Перспективы развития электротехники

Проблемы и перспективы производства электроэнергии

В начале XXI в. 80% электроэнергии (ЭЭ) в мире вырабатывается на тепловых и атомных электростанциях (ТЭС и АЭС) путем сжигания органических (нефть, газ, уголь, мазут) или ядерных (уран и др.) топлив с последующим нагревом воды и преобразованием энергии пара сначала в механическую работу (вращение ротора турбины), а затем в ЭЭ.

Во внутреннем энергопотреблении России особенно велика доля газа (более 50%) из-за его относительной дешевизны на внутреннем рынке. Однако разведанных запасов нефти и газа (основных видов топлива для производства ЭЭ) хватит не более чем на 70 лет. Все это требует изменения структуры потребляемых топлив и соответственно замены или модернизации оборудования для производства ЭЭ.

Дополнительную сложность в этот процесс вносит большая степень износа оборудования — в 2000 г. 20% генерирующих мощностей электростанций (ЭС) уже выработала свой проектный ресурс, а к 2020 г. свой ресурс выработают уже 90% мощностей ЭС. Подобное обстоятельство не привлекало внимание общественности только потому, что из-за снижения объемов производства и, следовательно, потребления ЭЭ в 90-х г.г. XX в. существующие мощности удовлетворяли потребности электроснабжения. С начавшимся в XXI в. подъемом промышленности и увеличением потребления ЭЭ этих мощностей уже будет не хватать.

С учетом этих обстоятельств была принята Энергетическая стратегия Российской Федерации до 2020 г., согласно которой ТЭС будут постепенно переводиться на уголь, запасов которого предположительно хватит на столетия. Реализация этой стратегии сопряжена с рядом трудностей. Во-первых, угольная технология производства ЭЭ существенно дороже газовой. Во-вторых, переход от экологически достаточно чистой газовой технологии к угольной технологии выработки ЭЭ на ТЭС связан для России, располагающей в основном низкосортными углями, с решением экологической проблемы снижения вредных выбросов в атмосферу.

Специалисты видят решение проблемы в использовании технологий, применяющих газотурбинные установки (ГТУ), состоящие из воздушного компрессора, камеры сгорания, газовой турбины и электрогенератора, а также парогазовые установки (комбинацию газотурбинных и паротурбинных установок). Считают, что такой подход повысит КПД ТЭС и снизит вредные выбросы в атмосферу.

Энергетическая стратегия России предусматривает также увеличение производства ЭЭ на АЭС, а в более отдаленной перспективе — к увеличению производства ЭЭ на возобновляемых источниках ЭЭ. Атомная технология производства ЭЭ является более дорогой, чем газовая. Кроме того, она связана с решением таких серьезных экологических проблем, как снижение вредных выбросов (в частности, тепла), а также с необходимостью утилизации отработанного ядерного топлива. При этом следует учитывать, что общественное мнение настроено против сооружения АЭС.

В XXI в. экологические проблемы будут привлекать всё большее внимание общественности, поэтому одним из перспективных путей решения проблемы производства ЭЭ будет использование возобновляемых источников ЭЭ.

Возобновляемыми источниками ЭЭ (ВИЭ) называют энергию Солнца, ветра, тепло Земли, рек, морей и океанов, биомассы (дрова, бытовые, производственные и сельскохозяйственные отходы) и т.д., т.е. энергию постоянно или периодически действующих процессов в природе.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >