Плотность потока солнечной энергии, достигающей верхней границы атмосферы на поверхность, расположенную перпендикулярно, называется солнечной постоянной.

I₀ = 1353 Вт/м²

Среднее количество энергии, поступающее за 1ч на 1м² равно Е_ср=4781 кДж/ч м²

На поверхность суши приходится 1/5 часть всей энергии, поступающей на Землю. Без ущерба для экологической среды может быть использовано 1,5-2% всей падающей на Землю солнечной энергии, что эквивалентно 2·10¹² тонн условного топлива. Распределение энергии по поверхности Земли крайне неравномерно и изменяется от 3 тыс. до 8 тыс. МДж на м² в год. Максимальная интенсивность солнечного излучения приходится на длину волны 0,5 мкм. При прохождении солнечных лучей через атмосферу, часть излучения рассеивается и поглощается молекулами озона, воздуха и водяного пара, а так же частицами пыли, что приводит к ослаблению солнечного излучения и появлению диффузного излучения. Часть энергии поглощенной и рассеянной возвращается обратно в космос, а основной поток достигает поверхности Земли. Доля рассеянного излучения в общем потоке солнечной энергии, достигающей Земли, зависит от географического и климатического факторов и изменяется в течение года. Для Москвы – 04-0,85, в Ташкенте – 0,19-,05.

Потенциал солнечной энергии можно охарактеризовать среднегодовым значением прихода солнечной радиации на 1 м² горизонтальной поверхности:

РФ – 860-2000 кВтч/м²

Зап. Европа – 950-1050 кВтч/м²

Венгрия – 1200 кВтч/м²

Куба – 1900 кВтч/м²

Число часов солнечного сияния:

Туркмения – 3100

Узбекистан-Ташкент – 2850

Сев. Кавказ – 2500

Украина – 2000

В России наиболее благоприятно строительство в нижнем Поволжье и на Сев. Кавказе.

В центральной части России за летние полгода, когда теплота потребления минимальна, в этот период поступает 2/3 энергии.

Преобразование солнечной энергии в теплоту, работу и электричество.

Солнечная энергия может быть преобразована в тепловую, механическую и электрическую энергию, используется в химических и биологических процессах. Солнечные установки находят применение в системе отопления зданий, а так же в технических процессах. Они используются для получения горячей воды, для опреснения морской или минеральной воды, для сушки материалов, в сельском хозяйстве и т. д.

Известны методы термодинамического преобразования солнечной энергии в электрическую, основанные на использовании циклов тепловых двигателей термоэлектрического и термоэмиссионного процессов. А так же прямые методы фотоэлектрического, фотогальванического и фотоэмиссионного преобразований. Наибольшее распространение получили фотоэлектрические преобразователи и тепловые двигатели.

Солнечная энергия преобразовывается в электрическую на солнечных электрических станциях (СЭС). Для эффективной работы СЭС требуется аккумулятор теплоты, оборудование, предназначенное для улавливания солнечной энергии и ее последующего преобразования в тепловую и электрическую. Улавливание и преобразование солнечной энергии в теплоту осуществляется с помощью оптической системы отражателей и приемника солнечной сконцентрированной энергии, используемой для получения водяного пара или нагрева газообразного или металлического теплоносителя (рабочего тела).

Для размещения СЭС лучше всего подходят засушливые и пустынные зоны – районы, в которых годовое количество осадков не превышает 250 мм в год.

При эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую, равную 10%, потребуется 1% территории пустынь.

В настоящее время строятся солнечные электрические станции 2-х типов:

1. СЭС башенного типа

2. СЭС распределенного (модульного) типа.

Идеи по строительству СЭС башенного типа были высказаны более 350 лет

назад. Однако 1-я СЭС была построена в 1965 г., а в 80-х гг. было построено ряд ЭС в США и в Зап. Европе. В 1985 г. в Крыму было введена СЭС мощностью 5 МВт, в которой 1600 плоских зеркал, площадью 25,5 м², каждая концентрирует солнечную энергию на центральный приемник в виде открытого цилиндра, установленного на башне высотой 80 м, этот цилиндр является парогенератором. Строительство этой СЭС обошлось СССР в 30 млн. рублей.

2

1 3