ОУ Муниципальная средняя (полная)
Общеобразовательная школа № 88.
Реферат по физике.
Энергетика ТЭК : Нефть. Нефтяная промышленность.
Научный руководитель: Чукин Василий Васильевич.
Челябинск. 1999 год.
Аннотация.
В данном реферате рассказывается о том, что представляет собой нефть. Выссказаны различные мнения учёных об образовании нефти. Отдельный раздел реферата посвящён рассмотрению вопросов получения синтетической нефти. Рассмотрены проекты замены нефти как топлива другими источниками энергии. Рассматриваются экологические последствия добычи и использования нефти.
The summary.
In the given abstract it is told that represents petroleum. Saying the various judgements of the scientists about formation of petroleum. The separate section of the abstract is devoted to consideration of problems of deriving of synthetic petroleum. The projects replacements of petroleum as fuel by other power sources are considered. The ecological consequences of production and use of petroleum are considered.
Введение. ………………………………………………………..стр. 4
Часть 1. Нефть. ………………………………………………….стр. 9
1. Что такое нефть? ………………………………………стр. 9
Горючие породы. ………………………………...стр. 9
2. Как образуется нефть? …………………………………стр. 11
Осадочные бассейны – родина нефти. ………….стр. 13
Современный взгляд на образование нефти. …....стр. 15
3. Нефть – пища века. …………………………………….стр. 19
Часть 2. Нефтяная промышленность. ……………стр. 22
1. Её определение и состав. ………………………………стр. 22
2. Сложное положение в отрасли. ………………………..стр. 23
3. Нефтедобыча. ……………………………………………стр. 25
Её развитие и причины спада. …………………………..стр. 25
Размещение основных нефтеных баз России. …………стр. 29
Транспортировка нефти трубопроводами. …………….стр. 36
Характеристики и преимущества. ……………………...стр. 36
Развитие и размещение основных нефтепроводов. ……стр. 37
Часть 3. Другие источники нефти. ……………………стр. 40
1. «Небесная» нефть. …………………………………………….стр. 40
2. Нефть из камня. ……………………………………………….стр. 43
3. Дрова? Это неплохо. …………………………………………...стр. 46
Часть 4. Последствия интенсивной добычи. …стр. 51
1. Смертоносные туманы. ……………………………………..стр. 54
2. Чёрные океаны. ……………………………………………...стр. 59
3. Нефть, природа и человек. ………………………………….стр. 68
Заключение. …………………………………………………………..стр. 70
Список использованной литературы. …………………………………….стр. 74
Приложения. ........................................……………………………………стр. 75
XX в. насыщен многими событиями, которые будоражили и потрясали земную цивилизацию. Шла борьба за передел мира, за сферы экономического и политического влияния, за источники минерального сырья. Среди этого, клокочущего страстями, человеческого общества выделяется одна доминанта: стремление обладать ресурсами „черного золота", столь необходимого для прогрессивного развития промышленности. Образ молоха индустрии, алчущего нефтяного допинга, рельефно выразил В.В. Маяковский в своих знаменитых строках:
На кой они хрен мне,
финики эфти?!
Нефти хочу!
Н-е-ф-т-и!!!
Воистину ее жаждали все промышленные державы мира. Человек попадал в жестокую зависимость от этого минерального сырья. Особенно остро это ощутилось в период „топливного кризиса", разразившегося в начале 70-х гг. Цены на сырье резко подскочили вверх, вызвав рост дороговизны жизни во всем мире.
Если в средние века, когда людей манил блеск золота и алмазов, в авантюры по добыче этих полезных ископаемых втягивались отдельные люди и лишь как исключение некоторые государства, то в наши дни в погоню за „черным золотом" вовлечены практически все промышленно развитые страны мира.
Нефть известна давно. Археологи установили, что ее добывали и использовали уже за 5- 6 тыс. лет до н.э. Наиболее древние промыслы известны на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычу-ань. Считают, что современный термин „нефть" произошел от слова „нафата", что на языке народов Малой Азии означает просачиваться. Упоминание о нефти встречается во многих древних рукописях и книгах. В частности, уже в Библии говорится о смоляных ключах в окрестностях Мертвого моря.
Ни одна проблема, пожалуй, не волнует сегодня человечество так, как топливо. Топливо – основа энергетики, промышленности, сельского хозяйства, транспорта. Без топлива немыслима жизнь людей.
Развиваясь, человечество начинает использовать все новые виды ресурсов (атомную и геотермальную энергию, солнечную, гидроэнергию приливов и отливов, ветряную и другие нетрадиционные источники). Однако главную роль в обеспечении энергией всех отраслей экономики сегодня играют топливные ресурсы. Это четко отражает "приходная часть" топливно-энергетического баланса.
Топливно-энергетический комплекс тесно связан со всей промышленностью страны. На его развитие расходуется более 20% денежных средств. На ТЭК приходиться 30% основных фондов и 30% стоимости промышленной продукции России. Он использует 10% продукции машиностроительного комплекса, 12% продукции металлургии, потребляет 2/3 труб в стране, дает больше половины экспорта РФ и значительное количество сырья для химической промышленности. Его доля в перевозках составляют 1/3 всех грузов по железным дорогам, половину перевозок морского транспорта и всю транспортировку по трубопроводам.
Топливно-энергетический комплекс имеет большую районообразовательную функцию. С ним напрямую связано благосостояние всех граждан России, такие проблемы, как безработица и инфляция.
Наибольшее значение в топливной промышленности страны принадлежит трем отраслям: нефтяной, газовой и угольной, из которых особо выделяется нефтяная.
Нефтяные базы были опорой советского руководства. Дешевая нефть обеспечивала оттяжку структурной перестройки энергоемкой промышленности СССР. Эта нефть привязывала страны восточного блока. Валютные доходы от ее экспорта позволяли обеспечивать потребительский рынок импортными товарами.
С тех пор изменилось многое. Радикально перестраивается внутренняя структура государства. Разворачивается процесс реорганизации российского административного пространства. Появляются новые региональные образования. Но нефть по-прежнему - важнейший источник валюты для страны.
Действительно, отрасли ТЭК дают не менее 60% валютных поступлений, в Россию, позволяют иметь положительное внешнеторговое сальдо, поддерживать курс рубля. Высоки доходы в бюджет страны от акцизов на нефть и нефтепродукты.
Велика роль нефти и в политики. Регулирование поставок нефти в страны ближнего зарубежья является, по сути дела, важным аргументом в диалоге с новыми государствами.
Таким образом, нефть - это богатство России. Нефтяная промышленность РФ тесно связана со всеми отраслями народного хозяйства, имеет огромное значение для российской экономики. Спрос на нефть всегда опережает предложение, поэтому в успешном развитии нашей нефтедобывающей промышленности заинтересованы практически все развитые государства мира.
Россия пока не выступала как активный самостоятельный субъект в мировой энергетической политике, хотя малейшие социально-экономические и политические обострения в Москве или Тюмени тут же отражаются на стоимости нефти на биржах Нью-Йорка или Лондона.
До настоящего времени нефтяную политику определяли два картеля - западный и восточный. Первый объединяет 6 крупнейших нефтяных компаний, на которые приходятся 40% нефтедобычи стран, не входящих в ОПЕК. Совокупный объем продаж этих компаний в 1991 году составил почти 400 млрд. долларов. В восточный картель (ОПЕК) входят 13 стран, дающих 38 процентов всей мировой добычи и 61 процент мирового экспорта нефти. Добыча России состовляет 10% мировой, поэтому можно с уверенностью сказать, что страна занимает сильные позиции на международном рынке нефти. Например, эксперты ОПЕК заявили, что государства, входящие в эту организацию, не смогут восполнить нехватку нефти, если мировой рынок покинет РФ (см. приложение 1; ).
Кроме того, в обозримом будущем нефть заменить нечем. Мировой спрос будет расти на 1,5 процента в год, а предложение существенно не возрастет. До энергетического кризиса 1973 года в течение 70 лет мировая добыча практически удваивалась каждые десять лет. Однако сейчас из стран - членов ОПЕК располагающих 66% мировых запасов, лишь четыре страны могут ощутимо увеличить объем нефтидобычи (Саудовская Аравия, Кувейт, Нигерия, Габон). Тем более существенной становиться роль России, иначе ряд экспертов не исключают возможность скорого возникновения очередного энергетического кризиса.
Итак, нефть и российская нефтяная промышленность имеют важнейшее значение для нашей страны и всего мира в целом.
Успехи нефтяников бесспорны и в области поиска новых крупных месторождений нефти и газа, и в области их разработки. Тем не менее время, когда запасы этих уникальных природных соединений истощатся, с каждым годом становится все ближе. Уже сейчас ученые многих стран задумываются над проблемой получения УВ искусственным путем. В лабораторных условиях была доказана принципиальная возможность этого. Вспомним хотя бы опыты К. Энглера по перегонке сельдевого жира. Но нам нужна нефть в промышленных масштабах.
Начав эксплуатацию месторождений нефти и газа, человек, сам того не подозревая, выпустил джина из бутылки. Поначалу казалось, что нефть приносит людям только выгоду, но постепенно выяснилось, что использование ее имеет и оборотную сторону. Чего же больше приносит нефть, пользы или вреда? Каковы последствия ее применения? Не окажутся ли они роковыми для человечества?
«Чёрное золото»Нефть – полезное ископаемое, представляющее собой маслянистую
жидкость со специфическим запахом.
Арабское «nаftа» - «извергнутое, исторгнутое»;
Китайское «ши йоу» - «горное масло»;
Английское «petroleum» - «горное масло» (от греч. petra (горный) и
лат. oleum (масло).
Структура ТЭК
Топливно-энергетический комплекс – это взаимообусловленное сочетание отраслей и производств, занятых добычей топливно-энергетических ресурсов, их переработкой, преобразованием в электроэнергию и доставкой ее до потребителя.
Отрасль является мощной базой для развития абсолютно всех отраслей народного хозяйства, и от уровня ее развития во многом зависят темпы, масштабы и экономические показатели общественного производства, а потому ТЭК всегда считался отраслью, определяющей уровень развития научно-технического прогресса в стране.
ТЭК представляет собой сложную по составу межотраслевую систему, включающую в себя топливную промышленность (нефтяная, газовая, угольная, сланцевая, торфяная, атомная) и электроэнергетику, а также развитую производственную инфраструктуру в виде магистральных линий электропередач (ЛЭП) и трубопроводов, образующих единые сети.
ТЭК получил высокий уровень развития в России. На долю этой отрасли приходится 1/3 стоимости производственных основных фондов и капиталовложений в промышленности, до 1/5 занятых в общественном производстве, отрасль потребляет 2/3 выпускаемых труб, значительное количество продукции машиностроения.
В основе развития ТЭК лежит топливно-энергетический баланс, который представляет собой соотношение между добычей и производством энергии, с одной стороны, и использованием их, с другой:
Запасы топлива на территории страны оценивается в условных единицах. Под условной единицей топлива принято понимать единицу донецкого угля, которая выделяет 7000 кКал тепла. Самая высокая калорийность у нефти, которая выделяет 10 тыс. кКал в единицу топлива, горючий газ – 8 тыс. кКал, торф - 3 тыс. кКал.
До 90-х годов ТЭК в стране развивался ускоренными темпами. За период с 1941 по 1989 годы добыча топлива увеличилась в 11 раз, а производство энергии – в 34 раза. В 1989 году было добыто 2,3 млрд. т минерального топлива (около 20% общемировой добычи) и выработано 1 722 млрд. кВт/ч электроэнергии.
Однако с начала 90-х годов отрасли ТЭК подвержены кризисным явлениям. Причиной тому, в первую очередь, выработка и истощение богатейших месторождений топлива, сокращение добычи нефти и угля; во вторую очередь, кризисные явления в экономике страны. Потому в настоящее время актуальным становится пересмотр основных направлений развития отраслей ТЭК. В первую очередь, необходимо проведение энергосберегающей политики и изменений в структуре топливно-энергетического баланса. Важнейшие направления перестройки структуры потребления энергии – замещение органического топлива другими энергоносителями, в первую очередь, атомной и гидроэнергией, а также жидкого и твердого топлива природным газом и расширение использования новых источников энергии.
Топливная промышленность
Топливная промышленность – совокупность отраслей по добыче всех видов топливно-энергетических ресурсов и их переработке. Включает в свой состав нефтяную, газовую, угольную, сланцевую, торфяную, атомную отрасли промышленности.
По запасам СНГ – единственное среди крупных промышленно развитых стран мира объединение государств, которое полностью обеспечено абсолютно всеми топливно-энергетическими ресурсами и в значительной степени их экспортирует.
Ведущая роль в обеспечении ресурсами принадлежит России. Общая величина ресурсов ее территории составляет 6 183 млрд. тонн условного топлива, здесь сосредоточено 57% мировых запасов угля, более 25% природного газа, свыше 60% торфа, более 50% сланцев, 12% гидроэнергии. Господствующее положение среди всех разведанных запасов принадлежит каменному углю, на долю которого приходится 9/10 месторождений.
Главной особенностью размещения топливных ресурсов является то, что около 9/10 запасов минерального топлива и свыше 4/5 гидроэнергии находятся в восточных районах, в то время как 4/5 производимого топлива и энергии потребляются в европейской части России.
Топливная промышленность на территории страны размещается следующим образом.
Угольная промышленность
По объему добычи топлива в натуральном выражении находится на первом месте, значительно превосходя все остальные отрасли топливной промышленности, а также по числу рабочих и стоимости производственных фондов.
Общие геологические запасы угля составляют 6 806 млрд. тонн, из них балансовые – 419 млрд. тонн. Свыше 1/10 добываемых каменных углей приходится на коксующиеся, основные запасы которых сосредоточены в Кузбассе, Печорском, Южно-Якутском, а также Донбассе и Караганде.
Около 75% угольных ресурсов находятся в Тунгусском (2299 млрд. тонн), Ленском (1647 млрд. тонн), Канско-Ачинском (638 млрд. тонн) и Кузбассе (600 млрд. тонн) бассейнах.
Основная доля углей в России добывается шахтным способом, на долю открытой добычи приходится 40%. В настоящее время добыча угля составляет 250 млн. в год.
Ведущим каменноугольным бассейном является Кузбасс . На его долю приходится 40% всей добычи. Балансовые запасы его составляют 600 млрд. тонн, мощность рабочих пластов – от 6 до 14 м, а в ряде мест достигает 20-25 м. Угли отличаются небольшой зольностью, высокой калорийностью - до 8,6 тыс. кКал. Сравнительно выгодное ЭГП: расположен в непосредственной близости к Транссибирской магистрали, но удален от основных потребителей в Центре России
Второй крупной угольной базой является Печорский бассейн . Его запасы составляют 210 млрд. тонн. Мощность пластов до 2 м, калорийность 4-7,8 тыс. ккал. Бассейн занимает довольно выгодное ЭГП, т.к. расположен на Севере Европейской части России, близко к потребителю, но находится в экстремальных природных условиях (за полярным полюсом), что затрудняет условия его разработки и добычи.
Южно-Якутский бассейн стал разрабатываться в конце 70-х годов, когда в город Нерюнгри дошла железная дорога БАМ. Запасы оцениваются в 30 млрд. тонн, мощность рабочих пластов достигает 3 м, угли отличаются высоким качеством. Главным недостатком ЭГП данного бассейна является то, что он значительно удален от мест основного потребления, а потому еще недостаточно освоен и разработан. В настоящее время здесь разрабатывается Нерюнгринский разрез.
Российская часть Донбасса (г. Шахты Ростовской области) составляет небольшую часть всего Донецкого бассейна, тем не менее, дает около 9% российской добычи угля. Угли отличаются высоким качеством, но залегают глубоко и маломощными пластами, потому добыча в последнее время снижена из-за высокой себестоимости разработок.
Среди стран СНГ по запасам угля выделяется Украина. На ее территории расположены крупнейший в Европе Донецкий каменноугольный бассейн и ряд месторождений бурого угля. Запасы Донбасса оцениваются в 140 млрд. тонн, бассейн занимает площадь в 60 тыс. кв. км. Угли отличаются очень высоким качеством.
В Казахстане каменный уголь добывается в Карагандинском бассейне. Запасы оцениваются 7,84 млрд. тонн, мощность пластов достигает 30 метров. Однако уголь отличается высокой зольностью, малой теплотворной способностью.
Среди буроугольных бассейнов ведущее место в России занимает Канско-Ачинский бассейн , запасы которого составляют 60 млрд. тонн. Бассейн доступен для добычи угля открытым способом. Мощность пластов от 14 до 70 м., теплотворная способность условной единицы 2,8-4,6 тыс. ккал. Такая низкая теплотворность ограничивает возможность транспортировки углей на дальние расстояния, поэтому экономически целесообразно использовать их на месте для выработки электроэнергии, энерготехнологической переработки с целью получения транспортабельного топлива, производства синтетического жидкого топлива.
Подмосковный бассейн начал разрабатываться в годы довоенных пятилеток как база для электроэнергетики Центрального района. Площадь бассейна 120 тыс. кв. м., доступен для добычи углей только шахтным способом. В настоящее время запасы углей в бассейне составляют 5 млн. тонн, добыча очень быстро сокращается, поскольку уголь здесь очень дорогой и низкокачественный.
Россия располагает огромными запасами нефти – 150 млрд. тонн. К настоящему времени разведанность Европейских регионов России и Западной Сибири на нефть достигает 65-70 %, в то время как в Восточной Сибири и Дальнем Востоке только на 6-8%, а шельфы морей разведаны на 1%. Но именно на эти труднодоступные регионы страны приходится 46% перспективных и 59% прогнозных ресурсов нефти.
Главной нефтяной базой России является Западно-Сибирский район, здесь, в Среднем Приобье добывается до 2/3 российской нефти. Добыча нефти здесь началась в широких масштабах с 70-х годов с открытием ряда крупных месторождений – Самотлор, Усть-Балык, Сургутское, Мегионское и т.д. Но более ценные месторождения здесь уже выработаны. Самый дешевый способ добычи нефти – фонтанный, когда нефть под действием пластового давления сама поднимается по скважинам, уже применять нельзя, а надо использовать более сложные технологии.
Вторым крупным районом добычи нефти является Волго-Уральский район. Здесь нефть начала добываться с 50-х годов, а пик добычи был достигнут в 70-е годы. В 1994 году здесь добывалось около ¼ российской нефти – примерно 70 млн. тонн, в том числе в Татарстане – 23 млн. т, Башкортостане – 9 млн. т, Самарской области – 6-8 млн. тонн.
Остальные районы (Коми, Сахалин, Пермская область) нефтедобычи дают около 10% российской добычи.
Перспективными районами нефтедобычи в России считаются шельф побережий Баренцева и Охотского морей. Большие запасы разведаны на полуострове Таймыр, но разработка месторождений затруднена из-за отсутствия транспортных путей.
Начала развиваться в 50-х годах в России. Включает добычу природного газа, попутного газа и производство коксового газа на предприятиях.
Потенциальные запасы природного газа на территории России оцениваются в 80-85 трлн. куб м., разведанные – 34.3 трлн. куб м., из них на Европейскую часть приходится только 12%, а на восточные районы – 88%, в том числе на Сибирь и Дальний Восток – 77%.
Главной особенностью размещения газовой промышленности является высокая территориальная концентрация: до 90% всего газа добывается в Приобье, причем 85% - в Ямало-Ненецком АО и 5% - в Ханты-Мансийском.
На Урале, в Оренбургской области добывается 5% российской добычи. На долю республики Коми приходится 1%.
Ближайшие перспективы газовой промышленности Росси связаны с освоением месторождений на полуострове Ямал.
Электроэнергетика – комплексная отрасль хозяйства, включающая в свой состав отрасли по производству электроэнергии (на различных видах электростанций) и передаче ее до потребителя.
Электроэнергетика является отраслью, которая обеспечивает развитие абсолютно всех отраслей народного хозяйства, определяет уровень развития научно-технического прогресса в стране, а также выступает как важнейший фактор территориальной организации хозяйственной деятельности.
По производству электроэнергии Россия находится на втором месте в мире после США, но разница показателей значительна (в 1995 году в США было произведено более 3000 млрд. кВт/ч электроэнергии, а в России – 957 кВт/ч).
Основная часть производимой электроэнергии в России используется промышленностью – 60% (в США – 39,5%), 9% электроэнергии потребляется в сельском хозяйстве (в США около 4%), 9,7% - транспортом (в США – 0.2%), другими отраслями – сферой обслуживания и быта, рекламой и пр. – 13,5% (в США сфера обслуживания и быта, реклама – основная сфера потребления электроэнергии – 44,5%).
Среди стран бывшего Союза на долю России приходится 62,5% выработки электроэнергии, Украины – 17%, Казахстана – 5%, Беларуси и Узбекистана – по 2-3%, остальных республик – до 1,4%.
Размещение электроэнергетики зависит от двух основных факторов:
1. наличия и качественного состояния топливно-энергетических ресурсов, запасов, условий добычи сырья и возможностей его транспортировки,
2. объемов потребления произведенной электроэнергии.
В структуре электроэнергетики за последнее время происходят значительные изменения: снижается доля производимой тепловой электроэнергии, зато возрастает роль АЭС.
Ведущую роль в производстве энергии занимает тепловая электроэнергетика . Эта отрасль электроэнергетики представлена следующими типами электростанций:
1. использующие традиционные виды топлива (уголь, газ, мазут, торф)
Конденсационные
Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)
2. использующие нетрадиционные виды энергетических ресурсов
Геотермические электростанции
Гелиоэлектростанции
Конденсационные электростанции представляют собой производство, при котором прошедший через турбину отработанный пар охлаждается, конденсируется и вновь поступает в котел. Этот тип электростанций способен обеспечивать энергией довольно обширные территории. На долю этих электростанций приходится до - вырабатываемой энергии в стране.
ТЭЦ – производство, при котором отработанный пар используется для отопления. ТЭЦ строят обычно в крупных городах, поскольку передача пара или горячей воды возможна на расстояния не более 20 км.
Геотермические электростанции используют в качестве сырья глубинную теплоту земных недр, а потому размещаются в непосредственной близости у источников энергии. В России существует в настоящее время только одна геотермальная станция на Камчатке (мощность 5 МВт).
Гелиоэлектростанции используют энергию солнечной радиации, а потому могут размещаться в районах с продолжительным световым днем.
Традиционные тепловые электростанции размещаются либо в районах добычи сырья, либо в районах потребления электроэнергии. К местам добычи топлива, как правило, приурочены наиболее мощные электростанции, т.к. чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать энергию.
К положительным качествам ТЭС относят их мобильность, способность производить электроэнергию без сезонных колебаний; эти электростанции имеют относительно невысокую фондоемкость и возводятся в сравнительно короткие сроки. К отрицательным сторонам можно отнести следующие обстоятельства: ТЭС используют в качестве сырья невозобновимые минеральные ресурсы и оказывают крайне неблагоприятное воздействие на экологию. Установлено, что ТЭС всего мира ежегодно выбрасывают в атмосферу 200-250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида и поглощают огромное количество кислорода.
Несмотря на отмеченные недостатки, доля ТЭС в структуре электроэнергетики останется высокой. В ближайшей перспективе планируется увеличение доли газа в топливном балансе электростанций, поскольку ТЭС, работающие на природном газе, экологически существенно чище угольных, мазутных и сланцевых.
Гидроэлектроэнергетика находится на втором месте по количеству вырабатываемой энергии. Эта отрасль представлена следующими видами электростанций:
ГЭС (используют энергию падающей воды),
Приливные электростанции.
Приливные электростанции используют энергию напора, который создается между морем и отсеченным от него заливом во время прилива волн и в обратном направлении при отливе их. Поэтому эти электростанции размещаются в морях с частыми приливами и отливами. В России сейчас действуют Кислогубская приливная электростанция у северного побережья Кольского полуострова мощностью в 1,2 тыс. кВт/ч.
Размещение ГЭС целиком зависит от природных условий: рельефа местности, режима рек, геоморфологии и т.д. Эти условия определяют и тип электростанции. Гидростроительство в равнинных условиях сложнее, чем в горах, из-за преобладания мягких оснований под плотинами, необходимости создания крупных водохранилищ. Сооружение ГЭС на равнинных реках влечет за собой и значительный материальный ущерб, вызываемый затоплением территорий.
Самые мощные ГЭС создаются на крупных реках (с большими запасами гидроэнергетических ресурсов) в системе гидроэнергетических каскадов. Каскад представляет собой группу ГЭС, расположенных ступенями по течению водного потока для последовательного и полного использования его энергии. Самые крупные ГЭС в нашей стране входят в состав Ангаро-Енисейского каскада: Саяно-Шушенская (6,4 млн. кВт), Красноярская (6,0 млн. кВт), Иркутская (4,0 млн. кВт), Братская (4,5 млн. кВт), Усть-Илимская (4,3 млн. кВт), сооружается Богучанксая ГЭС (4 млн. кВт). В европейской части страны создан крупнейший Волжско-Камский каскад ГЭС, в состав которого входят Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Воткинская, Городецкая, Чебоксарская, две Волжские (возле Самары и Волгограда), Саратовская. Средняя мощность этих ГЭС около 2,4 млн. кВт.
ГЭС являются довольно эффективным источником энергии. Они опираются на бесплатные энергоносители (энергию падающей воды), используют возобновимые природные ресурсы, что позволяет экономить исчерпаемые минеральные ресурсы, просты в управлении (количество персонала на ГЭС в 20 раз ниже, чем на ТЭС), имеют высокий КПД – более 80%. В результате этого производимая на ГЭС энергия – самая дешевая. Однако строительство ГЭС требует длительных сроков и значительных капиталовложений (фондоемкая отрасль). Возведение ГЭС связано с потерями земель на равнинах и наносит ущерб рыбному хозяйству. ГЭС полностью зависят от климатических условий и режима рек, а потому полная мощность ГЭС реализуется лишь в короткий период, в многоводье.
В настоящее время самыми перспективными считаются атомные электростанции .
Доля АЭС в суммарной выработке электроэнергии в России составляет пока 12%, в США – 20%, Великобритании – 18.9%, Германии – 34%, Бельгии – 65%, Франции – свыше 76%.
Сейчас в России действуют девять АЭС общей мощностью 20,2 млн. кВт: в Северо-Западном районе – Ленинградская АЭС, в ЦЧР – Курская и Нововоронежская АЭС, в ЦЭР – Смоленская, Калининская АЭС, Поволжье – Балаковская АЭС, Северном – Кольская АЭС, Урале – Белоярская АЭС, Дальнем Востоке – Билибинская АЭС.
АЭС используют транспортабельное топливо. При расходе 1 кг урана (235 U) выделяется теплота, эквивалентная сжиганию 2.5 тыс. т лучшего угля. Эта особенность исключает зависимость АЭС от топливно-энергетического фактора и обеспечивает маневренность размещения.
АЭС ориентируются на потребителей, расположенных в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом или в местах, где выявленные ресурсы минерального топлива ограничены. Кроме этого, атомная электроэнергетика относится к отраслям исключительно высокой наукоемкости. При надежной конструкции и правильной эксплуатации АЭС – наиболее экологически чистые источники энергии. Их функционирование не приводит к возникновению «парникового эффекта», который является результатом массового использования органического топлива (уголь, нефть, газ), особенно на ТЭС. Однако при нарушении эксплуатации АЭС представляет собой самую экологоопасную отрасль, поскольку при авариях наносится сильнейший ущерб для экологии территорий.
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) - сложная межотраслевая система добычи и производства топлива и энергии (электроэнергии и тепла), их транспортировки, распределения и использования.
В его состав входят:
топливная промышленность (нефтяная, газовая, угольная, сланцевая, торфяная)
электроэнергетика
Топливная промышленность и электроэнергетика тесно связанные со всеми отраслями народного хозяйства. Топливно-энергетический комплекс использует продукцию машиностроения, металлургии, теснейшим образом связан с транспортным комплексом. Для ТЭК характерно наличие развитой производственной инфраструктуры в виде магистральных высоковольтных линий и трубопроводов (для транспорта сырой нефти, нефтепродуктов и природного газа), образующих единые сети.
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) - сложная межотраслевая система добычи и производства топлива и энергии (электроэнергии и тепла), их транспортировки, распределения и использования. В его состав входят: топливная промышленность (нефтяная, газовая, угольная, сланцевая, торфяная) и электроэнергетика, тесно связанные со всеми отраслями народного хозяйства. Топливно-энергетический комплекс использует продукцию машиностроения, металлургии, теснейшим образом связан с транспортным комплексом. Для ТЭК характерно наличие развитой производственной инфраструктуры в виде магистральных высоковольтных линий и трубопроводов (для транспорта сырой нефти, нефтепродуктов и природного газа), образующих единые сети.
Основа экспорта России приходится на продукцию ТЭК. Особенно зависят от поставок нефти и газа из России страны СНГ. В то же время Россия изготовляет лишь половину необходимой ей нефтедобывающей техники и зависит в свою очередь от поставок энергооборудования из Украины, Азербайджана и других стран.
ТЭК обладает большой районообразующей ролью: вблизи энергетических источников формируется мощная промышленность, растут города и поселки.
От развития ТЭК во многом зависит динамика, масштабы и технико-экономические показатели общественного производства, в первую очередь промышленности. Вместе с тем приближение к источникам топлива и энергии - одно из основных требований территориальной организации промышленности. Массовые и эффективные топливно-энергетические ресурсы служат основой формирования многих территориально-производственных комплексов, в том числе промышленных, определяя их специализацию на энергоемких производствах.
Топливно-энергетический комплекс имеет слабую топливную базу. В регионе имеется ряд предприятий по добыче горючих сланцев, ведется добыча торфа, работает крупный нефтеперерабатывающий завод на привозной нефти. В районе работает Ленинградская атомная электростанция (4 млн кВт). В стадии строительства находится Ленинградская ГАЭС (гидроаккумулирующая станция).
Все отрасли комплекса взаимосвязаны. Пропорции в добыче различного топлива, производстве энергии и распределении их между различными потребителями характеризуются топливно-энергетическими балансами.
Топливно-энергетическим балансом называется соотношение добычи разных видов топлива и выработанной электроэнергии (приход) и использование их в народном хозяйстве (расход). Для того чтобы рассчитать топливно-энергетический баланс, разные виды топлива, обладающие неодинаковой теплотворной способностью, переводят в условное топливо, теплота сгорания 1 кг которого равна 7 тыс. ккал.
В структуре природных ресурсов страны энергетические ресурсы занимают ведущее место. За последние десятилетия топливный баланс существенно изменился - из угольного превратился в газонефтяной. В пересчете на условное топливо потребляется газа - 53%, нефти - 33%, угля - 13%, других видов топлива - 1%.
В России функционируют 600 ТЭС, 100 ГЭС, 10 действующих АЭС (имеются в виду только крупные электростанции). В России в 2002 г. произведено 850 млрд кВт-ч электроэнергии, что на 22% меньше, чем в 1990 г. Структура производимой электроэнергии распределяется следующим образом: ТЭС - 68%, ГЭС - 18%, АЭС -14%. Основная доля электроэнергии производится тепловыми электростанциями, т.е. работающими на органическом топливе (газ, мазут, уголь).
Тесная комплексообразующая связь между топливной промышленностью и электроэнергетикой позволяет считать совокупность этих двух отраслей межотраслевым комплексом.
Энергетика занимается производством и передачей электроэнергии и является одной из базовых отраслей тяжелой промышленности. Отличительная особенность экономики России - это более высокая по сравнению с развитыми странами удельная энергоемкость производимого национального дохода.
Энергетическая политика в России имеет особое значение.
Во-первых, это связано с географическим положением и климатическими условиями страны, которые требуют бесперебойного отопления и освещения на протяжении шести и более месяцев в году.
Во-вторых, энергетика необходима для поддержания важнейших систем и объектов инфраструктуры (транспорта, связи, бытового обслуживания), обеспечения работы базовых отраслей экономики: добычи сырьевых ресурсов, тяжелой и оборонной промышленности, машиностроения.
В-третьих, продукция топливно-энергетического комплекса является предметом российского экспорта, доходы от которого составляют существенную часть налоговых поступлений в государственный бюджет.
Развитие электроэнергетики в России связано с планом ГОЭЛРО, который был разработан в 1920-1921 гг. Рассчитанный на 10-15 лет план предусматривал строительство 10 гидроэлектростанций и 20 тепловых электростанций. К 1935 г. было построено 40 районных электростанций вместо 30. План ГОЭЛРО создал основу индустриализации России. В 20-е годы Россия занимала одно из последних мест в мире по выработке электроэнергии, в конце 40-х годов страна заняла первое место в Европе и второе место в мире.
Крупные электростанции играют значительную районообразующую роль. На их базе возникают энерго- и теплоемкие производства. Производство электроэнергии в России постоянно росло до 1990 г., в последующие годы оно сократилось. В России вырабатывается 66% электроэнергии СНГ. Электроэнергетика включает:
тепловые
атомные электростанции (АЭС)
гидроэлектростанции (ГЭС)
прочие электростанции (ветро-, гелиостанции, геотермальные станции)
электрические и тепловые сети
самостоятельные котельные.
(ТЭК) — один из межотраслевых комплексов, который представляет собой совокупность тесно взаимосвязанных и взаимозависимых отраслей топливной промышленности и электроэнергетики. В его состав входят также специализированные виды транспорта — трубопроводный и магистральные высоковольтные линии.
Топливно-энергетический комплекс — важнейшая структурная составляющая экономики России, один из факторов развития и размещения производительных сил страны. Доля топливно-энергетического комплекса в 2007 г. достигла в экспортном балансе страны более 60%. Топливно-энергетический комплекс оказывает существенное влияние на формирование бюджета страны и его региональную структуру. Отрасли комплекса тесно связаны со всеми отраслями экономики России, имеют большое районообразующее значение, создают предпосылки для развития топливных производств и служат базой для формирования промышленных, включая электроэнергетические, нефтехимические, углехимические, газопромышленные комплексы.
Вместе с тем нормальное функционирование топливно-энергетического комплекса сдерживает дефицит инвестиций, высокий уровень морального и физического износа основных фондов (в угольной и нефтедобывающей промышленности исчерпан проектный ресурс более 50% оборудования, в газовой промышленности — более 35%, свыше половины магистральных нефтепроводов эксплуатируется без капитального ремонта 25-35 лет), увеличение его негативного влияния на окружающую среду (на долю топливно-энергетического комплекса приходится 1/2 выбросов вредных веществ в атмосферу, 2/5 сточных вод, 1/3 твердых отходов от всех потребителей).
Особенность развития топливно-энергетического комплекса России состоит в перестройке его структуры в направлении повышения за последние 20 лет доли природного газа (более чем в 2 раза) и сокращении доли нефти (в 1,7 раза) и угля (в 1,5 раза), что обусловлено сохраняющимся несоответствием в размещении производительных сил и топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), так как до 90% общих запасов ТЭР приходится на восточные районы.
Потребности национального хозяйства в топливе и энергии зависят от динамики экономики и от интенсивности энергосбережения. Высокая энергоемкость российской экономики обусловлена не только природно-географическими особенностями страны, но и высокой долей энергоемких отраслей тяжелой индустрии, преобладанием старых энергорасточительных технологий, прямыми потерями энергии в сетях. До сих пор отсутствует широкая практика энергосберегающих технологий.
Топливная промышленность. Минеральное топливо является основным источником энергии в современном хозяйстве. По топливным ресурсам Россия занимает первое место в мире. В их региональной структуре преобладает уголь, но в Западной Сибири, Поволжье, на Северном Кавказе и Урале первостепенное значение имеют нефть и природный газ.
В 2007 г. в целом по стране добыча нефти составила 491 млн. т, газа — 651 млрд. м3, угля — 314 млн. т. В размещении добычи топлива, начиная с 1970-х гг. ХХ в. и вплоть до наших дней, отчетливо прослеживается тенденция — по мере выработки наиболее эффективных месторождений нефти, природного газа и угля в западных районах страны происходит смещение основных объемов их добычи на восток. В 2007 г. в азиатской части России добывалось 93% природного газа, более 70% нефти и 92% угля России.
Cм.далее: См.далее: См.далее:Электроэнергетика — базовая отрасль, развитие которой является непременным условием развития экономики и других сфер жизни . В мире производится около 13000 млрд. кВт/ч, из которых только на США приходится до 25%. Свыше 60% электроэнергии в мире производится на тепловых электростанциях (в США, России и Китае — 70-80%), примерно 20% — на ГЭС, 17% — на атомных станциях (во Франции и Бельгии — 60%, Швеции и Швейцарии — 40-45%).
Наиболее обеспеченными электроэнергией в расчете на душу населения являются Норвегия (28 тыс. кВт/ч в год), Канада (19 тыс.), Швеция (17 тыс.).
Электроэнергетика вместе с топливными отраслями, включающими разведку, добычу, переработку и транспортировку источников энергии, а также и самой электрической энергии, образует важнейший для экономики любой страны топливно-энергетический комплекс (ТЭК). Около 40% всех первичных энергоресурсов мира расходуется на выработку электроэнергии. В ряде стран основная часть топливно-энергетического комплекса принадлежит государству (Франция, Италия и др.), но во многих странах основную роль в ТЭК играет смешанный капитал.
Электроэнергетика занимается производством электроэнергии, ее транспортировкой и распределением . Особенность электроэнергетики состоит в том, что ее продукция не может накапливаться для последующего использования: производство электроэнергии в каждый момент времени должно соответствовать размерам потребления с учетом нужд самих электростанций и потерь в сетях. Поэтому связи в электроэнергетике обладают постоянством, непрерывностью и осуществляются мгновенно.
Электроэнергетика оказывает большое воздействие на территориальную организацию хозяйства: позволяет осваивать ТЭР удаленных восточных и северных районов; развитие магистральных высоковольтных линий способствует более свободному размещению промышленных предприятий; крупные ГЭС притягивают к себе энергоемкие производства; в восточных районах электроэнергетика является отраслью специализации и служит основой формирования территориально-производственных комплексов.
Считается, что для нормального развития экономики рост производства электроэнергии должен обгонять рост производства во всех других отраслях. Большую часть выработанной электроэнергии потребляет промышленность. По производству электроэнергии (1015,3 млрд. кВт.-ч в 2007 г.) Россия занимает четвертое место после США, Японии и Китая.
По масштабам производства электроэнергии выделяются Центральный экономический район (17,8% общероссийского производства), Восточная Сибирь (14,7%), Урал (15,3%) и Западная Сибирь (14,3%). Среди субъектов РФ по выработке электроэнергии лидируют Москва и Московская область, Ханты-Мансийский автономный округ, Иркутская область, Красноярский край, Свердловская область. Причем электроэнергетика Центра и Урала базируется на привозном топливе, а сибирские регионы работают на местных энергоресурсах и передают электроэнергию в другие районы.
Электроэнергетика современной России главным образом представлена тепловыми электростанциями (рис. 2), работающими на природном газе, угле и мазуте, в последние годы в топливном балансе электростанций возрастает доля природного газа. Около 1/5 отечественной электроэнергии вырабатывают гидроэлектростанции и 15% — АЭС.
Тепловые электростанции , работающие на низкокачественном угле, как правило, тяготеют к местам его добычи. Для электростанций на мазуте оптимально их размещение рядом с нефтеперерабатывающими заводами. Электростанции на газе ввиду сравнительно низкой величины затрат на его транспортировку преимущественно тяготеют к потребителю. Причем в первую очередь переводят на газ электростанции крупных и крупнейших городов, так как он является более чистым в экологическом отношении топливом, чем уголь и мазут. ТЭЦ (производящие и тепло, и электроэнергию) тяготеют к потребителю независимо от топлива, на котором они работают (теплоноситель при передаче на расстояние быстро остывает).
Самыми крупными тепловыми электростанциями мощностью более 3,5 млн. кВт каждая являются Сургутская (в Ханты-Мансийском автономном округе), Рефтинская (в Свердловской области) и Костромская ГРЭС. Мощность более 2 млн. кВт имеют Киришская (около Санкт-Петербурга), Рязанская (Центральный район), Новочеркасская и Ставропольская (Северный Кавказ), Заинская (Поволжье), Рефтинская и Троицкая (Урал), Нижневартовская и Березовская в Сибири.
Геотермические электростанции, использующие глубинное тепло Земли, привязаны к источнику энергии. В России на Камчатке действуют Паужетская и Мутновская ГТЭС.
Гидроэлектростанции — весьма эффективные источники электроэнергии. Они используют возобновимые ресурсы, обладают простотой управления и очень высоким коэффициентом полезного действия (более 80%). Поэтому стоимость производимой ими электроэнергии в 5-6 раз ниже, чем на ТЭС.
Гидроэлектростанции (ГЭС) экономичнее всего строить на горных реках с большим перепадом высот, тогда как на равнинных реках для поддержания постоянного напора воды и снижения зависимости от сезонных колебаний объемов воды требуется создание больших водохранилищ. Для более полного использования гидроэнергетического потенциала сооружаются каскады ГЭС. В России созданы гидроэнергетические каскады на Волге и Каме, Ангаре и Енисее. Общая мощность Волжско-Камского каскада — 11,5 млн. кВт. И он включает 11 электростанций. Самыми мощными являются Волжская (2,5 млн. кВт) и Волгоградская (2,3 млн. кВт). Действуют также Саратовская, Чебоксарская, Воткинская, Иваньковская, Угличская и др.
Еще более мощный (22 млн. кВт) — Ангаро-Енисейский каскад, включающий самые крупные в стране ГЭС: Саянскую (6,4 млн. кВт), Красноярскую (6 млн. кВт), Братскую (4,6 млн. кВт), Усть-Илимскую (4,3 млн. кВт).
Приливные электростанции используют энергию высоких приливов и отливов в отсеченном от моря заливе. В России действует опытная Кислогубская ПЭС у северного побережья Кольского полуострова.
Атомные электростанции (АЭС) используют высокотранспортабельное топливо. Учитывая, что 1 кг урана заменяет 2,5 тыс. т угля, АЭС целесообразнее размещать вблизи потребителя, в первую очередь в районах, лишенных других видов топлива. Первая в мире АЭС была построена в 1954 г. в г. Обнинске (Калужская обл.). Сейчас в России действует 8 атомных электростанций, из которых самыми мощными являются Курская и Балаковская (Саратовская обл.) по 4 млн. кВт каждая. В западных районах страны действуют также Кольская, Ленинградская, Смоленская, Тверская, Нововоронежская, Ростовская, Белоярская. На Чукотке — Билибинская АТЭЦ.
Важнейшая тенденция развития электроэнергетики — объединение электростанций в энергосистемах, которые осуществляют производство, передачу и распределение электроэнергии между потребителями. Они представляют собой территориальное сочетание электростанций разных типов, работающих на общую нагрузку. Объединение электростанций в энергосистемы способствует возможности выбирать наиболее экономичный режим нагрузки для разных типов электростанций; в условиях большой протяженности государства, существования поясного времени и несовпадения пиковых нагрузок в отдельных частях таких энергосистем можно маневрировать производством электроэнергии во времени и пространстве и перебрасывать ее по мере надобности во встречных направлениях.
В настоящее время функционирует Единая энергетическая система (ЕЭС) России. В ее состав входят многочисленные электростанции европейской части и Сибири, которые работают параллельно, в едином режиме, сосредоточивая более 4/5 суммарной мощности электростанций страны. В регионах России восточнее Байкала действуют небольшие изолированные энергосистемы.
Энергетической стратегией России на ближайшее десятилетие предусмотрено дальнейшее развитие электрификации за счет экономически и экологически обоснованного использования ТЭС, АЭС, ГЭС и нетрадиционных возобновляемых видов энергии, повышение безопасности и надежности действующих энергоблоков АЭС.
