ԱԷԿ-ի զարգացում: CHP- ի զարգացումը ժամանակակից ռուսական պայմաններում: Էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության զարգացման հեռանկարները

Չնայած վերջին տասնամյակների ընթացքում ոչ ավանդական էներգետիկ արդյունաբերության արագ զարգացմանը, աշխարհի էլեկտրաէներգիայի մեծ մասը դեռ արտադրվում է thermalԷԿ-երից: Միևնույն ժամանակ, ամեն տարի էլեկտրաէներգիայի աճող պահանջարկը խթանող ազդեցություն ունի ջերմային էներգիայի զարգացման վրա: Էլեկտրաէներգիայի ինժեներներն ամբողջ աշխարհում աշխատում են ջերմային էլեկտրակայանների բարելավման, դրանց հուսալիության, շրջակա միջավայրի անվտանգության և արդյունավետության բարձրացման ուղղությամբ:

HEերմային էներգիայի ինժեներիայի խնդիրներ

Rmերմային էներգիան էներգետիկ ոլորտի ճյուղ է, որը կենտրոնանում է ջերմությունը էներգիայի այլ ձևերի վերածելու գործընթացների վրա: Thermalամանակակից ջերմային էներգիայի ինժեներները, հիմնվելով այրման և ջերմափոխանակման տեսության վրա, ուսումնասիրում և բարելավում են գործող էլեկտրակայանները, ուսումնասիրում ջերմափոխանակիչների ջերմաֆիզիկական հատկությունները և ձգտում նվազագույնի հասցնել ջերմային էլեկտրակայանների շահագործման շրջակա միջավայրի վնասակար ազդեցությունը:

ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՅԱՆՆԵՐ

Withoutերմային էներգիայի ինժեներիան անհնար է պատկերացնել առանց thermalԷԿ-երի: TheԷԿ-երը գործում են հետեւյալ սխեմայի համաձայն. Նախ, օրգանական վառելիքը սնվում է վառարանում, որտեղ այն այրվում է և տաքացնում է խողովակների միջով անցնող ջուրը: Ուրը տաքացվում է և վերածվում գոլորշու, ինչը ստիպում է տուրբինը պտտվել: Եվ տուրբինի ռոտացիայի շնորհիվ ակտիվանում է էլեկտրական գեներատոր, որի շնորհիվ էլեկտրաէներգիա է առաջանում: RmԷԿ-երը որպես վառելիք օգտագործում են նավթ, ածուխ և այլ չվերականգնվող էներգիայի աղբյուրներ:

Բացի ջերմաէլեկտրակայաններից, կան նաև տեղադրումներ, որոնցում ջերմային էներգիան վերափոխվում է էլեկտրական էներգիայի ՝ առանց էլեկտրական գեներատորի օգնության: Սրանք ջերմաէլեկտրական, մագնիսահիդրոդինամիկ գեներատորներ և այլ էլեկտրակայաններ են:

ATերմաէներգիայի ինժեներիայի էկոլոգիական խնդիրներ

Heatերմային էներգետիկայի զարգացման հիմնական բացասական գործոնը դարձել է այն վնասը, որն իրենց աշխատանքի ընթացքում հասցնում են ջերմային էլեկտրակայանները շրջակա միջավայրին: Երբ վառելիքն այրվում է, մթնոլորտ է արտանետվում հսկայական քանակությամբ վնասակար արտանետումներ: Դրանք ներառում են ցնդող օրգանական միացություններ և մոխրի պինդ մասնիկներ, ծծմբի և ազոտի գազային օքսիդներ և ծանր մետաղների ցնդող միացություններ: Բացի այդ, ջերմային էլեկտրակայանները խստորեն աղտոտում են ջուրը և փչացնում լանդշաֆտը ՝ խարամի, մոխրի կամ վառելիքի պահեստավորման վայրեր կազմակերպելու անհրաժեշտության պատճառով:

Բացի այդ, ԱԷԿ-երի աշխատանքը կապված է ջերմոցային գազերի արտանետումների հետ: Ի վերջո, thermalԷԿ-երը արտանետում են հսկայական քանակությամբ CO 2, որի կուտակումը մթնոլորտում փոխում է մոլորակի ջերմային հավասարակշռությունը և դառնում է ջերմոցային էֆեկտի պատճառ `մեր ժամանակների ամենահրատապաշտական \u200b\u200bև լուրջ բնապահպանական խնդիրներից մեկը:

Ահա թե ինչու ջերմային էներգիայի ժամանակակից զարգացումների ամենակարևոր տեղը պետք է տրվի գյուտերին և նորարարություններին, որոնք կարող են բարելավել thermalԷԿ-երը `դրանց շրջակա միջավայրի անվտանգության ուղղությամբ: Մենք խոսում ենք ԱԷԿ-երի կողմից օգտագործվող վառելիքի մաքրման նոր տեխնոլոգիաների, TԷԿ-երում հատուկ մաքրման ֆիլտրերի ստեղծման, արտադրման և տեղադրման, նոր ջերմաէլեկտրակայանների կառուցման մասին, որոնք նախապես մշակվել էին `հաշվի առնելով ժամանակակից բնապահպանական պահանջները:

DEԱՐԳԱՄԱՆ ՀԵՌԱՆԿԱՐՆԵՐ

Theերմային էներգիայի սարքերը մարդկության համար էլեկտրական էներգիայի հիմնական աղբյուրն են և շատ երկար ժամանակ: Հետեւաբար, ամբողջ աշխարհում ջերմային էներգիայի ինժեներները շարունակում են ինտենսիվորեն զարգացնել այս հեռանկարային էներգետիկ ոլորտը: Նրանց ջանքերն առաջին հերթին ուղղված են ջերմային էլեկտրակայանների արդյունավետության բարձրացմանը, որի անհրաժեշտությունը թելադրված են ինչպես տնտեսական, այնպես էլ շրջակա միջավայրի գործոններով:

Համաշխարհային հանրության խիստ պահանջները էներգետիկ օբյեկտների շրջակա միջավայրի անվտանգության վերաբերյալ խթանում են ինժեներներին զարգացնել տեխնոլոգիաներ, որոնք ԱԷԿ-ից արտանետումները նվազեցնում են առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիաների:

Վերլուծաբանները պնդում են, որ ժամանակակից պայմաններն այնպիսին են, որ ածուխով կամ գազով աշխատող ջերմաէլեկտրակայաններն ապագայում խոստումնալից կլինեն, հետևաբար, այս ուղղությամբ է, որ ամբողջ աշխարհի ջերմաէլեկտրատեխնիկան առավելագույն ջանքեր է գործադրում:

Thermalերմային էներգիայի ինժեներիայի գերակշռող դերը էլեկտրաէներգիայի աշխարհի մարդկային կարիքները բավարարելու գործում դեռ երկար կմնա: Իրոք, չնայած զարգացած երկրների ցանկությանը հնարավորինս արագ տեղափոխվել ավելի էկոլոգիապես անվտանգ և մատչելի (ինչը կարևոր է հանածո վառելիքի սպառման ճգնաժամի լույսի ներքո) էներգիայի աղբյուրներ, անհնար է արագ անցում կատարել էներգիայի արտադրության նոր մեթոդների: Սա նշանակում է, որ ջերմային էներգիայի արդյունաբերությունը կշարունակի ակտիվորեն զարգանալ, բայց, իհարկե, հաշվի առնելով օգտագործվող տեխնոլոգիաների բնապահպանական անվտանգության նոր պահանջները:

Էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերությունը, ինչպես մյուս արդյունաբերությունները, ունի իր սեփական խնդիրները և զարգացման հեռանկարները:

Ներկայումս Ռուսաստանում էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերությունը ճգնաժամի մեջ է: «Էներգետիկ ճգնաժամ» հասկացությունը կարելի է բնութագրել որպես սթրեսային վիճակ, որն առաջանում է էներգիայի և էներգետիկ պաշարների ժամանակակից հասարակության կարիքների անհամապատասխանության արդյունքում, այդ թվում `դրանց սպառման իռացիոնալ կառուցվածքի պատճառով:

Ռուսաստանում այս պահին կարելի է առանձնացնել 10 խումբ ամենահրատապ խնդիրները.

• 1) Ֆիզիկապես և բարոյապես հնացած սարքավորումների մեծ մասը: Ֆիզիկապես մաշված ակտիվների մասնաբաժնի աճը հանգեցնում է դժբախտ պատահարների, հաճախակի նորոգումների և էլեկտրամատակարարման հուսալիության նվազման, ինչը սրվում է արտադրական հզորությունների գերբեռնվածության և անբավարար պահուստների պատճառով: Սարքավորումների մաշվածությունն այսօր էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության ամենակարևոր խնդիրներից մեկն է: Ռուսական էլեկտրակայաններում այն \u200b\u200bշատ մեծ է: Ֆիզիկապես և բարոյապես հնացած սարքավորումների մեծ մասի առկայությունը բարդացնում է իրավիճակը էլեկտրակայանների անվտանգության ապահովման հետ: Էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության արտադրական ակտիվների մոտ մեկ հինգերորդը մոտ է կամ գերազանցել է դրանց նախագծման ժամկետը և պահանջում է վերակառուցում կամ փոխարինում: Սարքավորումը թարմացվում է անընդունելիորեն ցածր արագությամբ և ակնհայտորեն անբավարար ծավալով (աղյուսակ):
• 2) Էներգետիկայի ոլորտի հիմնական խնդիրը նաև այն փաստն է, որ երկաթ և գունավոր մետաղագործության հետ մեկտեղ էներգիան ուժեղ բացասական ազդեցություն է ունենում շրջակա միջավայրի վրա: Էներգետիկ ձեռնարկությունները կազմում են արդյունաբերական արտանետումների 25% -ը:

2000 թվականին մթնոլորտ վնասակար նյութերի արտանետումների ծավալը կազմել է 3,9 տոննա, ներառյալ ջերմային էլեկտրակայաններից արտանետումները ՝ 3,5 միլիոն տոննա: Sծմբի երկօքսիդը կազմում է ընդհանուր արտանետումների մինչև 40% -ը, պինդ նյութերը `30%, ազոտի օքսիդները` 24%: Այսինքն ՝ PԷԿ-երը թթվային մնացորդների առաջացման հիմնական պատճառն են:

Օդի ամենամեծ աղտոտիչներն են Raftinskaya GRES (քաղաք Ասբեստ, Սվերդլովսկի մարզ) - 360 հազար տոննա, Novocherkassk (քաղաք Novocherkassk, Ռոստովի մարզ) - 122 հազար տոննա, Troitskaya (քաղաք Troitsk-5, Չելյաբինսկի մարզ) - 103 հազար տոննա, Վերխնետագիլսկայան (Սվերդլովսկի մարզ) ՝ 72 հազար տոննա:

Էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերությունը նաև քաղցր և ծովային ջրի ամենամեծ սպառողն է, որը սպառվում է միավորները հովացնելու համար և օգտագործվում է որպես ջերմափոխանակիչ: Արդյունաբերությանը բաժին է ընկնում ռուսական արդյունաբերության կողմից օգտագործվող քաղցրահամ ջրի ընդհանուր ծավալի 77% -ը:

Արդյունաբերական ձեռնարկությունների կողմից 2000 թ.-ին մակերեսային ջրային մարմիններ արտանետված կեղտաջրերի ծավալը կազմել է 26,8 միլիարդ խորանարդ մետր: մ. (5,3% -ով ավելի, քան 1999 թ.): Pollutionրի աղտոտման ամենամեծ աղբյուրները CHP բույսերն են, իսկ GRES- ը օդի աղտոտման հիմնական աղբյուրներն են: Սա CHPP-2 է (Վլադիվոստոկ) ՝ 258 միլիոն խորանարդ մետր: մ, «Բեզիմյանսկայա» ԱԷԿ-ը (Սամարայի մարզ) `92 միլիոն խորանարդ մետր: մ, CHP-1 (Յարոսլավլ) - 65 միլիոն խորանարդ մետր: մ, CHPP-10 (Անգարսկ, Իրկուտսկի մարզ) - 54 միլիոն խորանարդ մետր: մ, PԷԿ -15-ը և Պերվոմայսկայա PԷԿ-ը (Սանկտ Պետերբուրգ) `ընդհանուր առմամբ 81 միլիոն խորանարդ մետր: մ

Մեծ քանակությամբ թունավոր թափոններ (խարամներ, մոխիր) առաջանում են նաև էներգետիկ ոլորտում: 2000 թվականին թունավոր թափոնների ծավալը կազմել է 8,2 միլիոն տոննա:

Բացի օդի և ջրի աղտոտումից, էներգետիկ ձեռնարկությունները աղտոտում են հողերը, իսկ հիդրոէլեկտրակայանները մեծ ազդեցություն ունեն գետերի, գետերի և ջրհեղեղի էկոհամակարգերի ռեժիմի վրա:

• 3) Կոշտ սակագնային քաղաքականություն: Էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության մեջ հարցեր են բարձրացվել էներգիայի տնտեսական օգտագործման և դրա համար սակագների վերաբերյալ: Կարող ենք խոսել առաջացած էլեկտրաէներգիան խնայելու անհրաժեշտության մասին: Իրոք, ներկայումս երկիրը մեկ արտադրության միավորի վրա սպառում է 3 անգամ ավելի շատ էներգիա, քան Միացյալ Նահանգներում: Այս ոլորտում մեծ աշխատանք է սպասվում: Իր հերթին, էներգիայի սակագներն աճում են ավելի արագ տեմպերով: Ռուսաստանում գործող սակագները և դրանց հարաբերակցությունը չեն համապատասխանում համաշխարհային և եվրոպական պրակտիկային: Գոյություն ունեցող սակագնային քաղաքականությունը հանգեցրել է անշահավետ գործունեության և մի շարք տարածաշրջանային էներգիայի ցածր շահութաբերության:
• 4) Մի շարք թաղամասեր արդեն դժվարություններ են ունենում էլեկտրաէներգիա տրամադրելու հարցում: Կենտրոնական շրջանի հետ մեկտեղ էլեկտրաէներգիայի պակաս է նկատվում Կենտրոնական Սև Երկիր, Վոլգո-Վյատկա և Հյուսիս-Արևմուտք տնտեսական շրջաններում: Օրինակ, 1995 թ.-ին Կենտրոնական տնտեսական շրջանում արտադրվել է հսկայական քանակությամբ էլեկտրաէներգիա `համառուսական ցուցանիշների 19% -ը (154,7 մլրդ կՎտ), բայց ամբողջը սպառվում է տարածաշրջանում:
• հինգ) Կարողությունների աճը նվազում է: Դա պայմանավորված է անորակ վառելիքով, սարքավորումների վատթարացմամբ, ստորաբաժանումների անվտանգության բարելավման աշխատանքներով և մի շարք այլ պատճառներով: Հիդրոէլեկտրակայանի հզորությունների թերի օգտագործումը տեղի է ունենում գետերի ջրի ցածր պարունակության պատճառով: Ներկայումս ռուսական էլեկտրակայանների հզորությունների 16% -ն արդեն հասել է իրենց կյանքի ավարտին: Դրանցից հիդրոէլեկտրակայանները կազմում են 65%, ջերմաէլեկտրակայանները `35%: Նոր հզորությունների շահագործման հանձնումը տարեկան կտրվածքով նվազել է մինչև 0,6-1,5 մլն կՎտ (1990-2000թթ.) ՝ տարեկան 6-7 մլն կվտ (1976-1985թթ.) Համեմատ:
• 6) Հանրային և տեղական իշխանությունների դիմադրություն էլեկտրական էներգիայի օբյեկտների տեղադրմանը `նրանց չափազանց ցածր էկոլոգիական անվտանգության պատճառով: Մասնավորապես, Չեռնոբիլի աղետից հետո դադարեցվել են բազմաթիվ հետազոտական \u200b\u200bաշխատանքներ, ատոմակայանների կառուցում և ընդլայնում 39 կայքերում, որոնց ընդհանուր նախագծային հզորությունը կազմում է 109 մլն կՎտ:
• 7) Չվճարումներ ՝ ինչպես էլեկտրաէներգիայի սպառողների, այնպես էլ էներգետիկ ընկերությունների կողմից վառելիքի, սարքավորումների և այլնի համար.
• ութ). Ներդրումների բացակայություն ՝ կապված ինչպես ընթացիկ սակագնային քաղաքականության, այնպես էլ արդյունաբերության ֆինանսական «ոչ թափանցիկության» հետ: Արևմտյան խոշորագույն ռազմավարական ներդրողները պատրաստ են ներդրումներ կատարել Ռուսաստանի էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության մեջ միայն սակագների բարձրացման դեպքում `ներդրումների վերադարձն ապահովելու համար:
• ինը) Որոշ շրջանների, մասնավորապես Primorye- ի էլեկտրամատակարարման ընդհատումներ;
• տասը) Էներգետիկ ռեսուրսների արդյունավետ օգտագործման ցածր գործակից: Սա նշանակում է, որ տարեկան կորչում է էներգետիկ ռեսուրսների 57% -ը: Կորուստների մեծ մասը տեղի է ունենում էլեկտրակայաններում, շարժիչներում, որոնք ուղղակիորեն օգտագործում են վառելիք, ինչպես նաև տեխնոլոգիական գործընթացներում, որտեղ վառելիքն օգտագործվում է որպես հումք: Վառելիք տեղափոխելիս կան նաև էներգետիկ ռեսուրսների մեծ կորուստներ:

Ինչ վերաբերում է զարգացման հեռանկարները Ռուսաստանում էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերությունը, ապա, չնայած իր բոլոր խնդիրներին, էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերությունը բավարար հեռանկարներ ունի:

Օրինակ, thermalԷԿ-ի շահագործումը պահանջում է հսկայական քանակությամբ չվերականգնվող ռեսուրսների արդյունահանում, ունի բավականին ցածր արդյունավետություն և հանգեցնում շրջակա միջավայրի աղտոտմանը: Ռուսաստանում ջերմային էլեկտրակայանները աշխատում են մազութի, գազի և ածխի վրա: Այնուամենայնիվ, այս փուլում վառելիքի հաշվեկշռի կառուցվածքում գազի մեծ մասնաբաժին ունեցող տարածաշրջանային էներգետիկ ընկերությունները գրավիչ են որպես ավելի արդյունավետ և էկոլոգիապես մաքուր վառելիք: Մասնավորապես, կարելի է նշել, որ գազով աշխատող էլեկտրակայանները մթնոլորտ են արտանետում 40% -ով պակաս ածխաթթու գազ: Բացի այդ, բենզալցակայաններն ունեն տեղադրված հզորության օգտագործման ավելի բարձր գործակից, համեմատած մազութի և ածխի կայանների, առանձնանում են ավելի կայուն ջերմամատակարարմամբ և չեն կրում վառելիքի պահեստավորման ծախսեր: Գազի վառելիքով աշխատող կայաններն ավելի լավ վիճակում են, քան ածուխն ու նավթով աշխատող կայանները, քանի որ դրանք գործարկվել են համեմատաբար վերջերս: Նաև գազի գները կարգավորվում են պետության կողմից: Այսպիսով, ջերմային էլեկտրակայանների կառուցումը, որոնց համար գազը վառելիք է, ավելի հեռանկարային է դառնում: Բացի այդ, PԷԿ-երում խոստանում են օգտագործել փոշի մաքրող սարքավորումներ հնարավորինս բարձր արդյունավետությամբ, միևնույն ժամանակ ստացված մոխրը որպես հումք օգտագործելը շինանյութերի արտադրության մեջ:

Հիդրոէլեկտրակայանի կառուցումն իր հերթին պահանջում է մեծ քանակությամբ բերրի հողերի ջրհեղեղ կամ երկրի ընդերքի վրա ջրի ճնշման արդյունքում հիդրոէլեկտրակայանը կարող է երկրաշարժ առաջացնել: Բացի այդ, գետերում ձկների պաշարները նվազում են: Հեռանկարային է դառնում համեմատաբար փոքր հիդրոէլեկտրակայանների կառուցումը, որոնք լուրջ կապիտալ ներդրումներ չեն պահանջում, որոնք հիմնականում գործում են լեռնային շրջաններում ավտոմատ ռեժիմով, ինչպես նաև ջրամբարների ափամերձ հողերը ազատելու համար

Ինչ վերաբերում է ատոմային էներգետիկային, ապա ատոմակայանի կառուցումը որոշակի ռիսկ ունի, քանի որ դժվար է կանխատեսել հետևանքների մասշտաբները ատոմային էներգաբլոկների շահագործման մեջ բարդությունների կամ ֆորս-մաժորային իրավիճակների դեպքում: Նաև պինդ ռադիոակտիվ թափոնների հեռացման խնդիրը լուծված չէ, և պաշտպանության համակարգը անկատար է: Միջուկային էներգետիկայի ինժեներիան ամենամեծ հեռանկարներն ունի ջերմաէլեկտրակայանների զարգացման գործում: Դա էներգիայի գրեթե հավերժական աղբյուր է, գրեթե անվնաս շրջակա միջավայրի համար: Մոտ ապագայում միջուկային էներգիայի զարգացումը հիմնվելու է գոյություն ունեցող օբյեկտների անվտանգ շահագործման վրա ՝ առաջին սերնդի ստորաբաժանումների աստիճանական փոխարինմամբ ամենաառաջատար ռուսական ռեակտորներով: Հզորության ամենամեծ ակնկալվող աճը տեղի կունենա արդեն սկսված կայանների շինարարության ավարտի պատճառով:

Երկրում կա միջուկային էներգիայի հետագա գոյության 2 հակադիր հասկացություն:

• 1. Պաշտոնական, որին աջակցում են Նախագահը և Կառավարությունը: Հիմնվելով ատոմակայանների դրական հատկությունների վրա ՝ նրանք առաջարկում են Ռուսաստանի էլեկտրական էներգիայի արդյունաբերության լայն զարգացման ծրագիր:
• 2. Բնապահպանական, ակադեմիկոս Յաբլոկովի գլխավորությամբ: Այս հայեցակարգի կողմնակիցները լիովին մերժում են ատոմակայանների նոր կառուցման հնարավորությունը ՝ ինչպես բնապահպանական, այնպես էլ տնտեսական պատճառներով:

Կան նաև միջանկյալ հասկացություններ: Օրինակ ՝ մի շարք փորձագետներ կարծում են, որ անհրաժեշտ է ատոմային էլեկտրակայանների կառուցման մորատորիում մտցնել ՝ հիմնվելով ատոմակայանների թերությունների վրա: Մյուսները ենթադրում են, որ միջուկային էներգիայի զարգացման դադարեցումը կարող է հանգեցնել այն փաստի, որ Ռուսաստանը ամբողջովին կկորցնի իր գիտական, տեխնիկական և արդյունաբերական ներուժը միջուկային էներգիայի ոլորտում:

Ելնելով շրջակա միջավայրի վրա ավանդական էներգիայի բոլոր բացասական ազդեցություններից ՝ մեծ ուշադրություն է դարձվում ոչ ավանդական, այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրների օգտագործման հնարավորությունների ուսումնասիրությանը: Թրթիռի էներգիան և Երկրի ներքին ջերմությունն արդեն ստացել են գործնական կիրառություն: Քամու էլեկտրակայանները հասանելի են Հեռավոր հյուսիսում բնակելի համայնքներում: Աշխատանքներ են տարվում կենսազանգվածը որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործելու հնարավորությունն ուսումնասիրելու ուղղությամբ: Ապագայում, հավանաբար, հսկայական դեր կխաղա արեգակնային էներգիան:

Ներքին էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության զարգացման փորձը զարգացրել է հետևյալը ձեռնարկությունների տեղակայման և գործունեության սկզբունքները այս արդյունաբերությունը.

• 1. համեմատաբար էժան վառելիք և էներգետիկ ռեսուրսներ օգտագործող խոշոր տարածաշրջանային էլեկտրակայաններում էլեկտրաէներգիայի արտադրության կենտրոնացում.
• 2. Էլեկտրականության և ջերմության արտադրության համատեղում բնակավայրերի, առաջին հերթին քաղաքների կենտրոնացված ջեռուցման համար.
• 3. հիդրոառեսուրսների լայն զարգացում `հաշվի առնելով էլեկտրաէներգիայի, տրանսպորտի, ջրամատակարարման խնդիրների բարդ լուծումը.
• 4. միջուկային էներգիայի զարգացման անհրաժեշտությունը, հատկապես այն շրջաններում, որտեղ առկա է լարված վառելիքի և էներգիայի հաշվեկշիռ, հաշվի առնելով ատոմակայանների օգտագործման անվտանգությունը.
• 5. էներգիայի համակարգերի ստեղծում, որոնք կազմում են երկրի մեկ բարձրավոլտ ցանց:

Այս պահին Ռուսաստանին անհրաժեշտ է նոր էներգետիկ քաղաքականություն, որը բավական ճկուն կլինի և նախատեսում է այս արդյունաբերության բոլոր առանձնահատկությունները, ներառյալ տեղակայման առանձնահատկությունները: Ինչպես Ռուսաստանի էներգետիկ ոլորտի զարգացման հիմնական խնդիրները կարելի է առանձնացնել հետևյալը.

ь Արտադրության էներգիայի ինտենսիվության նվազում:

ь Ռուսաստանի միավորված էներգահամակարգի ամբողջականության և զարգացման պահպանում, նրա ինտեգրում Եվրասիական մայրցամաքի այլ էներգետիկ ասոցիացիաների հետ.

power Էլեկտրակայանների օգտագործման գործոնի բարձրացում, ժամանակակից տեխնոլոգիաների հիման վրա էլեկտրական էներգիայի արդյունաբերության գործունեության արդյունավետության բարձրացում և կայուն զարգացման ապահովում.

ь Լրիվ անցում դեպի շուկայական հարաբերություններ, էներգիայի գների ազատում, լիարժեք անցում դեպի համաշխարհային գներ:

the Էլեկտրակայանների պարկի արագ վերականգնում:

power Էլեկտրակայանների շրջակա միջավայրի պարամետրերի համաշխարհային չափանիշների մակարդակի հասցնում `շրջակա միջավայրի վրա վնասակար ազդեցության նվազեցում

Այս առաջադրանքների հիման վրա ստեղծվեց «Ռուսաստանի Դաշնության Կառավարության կողմից հաստատված« Էլեկտրաէներգիայի օբյեկտների տեղակայման ընդհանուր սխեմա մինչև 2020 թվականը »: (դիագրամ 2)

Էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության ոլորտում երկարաժամկետ պետական \u200b\u200bքաղաքականության համար սահմանված ուղեցույցների շրջանակներում ընդհանուր սխեմայի առաջնահերթություններն են.

the էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության առաջավոր զարգացում, դրա մեջ արտադրող հզորությունների և էլեկտրացանցերի օբյեկտների տնտեսապես արդարացված կառուցվածքի ստեղծում երկրի սպառողների էլեկտրական և ջերմային էներգիայի հուսալի մատակարարման համար:

ь էլեկտրաէներգետիկայի արդյունաբերության վառելիքի հաշվեկշռի օպտիմալացում `կապված ատոմային, հիդրոտեխնիկական և ածուխով աշխատող ջերմային էլեկտրակայանների զարգացման ներուժի առավելագույն հնարավոր օգտագործման և արդյունաբերության վառելիքի հաշվեկշռում գազի օգտագործման նվազեցման հետ.

network ցանցային ենթակառուցվածքի ստեղծում, որը զարգանում է ավելի արագ տեմպերով, քան էլեկտրակայանների զարգացումը և ապահովում է էներգետիկ ընկերությունների և սպառողների լիարժեք մասնակցությունը էլեկտրական էներգիայի և հզորությունների շուկայի գործունեությանը, միջհամակարգային կապերի ամրապնդմանը, Ռուսաստանի շրջանների միջև էլեկտրական էներգիայի և հզորության փոխադարձ մատակարարումների հուսալիության երաշխավորմանը, ինչպես նաև էլեկտրական էներգիայի արտահանման հնարավորությանը: ;

solid էլեկտրաէներգիայի և ջերմային էներգիայի արտադրության հատուկ վառելիքի սպառման նվազեցում կոշտ և գազային վառելիքի վրա աշխատող ժամանակակից բարձր տնտեսական սարքավորումների ներդրման միջոցով.

fuel վառելիքի և էներգետիկ ռեսուրսների արդյունավետ օգտագործման, արդյունաբերության արդյունաբերական կառուցվածքի օպտիմիզացման, արդյունաբերական տեխնոլոգիական վերազինման և հնացած սարքավորումների շահագործումից հանելու միջոցով էլեկտրակայանների շրջակա միջավայրի վրա տեխնոգենիկ ազդեցության նվազեցում, էլեկտրակայաններում շրջակա միջավայրի պահպանության միջոցառումների ծավալի ավելացում, վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների զարգացման և օգտագործման ծրագրերի իրականացում:

Մոնիտորինգի արդյունքների հիման վրա Ռուսաստանի Դաշնության Կառավարություն տարեկան ներկայացվում է ընդհանուր սխեմայի իրականացման առաջընթացի մասին հաշվետվություն: Մի քանի տարի հետո կերևա, թե որքանով է դա արդյունավետ և որքանով են իրականացվում դրա դրույթները ՝ կապված Ռուսաստանի էներգետիկ ոլորտի զարգացման բոլոր հեռանկարների օգտագործման հետ:

Ապագայում Ռուսաստանը պետք է հրաժարվի նոր խոշոր ջերմային և հիդրոտեխնիկական կայանների կառուցումից, որոնք պահանջում են հսկայական ներդրումներ և ստեղծում են բնապահպանական սթրես: Հեռավոր հյուսիսային և արևելյան շրջաններում նախատեսվում է կառուցել փոքր և միջին ջերմային էլեկտրակայաններ և փոքր ատոմակայաններ: Հեռավոր Արևելքում նախատեսվում է զարգացնել հիդրոէներգետիկան միջին և փոքր հիդրոէլեկտրակայանների կասկադի կառուցման միջոցով: Նոր ԱԷԿ-երը կկառուցվեն գազի վրա, և միայն Կանսկ-Աչինսկի ավազանում նախատեսվում է կառուցել հզոր խտացնող էլեկտրակայաններ `էժան բաց ածուխի արդյունահանման շնորհիվ: Երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը հեռանկարներ ունի: Thermalերմային ջրերի լայն օգտագործման համար առավել հեռանկարային տարածքներն են Արևմտյան և Արևելյան Սիբիրը, ինչպես նաև Կամչատկան, Չուկոտկան, Սախալինը: Ապագայում ջերմային ջրերի օգտագործումը կայունորեն կաճի: Հետազոտություններ են տարվում տնտեսական շրջանառության մեջ էներգիայի անսպառ աղբյուրների `Արեգակի, քամու, ալիքների և այլնի ներգրավման վերաբերյալ, ինչը հնարավորություն կտա ապահովել երկրում էներգետիկ ռեսուրսների, հատկապես հանքային վառելիքի տնտեսությունը:

21-րդ դարի սկզբին Ռուսաստանի էներգետիկ ոլորտի արդիականացման և զարգացման հարցը ծայրաստիճան սրվել է ՝ հաշվի առնելով հետևյալ գործոնները.

Առաջին տասնամյակի վերջին էլեկտրակայանների, ջերմային և էլեկտրական ցանցերի սարքավորումների մաշվածությունը կարող է գերազանցել 50% -ը, ինչը նշանակում էր, որ մինչև 2020 թվականը վատթարացումը կարող էր հասնել 90% -ի:

Էներգիայի արտադրության և տրանսպորտի տեխնիկական և տնտեսական բնութագրերը հագեցած են առաջնային էներգիայի ռեսուրսների գերբարձր սպառման բազմաթիվ կենտրոններով.

Էլեկտրաէներգիայի օբյեկտների ավտոմատացման, պաշտպանության և ինֆորմատիկայի միջոցներով հագեցման մակարդակը շատ ավելի ցածր է, քան Արևմտյան Եվրոպայի և ԱՄՆ-ի էլեկտրակայաններում.

Ռուսաստանում TԷԿ-երում առաջնային էներգիայի ռեսուրսն օգտագործվում է 32-33% -ից ոչ ավելի արդյունավետությամբ, ի տարբերություն այն երկրների, որոնք օգտագործում են գոլորշու էներգիայի ցիկլի առաջատար տեխնոլոգիաներ `մինչև 50% և ավելի արդյունավետությամբ:

Արդեն 21-րդ դարի առաջին հինգ տարիներին, երբ Ռուսաստանի տնտեսությունը կայունացավ, ակնհայտ դարձավ, որ էներգետիկայի ոլորտը կարող է տնտեսության «լոկոմոտիվից» վերածվել «խոչընդոտների ընթացքի»: 2005-ին Մոսկվայի տարածաշրջանի էներգետիկ համակարգը սակավացավ.

Միջոցներ որոնել շուկայական տնտեսության մեջ Ռուսաստանի էներգետիկ բազայի արդիականացման և զարգացման համար և շուկայական սկզբունքների հիման վրա էներգետիկ ոլորտի բարեփոխման համար:

Այս պայմաններում ստեղծվել են մի քանի ծրագրեր, բայց դրանց լրացումներն ու «զարգացումը» շարունակվում են:

Ահա անցյալ դարի վերջին ստեղծված ծրագրերից մեկը (Աղյուսակ 6):

Աղյուսակ 6. Էլեկտրակայանների մուտքերը, միլիոն կՎտ:

Աղյուսակ 7. Էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության ներդրումային կարիքները, միլիարդավոր դոլարներ

Ռուսաստանի տնտեսության և սոցիալական ոլորտի էլեկտրաէներգիայի մատակարարման հետ կապված իրավիճակի սրությունը, ըստ ՌԱՕ ԵԷՍ-ի Ռուսաստանի փորձագետների, ցույց է տալիս էներգախնայող շրջանների առաջացումը (առավելագույն սպառման բեռների աշուն-ձմեռ ժամանակահատվածում):

Այսպես առաջացավ GOELRO-2 էներգետիկ ծրագիրը: Պետք է նշել, որ տարբեր աղբյուրներում էապես տարբեր ցուցանիշներ են տրված: Այդ պատճառով նախորդ աղյուսակներում (աղյուսակ 6, աղյուսակ 7) մենք տվել ենք հրապարակված ցուցանիշների առավելագույնը: Ակնհայտ է, որ կանխատեսումների այս «առաստաղի» մակարդակը կարող է օգտագործվել որպես չափանիշ:

Հիմնական ոլորտները պետք է ներառեն.

1. Կենտրոնանալ կոշտ վառելիքի ԱԷԿ-երի ստեղծման վրա: Քանի որ բնական գազի գները հասնում են համաշխարհային մակարդակի, կոշտ վառելիք օգտագործող ԱԷԿ-երը տնտեսապես արդարացված կլինեն: Ածուխի այրման ժամանակակից եղանակները (շրջանառվող հեղուկացված անկողնում), այնուհետև համակցված ցիկլի ածուխի տեխնոլոգիաները ՝ ածխի նախնական գազաֆիկացումով կամ դրա այրումը հեղուկացված անկողնու կաթսաներում ճնշման տակ, հնարավորություն են տալիս ապագա ԱԷԿ-երի շուկայում մրցակցային դարձնել կոշտ վառելիք օգտագործող ԱԷԿ-երը:

2. Նորակառույց ջերմաէլեկտրակայաններում «թանկ» բնական գազի օգտագործումը արդարացված կլինի միայն զուգակցված ցիկլային կայաններ օգտագործելու, ինչպես նաև գազատուրբինների հիման վրա մինի-ջերմային էլեկտրակայաններ ստեղծելու ժամանակ և այլն:

3. Գոյություն ունեցող PԷԿ-երի տեխնիկական վերազինումը `աճող ֆիզիկական և բարոյական վատթարացման պատճառով, կմնա որպես գերակայություն: Հարկ է նշել, որ բաղադրիչներն ու հավաքույթները փոխարինելիս հնարավոր է դառնում ներկայացնել կատարյալ տեխնիկական լուծումներ, այդ թվում ՝ ավտոմատացման և ինֆորմատիկայի հարցերում:

4. Մոտ ապագայում ատոմային էներգիայի զարգացումը կապված է բարձր մատչելիության բլոկների շինարարության ավարտի, ինչպես նաև ատոմակայանների շահագործման ժամկետը տնտեսապես արդարացված ժամանակահատվածով երկարացնելու աշխատանքների հետ: Ավելի երկարաժամկետ հեռանկարում ԱԷԿ-երի հզորությունների շահագործման հանձնումը պետք է իրականացվի ապամոնտաժված բլոկները նոր սերնդի էներգաբլոկներով փոխարինելու միջոցով, որոնք համապատասխանում են անվտանգության ժամանակակից պահանջներին:

Միջուկային էներգիայի հետագա զարգացումը պայմանավորված է մի շարք խնդիրների լուծմամբ, որոնցից հիմնականը `առկա և նոր ատոմակայանների ամբողջական անվտանգության ապահովումն է, նրանց ռեսուրսը սպառած ատոմակայանների փակումը, միջուկային էներգիայի տնտեսական մրցունակության ապահովումը` այլընտրանքային էներգիայի տեխնոլոգիաների համեմատ:

5. conditionsամանակակից պայմանների համար էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության մեջ կարևոր ուղղություն է բաշխված արտադրող հզորությունների ցանցի զարգացումը փոքր էլեկտրակայանների կառուցման միջոցով, առաջին հերթին `փոքր CHP- ի CCGT- ով և GTU- ով:

Խոշոր հիդրոէլեկտրակայանների կառուցման բնապահպանական և սոցիալական բացասական հետևանքները ստիպում են մեզ սերտորեն ուսումնասիրել ապագա էլեկտրական էներգիայի արդյունաբերության մեջ դրանց հնարավոր տեղը:

Հիդրոէներգետիկայի ապագան

Խոշոր հիդրոէլեկտրակայանները էներգահամակարգում կատարում են հետևյալ գործառույթները.

1. էլեկտրաէներգիայի արտադրություն;
2. արտադրության էներգիայի արագ համընկնում էներգիայի սպառման հետ, էներգիայի համակարգում հաճախականության կայունացում;
3. էներգիայի կուտակում և պահում Երկրի գրավիտացիոն դաշտում ջրի պոտենցիալ էներգիայի տեսքով `ցանկացած պահի էլեկտրաէներգիայի վերափոխմամբ:

Էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը և էլեկտրաէներգիայի վարումը հնարավոր են ցանկացած մասշտաբային ՀԷԿ-ում: Իսկ էներգիայի կուտակումը մի քանի ամսից մի քանի տարի (ձմռան և չոր տարիների համար) ժամանակահատվածի համար պահանջում է մեծ ջրամբարների ստեղծում:

Համեմատության համար նշենք, որ 12 կգ, 12 վոլտ, 85 ամպ արագությամբ մեքենայի մարտկոցը կարող է կուտակել 1,02 կվտ / ժամ (3,67 ՄJ): Էներգիայի այս քանակությունը պահելու և այն էլեկտրական էներգիայի վերածելու համար 0,92 արդյունավետությամբ հիդրոէլեկտրակայանում անհրաժեշտ է 4 տոննա (4 խորանարդ մետր) ջուր բարձրացնել 100 մ բարձրության վրա կամ 40 տոննա ջուր 10 մ բարձրության վրա:

Միայն 1 ՄՎտ հզորությամբ հիդրոէլեկտրակայանի համար տարեկան 5 ամիս պահեստավորված ջրի վրա օրական 6 ժամ պահեստավորված ջրի վրա աշխատելը անհրաժեշտ է կուտակել 100 մ բարձրության վրա, ապա անցնել 3.6 տուրբինի միջով: միլիոն տոննա ջուր: 1 քառ. Կմ ջրամբարի մակերեսով մակարդակը կնվազի 3,6 մ-ով: 40% արդյունավետությամբ դիզելային էլեկտրակայանում նույն արտադրության ծավալը կպահանջի 324 տոննա դիզելային վառելիք: Այսպիսով, ցուրտ կլիմայական պայմաններում ձմռան համար ջրի էներգիա պահելը պահանջում է բարձր ամբարտակներ և մեծ ջրամբարներ:

Բացի այդ, բ մասինՄշտական \u200b\u200bցրտահարության գոտում գտնվող Ռուսաստանի մեծ մասում ձմռանը փոքր և միջին գետերը սառչում են դեպի հատակները: Այս հատվածներում փոքր հիդրոէլեկտրակայաններն անօգուտ են ձմռանը:

Խոշոր հիդրոէլեկտրակայանները անխուսափելիորեն տեղակայված են շատ սպառողներից զգալի հեռավորության վրա, և պետք է հաշվի առնել էլեկտրահաղորդման գծերի կառուցման և էներգիայի կորուստների և ջեռուցման լարերի ծախսերը: Այսպիսով, Transsiberian (Shilkinskaya) հիդրոէլեկտրակայանի համար ընդամենը 195 կմ երկարությամբ Transsib- ին 220 էլեկտրահաղորդման գծի կառուցման ծախսը (նման շինարարության համար շատ քիչ է) գերազանցում է բոլոր ծախսերի 10% -ը: Էլեկտրահաղորդման ցանցերի կառուցման ծախսերն այնքան զգալի են, որ Չինաստանում հողմային տուրբինների հզորությունը, որոնք դեռ չեն միացել ցանցին, գերազանցում է Ռուսաստանում Բայկալ լճից արևելք գտնվող ամբողջ էներգետիկ հատվածի հզորությունը:

Այսպիսով, հիդրոէներգետիկայի հեռանկարները կախված են տեխնոլոգիայի և արտադրության առաջընթացից, ինչպես նաև էներգիայի կուտակումից և փոխանցումից:

Էներգիան շատ կապիտալ ինտենսիվ և, հետեւաբար, պահպանողական արդյունաբերություն է: Որոշ էլեկտրակայաններ դեռ շահագործման մեջ են, հատկապես հիդրոէլեկտրակայանները, որոնք կառուցվել են քսաներորդ դարի սկզբին: Հետևաբար, կես դարի հեռանկարները գնահատելու համար, էներգիայի որոշակի տեսակի ծավալային ցուցիչների փոխարեն, ավելի կարևոր է յուրաքանչյուր տեխնոլոգիայի մեջ դիտարկել առաջընթացի արագությունը: Ստեղծման տեխնիկական առաջընթացի համարժեք ցուցանիշներն են ՝ արդյունավետությունը (կամ կորուստների տոկոսը), միավորի միավորի հզորությունը, 1 կվտ էներգիայի արտադրության էներգիայի արժեքը, 1 կիլոմատի դիմաց 1 կվտ հզորության փոխանցման արժեքը, օրական 1 կվտ / ժամ պահեստավորման արժեքը:

Էներգիայի պահպանում

Պահեստավորում էլեկտրաէներգիան էներգետիկայի ոլորտում նոր արդյունաբերություն է: Երկար ժամանակ մարդիկ վառելիք էին պահում (վառելափայտ, ածուխ, այնուհետև նավթ և նավթամթերք տանկերում, գազ ճնշված տանկերում և ստորգետնյա պահեստարաններում): Հետո հայտնվեցին մեխանիկական էներգիայի պահեստավորման սարքեր (բարձրացրած ջուր, սեղմված օդ, գերհզոր թռչող սարքեր և այլն), որոնց մեջ առաջատարը մնում են պոմպացված պահեստային էլեկտրակայանները:

Մշտական \u200b\u200bցրտահարության գոտիներից դուրս, արևային ջրատաքացուցիչներով կուտակված ջերմությունը արդեն կարող է ձմռանը մղվել ստորգետնյա ՝ տները տաքացնելու համար: ԽՍՀՄ փլուզումից հետո դադարեցվեցին քիմիական փոխակերպումների համար արևային ջերմային էներգիայի օգտագործման փորձերը:

Հայտնի քիմիական մարտկոցներն ունեն սահմանափակ քանակությամբ լիցքաթափման ցիկլեր: Գերհզորացուցիչները շատ ավելին ունեն մասին ավելի երկար ամրություն, բայց դրանց կարողությունը դեռ անբավարար է: Գերհաղորդիչ պարույրներում մագնիսական դաշտի էներգիայի պահպանման սարքերը շատ արագ բարելավվում են:

Էներգիայի կուտակման բաշխման մեջ բեկում տեղի կունենա, երբ գինը իջնի 1 դոլար / կիլովատ / ժամի: Դա հնարավորություն կտա լայնորեն օգտագործել էլեկտրաէներգիայի արտադրության այն տեսակները, որոնք ընդունակ չեն անընդհատ գործելու (արևային, քամու, մակընթացային էներգիա):

այլընտրանքային էներգիա

Տեխնոլոգիայից գեներացնող արեգակնային էներգիան ամենաարագը փոխվում է: Արևային վահանակները հնարավորություն են տալիս էներգիա արտադրել ցանկացած պահանջվող քանակով ՝ հեռախոսը լիցքավորելուց մինչև մեգապոլիսներ մատակարարելը: Արեգակի էներգիան Երկրի վրա հարյուր անգամ ավելին է, քան էներգիայի մյուս տեսակները միասին վերցրած:

Քամու էլեկտրակայաններն անցել են գների իջեցման մի շրջան և գտնվում են աշտարակների չափերի և արտադրող հզորությունների փուլում: 2012-ին աշխարհում բոլոր հողմային տուրբինների հզորությունը գերազանցեց ԽՍՀՄ բոլոր էլեկտրակայանների հզորությունը: Այնուամենայնիվ, 1920-ականներին քամու տուրբինները բարելավելու հնարավորությունները կսպառվեն, և արևային էներգիան կմնա աճի շարժիչը:

Խոշոր հիդրոէլեկտրակայանների տեխնոլոգիան անցել է իր «լավագույն ժամը». Ամեն տասնամյակ խոշոր հիդրոէլեկտրակայաններն ավելի ու ավելի քիչ են կառուցվում: Գյուտարարների և ինժեներների ուշադրությունը վերածվում է մակընթացային և ալիքային էլեկտրակայանների: Այնուամենայնիվ, ալիքները և մեծ ալիքները ամենուրեք չեն, ուստի դրանց դերը փոքր կլինի: Փոքր հիդրոէլեկտրակայանները դեռ կկառուցվեն 21-րդ դարում, հատկապես Ասիայում:

Երկրի աղիքներից եկող ջերմությունից էլեկտրականություն ստանալը (երկրաջերմային էներգիա) խոստումնալից է, բայց միայն որոշակի տարածքներում: Հանածո վառելիքի այրման տեխնոլոգիաները մի քանի տասնամյակ մրցելու են արևի և քամու էներգիայի հետ, հատկապես այնտեղ, որտեղ քամի և արեւ քիչ է:

Թափոնների խմորմամբ, պիրոլիզով կամ պլազմայում քայքայմամբ այրվող գազ արտադրելու ամենաարագ զարգացող տեխնոլոգիաներ): Այնուամենայնիվ, կենցաղային պինդ թափոնները միշտ պահանջում են տեսակավորում (կամ ավելի լավ, առանձին հավաքում) մինչ գազաֆիկացումը:

TPP տեխնոլոգիաներ

Համակցված ցիկլի էլեկտրակայանների արդյունավետությունը գերազանցել է 60% -ը: Գազով աշխատող բոլոր ԱԷԿ-երի վերազինումը գոլորշու-գազի (ավելի ճիշտ `գազի գոլորշու) մեջ կբարձրացնի էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը ավելի քան 50% -ով` առանց գազի այրման ավելացման:

Ածուխի և մազութի էլեկտրակայանները շատ ավելի վատն են, քան գազի էլեկտրակայանները `արդյունավետության, սարքավորումների գնի և վնասակար արտանետումների քանակի առումով: Բացի այդ, ածխի արդյունահանումը պահանջում է առավելագույն մարդկային կյանքեր մեկ մեգավատ ժամ էլեկտրաէներգիայի համար: Ածուխի գազիֆիկացումը մի քանի տասնամյակ կերկարաձգի ածխի արդյունաբերության գոյությունը, բայց հանքագործի մասնագիտությունը դժվար թե գոյատեւի մինչև 22-րդ դարը: Շատ հավանական է, որ գոլորշու և գազի տուրբինները փոխարինվեն արագորեն բարելավվող վառելիքային բջիջներով, որոնցում քիմիական էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի ՝ շրջանցելով ջերմային և մեխանիկական էներգիայի ստացման փուլերը: Այդ ընթացքում վառելիքի բջիջները շատ թանկ են:

Միջուկային էներգիա

Վերջին 30 տարիների ընթացքում ԱԷԿ-երի արդյունավետությունն առավել դանդաղ է աճել: Միջուկային ռեակտորների բարելավումը, որոնցից յուրաքանչյուրի արժեքը մի քանի միլիարդ դոլար է, շատ դանդաղ է, և անվտանգության պահանջները մեծացնում են շինարարության ծախսերը: «Միջուկային վերածնունդը» տեղի չունեցավ: 2006 թվականից ի վեր աշխարհում ատոմային էլեկտրակայանների գործարկումն ավելի քիչ է, քան ոչ միայն քամու, այլ նաև արևի: Այնուամենայնիվ, հավանական է, որ որոշ ատոմակայաններ գոյատևեն մինչև 22-րդ դարը, չնայած ռադիոակտիվ թափոնների խնդրի պատճառով դրանց վերջն անխուսափելի է: Հնարավոր է, որ ջերմային միջուկային ռեակտորները աշխատեն 21-րդ դարում, բայց դրանց փոքր քանակը, իհարկե, «եղանակ չի ստեղծի»:

Մինչ այժմ անորոշ է մնում «սառը միաձուլում» իրականացնելու հնարավորությունը: Սկզբունքորեն, ջերմային միջուկային ռեակցիայի հնարավորությունն առանց ծայրահեղ բարձր ջերմաստիճանի և առանց ռադիոակտիվ թափոնների առաջացման չի հակասում ֆիզիկայի օրենքներին: Բայց այս եղանակով էժան էներգիա ստանալու հեռանկարները շատ կասկածելի են:

Նոր տեխնոլոգիաներ

Եվ մի փոքր ֆանտազիա գծագրերում: Այժմ Ռուսաստանում փորձարկվում է ջերմության էլեկտրաէներգիայի իզոթերմային փոխարկման երեք նոր սկզբունք: Այս փորձերը շատ թերահավատներ ունեն. Ի վերջո, խախտվում է թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը: Մինչ այժմ ստացվել է միկրոկտածոցի մեկ տասներորդ մասը: Հաջողության դեպքում նախ կհայտնվեն ժամացույցի և գործիքի մարտկոցները: Դրանից հետո էլեկտրական լամպ առանց լարերի: Յուրաքանչյուր էլեկտրական լամպ կդառնա զովության աղբյուր: Օդորակիչներն էլեկտրաէներգիա են արտադրելու ՝ այն սպառելու փոխարեն: Տան լարերը այլեւս անհրաժեշտ չեն լինի: Դեռ վաղ է դատել, թե երբ է իրականանում գիտական \u200b\u200bֆանտաստիկան:

Այդ ընթացքում մեզ լարեր են պետք: Ռուսաստանում կիլովատ ժամվա գնի կեսից ավելին հաշվարկվում է էլեկտրահաղորդման գծերի ու ենթակայանների կառուցման և պահպանման ծախսերով: Գոյություն ունեցող էլեկտրաէներգիայի 10% -ից ավելին ծախսվում է ջեռուցման լարերի վրա: Costsախսերի և կորուստների կրճատումը թույլ է տալիս «խելացի ցանցեր», որոնք ավտոմատ կերպով կառավարում են էներգիայի շատ սպառողներ և արտադրողներ: Շատ դեպքերում ուղղակի հոսանքն ավելի լավ է, քան AC հոսանքը կորուստները նվազեցնելու համար: Ընդհանուր առմամբ, դուք կարող եք խուսափել ջեռուցման լարերը `դրանք գերհաղորդիչ դարձնելով: Այնուամենայնիվ, սենյակային ջերմաստիճանի գերհաղորդիչները չեն հայտնաբերվել, և հայտնի չէ `արդյոք դրանք կգտնվեն:

Սակավ բնակեցված տարածքների համար, որոնք ունեն բարձր տրանսպորտային ծախսեր, կարևոր է նաև էներգիայի աղբյուրների տարածվածությունն ու մատչելիությունը:

Ամենատարածված էներգիան արևից է, բայց Արևը միշտ չէ, որ տեսանելի է (հատկապես Արկտիկական շրջանից այն կողմ): Բայց ձմռանը և գիշերը քամին հաճախ է փչում, բայց ոչ միշտ և ոչ ամենուր: Այնուամենայնիվ, արդեն հիմա քամուց շարժվող էլեկտրակայանները կարող են զգալիորեն նվազեցնել դիզելային վառելիքի սպառումը հեռավոր գյուղերում:

Որոշ երկրաբաններ պնդում են, որ նավթն ու գազն այսօր գրեթե ամենուր առաջանում են ածխաթթու գազից, որը ջրի հետ գետն է մտնում: Այնուամենայնիվ, հիդրավլիկ կոտրվածքների օգտագործումը («ֆրակցինգ») ոչնչացնում է բնական վայրերը, որտեղ նավթն ու գազը կարող են կուտակվել: Եթե \u200b\u200bդա ճիշտ է, ապա փոքր քանակությամբ նավթ և գազ (տասնյակ անգամ պակաս, քան հիմա) կարելի է արդյունահանել գրեթե ամենուր ՝ առանց վնասելու ածխածնի երկրաքիմիական շրջանառությունը, բայց ածխաջրածիններ արտահանել նշանակում է զրկել քեզ ապագայից:

Աշխարհի բնական ռեսուրսների բազմազանությունը նշանակում է, որ էներգիայի կայուն արտադրությունը պահանջում է տարբեր տեխնոլոգիաների խառնուրդ `տեղական պայմաններին համապատասխան: Ամեն դեպքում անհնար է Երկրի վրա անսահմանափակ քանակությամբ էներգիա ստանալ ինչպես բնապահպանական, այնպես էլ ռեսուրսային պատճառներով: Հետևաբար, հաջորդ դարում Երկրի վրա էլեկտրաէներգիայի, պողպատի, նիկելի և այլ նյութերի արտադրության աճը անխուսափելիորեն կփոխարինվի մտավոր և հոգևոր արտադրության աճով:

Իգոր Էդուարդովիչ Շկրադյուկ

Էլեկտրակայանների ջերմային մասը դրա զարգացման յուրաքանչյուր փուլում որոշվում է հիմնականում ջերմային և էլեկտրասարքավորումների հիմնական ստորաբաժանումների `գոլորշու կաթսաների և գոլորշու շարժիչների տեխնիկական մակարդակով:

Կախված այս սարքավորումների հզորությունից, պարամետրերից և չափերից, լուծվեցին կայանների դասավորության խնդիրները, որոնց մշակման ժամանակ կարելի է առանձնացնել 4 փուլ:

Առաջին փուլը բնութագրվում է տարբեր տեսակի կաթսաների տակ տեղակայված հարթ քերած վանդակաճաղերի վրա շերտավոր վառելիքի այրմամբ ձեռքի վառարանների օգտագործմամբ `հրդեհային խողովակից մինչև հորիզոնական ջրատար: Tubeրատար խողովակների կաթսաների գոլորշու հզորությունը 3 տ / ժամ է, իսկ գոլորշու շարժիչների հզորությունը `մինչև 5000 կՎտ: Գոլորշին օգտագործվում էր մինչև 15 մթնոլորտ ճնշմամբ: մինչև 300 ° С գերտաքացումով:

Տնտեսապես զարգացած երկրների համար այս փուլը հիմնականում վերաբերում է 19-րդ դարի վերջին:

XX դարի առաջին քառորդը բնութագրվում է որակական փոփոխություններով երեք ուղղություններով.

Վառարանների մեքենայացում, քանի որ ձեռքով բեռնումը դառնում է անտանելի `բարձր արտադրողականությամբ. Շագանակագույն ածուխների համար մշակվել է աստիճանավոր վառարանների ձևավորում, քարաշեն վառարանների համար` շղթայական վանդակաճաղերով:

Անցում դեպի ջրատարի կաթսաներ ՝ ավելի փոքր թմբուկի տրամագծերով և մեծ քանակությամբ խողովակներով ՝ գոլորշու ճնշման և կաթսայի արտադրողականության բարձրացման պատճառով: Այս ժամանակահատվածում կաթսաների միավորների հիմնական տեսակները հորիզոնական և ուղղահայաց ջրատարի կաթսաներ են.

Գոլորշի շարժիչի փոխարինումը շոգեբաղբյուրով: Քանակական բնութագրերը զգալիորեն մեծանում են. Գոլորշու հզորությունը հասնում է 30 տ / ժ-ի, տուրբինի գեներատորների հզորությունը `30,000 կՎտ: Որակական բնութագրեր. Գոլորշու ճնշում մինչև 40 ատմ., Գերտաքացում մինչև 420 ° С:

Երկրորդ փուլի համար տուրբինների և կաթսաների քանակի հարաբերակցությունը 1: 5 - 1: 8 է: Մեկ տուրբինի վրա 5-8 կաթսա տեղադրելու անհրաժեշտությունն ազդել է հիմնականում էլեկտրակայանների ջերմային մասի դասավորության վրա `2 շարքով կաթսաներով:

Երրորդ փուլում անցում կատարվեց հսկայական կամերային վառարաններում ածուխի փոշու այրման այրման, որը զննում էր ՝ պաշտպանելու ճառագայթային ջեռուցման մակերևույթներով ծածկույթը, ինչը մեծացրեց հատուկ գոլորշու արտադրությունը: Այրման գործընթացն ուժեղացնելու ցանկությունը առաջացնում է օդափոխիչի վառարաններ: Կաթսաների գոլորշու հզորությունը հասնում է 400 տ / ժ-ի, տուրբինի գեներատորների հզորությունը `120,000 կՎտ: Գոլորշու ճնշումը բարձրանում է մինչև 125 ատմ: Դա ստիպում է օգտագործել գոլորշու միջանկյալ գերտաքացում `խտացնող տուրբինների վերջին սկավառակների վրա դրա չափազանց մեծ խոնավացումից խուսափելու համար: Տուրբինի դիմաց գոլորշու ջերմաստիճանը հասնում է 525 ° C:

Այս ժամանակահատվածը բնութագրվում է մեկ թմբուկով և թմբկահար կաթսաների օգտագործմամբ: Մեկ տուրբինի համար դրանց քանակը նվազում է և հասնում մեկի, և կաթսայատները դառնում են մեկ շարքով `տեղակայված տուրբինային սենյակին զուգահեռ: Ահա այսպես են հայտնվում «բլոկային» կայանները (բլոկ ՝ կաթսա-տուրբին):

Բլոկների տեղադրման զարգացումը բնութագրում է չորրորդ փուլը: Ընթացիկ փուլը բնութագրվում է կաթսաների բարձր գոլորշու թողունակությամբ (մինչև 2500 տ / ժամ և ավելի), որոնք ունակ են գոլորշի մատակարարել բլոկում տեղակայված 300, 500 և 800 ՄՎտ հզորությամբ տուրբին: Գերմարդկային գոլորշու պարամետրերը պահանջում են դրա կրկնակի տաքացում:

Thermalերմային էլեկտրակայանների հիմնական տեսակներն են `շոգեբաղադրիչի խտացում (IES) և կենտրոնացված ջեռուցում (CHP):

Դրանց զարգացման հիմնական ուղղությունները միշտ եղել են իրենց վրա տեղադրված էլեկտրասարքավորումների հզորության ընդլայնումը:

Ավելին, եթե XX դարի 20-30-ականներին էլեկտրաէներգիայի սարքավորումների միավորի հզորությունը սահմանափակվում էր հնարավոր պահուստի չափով. Սահմանափակ հզորության էներգահամակարգում, մեծ բլոկի անսարքությունը կարող է շատ լուրջ հետևանքներ առաջացնել ամբողջ համակարգի համար, այժմ, երբ ստեղծվել են ամենամեծ փոխկապակցված էներգահամակարգերը , այդ սահմանափակումները հանվեցին. այժմ մեկ միավորի հզորությունը սահմանափակվում է ոչ թե էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության կարողություններով, այլ մետաղագործական և մեքենաշինական արդյունաբերության ձեռք բերված մակարդակով:

Վերջին տարիներին բոլոր զարգացած երկրներում խտացնող էլեկտրակայանների զարգացումը հետևում է բլոկային սխեմայի (ամենաժամանակակից միավորը մեկ կաթսա և մեկ լիսեռ տուրբին է): Նման բլոկների հզորությունն արդեն հասնում է 800 ՄՎտ (Slavyanskaya GRES), իսկ էլեկտրակայանների հզորությունը `3000 - 4000 ՄՎտ:

Համակցված ջերմային և էլեկտրակայաններն ավելի լայն տարածում են ստանում համաշխարհային ջերմաէլեկտրակայանում: Դրանց առանձնահատկությունը կայանում է նրանում, որ գոլորշու տաքացնող տուրբինների հոսքի ուղու մի քանի հատվածներից վերցված գոլորշին տալիս է իր ջերմությունը ջրին, որը անցնում է մի շարք ջրատաքացուցիչներով և այնուհետեւ ուղարկվում ջեռուցման ցանց ՝ արդյունաբերական և քաղաքային սպառողների օգտագործման համար:

Heatերմության և էլեկտրաէներգիայի համակցված արտադրության ոլորտում մեր երկիրը միշտ առաջատար դիրքեր է զբաղեցրել: Առաջին նման էլեկտրակայանը Լենինգրադի թիվ 3 էլեկտրակայանն էր (1924):

Մեկ thermalԷԿ-ի հզորությունը հասնում է 1000 ՄՎտ և ավելի: Այնուամենայնիվ, ԱԷԿ-ի էլեկտրակայանը չի կարող որոշակի արժեքից բարձր լինել, ինչը սահմանափակվում է ոչ թե էլեկտրաէներգետիկ համակարգին մատակարարվող էլեկտրաէներգիայի, այլ ջերմային էներգիայի պահանջով և ջեռուցման ցանցերի թույլատրելի երկարությամբ: Օրինակ ՝ 1 միլիոն մարդ պակաս բնակչություն ունեցող քաղաքներում: ցանկալի է կառուցել CHP 250 ՄՎտ տուրբինային բլոկով:

Ատոմային էլեկտրակայանները գնալով ավելի ակնառու դեր են խաղում ժամանակակից էլեկտրական էներգիայի արդյունաբերության մեջ:

5 ՄՎտ հզորությամբ առաջին արդյունաբերական ատոմակայանը (ԱԷԿ) շահագործման հանձնվեց 1954-ի հունիսին Օբնինսկ քաղաքում:

Ատոմակայանների փորձը մեր երկրում և այնպիսի խիտ բնակեցված երկրներում, ինչպիսիք են Անգլիան, Ֆրանսիան, Գերմանիան, Japanապոնիան, ցույց է տալիս, որ երբ մի շարք հատուկ տեխնիկական պահանջներ բավարարվում են, լրիվ ճառագայթային անվտանգություն է նկատվում կայանների անձնակազմի և հարակից տարածքների բնակչության համար:

ԱԷԿ-երը կարիք չունեն կառուցել մեծածավալ վառելիքի պահեստարաններ և մեծ տարածքներ տրամադրել մոխրի և խարամի աղբանոցների համար:

Տեխնիկական և բնապահպանական պատճառներով պետք է ակնկալել արագ առաջընթաց ատոմակայանների կառուցման գործում:

Տեխնոլոգիայի ցանկացած ճյուղում զարգացման նոր մակարդակի հասնելը միշտ էլ նոր խնդիրների տեղիք է տալիս: Այսպիսով, գերակշռող գոլորշու պարամետրերով մեծ բլոկների շահագործման հանձնման պատճառով էլեկտրակայանների հզորության ավելացումը հրատապ է դարձրել լուծել բեռի օրական գրաֆիկների կարգավորման խնդիրը: Պիկ բեռները ծածկելու համար մշակվել են նոր տեսակի էլեկտրակայաններ և բլոկներ: Վերջին տարիներին ջերմային էներգետիկայի ոլորտում սկսվել է գազային տուրբինի և համակցված ցիկլային գազի տուրբինների օգտագործումը:

Գազային տուրբինային ագրեգատներում (GTU) բարձր ճնշման գազի գեներատորների դերը խաղում են տուրբոաժային շարժիչները, մասնավորապես ՝ ինքնաթիռները և ծովային շարժիչները, որոնք սպառել են իրենց ռեսուրսը: Դրանք շատ մանևրելի են, գործարկում են մի քանի րոպեից, շատ ավելի հեշտ են շահագործվում և ավելի էժան են, քան շոգեբաղնուցիչները: Կաթսայատան ստորաբաժանումների և մի շարք օժանդակ համակարգերի բացակայությունը, ինչպես նաև վերը նշված առավելությունները GTU- ն դարձնում են տնտեսական և հեռանկարային:

Theերմային ցիկլի և մանևրելիության տնտեսական արդյունավետության բարձրացման ճանապարհին նոր ձեռքբերման մեկ այլ օրինակ է զուգակցված ցիկլային գազատուրբինային (CCGT) կայանները, որոնք համատեղում են գազատուրբինային միավորների առավելությունները (բարձր նախնական ցիկլային ջերմաստիճաններ) և գոլորշու տուրբինները (ցածր վերջնական ջերմաստիճաններ):

Բնական էներգիայի աղբյուրների օգտագործման նոր եղանակները ներառում են երկրաջերմային էլեկտրակայանների կառուցում: 1966 թ.-ին Կամչատկայում շահագործման է հանձնվել 2500 կՎտ հզորությամբ փորձնական տուրբինի գեներատոր: Այնուամենայնիվ, առաջիկայում չի նախատեսվում երկրաջերմային էլեկտրակայանների լայնամասշտաբ կառուցում, մասնավորապես `երկրաջերմային ջրերում պարունակվող մեծ քանակությամբ հանքային աղերի պատճառով, որոնց հանքավայրերը շատ դժվար է վերահսկել:

Ընդհակառակը, բացառիկ մեծ առավելություններ են բացվում բարձր ջերմաստիճանի էներգիայի նորագույն ոլորտում. Պլազմայի օգտագործումը ջերմային էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելու համար `շրջանցելով սովորական ջերմային ցիկլը: Այս ուղղության ամենամոտ իրականացումը մագնիսահիդրոդինամիկ գեներատորների (MHD գեներատորներ) օգտագործումն է:

MHD - գեներատորում «տաք» էլեկտրահաղորդիչ գազերի հոսքն ուղղվում է հզոր էլեկտրամագնիսների միջբևեռային տարածություն: Նման գազի շարժումը համարժեք է մագնիսական դաշտում դիրիժորներով արմատուրայի շարժմանը, միայն EMF- ն է առաջանում գազի շերտում ձեւավորված «մտավոր» հաղորդիչների մեջ: Ալիքի ողջ երկարությամբ տեղադրված էլեկտրոդների օգնությամբ էլեկտրական էներգիան շեղվում է արտաքին շղթայի: Այսպիսով, ջերմային էներգիայի վերափոխումը տեղի է ունենում առանց տուրբինի, առանց որևէ պտտվող մասերի:

Բարձր ջերմաստիճանում աշխատելը (~ 2500 ° C) թույլ է տալիս ամբողջ ցիկլը դարձնել չափազանց էկոլոգիապես մաքուր: Լայնամասշտաբ էլեկտրատեխնիկայում MHD գեներատորների օգտագործումը թույլ կտա մոտավորապես 1,5 անգամ կրճատել էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար վառելիքի ծախսը `համեմատած սովորական ջերմային էլեկտրակայանների հետ: MHD գեներատորների ուշագրավ առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք ջրային հովացում չեն պահանջում և, հետեւաբար, չեն աղտոտում ջրային մարմինները, իսկ վառելիքի համեմատաբար ցածր սպառումն ու ավելի ամբողջական այրումը նվազեցնում են մթնոլորտային աղտոտումը: Մենք արդեն ունենք 200 կՎտ հզորություն ունեցող ՄՀԴ գեներատոր, և կառուցվում է արդյունաբերական էլեկտրակայան ՝ 25 մեգավատանոց հզորությամբ ՄՀԴ գեներատորով:

Պլազմայի օգտագործման հետագա զարգացումը ջերմամիջուկային գեներատորի ստեղծումն է, որը կօգտագործի ջրածնի գերտաքացվող հոսք գերհզոր մագնիսական դաշտում `գերհաղորդիչով էլեկտրամագնիսների կողմից ձևավորված, որպես գրգռման ոլորուն: