В современном мире энергия становится одним из главных условий экономического роста страны. По количеству добываемой и используемой энергии можно судить о технической и экономической мощи любого государства. В своей хозяйственной деятельности люди используют различные источники энергии, которые условно можно разделить на традиционные и нетрадиционные (альтернативные).
Традиционным источникам энергии относятся: органическое топливо ― уголь, нефть, газ; гидроэнергия; атомная энергия ― ядерное топливо. Все они за исключением гидроэнергии, являются невозобновляемыми.
Альтернативные источники энергии по своей природе являются возобновляемыми. К ним относятся: солнечная, ветровая, геотермальная энергия, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков. [4]
Степень использования тех или иных источников энергии в хозяйственной жизни общества обусловлено экономической целесообразностью. В настоящее время в России, как в быту, так и в производстве, применяются в основном традиционные источники энергии: уголь, нефть, газ, электроэнергия. 99 % всей вырабатываемой электроэнергии в России, а это около триллиона кВт∙ч в год, приходится на ТЭС, ГЭС и АЭС, и всего лишь 1% электроэнергии вырабатывается с использованием альтернативных источников энергии [3].
В России ТЭС являются основными производителями электроэнергии. Их количество насчитывается около 400 единиц. Основная масса была построена с 60-х по 80-е года прошлого века. Топливом для ТЭС служат газ, мазут, уголь. Исходя из этого выделяют паротурбинные, газотурбинные и дизельные ТЭС. Функциями ТЭС является снабжение населения и предприятий электричеством и тепловой энергией (горячее водоснабжение, отопление и пар на производство). ТЭС способны вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний. Себестоимость электроэнергии является самой высокой по сравнению с другими электростанциями, т.к. она зависит от цены покупки и транспортировки органического топлива используемого при работе ТЭС. Самая дорогая энергия вырабатывается электростанциями работающими на мазуте, а дешёвая - на угле. Возможность применения разнообразного вида сырья позволяет строить ТЭС везде, относительно быстро и дёшево по сравнению с ГЭС и АЭС. Строить ТЭС экономически выгодно только в городах с населением в несколько десятков тысяч человек.
Вторым по величине производителем электроэнергии в России являются ГЭС. Их количество насчитывается порядка 190 единиц. Строят их на реках, сооружая плотины и водохранилища. Строительство является более капиталоёмким и длительным (15-20 лет), чем тепловых станций. Однако, себестоимость вырабатываемой электроэнергии на российских ГЭС является самой низкой в отрасли. КПД очень высокий 92-94%. К тому же работа ГЭС не сопровождается вредными выбросами в атмосферу. Прост в эксплуатации. Недостатками ГЭС является затопление больших площадей плодородной земли. Загрязнение рек и снижение численности рыб в следствии перекрытия нерестных путей.
Наиболее перспективным направлением в производстве электроэнергии является АЭС. В настоящее время в России действуют 10 АЭС, где эксплуатируется 33 энергоблока общей мощностью 23 643 МВт. В ближайшие годы планируется строительство еще 28 ядерных реакторов, включая плавучий энергоблок. В качестве сырья на АЭС используется ядерное топливо высокой степенью концентрации (обогащённый плутоний и уран). Для работы АЭС требуется относительно небольшое количество этих веществ, что упрощает и удешевляет их транспортировку. КПД АЭС составляет 80%. Себестоимость электроэнергии производимой на АЭС ниже чем на ТЭС. Работа станции не сопровождается загрязнением окружающей среды, но таит в себе высокую экологическую опасность. Крупная авария способна вывести из хозяйственного использования тысячи километров территории (пример, авария на Чернобыльской АЭС и на Фукусимской АЭС). Несмотря на существующие риски, ни одна крупная страна не может позволить себе отказаться от такого источника энергии, который доказал свою эффективность и незаменимость за 60 лет интенсивного развития.
Из нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в России получили широкое распространение геотермальная и приливная энергетика, в меньшей степени ветряная и солнечная энергетика, энергетика основанная на биотопливе.
Наиболее крупные месторождения геотермальной энергии расположены в основном на Камчатке и Курилах, а именно: Мутновское, Паужетское, Итурупское, Кунаширское месторождение. Есть и другие регионы в которых целесообразно внедрять ГеоТЭС - Краснодарский и Ставропольский край, республики Северного Кавказа (Дагестан, Карачаево-Черкессия), Абхазия. Геотермальная энергетика не может играть значительную роль в масштабах всей страны. Но для указанных районов, энергоснабжение которых целиком зависит от привозного топлива, геоэнергетика способна решить проблему энергообеспечения.
В качестве перспектив развития приливной энергетики следует отметить проекты: Мезенской, Тугурской, Северной, Пенжинской ПЭС. Энергии хватит для всего региона, вт.ч. и для экспорта в Западную Европу, в Южную Корею, в Японию и Китай. В случае постройки станций ежегодная экономия топлива оценивается в 77 млн. т.у.т. Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Стоимость энергии на ПЭС меньше чем на ГЭС, ТЭС и АЭС. Недостатками являются высокая стоимость и длительность строительства, изменяющаяся в течение суток мощность, требующая от ПЭС работы в составе энергосистемы. Строительство ПЭС пока является предметом отдаленного будущего.
Экономический потенциал ветровой энергетики в России оценивается примерно 260 млрд. кВт·ч/год, то есть около 30% всей производимой электроэнергии РФ. В настоящее время в эксплуатации находятся порядка 1500 ветроустановок различной мощности. Наиболее крупные объекты ветроэнергетики расположены в Калининградской области, на Чукотке, в Воркуте, в Ростовской области. Установленная мощность ВЭС в стране на 2014 год составляет около 83 МВт, суммарная выработка не превышает 40 млн. кВт·ч/год. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти. Себестоимость электричества зависит от скорости ветра, отличающегося большим непостоянством. Поэтому ветроэнергетика требует резерва мощности в энергосистеме в виде дублирующих электростанций, что существенно удорожает получаемую от них электроэнергию.
Солнечные электростанции в России расположены в основном в Крыму. Их суммарная мощность составляет 227,3 МВт., что позволяет обеспечить 30% потребности полуострова в электроэнергии. Наиболее приемлемыми регионами для развития солнечной энергетики в России являются Краснодарский край, Республики Кавказа, Ростовская и Белгородская области. Достоинствами СЭС является доступность и неисчерпаемость источника энергии и полная безопасность для окружающей среды. Недостатками СЭС являются зависимость от климатических зон, погоды, времени суток, как следствие, необходимость аккумуляции энергии и дублирования СЭС маневренными электростанциями сопоставимой мощности.
В России активно внедряется технологии получения электроэнергии и тепла на основе биотоплива. Потенциал производства биогаза составляет 72 млрд. кубометров в год. Из него можно произвести 151 200 ГВт электроэнергии или 169 344 ГВт тепла. В России сейчас возможно строительство «под ключ» генерирующих мощностей: малых - от 1 до 30 МВт, средних - от 30 до 150 МВт и крупных электростанций мощностью от 150 до 1000 МВт. Активное строительство биогазовых станций идёт на территории Белгородской и Калужской области, в Алтайском крае и других регионах. Электростанции на биогазе строятся на территориях сельхозпредприятий, для освещения и обогрева теплиц, ферм и других нужд. Применение биогазовых установок ведёт к снижению уровня загрязнения почвы, воздуха и водного бассейна. Побочный продукт используется в качестве удобрения. Биогазовые установки применяются в очистных сооружениях горводоканалов. Ведутся разработки по использованию биогаза в качестве автомобильного топлива.
Резюме: топливно-энергетический комплекс был и остаётся основой экономики и национальной безопасности нашей страны. ТЭК обеспечивает значительную часть поступлений в бюджет РФ. В этой связи модернизация ТЭК является приоритетным направлением развития экономики. В настоящее время в России домохозяйства и бизнес используют в основном традиционные источники энергии, по причине их дешевизны и доступности. Россия располагает огромными запасами природных богатств, более 1/3 всех доступных ресурсов находятся в нашей стране, что предопределяет выбор в сторону традиционных источников энергии. Альтернативная энергетика в нашей стране развито слабо в отличии от западных стран, по причине дороговизны капвложений и отсутствия стимулов для его внедрения. России не стоит слепо следовать примеру западных стран и отказываться от использования традиционных источников энергии. Время для широкого использования альтернативных источников энергии в нашей стране пока ещё не пришло.
Литература:
- Зуев Э.Н. Электроэнергетика как подсистема топливно-энергетического комплекса Учебное пособие по курсу "Основы электроэнергетики" ― М.: МЭИ, 2000.
- Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций). 2004.
- http://so-ups.ru/ Системный оператор Единой энергетической системы: ЕЭС 2015.
- Резолюция № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН от 1978 г.
