Глобальные проблемы энергообеспечивания и энергосбережения.

Белых С.Ю.

научный руководитель,

Проскурина Е.А., преподаватель

ОГАОУ СПО «Губкинский горный- политехнический  колледж»

Глобальные проблемы энергообеспечивания и энергосбережения.

Сегодня экономия энергоресурсов не только полезна, а как никогда жизненно важна, без нее нереален подъем экономики и невозможен  дальнейший технический прогресс.

Специалисты Министерства энергетики разработали «Энергетическую стратегию России до 2020 года», где при предполагаемых благоприятных условиях развития энергетики зафиксировано увеличение производства электроэнергии к 2020 году в 1,8 раза. Также определили темпы необходимого роста топлива к 2020 году: газа – на 25%, нефти – на 15%, угля – 60%.

Весной 2000 года в связи с исчерпыванием запасов эксплуатируемых запасов в Тюменском бассейне Газпром выдвинул требование – сократить использование газа в электроэнергетике. Очевидно, что любая моносистема топливоснабжения не может обеспечить надежного существования страны, ее успешного развития. Поэтому необходимо в ближайшие годы ограничить долю природного газа в электроэнергетике, несмотря на его важнейшие преимущества, как топлива: экологические – при сжигании газа в воздухе возможность минимизации загрязнения продуктами сгорания; эксплуатационные – простота систем топливопитания и регулирования; экономические – более 40% мировых запасов в России.

Объем и доля нефти в топливном балансе будет снижаться из-за трудности добычи и увеличения глубины переработки нефти в более нужные для страны легкие виды топлива.

Необходимо формировать добычу угля и его обогащение в местах добычи для снижения затрат по перевозке. Эти работы имеют громадные объемы затрат, это серьезные трудности в обеспечении роста добычи угля.

Электроэнергетика очень инерционная область народного хозяйства. Мощные электростанции не только занимают значительную площадь, но и дорого стоят. Но главная причина в том, что энергомашиностроение в России сейчас не способно выпускать необходимое для обновления оборудование в требуемых объемах, а закупка за рубежом нерациональна.

Важными участниками энергоснабжения страны становятся атомные и гидроэлектростанции. Однако уровень потребления электроэнергии до 80% за счет АЭС невозможно.

Современная гидроэнергетика способна увеличить свой вклад в надежность энергетической системы при условии начала функционирования высоковольтной линии из Сибири на Урал. Гидроресурсы страны велики, но сейчас надо строить небольшие ГЭС в Восточной Сибири, на Дальнем Востоке, Кавказе.

Развитие местного энергообеспечивания за счет возобновляемых источников энергии – ветряных, солнечных, термальных, малых ГЭС и АЭС не принесет более 1% в общий баланс.

Итак, доля электроэнергетики на органических топливах к 2020 году сохранится и будет около 70%. Вместе с тем на современных ТЭС коэффициент использования оборудования всего 45%. Поэтому увеличение КИО до 70% могло бы обеспечить  увеличение выработки электроэнергии, но для этого необходимо повысить затраты топлива на 27% в 2020 году. Без подобного увеличения топлива не будет нужного прироста производства электроэнергии.

При использовании энергетики на органическом топливе у нас КИО всего лишь 45%. Конечно, этот коэффициент можно повышать, но она старая, с плохим коэффициентом полезного действия, пожирает много топлива. В России в среднем КПД составляет 25%, в Америке – 37%, в Японии – 42%, в Англии – 38%.Из этого можно сделать вывод, что без существенного повышения КПД ТЭС снижение расхода газа не возможно.

Для заметного КПД на ТЭС необходимо заменить паровые турбины на парогазовые установки (ПГУ). Это имеет смысл только на конденсационных электростанциях, где она дает экономию топлива. Тогда КПД можно увеличить до 52-54 % и более.

К 2020 году при полной замене оборудования КЭС на ПГУ можно говорить о выработке только 1450 млрд кВт·час. Значит для реализации стратегии необходимо строить новые ТЭС, на что потребуются большие затраты.

Итак, единственный реальный в рамках экономической стратегии страны ближайших лет путь экономии топлива – внедрение парогазовых установок на КЭС, повышение производства электроэнергии за счет увеличения степени использования электрооборудования.

Однако для России очень важен еще один путь существенного повышения производства электроэнергии – за счет ее децентрализации при совмещенном производстве тепла и электроэнергии на относительно малых станциях.

Россия – страна холодная, и большая часть топлива у нас идет на производство тепла. При этом ТЭЦ страны дают не более 36% нужного тепла. Практически половина тепла производится котельными, а они в основном старые, переведены с угля на газ, поэтому их реальный КПД не велик. Кроме того, 50% тепловой энергии в России производится без водоподготовки. Если же заменить котельные на современные комбинированные газотурбинные тепловые электростанции (ГТУ-ТЭЦ), то можно выработать электроэнергию намного экономичнее.

Оценочные расчеты показывают, что при наличии того же газа, ввод ГТУ-ТЭЦ вместо крупных котельных обеспечит до 70 ГВт прироста мощности электростанций, т.е половину мощности современных ТЭС.

В децентрализации теплоэнергоснабжения и собственной малой энергетике заинтересованы региональные власти, крупные предприятия, но она становится конкурентом монополистическим компаниям. Нужны системы, позволяющие существенно экономить расход электроэнергии.

Литература

Лисиенко, В. Г. Хрестоматия энергосбережения : справочник / В. Г. Лисиенко. — М.  Теплотехник, 2005. – Кн. 1. — 688 с.

Энергетическая стратегия России на период до 2020 года.
http://2020strategy.ru