1.1. Значение, функции, структура и технологично гориво база електрическа енергия
Електричеството може да се оприличи на въздуха, което рядко се среща, но без които животът е невъзможен. Ако доставката на електроенергия е спряна, ще откриете, че най-лесно, всеки ден удобство с опит изведнъж да станат недостъпни и средства да ги замества преди 100 години, той отдавна е излязла от употреба. Сектори на икономиката, които не се използват стационарни източници на енергия и не работи в националната мрежа, в днешната икономика е по-скоро изключение - като автомобилния, водния и въздушния транспорт, култура, селското стопанство или проучване. Но дори и в тези отрасли се използват процеси, които се нуждаят от енергийни източници. Без ток по-голямата част от продуктите, ще бъде невъзможно или ще струва десетки пъти по-скъпо.
В известен смисъл, на електроенергия - в основата на съвременната техническа и икономическа цивилизация. Все пак, преди 150 години, сравнително наскоро, не е имало ток в икономическия живот. Водещият източник на енергия, се появи на живия силата на хора и животни. Само в XVI век, той започва да използва движението на енергията на водата за промишлени цели (т.е.. Н. "халета под действие на водата"), и в XVIII век. имаше един парен двигател в средата на ХIХ век. - двигател с вътрешно горене. Изобретението XIX век. технология на електрическа енергия е дала възможност за широко разпространени електрически механизми, драстичното увеличение на производителността на труда в много производствени операции. Въпреки това, оборудване за производство на енергия трябва да бъде поставена близо до устройството, да консумира възможно най-удобен и рентабилни технологии за трансфера не са имали енергия.
Технологична революция, която е променила лицето на икономиките на всички страни, е изобретяването на власт преобразяваща технологията на напрежение и ампераж електрически, да го прехвърля на дълги разстояния. Това прави поставянето на производството на енергия, други стоки и услуги до голяма степен са независими едно от друго и при условие повиши ефективността на икономиката.
Създаване на ХХ век. национални и регионални системи за електроенергия, споени прехода към индустриалната етап на развитие на световната икономика. Икономическият растеж се основава главно на екстензивни фактори: разширяване на ресурсната база и увеличаване на заетостта. Почти до последната третина на ХХ век. технологичния напредък и растежа на производството бе придружено от увеличаване на потреблението на енергия, растежа на труда достъпно власт.
Utilities - базисната инфраструктура индустрия, в която изпълняват процеси на производство, пренос, разпределение на електрическа енергия. Той има връзки с всички сектори на икономиката, които ги предоставят с електрическа и топлинна енергия, произведена и стават част от тези ресурси за тяхното функциониране (фиг. 1.1.1).
Машини и оборудване
Фиг. 1.1.1. Електрически комунални услуги в съвременната икономика
Функции като електроенергетиката се дължат на спецификата на своя основен продукт - електроенергия, както и естеството на процесите на производство и потребление.
Електричество от свойствата на тези услуги: производство на времето съвпада с момента на потребление. Все пак, това сходство не е присъщо свойство на физическата мощ - ситуацията ще се промени, ако има ефективна технология за съхранение на електрическа енергия в голям мащаб. Макар да е в основата на различни видове батерии и помпено-акумулиращи станции.
Електрическото захранване трябва да бъдат подготвени за производство, пренос и доставка на електроенергия по време на търсенето, включително връх обем, се налага да се направи необходимото за свободния капацитет и доставката на гориво. По-голямата максимума (макар и кратко) стойност от търсенето, толкова по-голяма трябва да е правомощия за осигуряване на готовност за предоставяне на услуги.
Невъзможност за съхранение на електричество в промишлен мащаб определя единството на целия технологичен процес на производство, пренос и потребление. Това е може би единствената индустрия в съвременната икономика, където на непрекъснатостта на производството трябва да бъде придружено от едно и също непрекъснато потребление. Поради тази особеност в енергийния сектор, има строги технически изисквания за всеки етап от технологичния цикъл на производството, преноса и потреблението на продукта, включително честотата на електрическия ток и напрежение.
Основната характеристика на електричество като продукт, което я отличава от всички други видове стоки и услуги, е, че е потребител може да повлияе на стабилността на производителя. Последното обстоятелство, по очевидни причини, може да има голям брой съвсем неочаквани последици.
Очевидно е, че икономиката и обществото в енергийните нужди на електрическите зависят от метеорологичните условия, време на деня, на различни технологични видове производствени процеси в индустриите потребителки, относно характеристиките на програмите за битови и дори телевизионни. Разликите между максималните и минималните нива на потребление определя необходимостта от така наречения свободен капацитет, които са включени само когато нивото на потребление достигне определена стойност.
характеристики на генерираната мощност зависят от вида на растението и вида на процеса на гориво, от степента на натоварване и работа. При равни други условия в най-голяма степен ще твърдят, електрическите централи, които го създават, в точното време и на правилните количества най-малко разходи.
С всички тези функции в електричество е необходимо и целесъобразно обединяването на устройства, които произвеждат енергия - генератори с мрежата инча което намалява общите разходи за производство и намалява необходимостта да запази производствения капацитет. Тези свойства определят съществуването на промишлеността на системен оператор, който изпълнява функция координираща институция. Той регулира графика и обема на двете производство и потребление на електрическа енергия. Решенията се вземат с оператора на системата въз основа на пазарните сигнали от производителите за възможностите и разходите за производство на електроенергия от потребителите - търсенето за нея в определени интервали от време. В крайна сметка, системният оператор трябва да осигури сигурна и безопасна работа на електроенергийната система, ефективно отговори на търсенето на електроенергия. Дейността му са отразени в оперативните и финансовите резултати на всички участници на пазара на електроенергия, както и на техните инвестиционни решения.
Повечето от производството на електроенергия в света се извършва в централите на три вида:
· В топлоелектрически централи (ТЕЦ), където топлинната енергия. образувана при изгарянето на изкопаеми горива (въглища, газ, петрол, торф, шисти, и така нататък. д.) се използва за въртене на турбината задвижване на генератора, при което се превръща в електрическа енергия. Опитът е показал ефективността на едновременното производство на топлинна и електрическа енергия при комбинирано производство, която е довела до разпространението на редица страни топлофикационните;
· На водна енергия (ВЕЦ), където електрическата енергия се преобразува в механична енергия на водния поток през хидравлична турбина, въртящи генератори;
· В атомната електроцентрала (NPP), където ток се преобразува топлинната енергия, получена от ядрени реакции верига на радиоактивни елементи в реактора.
Три типа власт определят състава, използван в електрическа енергия власт. Те могат да бъдат подразделени на първична и вторична, енергията от възобновяеми и невъзобновяеми.
Първична енергия - са суровини в естествения им вид преди всяка преработка, като въглища, нефт, природен газ и уранова руда. Разговорно, тези материали са наречени като "първична енергия". Слънчева радиация, вятър, вода - те също са на първична енергия.
Средно енергия - продукт на преработка, "рафиниране" на първична енергия, като например електроенергия, бензин, мазут. Енергията, която отива директно на потребителя, се нарича крайна енергия. Най-често това вторична енергия - електричество или течно гориво, но понякога се случва и крайната енергия на първичната, например дърво, слънчева радиация или природен газ.
Някои видове ресурси могат да бъдат възстановени сравнително бързо в природата, и те се наричат възобновяеми: дърво, тръстика, торф и други биогорива, водноелектрически потенциал на реките. Ресурси, които не притежават това качество се наричат невъзобновяеми въглища, нефт, природен газ, нефтени шисти, ядрено гориво, в по-голямата си част те са минерали. Слънчева, вятърна, приливна отнася до неизчерпаем възобновяеми енергийни ресурси.
В момента най-често срещаният тип на преработка в световната енергетика в полза на въглища. Това се обяснява с относително ниска цена и разпространението на този вид запаси от гориво. Въпреки това, транспортиране на въглища на дълги разстояния води до високи разходи, които в много случаи го прави нерентабилен този вид гориво за електроцентрали, разположени на значително разстояние от мястото на въгледобива. Когато производството на електроенергия с помощта на въглища високи емисии на замърсители, които причиняват значителни екологични щети. През последното десетилетие на ХХ век е имало технологии, които използват въглища за производство на електроенергия с по-голяма ефективност и по-малко замърсяване в сравнение с начина, по който е бил в първите две трети на ХХ век.
Значително увеличение на използването на газ в световната енергетика през последните години се дължи на значителния ръст на производството си, появата на технологии за производство на електроенергия с висока ефективност се основава на използването на този вид гориво, както и затягането на политиката за околната среда. Използване на газ за производство на енергия може да се намали емисията на замърсители, главно на въглероден диоксид.
увеличаване на разпределение получава производство на електроенергия чрез използването на урана. Това гориво е от огромно ефективност в сравнение с други енергийни източници на суровината. Въпреки това, използването на радиоактивни уран и други вещества, свързани с риска от мащабно замърсяване на околната среда в случай на инцидент, както и изключително висок капитал изграждането на атомни електроцентрали и погребване на отработено гориво. В допълнение, ограничаващ фактор за развитието на този вид енергия е сложността на технологията на ядрената енергетика. Докато някои страни могат да осигурят обучение на научни и технически специалисти, които са в състояние да разработи технология и осигуряват квалифициран атомна електроцентрала.
Запазва голямо значение в структурата на енергийни източници ВЕЦ, въпреки че делът им е намалял през последното десетилетие. Значението на тази мощност е относително колко са евтини и renewability. Въпреки това, изграждането на водноелектрически централи е свързано с необратимо въздействие върху околната среда, тъй като тя обикновено изисква наводняване на големи площи за създаване на язовири. Освен това, неравномерното разпределение на язовири в света, както и зависимостта на вода от климатичните условия ограничи потенциала си водноелектрическа.
Значително намаляване на употребата на петрол и петролни продукти за производство на електроенергия през последните тридесет години, което се дължи както на нарастващите разходи за гориво, висока ефективност на използването му в други индустрии, както и високата цена на транспортирането на дълги разстояния, както и повишени изисквания за безопасност на околната среда.
През последните десет години се е увеличил драстично внимание на възобновяемите енергийни източници. По-специално, активно разработва технологии използват слънчевата и вятърната енергия. Потенциалът на тези енергийни източници е огромен. Въпреки това, към днешна дата, производството на електроенергия в промишлен мащаб от слънчевата енергия в повечето случаи се оказва по-малко ефективен от производството на традиционни видове ресурси. Що се отнася до вятърна енергия, ситуацията е малко по-различно. В развитите страни, особено под влияние на околната среда движение, превръщане на вятърна енергия в електричество е нараснал значително. Да не говорим, геотермална енергия, която може да има сериозни последици за някои страни или региони: Исландия, Нова Зеландия, Русия (Камчатка, област Ставропол Краснодар Калининград област ..). Въпреки това, досега всички тези видове производство на електроенергия се развива успешно в тези страни, където производството и (или) потреблението на електрическа енергия от възобновяеми източници, субсидирани от държавата.
В края на XX - началото на XXI век е рязко повишен интерес към биоенергия. В някои страни (например, Бразилия) биогориво производство на електроенергия се е на видно място в енергийния баланс. В Съединените щати прие специална програма субсидия топка биогорива. Въпреки това, в момента се е увеличил драстично се съмнява за перспективите за развитие на това направление в енергетиката. От една страна, беше установено, че в производството на биогорива е много неефективно използване на природните ресурси като земя и вода; от друга - отстраняване на големи площи обработваема земя за производство на биогорива допринесе за удвояването на цената на зърнените храни. Всичко това в обозримо бъдеще прави много проблематично широко използване на биогорива в енергетиката.
1.2. Руска сила и своето място в света
Русия има значителни резерви от природен енергийни ресурси, което създава възможност за дългосрочен растеж на производството на електроенергия в съответствие с изискванията на икономиките нарастващото търсене на. всички основни видове енергийни ресурси на руската икономика (вж. фиг. 1.2.1).
Фиг. 1.2.1. Структурата на производството на първична енергия в руската икономика (изчисляване на Научноизследователския институт за RAS енергетиката по Росстат)
Структурата на разхода на гориво за превръщане в други форми на енергия в руската икономика (% от общото потребление)
Забележка. Източник - Росстат
През този период, има някои промени в структурата на генериране, от 73 до 66,6%, докато делът на производството на електроенергия в топлоелектрически централи, делът на ВЕЦ в крайна сметка достига предварително преобразуване ниво на 15,7%, и ядрената фракция се увеличава от 11.2 до 17.7%.
Характеризира се с по-горе изменения в структурата на производството и относителните цени в градовете. доведе до значително увеличение на електрически БВП.
В момента сред най-големите потребители на електроенергия - цветната металургия, гориво индустрия. металургическа промишленост. (. Фигура 1.2.3) Според Института за икономика в преход, приблизително 37% от консумираната от индустрията на отчетената електроенергия, металургичната промишленост и 33.0% - в комплекса на гориво и енергия. Съответно динамика и енергийна ефективност в тези две комплекси доминантно засяга същността на електрически капацитет на промишлеността и икономиката.
В глобалната икономика руската енергетика има уникални характеристики:
· Голямата единична площ решетка (8 часови пояси);
· На единица инсталирана мощност на Русия има най-голяма дължина на високоволтови електрически мрежи: 2.05 km / MW срещу 0.75-0.8 км / MW в САЩ и Европа.
Конфигурация на електрически мрежи и сътрудничество мощност на Единна енергийна система на Руската федерация в синхронен режим, позволява до голяма степен да се възползват от предимствата на най-ефективно използване на производствените мощности, нисък разход на гориво, и да се гарантира надеждността на доставките на електроенергия.
Забележка. Източник -IEA
С мощен гориво база и като полагащото му се място в света по отношение на инсталираната мощност и производство на електроенергия, руската икономика губи много от развитите страни по такъв важен показател като електрически БВП. За Русия тази цифра (раздел. 1.2.13) е 0,59 кВт. ч за долар от БВП при паритет на покупателната способност, което е значително по-ниска, отколкото в развитите икономики.
БВП електрически кВтч / БВП (ППС)
Потреблението на електроенергия на глава от населението, THS. KWh / година
Свързани статии