Теплоэнергетика является крупнейшим в стране производителем энергии. Основной тип электростанций в РФ – тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, газ, мазут, сланцы, торф). Основную роль играют мощные ГРЭС – государственные районные электростанции, обеспечивающие потребности эк-кого района и работающие в энергосистемах. На размещение тепловых электростанций оказывают основное влияние топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные ТЭС расположены в местах добычи топлива, чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать электроэнергию. Особенности: (-) - использует невозобновляемые топливные ресурсы, сравнительно низкий коэффициент полезного действия, вся теплоэнергетика экологически «грязное» производство; (+) - строительство менее затратное, могут размещаться практически повсеместно. Виды топлива: ведущий ресурс природный газ, уголь, нефтепродукты. В перспективе будет сокращение природного газа, увеличиваться будет доля угля, а также других энергетических ресурсов (урановых). 2 функции: теплоснабжение и энергоснабжение. Крупнейшие ТЭС размещены на востоке страны. Многие ТЭС наряду с пр-вом электроэнергии вырабатывают пар и горячую воду – это ТЭЦ. Они размещаются близко от потребителя. Водоемкие.
Крупными тепловыми электростанциями являются ГРЭС на углях Канско-Ачинского бассейна, Березовская ГРЭС-1 и ГРЭС-2. Сургутская ГРЭС-2, Уренгойская ГРЭС (работает на газе).
На базе Канско-Ачинского бассейна создается мощный территориально-производственный комплекс. Проект ТПК предполагал создание на территории около 10 тыс. км2 вокруг Красноярска 10 уникальных сверхмощных ГРЭС по 6,4 млн кВт. В настоящее время число запланированных ГРЭС уменьшено пока до 8 (по экологическим соображениям - выбросы в атмосферу, скопления золы в огромных количествах).
На данный момент начато сооружение только 1-й очереди ТПК. В 1989 г. был введен в эксплуатацию 1-й агрегат Березовской ГРЭС-1 мощностью 800 тыс. кВт и уже решен вопрос о строительстве ГРЭС-2 и ГРЭС-3 такой же мощности (на расстоянии всего 9 км друг от друга).
Преимущества тепловых электростанций по сравнению с другими типами электростанций заключаются в следующем: относительно свободное размещение, связанное с широким распространением топливных ресурсов в России; способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний (в отличие от ГРЭС).
К недостаткам относятся: использование невозобновимых топливных ресурсов; низкий КПД, крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду.
Тепловые электростанции всего мира выбрасывают в атмосферу ежегодно 200-250 млн т золы и около 60 млн т сернистого ангидрида; они поглощают огромное количество кислорода воздуха. К настоящему времени установлено, что и радиоактивная обстановка вокруг тепловых электростанций, работающих на угле, в среднем (в мире) в 100 раз выше, чем вблизи АЭС такой же мощности (так как обычный уголь в качестве микропримесей почти всегда содержит уран-238, торий-232 и радиоактивный изотоп углерода). ТЭС нашей страны в отличие от зарубежных до сих пор не оснащены сколь-либо эффективными системами очистки уходящих газов от оксидов серы и азота. Правда, ТЭС на природном газе существенно экологически чище угольных, мазутных и сланцевых, но огромный экологический вред наносит природе прокладка газопроводов, особенно в северных районах.
Несмотря на отмеченные недостатки, в ближайшей перспективе (до 2000 года) доля ТЭС в приросте производства электроэнергии должна составить 78-88% (так как прирост производства на АЭС в связи с повышением требований и их безопасности в лучшем случае будет весьма незначительным, сооружение ГЭС будет ограничиваться возведением плотин главным образом в условиях с минимальными площадями затопления).
Топливный баланс тепловых электростанций России характеризуется преобладанием газа и мазута. В ближайшей перспективе планируется увеличение доли газа в топливном балансе электростанций западных районов, в регионах со сложной экологической обстановкой, особенно в крупных городах. Тепловые электростанции восточных районов будут базироваться в основном на угле, прежде всего дешевом угле открытой добычи Канско-Ачинского бассейна.
ГРЭС мощностью более 2 млн кВт расположены в следующих экономических районах:
Центральный — Костромская, Рязанская, Конаковская;
Уральский — Рефтинская, Троицкая, Ириклинская;
Поволжский — Заинская;
Восточно-Сибирский — Назаровская;
Западно-Сибирский — Сургутские ГРЭС;
Северо-Кавказский — Ставропольская;
Северо-Западный — Киришская.
Развитие теплоэнергетики всегда играло одну из ведущих ролей в процессах становления народного хозяйства во многих странах мира. Теплоэнергетика сегодня является ведущей отраслью мировой энергетики. Переработка нефти дает около 39% от мирового потребления электроэнергии, угля — примерно 27%, газ — до 24%. Получается, что на долю теплоэнергетики приходится 90% от суммарно выработанного объема электростанций мира. В России используется комбинированное производство, и треть мощности тепловых электростанций приходится на теплоэлектроцентрали, обеспечивающие не только производство электроэнергии, но и участвующие в системах централизованного теплоснабжения. При этом тепловые электростанции составляют основу нашей электроэнергетики, вырабатывая до 70% электроэнергетики. Развитие теплоэнергетики в России является важной составляющей развития экономики в целом и неотъемлемым условием для возможности нормальной жизнедеятельности граждан в связи с климатическими особенностями страны.
Особо бурное развитие теплоэнергетики в нашей стране пришлось на времена Советского Союза, когда экономика глобальными темпами наращивала свой потенциал, и происходило активное внедрение передовых технологий. К сожалению, в настоящее время развитие теплоэнергетики не столь масштабно и к тому же существует ряд проблем, требующих решения.
В частности экспертами выделяется несколько основных проблем, оказывающих влияние на развитие теплоэнергетики:
? Износ фондов, по мнению специалистов, достигает 60%. Устарело не только оборудование, но и технологические процессы, что ведет к низкому КПД, потере тепла и многочисленным авариям и утечкам.
? Долговременное отсутствие стратегических проектов, направленных на развитие теплоэнергетики.
? Явная недостаточность нормативно-правовой базы в отрасли.
? Несовершенные технологии по тепло- и энергосбережению, приводящие к росту тарифов.
? На развитие теплоэнергетики влияет и кадровый вопрос. В стране не хватает грамотных специалистов технической квалификации, выпускники ВУЗов имеют лишь теоретические знания, совершенно не обладая практическими навыками.
Но все же в последние годы развитие теплоэнергетики имеет и положительные тенденции. Распоряжением Правительства РФ утверждена «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года», направленная на эффективное использование потенциала энергетической отрасли и природных энергетических ресурсов. Многие ведущие компании вносят свой вклад в развитие теплоэнергетики и осуществляют инвестиционные программы по модернизации объектов теплоэнергетики, рассчитывая снизить затраты по себестоимости.
Развитие теплоэнергетики можно наблюдать в реализации проектов по внедрению современных парогазовых энергоблоков, позволяющих увеличить КПД с 32% до 59%, что пока является рекордным показателем для нашей энергетической отрасли. Помимо ввода в эксплуатацию новых мощностей и реконструкции имеющихся ТЭС, особое внимание стало уделяться безопасности в данной отрасли, переходу на новые виды топлива, использованию нанотехнологий, а также проблемам экологической безопасности. В настоящее время уже внедряются технологии, позволяющие уменьшать выбросы вредных веществ в атмосферу и использовать их для дальнейшей переработки.
Сегодня наблюдается активное развитие теплоэнергетики во всем мире. Инновационные программы направлены на более эффективное использование энергетических ресурсов, что способствует развитию экономики, повышению качества жизни населения и укреплению внешнеэкономических позиций.
В нашей стране производится и потребляется огромное количество электроэнергии. Она почти полностью вырабатывается тремя основными типами электростанций: тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.
Размещение предприятий электроэнергетики зависит от двух факторов: топливных энергетических ресурсов и потребителей. По степени обеспеченности топливно-энергетическими ресурсами районы России можно подразделить на 3 группы:
1) наиболее высокая - Дальневосточный, Восточно-Сибирский, Западно-Сибирский;
2) относительно высокая - Северный, Северо-Кавказский;
3) низкая - Северо-Западный, Центральный, Центрально-Черноземный, Поволжский, Уральский.
Энергетические ресурсы на территории России расположены крайне неравномерно. Основные их запасы сконцентрированы в Сибири и на Дальнем Востоке (около 93% угля, 60% природного газа, 80% гидроэнергоресурсов) [17, с.145], а большая часть потребителей электроэнергии - в европейской части страны.
Расположение топливно-энергетических ресурсов не совпадает с размещением населения, производством и потреблением электроэнергии. Подавляющая часть произведенной электроэнергии расходуется в европейской части России. По производству электроэнергии среди экономических районов к концу 1990-х гг. выделялись Центральный, а по потреблению - Уральский. В числе электродефицитных районов: Уральский, Северный, Центрально-Черноземный, Волго-Вятский.
Специализируются на производстве электроэнергетики Восточно-Сибирский, Западно-Сибирский и Поволжский экономические районы, производящие более 40% всей электроэнергии. (таблица 3)
В производстве электроэнергии в России на теплоэлектростанции приходится около 70% электроэнергии, на ГЭС - 18%, на АЭС - 12 % [13, c.256], а электростанции, использующие альтернативные источники пока не получили в России широкого распространения.
Значение АЭС особенно велико в западных районах России, значение ТЭС - в срединных, значение ГЭС - в Сибири и на Дальнем Востоке. Это обусловлено факторами, влияющими на размещение электростанций, а также экономическими и социальными факторами.Основной тип электроэнергетики в России - тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, газ, мазут, сланцы, торф). На их долю приходится 70% производства электроэнергии. [13, c.234] На размещение тепловых электростанций основное влияние оказывают топливный и потребительский факторы. Потребительскую ориентацию имеют электростанции, использующие высококалорийное топливо, которое экономически выгодно транспортировать. Электростанции, работающие на мазуте, располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности.
Наиболее мощные ТЭС расположены, как правило, в местах добычи топлива (чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать энергию). ТЭС строятся с относительно небольшими затратами и быстро как возле месторождений топливных ресурсов, так и возле крупных центров потребления энергии. Но они требуют для своего обслуживания значительного количества персонала, довольно плохо регулируются, в больших масштабах сжигают исчерпаемые и невозобновляемые виды минерального топлива - уголь, газ, мазут, торф, сланцы. Коэффициент использования топлива в них довольно низок (не более 40%), а объемы отходов, загрязняющих окружающую среду, очень велики. Тепловые электростанции отличаются надежностью, отработанностью процесса. Важным принципом современного развития и размещения тепловых электростанций является изменение топливного баланса в пользу большего использования газа, а все в меньшей степени будет использоваться в качестве котельно-печного топлива нефть (из-за сравнительно невеликих запасов и дороговизны) и уголь (дорогая транспортировка и значительные загрязняющие качества).
Преимущества тепловых электростанций по сравнению с другими типами электростанций - в относительно свободном размещении, связанном с широким распространением топливных ресурсов в России; способности вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний (в отличие от ГЭС). К недостаткам ТЭС можно отнести использование невозобновляемых ресурсов, низкий КПД (у обычной ТЭС - 37-39 %, у ТЭЦ-70%) [9, c.34], также ТЭС являются загрязнителями атмосферного воздуха (выбрасывают в атмосферу золу, сернистый альдегид, оксиды серы и азота и др.), поглощают огромное количество кислорода и обостряют радиационную обстановку (в частности ТЭС, работающие на угле).
Конденсационные электростанции тяготеют одновременно к источникам топлива и к местам потребления электроэнергии, имеют самое широкое распространение. Насчитывается более 70 КЭС мощностью свыше 1 млн кВт, среди которых крупнейшие (свыше 2 млн кВт) ГРЭС. [9, c.56]
Основную роль играют мощные ГРЭС, обеспечивающие потребности экономического района и работающие в энергосистемах.
Первая ГРЭС "Электропередача", сегодняшняя ГРЭС-3, сооружена под Москвой в г. Электрогорске в 1912-1914 гг., мощностью 15 МВт, работающая на торфе. В 1920-х планом ГОЭЛРО предусматривалось строительство нескольких тепловых электростанций, среди которых наиболее известна Шатурская ГРЭС. [9, c.56]
В европейской части ГРЭС работают в основном на газе и мазуте, а в азиатской - на угле. Крупные ГРЭС размещаются, как правило, в районах добычи топлива и их мощность превышает 2 млн. кВт каждой. Анализ размещения тепловых электростанций на карте показывает, что в европейской части страны основными ареалами ГРЭС являются наиболее мощные индустриальные экономические районы:
· Центральный район, в котором преимущественно на привозном газе и мазуте (последний получают из западносибирской нефти на своих нефтеперерабатывающих заводах) работают такие ГРЭС, как Конаковская и Костромская, мощностью более 3 млн. кВт каждая [17, c.78];
· Уральский район, в котором на местных и привозных углях, мазуте, газа работают Рефтинская, Троицкая, Ириклинская, Пермская ГРЭС, мощностью от 2,4 до 3,8 млн. кВт.;
· Поволжье - Заинская ГРЭС;
· Северо-Западный район, где на привозном сырье работают значительное количество ГРЭС;
В восточных районах страны крупными тепловыми электростанциями являются ГРЭС на углях Канско-Ачинского бассейна: Назаровская, Березовская ГРЭС-1 и ГРЭС-2, Сургутская, Нижневартовская и Уренгойская ГРЭС. В Дальневосточном районе на местных видах топлива работают крупные Нерюнгринская, Гусиноозерская и Харанорская ГРЭС. (таблица 4)
В общероссийских масштабах наиболее крупными (мощностью более 3,5 млн кВт) являются Сургутская (в Ханты-Мансийском АО), Рефтинская (в Свердловской области) и Костромская ГРЭС. Более 2 млн кВт имеют также ГРЭС Киришская около Санкт-Петербурга, Рязанская, Новочеркасская и Ставропольская на Северном Кавказе, Заинская в Поволжье, Пермская, Троицкая и Ириклинская на Урале, Нижневартовская в Западной Сибири и Березовская в Восточной Сибири. [18, c.67] Они обеспечивают электроэнергией большинство районов страны.
В последнее время появились принципиально новые установки на ТЭС:
· газотурбинные (ГТ) установки, в которых вместо паровых применяются газовые турбины, что снимает проблему водоснабжения (на Краснодарской и Шатурской ГРЭС);
· парогазотурбинные (ПГУ), где тепло отработавших газов используется для подогрева воды и получения пара низкого давления (на Невинномысской и Кармановской ГРЭС);
· магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы), которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию (на ТЭЦ-21 Мосэнерго и Рязанской ГРЭС).
К тепловым электростанциям относятся также и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), обеспечивающие теплом предприятия и жильё, с одновременным производством электроэнергии. На ТЭЦ максимальный высокий коэффициент полезного действия (кпд) использования топлива. ТЭЦ размещаются в пунктах потребления пара и горячей воды, поскольку радиус передачи тепла невелик (10-12 км). Создание ТЭЦ возможно только вблизи потребительского тепла - в городах, в поселках при больших заводах и фабриках. В настоящее время на ТЭЦ приходится около 1/3 мощности всех паровых турбин. [13, c.67] Появились крупные ТЭЦ мощностью более 1 млн. кВт, такие как ТЭЦ-21, ТЭЦ-22 и ТЭЦ-23 Мосэнерго и Нижнекаменская ТЭЦ. Самый мощный узел ТЭЦ расположен в Москве и её окрестностях.
С начала 90-х топливно-энергетический комплекс подвержен кризисным явлениям. В отдельных районах наблюдается дефицит электроэнергии. Возросли требования охраны окружающей среды. России нужна новая энергетическая политика, которая была бы достаточно гибкой. Необходимо привести в соответствие с мировыми ценами стоимости энергоносителей, акционировать предприятия топливно-энергетического комплекса с привлечением денежных средств населения, отечественных коммерческих структур и иностранных инвесторов.
Обязательно должна быть сохранена целостность электроэнергетического комплекса и ЕЭС России. Важна поддержка независимых производителей энергоносителей, ориентированных на использование возобновляемых или местных энергетических ресурсов.
Энергосберегающая политика подразумевает коренное совершенствование структуры энергопотребления, экономию топлива и энергии во всех отраслях народного хозяйства и переход на энергосберегающие технологии.
В перспективе возможно снижение доли мазута в топливном балансе электростанций благодаря строительству атомных электростанций и ТЭС, работающих на углях открытой добычи (Канско-Ачинских). Увеличение значения природного газа благоприятно отразится на экологической обстановке. Освоение гидроэнергоресурсов восточных районов России и строительство там крупных ГЭС; увеличение доли АЭС в структуре энергетики европейской части и повышение их надежности; сооружение
ГАЭС на малых реках, а также ПГУ, ГТ и МГД - генераторов в регионах с напряженным энергетическим балансом может решить проблему дефицита и неравномерного распределения электроэнергии.
Также новая энергетическая программа должна учитывать возможности использования нетрадиционных ресурсов и вторичных источников энергии.
В условиях рыночной экономики управление функционированием и развитием электроэнергетики должно строиться с учетом особенностей отрасли.
Для эффективной работы электроэнергетики необходимо обеспечить оптимальный баланс межотраслевых (народнохозяйственных), системных и корпоративных требований, в полной мере отражающих интересы двух основных сторон, вовлеченных в процесс управления: государства и бизнеса (в широком смысле этого слова, включая менеджмент энергокомпаний, их собственников, а также прочих частных инвесторов). При этом необходимо учитывать значительные различия между требованиями государства и бизнеса к управлению функционированием и развитием отрасли, которые предполагают разные подходы к организации и перспективной деятельности в электроэнергетике.
Основным требованием государства к функционированию электроэнергетики является надежность энергоснабжения экономики, которая в значительной степени зависит от управляемости технологических процессов производства и передачи электроэнергии, обеспечения баланса производства и потребления в каждый момент времени на каждом участке сети. Исходя из этого, контроль за системами диспетчеризации, транспорта и распределения электроэнергии является приоритетным для обеспечения государственных интересов в рамках оперативно-хозяйственной деятельности.
Основным критерием оперативно-хозяйственной деятельности с точки зрения бизнеса является максимизация коммерческого эффекта, прибыли и доходности собственных генерирующих и транспортных активов. В то же время внешнее (государственное) регулирование рынка, как правило, создает жесткие ограничения на прибыльность компаний. Поэтому интересы бизнеса в электроэнергетике естественным образом ориентированы на ту часть оперативно- хозяйственной деятельности, в которой принципиально возможно сокращение государственного регулирования экономических процессов. Прежде всего, это относится к секторам генерации и сбыта электроэнергии, которые не являются естественными монополиями, и их функционирование может быть организовано на де регулированной, конкурентной основе.
Перспективная деятельность в электроэнергетике ориентирована на решение стратегических задач развития производственной базы отрасли, модернизации существующих и создания новых фондов (генерирующих и транспортных мощностей) в соответствии с тенденциями спроса на электроэнергию и тепло.
Основными составляющими перспективной деятельности являются: формирование правильных инвестиционных приоритетов на основе прогнозирования отрасли и отбор инвестиционных проектов, организация и управление инвестиционным процессом, включающие в себя аккумулирование необходимых инвестиционных ресурсов, их распределение по объектам капитальных вложений, контроль эффективного использования средств при сооружении объектов и эффективную реализацию созданных производственных фондов.
Основным требованием, определяющим развитие отрасли, является обеспечение стратегической устойчивости электроснабжения, то есть гарантированное в долгосрочной перспективе надежное и эффективное удовлетворение растущего потребительского спроса. Это условие составляет основу государственной энергетической политики, и, таким образом, усиливает степень влияния государства в управлении развитием электроэнергетики.
Задача обеспечения устойчивого баланса между требованиями государства и бизнеса является центральной в процессе рыночного реформирования электроэнергетики.
Либерализация оперативно-хозяйственной деятельности в секторе производства электроэнергии неизбежно отразится и на условиях организации перспективной деятельности по развитию генерирующих мощностей, которая также будет в значительной мере переориентирована на обеспечение долгосрочных интересов бизнеса:
1) Рост числа хозяйственно самостоятельных поставщиков электроэнергии;
2) Необходимость масштабного привлечения частных инвестиций и соответствующее усиление позиций частного капитала в управлении генерирующими компаниями.
Для реализации государственных интересов в перспективной деятельности потребуется создание нового специального органа (Инвестиционного Оператора), на который будут возложены функции системного управления инвестиционным процессом. Безусловным требованием является обеспечение полного государственного контроля за деятельностью Инвестиционного Оператора (ИО).
Переход к новой системе финансирования инвестиций, особенно на начальных этапах становления конкурентного рынка, будет сопровождаться появлением целого ряда рисков, которые могут создать серьезные препятствия для стабильного и достаточного самостоятельного финансирования программы развития генерирующих мощностей. Поэтому еще одной задачей Инвестиционного Оператора в период реформирования станет управление данными рисками, прежде всего, за счет страховой поддержки проектов, включенных в корпоративные бизнес-планы, в случае недостаточности собственных инвестиционных ресурсов компаний.