Перспектива развития электроэнергетики Украины

Министерство науки и образования, молодежи и спорта Украины

Национальный технический университет

“Харьковский политехнический институт” 
 
 
 

      На  тему: “ Перспектива развития электроэнергетики Украины ” 
 
 
 

      Выполнил

      Студент группы Э-61

      Бутко А.А.

      Проверил

      Владимиров  Ю.В. 

      Харьков 2011

      Вступление

      Электоэнергетика является составляющей частью энергетического комплекса Украины. Она влияет не только на развитие народного хозяйства, но и на территориальную организацию производственных сил. Строительство мощных линий электропередач дает возможность осваивать топливные ресурсы независимо от отдаленности районов потребления. Достаточное количество электроэнергии притягивает к себе предприятия и производства, в которых доля топливно-энергетических затрат в себестоимости готовой продукции значительно больше по сравнению с традиционными отраслями промышленности. Электроэнергетика имеет большое значение для специализации районов. В ряде районов Украины (Донбасс, Приднепровье) она определяет их производственную специализацию, является основой формирования территориально-производственных комплексов. Электроэнергетика – капиталоемкая составляющая топливно-энергетического комплекса какой-либо страны, его базовая отрасль. Ей отводится ведущая роль в развитии научно-технического прогресса.

      1.Факторы размещения электроэнергетики в Украине

      В развитии и размещении электроэнергетики  в Украине определяющими являются такие принципы: концентрация производства электроэнергии вследствие строительства  больших районных электростанций, которые  используют дешевое топливо и  гидроэнергоресурсы; комбинирование производства электроэнергии и тепла с целью теплоснабжения городов и индустриальных центров; широкое освоение гидроэнергоресурсов с учетом комплексного решения задач электроэнергетики, транспорта, водоснабжения, ирригации и рыбной промышленности; опережающее развитие атомной энергетики, особенно в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом.

      Размещение  электроэнергетики зависит в  основном от двух факторов: наличия  топливно-энергетических ресурсов и  потребителей электроэнергии. Сейчас почти треть электроэнергии производится в районах потребления и больше 2/3 потребляется в районах ее производства. Пока что место строительства  ДРЕС выбирают на основании сравнения  экономических показателей транспортировки  топлива и электроэнергии с учетом экологической обстановки. Технический  прогресс может резко изменить географию  электростанций. Если ученые создадут высокоэффективные методы транспортировки  электроэнергии на большие расстояния, то строительство ДРЕС буде происходить  в большинстве случаев в восточных  районах Украины.

      Электроэнергия  производится по большей части за счет не возобновляемых источников –  угля, нефти, природного газа. Возобновляемым источником энергии является гидроэнергетика.

      2.Виды  электростанций в  Украине

      Все электростанции Украины разделяют  на четыре вида. В основу разделения входит используемый ресурс:

• тепловые электростанции, которые работают на твердом, жидком и газообразном топливе. Их разделяют на конденсатные и теплоэлектроцентрали;
• гидравлические, которые используют соответствующие гидроресурсы и разделяются на гидроэлектростанции, гидростимулирующие и приливные;
• атомные, которые используют обогащенный уран или другие радиоактивные элементы;
• электростанции, которые используют нетрадиционные источники энергии. Среди них самыми перспективными являются ветровые, солнечные.

       Диаграмма 1. Мощность электростанций Украины –1999г (млн кВт)

      1. ТЭС; 2. АЭС; 3. ГЭС¹

      ¹  Д. Толмачев «Роль и перспектива отдельных энергоносителей в энергетики Украины» // «Экономист» №7-8, 2000г. стр.38

      Самыми  распространенными в Украине  являются тепловые электростанции, которые  по характеру обслуживания потребителей являются районными (ДРЭС). Они производят почти 2/3 всей электрической энергии. За последние 30 лет мощность тепловых станций выросла в 5 раз. Доля угля с структуре топлива, которое используется ТЭС, - велика. Преимуществом ТЕС является относительно произвольное размещение, стоимость капиталовложений вдвое меньше по сравнению с ГЭС.

      Самыми  большими ДРЭС в Украине  являются Углегорская, Старобешевская, Кураховская,

      Словянская (Донецкая обл.), Кривоозерская-2, Приднепровская (Днепропетровская обл.), Бурштынская (Ивано-Франковская обл.), Запорожская, Ладыжынская (Винницкая обл.), Трипольская (Киевская обл.) и др.

      Далее по значимости идут теплоэлектроцентрали. Их строят возле потребителя, поскольку  радиус транспортировки тепла небольшой (10-12 км), зато коэффициент полезного использования тепла составляет почти 70%, тогда как на ТЭС – только 30-35%. Теплоэлектроцентрали обогревают свыше 25 городов Украины. Самая большая из них – Киевская ТЭЦ-5 (700 тис квт.), Дарницкая  (Киев) ,  Киевская ТЭЦ-6, Харьковская ТЕЦ-5, Одесская, Калужская, Краматорская и др.

      Атомная энергетика стала отдельной отраслью энергетики после второй мировой  войны. Сегодня она играет важную роль в электроэнергетике. Атомные  электростанции используют транспортабельное  топливо – уран. Их располагают  независимо от топливно-энергетического  фактора и ориентируются на потребителей в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом. Поскольку атомные электростанции очень водоемкие, их сооружают возле  водных источников. К наибольшим экспортерам  урановых концентратов принадлежат  Канада, Австралия, ЮАР, Бразилия, США.

      Атомные электростанции по характеру используемого  топлива не связаны с месторождениями  его добычи, что обеспечивает широкий  маневр их размещения. АЭС  ориентированны на потребителей, особенно на районы с ограниченными ресурсами топлива и гидроэнергии.

      В Украине работают несколько мощных атомных электростанций – Запорожская, Южноукраинская, Ровненская, Хмельницкая, Чернобыльская. Под натиском общественности было остановлено строительство Крымской, Чигиринской, Харьковской АЭС и Одесской атомной ТЭЦ.

      Гидроэлектростанции являются одним из самых эффективных  источников электроэнергии. Преимущества ГЭС состоят в том, что они  производят электроэнергию, которая  в 5-6 раз дешевле, чем на ДРЭС, а  персонала, их обслуживающего в 15-20 раз  меньше, чем на АЭС. Коэффициент полезного  действия ГЭС составляет свыше 80%. Однако, их размещение полностью зависит  от природных условий, а производство электроэнергии носит сезонный характер. Строительство ГЭС на равнинных  реках Украины приносит значительные материальные убытки, поскольку требует  затопления больших территорий, которые  используются под водохранилища. Пока что гидроэнергетика занимает незначительное место в энергетике Украины –  почти 9% мощностей и 4% производства электроэнергии.

      Основные  электростанции расположены на Днепре. Это – Днепрогес, Кременчугская, Каховская, Днепродзержинская, Каневская, Киевская. На Днестре построена Днестровская ГЭС – ГАЭС, в Закарпатской области – Требле-Рицкая ГЭС. Кроме них, на маленьких речках действуют около сотни электростанций небольшой мощности, большинство из них принадлежат к государственной энергосистеме.

      Специфическую роль играют гидроаккумуляторные электростанции (ГАЭС): Киевская, Днестровская и Запорожская (Днепрогес-2). С их помощью можно успешно разрешать проблему обеспечения потребителей электроэнергией в пиковые часы. Действуя по принципу перемещения одного объема воды между двумя бассейнами, расположенными на разных уровнях высоты, ГАЭС работают как помпы.

      3.Тенденции развития электроэнергетики

      Самая важная тенденция в развитии электроэнергетики -  объединение электростанций в  энергосистемы, которые осуществляют производство, транспортировку и  распределение электроэнергии между  потребителями. Создание энергосистем определяется необходимостью обеспечения  ритмичного обеспечения потребителей электроэнергией, производство и потребление  которой имеет не только сезонные, но и суточные колебания. Энергосистемы  дают возможность маневрировать  производством электроэнергии как во времени, так и в пространстве. Несовпадение пиковых нагрузок в отдельных частях энергосистем позволяет при необходимости перебрасывать электроэнергию во встречных направлениях с запада на восток и с юга на север. При транспортировке электроэнергии на значительное расстояние ее потери неминуемы, и они увеличиваются при увеличении расстояния, зато могут уменьшаться при увеличении напряжения передачи. Так, строительство высоковольтных линий – вопрос очень актуальный.

      В Украине существует объединённая энергосистема, к которой принадлежат все  большие электростанции: Донбасская, Днепровская, Харьковская, Киевская, Крымская, Львовская, Винницкая и Одесская. Объединённая энергосистема связана  с энергосистемой «Мир», а также  с энергосистемами соседними  с Украиной государств.

      В 1995 г. производство электроэнергии в  Украине составило 194,0 млрд. кВт.час.

      Важной  народнохозяйственной проблемой в  топливно-энергитическом комплексе является преодоление нехватки так называемых регуляционных мощностей, которая приводит к отключению в час «пик» ряда предприятий, а также, к значительным потерям, что стало характерным для осенне-зимнего периода 1994-1995 гг. Чтобы предотвратить это, необходимо наращивать мощности базовых тепловых электростанций.

      Например, стоимость топлива, использованного  для производства электроэнергии в 1992 г. в Украине, составляла, млн. дол. США: угля – 734, мазута – 693. Урана – 140, газа – 2424. Стоимость топлива  на производство 1 кВт.час  электроэнергии составила, дол. США: угля – 0,012, мазута – 0,018, нефти – 0,026, урана – 0,18, газа – 0,32.

      Нерентабельность  производства электроэнергии в Украине (т.е. отношение себестоимости электроэнергии, изготовленной с этого энергоисточника в Украине, к её мировой себестоимости) составляет, %: угля – 58, газа – 155, мазута – 95 – 125, урана –89, воды – 24. Что касается электростанций, которые работают на угле, то они очень рентабельные – себестоимость их 1 кВт.час элекроэнергии составляет 58% мировой себестоимости. Причиной этого является невыполнение ТЭС экологических требований и загрязнение окружающей среды.

      Производство  электроэнергии с газа является крайне невыгодным и нерентабельным, поэтому  целесообразно перевести электростанции, работающие с угля, на производство электроэнергии с угля. Вместе с  тем, если газ использовать в парогазовых  установках (ПГУ), которые в настоящее  время имеют КПД на уровне 50 – 52%, то себестоимость 1 кВт.час электроэнергии, произведённой на газовом топливе, значительно снизится. Если учесть экологические аспекты ПГУ, то рентабельность газовых ТЭС очень приблизится к угольным.

      В этом случае не следует предоставлять  полный приоритет развитию угольных и угольно-газовых электростанций с ПГУ. На первых этапах следует ориентироваться  на газовой ТЭС с ПГУ. При условии  конверсии машиностроение Украины  сможет обеспечить в кратчайшие сроки  производство и внедрение в электроэнергетику  современных ПГУ, способных успешно конкурировать на мировом рынке.

      В стратегии развития энергетики необходимо также определить место энергоустановок  с неизотермическими процессами выпаривания и конденсации, которые  исследуются и производятся в  Украине. Эти энергоустановки реализуют  принципиально новую технологию превращения тепла в работу, которая  не имеет аналогов в мировой науке  и практике. КПД энергоустановок  с неизотермическими процессами выпаривания и конденсации составляет 59 – 60%. Благодаря этому себестоимость  газовых электростанций сравнивается с угольными, даже по стоимости горючего. Если принять во внимание другие преимущества данных энергоустановок, то газовые  ТЭС даже превышают угольные по своей  рентабельности.