§ 19. ТЭК: электроэнергетика

Вспомните: 1. Какие реки России являются наиболее полноводными? 2. В какой части страны они расположены?

Особенности отрасли. Электроэнергетика объединяет процессы выработки и передачи электроэнергии. Продукция этой отрасли весьма специфическая — электрическая энергия. Специфика состоит в том, что её почти невозможно накапливать. Следовательно, произведённую электроэнергию нужно сразу же направлять потребителям. Поэтому-то в состав отрасли входят не только сотни электростанций, но и десятки тысяч километров линий электропередачи.

Работа современного предприятия любой отрасли хозяйства невозможна без электричества. Уровень обеспеченности страны электроэнергией определяет степень развития её экономики. Причём электроэнергетика способна воздействовать и на размещение производства, и на набор отраслей в том или ином районе.

В России ежегодно вырабатывается более 900 млрд кВт • ч электроэнергии. Страна занимает четвёртое место в мире по выработке электроэнергии, уступая только США, Японии и Китаю.

Типы электростанций. Основная часть электроэнергии в стране производится на тепловых, гидравлических и атомных электростанциях (рис. 54).

Рис. 54. Типы электростанций

65% вырабатываемой в стране электроэнергии дают тепловые электростанции (ТЭС).

Конструкция ТЭС довольно проста. Это паровой котёл, из которого пар под огромным давлением поступает к турбине. Струя пара вращает турбину, и это вращение преобразовывается в электроэнергию. На самом деле всё, конечно, сложнее, но основной принцип именно таков.

Почему тепловая энергетика лидирует в выработке электроэнергии в России? Связано это с высокой обеспеченностью страны топливными ресурсами и техническими условиями создания ТЭС (табл. 8).

Таблица 8. Плюсы и минусы создания электростанций разных типов

Типы электростанций	Плюсы	Минусы
ТЭС	Простота конструкции, невысокая стоимость строительства. Свободное размещение	Зависимость от поставок большого количества топлива. Использование невозобновимых топливных ресурсов. Экологически грязное производство
ГЭС	Самая дешёвая электроэнергия	Очень сложное и дорогое строительство. Привязанность к рекам. Тяжёлые экологические последствия для рек
АЭС	Относительно дешёвое строительство. Дешёвая электроэнергия. Свободное размещение. Экологически чистое производство	Потенциальная опасность. Негативное отношение населения к их строительству

Самые мощные из тепловых электростанций называются государственными районными электростанциями (ГРЭС). Мощность каждой из таких станций часто превышает 2 млн кВт. ГРЭС обычно строят в районах наибольшего потребления электроэнергии (Центральный, Уральский и Северо-Западный экономические районы), а также рядом с местами добычи дешёвого топлива (в основном на востоке страны). Сургутская, Костромская и Рефтинская ГРЭС являются наиболее крупными тепловыми электростанциями нашей страны.

Особый вид тепловых электростанций — это теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые производят не только электроэнергию, но и тепло (нагретый пар, горячую воду). В отличие от ТЭС теплоэлектроцентрали можно размещать только рядом с населёнными пунктами, так как расстояние, на которое можно подавать нагретый пар и горячую воду по трубам, невелико — максимум 20 км.

Гидравлические электростанции (ГЭС) используют энергию падающей воды. Их работа основана на использовании практически неисчерпаемого источника энергии.

Рис. 55. Плотина ГЭС

Строительство ГЭС — дело непростое. Необходимо перекрыть русло реки плотиной. За счёт этого создаётся перепад высот (рис. 55). По специальным каналам внутри плотины вода устремляется вниз и вращает турбину. Конечно, плотина — важнейший, но не единственный элемент ГЭС; при ней создаётся целый гидроузел (рис. 56). В результате строительство ГЭС занимает много времени и требует огромных средств. Но зато после постройки эксплуатация ГЭС больших затрат не требует. Ведь ГЭС использует бесплатную энергию реки, а её работой управляет смена, состоящая всего из нескольких операторов. В результате оказывается, что производимая ГЭС электроэнергия примерно в 5—6 раз дешевле той, что вырабатывается на тепловых электростанциях.

Рис. 56. Гидроузел

Запасы гидроэнергоресурсов неравномерно распределены по территории России. Более ²/₃ этих ресурсов находится в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Многоводность сибирских рек, наличие скальных оснований позволяют возводить здесь высокие плотины и строить мощные ГЭС. Самая мощная в стране электростанция — Саяно-Шушенская ГЭС (6,4 млн кВт) — построена в верхнем течении Енисея. Она входит в число крупнейших ГЭС мира.

Чтобы максимально использовать энергию реки, на ней часто строят не одиночную электростанцию, а каскад ГЭС. Каскад — это группа ГЭС, расположенных по течению водного потока для последовательного использования энергии реки. Крупнейшие каскады созданы на Енисее и его притоке Ангаре, а также на Волге и Каме. Один только Ангаро-Енисейский каскад даёт половину электроэнергии, производимой ГЭС в нашей стране. Волго-Камский каскад вырабатывает 25% этой энергии.

Строительство многочисленных гидроэлектростанций на равнинных реках наряду с очевидными плюсами (выработка дешёвой электроэнергии, улучшение условий судоходства и орошения в сельском хозяйстве) имело и отрицательные последствия. Главное из них заключается в том, что водохранилища, формирующиеся при строительстве плотин ГЭС, затапливают ценные сельскохозяйственные земли. Под водой оказалось и множество населённых пунктов, стоявших на берегах рек. Кроме того, это строительство привело к ухудшению экологической обстановки. Так, до строительства ГЭС на Волге её полный водообмен на участке от Рыбинска до Волгограда происходил за 50 суток, а теперь длится 450—500 суток. В «полустоячей» Волге, перекрытой плотинами, очень медленно идут процессы самоочищения воды, а ведь в волжский бассейн поступает почти 40% всех загрязнённых сточных вод страны.

Атомные электростанции (АЭС) появились в мировой энергетике сравнительно недавно. Первая атомная станция на планете была построена в СССР в 1954 г.

По своему устройству АЭС напоминают, как это ни странно, тепловые станции. В их конструкцию также входят паровой котёл, турбина. Вот только высокая температура в котле создаётся не в результате сжигания топлива, а благодаря управляемой ядерной реакции, происходящей в специальных атомных реакторах.

Для работы АЭС в течение года требуется всего несколько килограммов ядерного топлива. В отличие от тепловых электростанций, АЭС не дают выбросов в атмосферу, ведь на них ничего не горит. Поэтому можно считать АЭС экологически чистыми предприятиями, но это, конечно, при нормальной безаварийной работе. Авария же на атомной электростанции может обернуться страшной трагедией для населения значительных территорий.

Доля АЭС в выработке электроэнергии страны составляет около 15%. Крупнейшие АЭС в основном расположены в районах, где отсутствуют полноводные реки и значительные запасы топлива.

Во всём мире возрастает интерес к электростанциям, использующим неисчерпаемые источники энергии. Такие источники называют альтернативными. Есть они и в нашей стране. На Камчатке построена геотермальная электростанция (ГеоТЭС), использующая внутреннее тепло Земли, а на побережье Белого моря действует приливная электростанция (ПЭС), использующая энергию морских приливов.

Единая энергетическая система. Многочисленные тепловые, атомные и гидроэлектростанции России объединены линиями высоковольтных электропередач в Единую энергетическую систему (ЕЭС). ЕЭС России — крупнейшая в мире энергосистема. Она была создана в период существования СССР, поэтому связана линиями электропередачи с энергосистемами Казахстана, Украины, Белоруссии, Армении, Грузии и Азербайджана. В настоящее время ЕЭС бывшего СССР превратилась в межгосударственную.

Роль ЕЭС очень велика, ведь наша страна расположена во многих часовых поясах. Поэтому потребность в энергии в разных частях страны различна. Единая система даёт возможность перебрасывать электроэнергию из одного района в другой в зависимости от пика её потребления в том или ином районе.

ПОВТОРИМ ГЛАВНОЕ

• 1. Электроэнергетика объединяет процессы выработки и передачи электроэнергии. По выработке электроэнергии Россия занимает четвёртое место в мире, уступая только США, Японии и Китаю.
• 2. Существуют три основных типа электростанций: тепловые (ТЭС), гидравлические (ГЭС) и атомные (АЭС). В России ТЭС дают 65% электроэнергии.
• 3. Наиболее мощными электростанциями являются гидравлические. Самая крупная в стране электростанция — Саяно-Шушенская ГЭС, построенная на Енисее.
• 4. Первая в мире атомная станция была построена в СССР. Сейчас АЭС вырабатывают 15% электроэнергии страны.
• 5. Электростанции страны объединены в Единую энергетическую систему (ЕЭС), которая позволяет в зависимости от потребностей перебрасывать электроэнергию из одного района в другой.

ПРОВЕРИМ ЗНАНИЯ

1. Какие процессы объединяет электроэнергетика? 2. Назовите основные типы электростанций. 3. Какое место в мире по выработке электроэнергии занимает Россия? 4. Какая электростанция самая мощная в нашей стране?

А ТЕПЕРЬ БОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чём преимущества и недостатки гидравлических электростанций по сравнению с тепловыми? 2. Каковы плюсы и минусы атомных электростанций? 3. В чём выгоды строительства каскадов ГЭС?

ПОРАБОТАЕМ С КАРТОЙ

1. Пользуясь картами атласа, назовите электростанции, входящие в состав Волго-Камского и Ангаро-Енисейского каскадов ГЭС. 2. Какая атомная электростанция работает в Поволжье? 3. В каких экономических районах нет атомных электростанций?