Лекция Развитие топливно-энергетического комплекса (тэк) страны

Лекция 10. Требования к ТЭС и АЭС и перспектива их развития
Основные требования
Тепловые и атомные электрические станции, их оборудование и технологические схемы должны удовлетворять ряду технических и экономических требований: надежное и бесперебойное энергоснабжение потребителей в соответствии с графиком нагрузок особенно важно для снабжения электроэнергией, т.к. производство и потребление ее осуществляется практически почти одновременно.
Электроэнергия не запасается и не хранится на складах. Ведутся работы по созданию накопителей электроэнергии. Показатели качества электроэнергии должны удовлетворять установленным нормам: обеспечение требований безопасности, нормальных условий труда персонала, охрана окружающей среды, включая требования противопожарной безопасности, радиационной безопасности, противоаварийной и биологической защиты.
Помещения ТЭС и АЭС должны иметь хорошее естественное освещение, аэрацию и вентиляцию. Должна обеспечиваться защита воздушного бассейна от загрязнений вредными выбросами путем улавливания твердых частиц, оксиды серы и азота и рассеивания их в верхних слоях атмосферы.
Источники водоснабжения защищают от попадания в них загрязняющих сточных вод. Должны осуществляться преимущественно безотходные технологические схемы водоподготовки, золоулавливания и др.
Экономические требования заключаются в снижении первоначальных затрат и эксплуатационных расходов. Такое снижение должно выполняться в результате рационального конструирования оборудования и проектирования ТЭС в целом, индустриализация строительства и монтажа. Одно из важнейших требований экономичности – снижение затрат на топливо.
Тепловая экономичность ТЭС должна быть, возможно, высокой, энергетические показатели ТЭС не должны уступать по своим значениям показателям лучших образцов отечественной и зарубежной энергетики.


Перспективы развития ТЭС и АЭС
В начале XXI века вопрос модернизации и развития энергетики России крайне обострился с учетом следующих факторов:

• 
  Износ оборудования электростанций, тепловых и электрических сетей к концу первого десятилетия мог превысить 50 %, а это означало, что к 2020 году износ мог достигнуть 90 %;
  
• 
  Технико-экономические характеристики производства и транспорта энергии изобилуют многочисленными очагами непроизводительных затрат первичных энергоресурсов;
  
• 
  Уровень оснащения объектов энергетики средствами автоматики, защит и информатики находится на уровне значительно более низком, чем на объектах энергетики стран Западной Европы и США;
  
• 
  Первичный энергоресурс на ТЭС России используется с КПД не превышающим 32 – 33 %, в отличие от стран, применяющих передовые технологии паросилового цикла с КПД до 50% и выше;
  
• 
  Уже в первом пятилетии XXI века по мере стабилизации экономики России стало очевидным, что энергетика из «локомотива» экономики может превратится в «полосу препятствий». К 2005 г. энергосистема Московского региона стала дефицитной;
  
• 
  Изыскание средств для модернизации и развития энергетической базы России в условиях рыночной экономики и реформирования энергетики, исходя из рыночных принципов.
  

В этих условиях были созданы несколько программ, однако их дополнения и «развитие» продолжаются.
Вот одна из программ созданных в конце прошлого века (табл. 6).

Таблица 6. Вводы мощностей электростанций, млн. кВт.

Электростанции	2001 – 2005 гг.	2006 – 2010 гг.	2011 – 2015 гг.	2016 – 2020 гг.
Всего: в том числе	11,5	48,6	95,5	77,4
ГЭС	1,0	3,5	3,3	2,2
АЭС	5,0	5,8	12,0	13,0
ТЭС	5,4	39,3	80,1	62,2
из них ТЭЦ	2,2	14,9	35,7	35,9
в т.ч. ПГУ + ГТУ	1,1	5,5	16,8	20,3

Таблица 7. Инвестиционные потребности электроэнергетики, млрд. долл.

Показатель	2001 – 2005 гг.	2006 – 2010 гг.	2011 – 2015 гг.	2016 – 2020 гг.
Общие капиталовложения, в том числе:	18,6	57,0	83,4	87,3
ГЭС, ГАЭС	3,0	6,9	5,8	6,8
АЭС	2,8	7,0	14,2	15,2
ТЭС	9,1	31,7	46,7	47,8
Электрические сети	3,7	11,4	16,7	17,5

Острота положения дел с энергоснабжением экономики России и социальной сферы по оценкам специалистов РАО «ЕЭС России» иллюстрируется появлением энергодефицитных регионов (в осеннее-зимний период максимума нагрузок потребления).

Так возникла энергопрограмма ГОЭЛРО-2. Следует заметить, что в различных источниках приводятся значительно отличные друг от друга показатели. Именно поэтому в предыдущих таблицах (табл. 6, табл. 7) нами приведены максимальные из опубликованных показателей. Очевидно, что этот «потолочный» уровень прогнозов может быть использован как ориентир.

В число основных направлений следует включить:

1. 
   Ориентация на создание ТЭС на твердом топливе. По мере приведения цен на природный газ к уровню мировых, ТЭС на твердом топливе будут экономически обоснованы. Современные методы сжигания угля (в циркулирующем кипящем слое), а далее угольные технологии комбинированного цикла с предварительной газификацией угля или его сжигание в котлах кипящего слоя под давлением позволяют сделать ТЭС на твердом топливе конкурентными на «рынке» ТЭС будущего.
   
2. 
   Применение «дорогого» природного газа на вновь сооружаемых ТЭС будет обосновано лишь при использовании установок комбинированного цикла, а также при создании мини-ТЭС на базе ГТУ и т.п.
   
3. 
   Техническое перевооружение существующих ТЭС из-за нарастающего физического и морального износа останется приоритетным направлением. Следует заметить, что при замене узлов и агрегатов появляется возможность внедрения совершенных технических решений, в том числе и в вопросах автоматизации и информатики.
   
4. 
   Развитие атомной энергетики в ближайшей перспективе связано с завершением строительства блоков высокой готовности, а также проведением работ по продлению срока службы АЭС на экономически оправданный период времени. В более отдаленной перспективе вводы мощностей на АЭС должны вестись путем замены демонтируемых блоков на энергоблоки нового поколения, отвечающие современным требованиям безопасности.
   

Будущее развитие атомной энергетики обусловлено решением ряда проблем, основными из которых является достижение полной безопасности действующих и новых АЭС, закрытие отработавших свой ресурс АЭС, обеспечение экономической конкурентоспособности атомной энергетики по сравнению с альтернативными энергетическими технологиями.

5. 
   Важным направлением в электроэнергетике для современных условий является развитие сети распределенных генерирующих мощностей путем строительства небольших электростанций, в первую очередь, ТЭЦ небольшой мощности с ПГУ и ГТУ