Pag-unlad ng TPP. Pag-unlad ng CHP sa modernong mga kondisyon ng Russia. Mga prospect ng pag-unlad ng industriya ng lakas

Sa kabila ng mabilis na pag-unlad ng mga di-tradisyunal na industriya ng enerhiya sa mga nagdaang dekada, ang karamihan sa elektrisidad sa buong mundo ay nabubuo pa rin ng mga thermal power plant. Sa parehong oras, ang lumalaking pangangailangan para sa elektrisidad bawat taon ay may stimulate na epekto sa pag-unlad ng thermal energy. Ang mga inhinyero ng kuryente sa buong mundo ay nagtatrabaho patungo sa pagpapabuti ng mga thermal power plant, pagdaragdag ng kanilang pagiging maaasahan, kaligtasan sa kapaligiran at kahusayan.

GAWAIN NG HEAT POWER ENGINEERING

Ang thermal energy ay isang sangay ng sektor ng enerhiya na nakatuon sa mga proseso ng pag-convert ng init sa iba pang mga uri ng enerhiya. Ang mga modernong inhinyero ng kuryente ng init, batay sa teorya ng pagkasunog at paglipat ng init, ay nag-aaral at nagpapabuti ng mga umiiral na mga halaman ng kuryente, sinisiyasat ang mga katangiang thermophysical ng mga carrier ng init at pinagsisikapang mabawasan ang mapanganib na epekto sa kapaligiran mula sa pagpapatakbo ng mga thermal power plant.

MGA PLANTS NG KAPANGYARIHAN

Ang Thermal power engineering ay hindi maiisip kung wala ang mga thermal power plant. Nagpapatakbo ang mga thermal power plant ayon sa sumusunod na pamamaraan. Una, ang organikong gasolina ay ipinakain sa pugon, kung saan ito sinusunog at ininit ang tubig na dumadaan sa mga tubo. Ang tubig ay pinainit at ginawang singaw, na ginagawang pag-ikot ng turbine. At salamat sa pag-ikot ng turbine, isang electric generator ay naaktibo, salamat sa kung saan nabuo ang isang kasalukuyang kuryente. Ang mga thermal power plant ay gumagamit ng langis, karbon at iba pang mga hindi nababagong mapagkukunan ng enerhiya bilang gasolina.

Bilang karagdagan sa mga thermal power plant, mayroon ding mga pag-install kung saan ang thermal energy ay ginawang elektrikal na enerhiya nang walang tulong ng isang electric generator. Ito ang mga thermoelectric, magneto-hydrodynamic generator at iba pang mga power plant.

PROBLEMA NG ECOLOGICAL NG HEAT POWER ENGINEERING

Ang pangunahing negatibong kadahilanan sa pagpapaunlad ng engineering ng lakas ng init ay naging pinsala na idinudulot ng mga thermal power plant sa kapaligiran sa kurso ng kanilang trabaho. Kapag sinunog ang gasolina, isang malaking halaga ng mga nakakapinsalang emisyon ang inilalabas sa himpapawid. Kasama rito ang pabagu-bago ng isip na mga organikong compound, at solidong mga particle ng abo, at mga gas na oksido ng asupre at nitrogen, at mga pabagu-bago na sangkap ng mga mabibigat na riles. Bilang karagdagan, ang mga thermal power plant ay labis na nagdudumi sa tubig at nasisira ang tanawin dahil sa pangangailangan na ayusin ang mga lugar para sa pagtatago ng slag, abo o gasolina.

Gayundin, ang pagpapatakbo ng mga TPP ay nauugnay sa mga emissions ng greenhouse gas. Pagkatapos ng lahat, ang mga thermal power plant ay naglalabas ng isang malaking halaga ng CO 2, ang akumulasyon na kung saan sa kapaligiran ay nagbabago ng thermal balanse ng planeta at naging sanhi ng epekto ng greenhouse - isa sa pinakahimok at seryosong mga problema sa kapaligiran sa ating panahon.

Iyon ang dahilan kung bakit ang pinakamahalagang lugar sa mga modernong pagpapaunlad sa thermal power engineering ay dapat ibigay sa mga imbensyon at mga makabagong ideya na maaaring mapabuti ang mga thermal power plant sa direksyon ng kanilang kaligtasan sa kapaligiran. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga bagong teknolohiya para sa paglilinis ng gasolina na ginamit ng mga TPP, ang paglikha, paggawa at pag-install ng mga espesyal na filter ng paglilinis sa TPPs, ang pagtatayo ng mga bagong planta ng thermal power, na orihinal na dinisenyo na isinasaalang-alang ang mga modernong kinakailangan sa kapaligiran.

MGA PROSPEKTO NG Pag-unlad

Ang mga aparato ng thermal na kuryente ay, at sa mahabang panahon ay magiging pangunahing mapagkukunan ng enerhiya na elektrikal para sa sangkatauhan. Samakatuwid, ang mga inhinyero ng kapangyarihan ng init sa buong mundo ay patuloy na masinsinang bubuo ng promising sektor ng enerhiya na ito. Ang kanilang mga pagsisikap ay pangunahing nilalayon sa pagpapabuti ng kahusayan ng mga thermal power plant, ang pangangailangan na idinidikta ng parehong mga pang-ekonomiya at kapaligiran na kadahilanan.

Ang mahigpit na kinakailangan ng komunidad ng mundo para sa kaligtasan sa kapaligiran ng mga pasilidad ng enerhiya ay nagpapasigla sa mga inhinyero na bumuo ng mga teknolohiya na nagbabawas ng mga emisyon mula sa mga TPP hanggang sa maximum na pinahihintulutang konsentrasyon.

Nagtalo ang mga analista na ang mga modernong kundisyon ay tulad na ang mga TPP na tumatakbo sa karbon o gas ay nangangako sa hinaharap, samakatuwid, sa direksyon na ito na pinagsisikapan ng init na engineering ng buong mundo.

Ang nangingibabaw na papel ng engineering ng thermal power sa pagtugon sa mga pangangailangan ng tao para sa elektrisidad sa buong mundo ay mananatili sa mahabang panahon. Sa katunayan, sa kabila ng pagnanais ng mga maunlad na bansa na lumipat sa lalong madaling panahon sa mas ligtas sa kapaligiran at abot-kayang (na mahalaga sa ilaw ng papalapit na krisis ng pagkaubos ng mga fossil fuel) na mapagkukunan ng enerhiya, isang mabilis na paglipat sa mga bagong pamamaraan ng paggawa ng enerhiya ay imposible. At nangangahulugan ito na ang industriya ng thermal power ay magpapatuloy na aktibong bubuo, ngunit, syempre, isinasaalang-alang ang mga bagong kinakailangan para sa kaligtasan sa kapaligiran ng mga teknolohiyang ginamit.

Ang industriya ng elektrisidad na kuryente, tulad ng iba pang mga industriya, ay may sariling mga problema at pag-unlad na prospect.

Sa kasalukuyan, ang industriya ng kuryente sa Russia ay nasa krisis. Ang konsepto ng "krisis sa enerhiya" ay maaaring tukuyin bilang isang nakababahalang estado na nagreresulta mula sa isang hindi pagtutugma sa pagitan ng mga pangangailangan ng modernong lipunan para sa mga reserbang enerhiya at enerhiya, kabilang ang dahil sa hindi makatuwiran na istraktura ng kanilang pagkonsumo.

Sa Russia, sa ngayon, maaari nang mag-isa 10 pangkat ang pinakapilit na problema:

1). Isang malaking bahagi ng mga kagamitan na pisikal at moral na hindi na ginagamit. Ang isang pagtaas sa bahagi ng pisikal na pagod na mga assets ay humantong sa isang pagtaas ng mga aksidente, madalas na pag-aayos at isang pagbaba ng pagiging maaasahan ng supply ng kuryente, na pinalala ng labis na pagkarga ng mga kapasidad sa produksyon at hindi sapat na mga reserbang. Ang pagsusuot ng kagamitan ay isa sa pinakamahalagang problema sa industriya ng kuryente ngayon. Sa mga planta ng kuryente ng Russia, napakalaki nito. Ang pagkakaroon ng isang malaking bahagi ng mga kagamitan sa pisikal at moral na lipas na kumplikado sa sitwasyon sa pagtiyak sa kaligtasan ng mga halaman ng kuryente. Halos ikalimang bahagi ng mga assets ng produksyon sa industriya ng kuryente ay malapit sa o lumampas sa kanilang buhay sa disenyo at nangangailangan ng muling pagtatayo o kapalit. Ang kagamitan ay ina-update sa isang hindi katanggap-tanggap na mababang rate at sa isang halatang hindi sapat na dami (talahanayan).
2). Ang pangunahing problema ng sektor ng enerhiya ay ang katunayan na, kasama ang ferrous at non-ferrous metalurhiya, ang enerhiya ay may isang malakas na negatibong epekto sa kapaligiran. Ang mga negosyong enerhiya ay bumubuo ng 25% ng lahat ng mga emissions sa industriya.

Noong 2000, ang dami ng emissions ng mga nakakapinsalang sangkap sa himpapawid ay 3.9 tonelada, kabilang ang mga emissions mula sa mga thermal power plant - 3.5 milyong tonelada. Ang sulfur dioxide ay umabot ng hanggang sa 40% ng kabuuang mga emissions, solido - 30%, nitrogen oxides - 24%. Iyon ay, ang mga TPP ay ang pangunahing dahilan para sa pagbuo ng mga residu ng acid.

Ang pinakamalaking polusyon sa hangin ay ang Raftinskaya GRES (lungsod ng Asbest, rehiyon ng Sverdlovsk) - 360 libong tonelada, Novocherkassk (lungsod ng Novocherkassk, rehiyon ng Rostov) - 122 libong tonelada, Troitskaya (lungsod ng Troitsk-5, rehiyon ng Chelyabinsk) - 103 libong tonelada, Verkhnetagilskaya (rehiyon ng Sverdlovsk) - 72 libong tonelada.

Ang industriya ng kuryente ay din ang pinakamalaking consumer ng sariwang at tubig sa dagat na natupok upang palamig ang mga yunit at ginamit bilang isang carrier ng init. Ang industriya ay umabot sa 77% ng kabuuang dami ng sariwang tubig na ginamit ng industriya ng Russia.

Ang dami ng wastewater na pinalabas ng mga negosyo ng industriya sa mga ibabaw na tubig sa tubig noong 2000 na umabot sa 26.8 bilyong metro kubiko. m. (5.3% higit pa kaysa sa 1999). Ang pinakamalaking mapagkukunan ng polusyon sa tubig ay mga halaman ng CHP, habang ang GRES ang pangunahing mapagkukunan ng polusyon sa hangin. Ito ang CHPP-2 (Vladivostok) - 258 milyong metro kubiko. m, Bezymyanskaya CHPP (rehiyon ng Samara) - 92 milyong metro kubiko. m, CHP-1 (Yaroslavl) - 65 milyong metro kubiko. m, CHPP-10 (Angarsk, rehiyon ng Irkutsk) - 54 milyong metro kubiko. m, TPP-15 at Pervomayskaya TPP (St. Petersburg) - isang kabuuang 81 milyong metro kubiko. m

Ang isang malaking halaga ng nakakalason na basura (slags, ash) ay nabuo din sa sektor ng enerhiya. Noong 2000, ang dami ng nakakalason na basura ay umabot sa 8.2 milyong tonelada.

Bilang karagdagan sa polusyon sa hangin at tubig, ang mga negosyong enerhiya ay nagdudumi ng mga soil, at mga planta ng hydroelectric power ay may matinding epekto sa rehimen ng mga ilog, ilog at mga ecosystem ng baha.

3). Mahirap na patakaran sa taripa. Sa industriya ng elektrisidad na kuryente, naitanong ang mga katanungan tungkol sa matipid na paggamit ng enerhiya at mga taripa para dito. Maaari nating pag-usapan ang pangangailangan na makatipid ng nabuong elektrisidad. Sa katunayan, sa kasalukuyan, ang bansa ay kumokonsumo ng 3 beses na mas maraming enerhiya bawat yunit ng produksyon kaysa sa Estados Unidos. Maraming gawain na dapat gawin sa lugar na ito. Kaugnay nito, ang mga taripa ng enerhiya ay lumalaki nang mas mabilis. Ang mga taripa na may bisa sa Russia at kanilang ratio ay hindi tumutugma sa pagsasanay sa mundo at Europa. Ang umiiral na patakaran sa taripa ay humantong sa hindi kapaki-pakinabang na mga aktibidad at mababang kakayahang kumita ng isang bilang ng mga pang-rehiyon na energos.
4). Ang bilang ng mga distrito ay nakakaranas na ng mga paghihirap sa pagbibigay ng elektrisidad. Kasama ng Gitnang Rehiyon, ang isang kakulangan ng kuryente ay sinusunod sa Central Black Earth, Volgo-Vyatka at North-West Economic Regions. Halimbawa, noong 1995 isang malaking halaga ng kuryente ang nagawa sa Central Economic Region - 19% ng mga all-Russian na tagapagpahiwatig (154.7 bilyong kW), ngunit lahat ito ay natupok sa loob ng rehiyon.
lima). Ang pagtaas ng kapasidad ay bumababa. Ito ay dahil sa mababang kalidad na gasolina, pagkasira ng kagamitan, trabaho upang mapabuti ang kaligtasan ng mga yunit at maraming iba pang mga kadahilanan. Ang hindi kumpletong paggamit ng mga kakayahan ng hydroelectric power plant ay nangyayari dahil sa mababang nilalaman ng tubig ng mga ilog. Sa kasalukuyan, 16% ng mga kakayahan ng mga planta ng kuryente sa Russia ay naubos na ang kanilang mapagkukunan. Sa mga ito, ang mga hydroelectric power plant ay umabot sa 65%, mga thermal power plant - 35%. Ang pag-commissioning ng mga bagong capacities ay nabawasan sa 0.6-1.5 milyon kW bawat taon (1990-2000) kumpara sa 6-7 milyong kW bawat taon (1976-1985).
6). Paglaban mula sa publiko at mga lokal na awtoridad sa paglalagay ng mga pasilidad ng kuryente dahil sa kanilang napakababang kaligtasan sa kapaligiran. Sa partikular, pagkatapos ng kalamidad sa Chernobyl, maraming trabaho sa pagsisiyasat, pagtatayo at pagpapalawak ng mga planta ng nukleyar na kuryente sa 39 na mga site na may kabuuang kapasidad sa disenyo na 109 milyong kW ang tumigil.
7). Hindi pagbabayad, kapwa sa bahagi ng mga consumer ng kuryente at sa bahagi ng mga kumpanya ng enerhiya para sa gasolina, kagamitan, atbp.
walo). Kakulangan ng pamumuhunan na nauugnay sa parehong kasalukuyang patakaran sa taripa at pampinansyal na "hindi transparency" ng industriya. Ang pinakamalaking mga namumuhunan sa estratehiko sa Kanluran ay handa na mamuhunan sa industriya ng kuryente ng Russia sa kundisyon lamang na tumaas ang mga taripa upang masiguro ang pagbabalik ng pamumuhunan.
siyam). Ang mga pagkagambala sa supply ng kuryente sa ilang mga rehiyon, sa partikular na Primorye;
sampu). Mababang koepisyent ng mahusay na paggamit ng mga mapagkukunan ng enerhiya. Nangangahulugan ito na 57% ng mga mapagkukunan ng enerhiya ay nawawala taun-taon. Karamihan sa mga pagkalugi ay nangyayari sa mga planta ng kuryente, sa mga makina na direktang gumagamit ng gasolina, pati na rin sa mga teknolohikal na proseso kung saan ginagamit ang gasolina bilang isang hilaw na materyal. Kapag nagdadala ng gasolina, marami ring pagkalugi sa mga mapagkukunan ng enerhiya.

Para naman sa mga prospect ng pag-unlad industriya ng elektrisidad sa elektrisidad sa Russia, kung gayon, sa kabila ng lahat ng mga problema nito, ang industriya ng elektrisidad na elektrisidad ay may sapat na mga prospect.

Halimbawa, ang pagpapatakbo ng isang thermal power plant ay nangangailangan ng pagkuha ng isang malaking halaga ng mga hindi nababagong mapagkukunan, ay may isang mababang mababang kahusayan, at humantong sa polusyon sa kapaligiran. Sa Russia, ang mga thermal power plant ay tumatakbo sa fuel oil, gas, at karbon. Gayunpaman, sa yugtong ito, ang mga kumpanya ng panrehiyong enerhiya na may mataas na proporsyon ng gas sa istraktura ng balanse ng gasolina ay kaakit-akit bilang isang mas mahusay at masiglang kapaligiran na gasolina. Sa partikular, mapapansin na ang mga planta ng kuryente na napalabas ng gas ay nagpapalabas ng 40% na mas kaunting carbon dioxide sa kapaligiran. Bilang karagdagan, ang mga istasyon ng gas ay may mas mataas na kadahilanan ng paggamit ng naka-install na kapasidad kumpara sa mga fuel fuel at istasyon ng karbon, nakikilala sa pamamagitan ng mas matatag na supply ng init at hindi nagkakaroon ng gastos sa pag-iimbak ng gasolina. Ang mga halaman na gasolina ay nasa mas mahusay na kondisyon kaysa sa mga karbon at langis na pinaputukan ng langis, dahil kamakailan lamang naatasan. At pati na rin ang mga presyo ng gas ay kinokontrol ng estado. Samakatuwid, ang pagtatayo ng mga halaman ng thermal power, kung saan ang gas ang gasolina, ay naging mas may pag-asa. Gayundin, sa mga TPP, nangangako itong gumamit ng kagamitan sa paglilinis ng alikabok na may pinakamataas na posibleng kahusayan, habang ginagamit ang nagresultang abo bilang hilaw na materyal sa paggawa ng mga materyales sa gusali.

Ang pagtatayo ng isang hydroelectric power station, sa turn, ay nangangailangan ng pagbaha ng isang malaking halaga ng mayabong lupa, o bilang isang resulta ng presyon ng tubig sa crust ng lupa, ang isang hydroelectric power station ay maaaring maging sanhi ng isang lindol. Bilang karagdagan, ang mga stock ng isda sa mga ilog ay bumababa. Ang pagtatayo ng medyo maliit na mga hydroelectric power plant na hindi nangangailangan ng mga seryosong pamumuhunan sa kapital, pagpapatakbo sa awtomatikong mode pangunahin sa mga bulubunduking lugar, pati na rin ang pilapil ng mga reservoir upang palabasin ang mga mayabong na lupain, ay naging promising.

Tulad ng para sa enerhiyang nukleyar, ang pagtatayo ng isang planta ng nukleyar na kuryente ay may isang tiyak na peligro, dahil sa ang katunayan na mahirap hulaan ang sukat ng mga kahihinatnan sa kaso ng mga komplikasyon sa pagpapatakbo ng mga yunit ng lakas na nukleyar o sa kaso ng force majeure. Gayundin, ang problema sa pagtatapon ng solidong radioactive na basura ay hindi nalutas, at ang sistema ng proteksyon ay hindi perpekto. Ang engineering sa lakas na nuklear ay may pinakamalaking prospect sa pag-unlad ng mga planta ng kuryente na thermonuclear. Ito ay isang halos walang hanggang mapagkukunan ng enerhiya, halos hindi nakakasama sa kapaligiran. Ang pag-unlad ng kapangyarihang nukleyar sa malapit na hinaharap ay ibabatay sa ligtas na pagpapatakbo ng mga mayroon nang mga pasilidad, na may unti-unting kapalit ng mga yunit ng unang henerasyon na may pinaka-advanced na mga reaktor ng Russia. Ang pinakamalaking inaasahang pagtaas ng kapasidad ay magaganap dahil sa pagkumpleto ng pagtatayo ng mga nagsimula nang mga istasyon.

Mayroong 2 magkasalungat na konsepto ng karagdagang pagkakaroon ng lakas nukleyar sa bansa.

1. Opisyal, na sinusuportahan ng Pangulo at ng Pamahalaan. Batay sa mga positibong tampok ng mga planta ng nukleyar na kuryente, nagmumungkahi sila ng isang programa para sa malawak na pag-unlad ng industriya ng elektrisidad ng kuryente ng Russia.
2. Kapaligiran, pinamumunuan ng Academician Yablokov. Ang mga tagasuporta ng konseptong ito ay ganap na tinanggihan ang posibilidad ng bagong konstruksyon ng mga planta ng nukleyar na kuryente, kapwa para sa mga kadahilanang pangkapaligiran at pang-ekonomiya.

Mayroon ding mga pansamantalang konsepto. Halimbawa, ang bilang ng mga dalubhasa ay naniniwala na kinakailangan upang ipakilala ang isang moratorium sa pagtatayo ng mga planta ng nukleyar na kuryente batay sa mga kawalan ng mga planta ng nukleyar na kuryente. Ang iba ay nagmumungkahi na ang paghinto sa pag-unlad ng lakas nukleyar ay maaaring humantong sa ang katunayan na ang Russia ay ganap na mawawala ang potensyal na pang-agham, teknikal at pang-industriya sa lakas na nukleyar.

Batay sa lahat ng mga negatibong epekto ng tradisyunal na enerhiya sa kapaligiran, binibigyang pansin ang pag-aaral ng mga posibilidad ng paggamit ng hindi tradisyonal, alternatibong mga mapagkukunan ng enerhiya. Ang enerhiya ng ebb and flow at ang panloob na init ng Earth ay nakatanggap ng praktikal na aplikasyon. Ang mga halaman ng kuryente ng hangin ay magagamit sa mga pamayanan ng tirahan sa Malayong Hilaga. Nagpapatuloy ang trabaho upang pag-aralan ang posibilidad ng paggamit ng biomass bilang mapagkukunan ng enerhiya. Sa hinaharap, ang enerhiya ng solar ay malamang na may malaking papel.

Ang karanasan sa pag-unlad ng industriya ng domestic electric power ay bumuo ng mga sumusunod prinsipyo ng lokasyon at pagpapatakbo ng mga negosyo industriya na ito:

1. konsentrasyon ng paggawa ng kuryente sa malalaking mga rehiyonal na halaman ng kuryente na gumagamit ng medyo murang gasolina at mapagkukunan ng enerhiya;
2. Pinagsasama ang paggawa ng kuryente at init para sa pagpainit ng distrito ng mga pamayanan, pangunahing mga lungsod;
3. malawak na pag-unlad ng mga mapagkukunan ng hidro, isinasaalang-alang ang kumplikadong solusyon ng mga problema sa industriya ng elektrisidad na kuryente, transportasyon, supply ng tubig;
4. ang pangangailangang bumuo ng enerhiyang nukleyar, lalo na sa mga lugar na may isang panahunan na balanse ng gasolina at enerhiya, isinasaalang-alang ang kaligtasan ng paggamit ng mga planta ng nukleyar na kuryente;
5. paglikha ng mga system ng kuryente na bumubuo ng isang solong high-boltahe network ng bansa.

Sa ngayon, ang Russia ay nangangailangan ng isang bagong patakaran sa enerhiya, na magiging sapat na kakayahang umangkop at ibigay para sa lahat ng mga tampok ng industriya na ito, kasama ang mga detalye ng lokasyon. Bilang ang pangunahing mga gawain ng pag-unlad ng sektor ng enerhiya ng Russia ang sumusunod ay maaaring makilala:

ь Pagbawas ng lakas ng enerhiya ng produksyon.

ь Pagpapanatili ng integridad at pagpapaunlad ng Unified Energy System ng Russia, ang pagsasama nito sa iba pang mga asosasyon ng enerhiya sa lupalop ng Eurasian;

ь Pagdaragdag ng kadahilanan ng paggamit ng mga halaman ng kuryente, pagdaragdag ng kahusayan ng paggana at pagtiyak sa napapanatiling pag-unlad ng industriya ng kuryenteng de-kuryente batay sa mga makabagong teknolohiya;

ь Buong paglipat sa mga ugnayan sa merkado, pagpapalaya ng mga presyo ng enerhiya, buong paglipat sa mga presyo ng mundo.

ь Mabilis na pag-renew ng parke ng planta ng kuryente.

ь Pagdadala ng mga parameter ng kapaligiran ng mga halaman ng kuryente sa antas ng mga pamantayan sa mundo, na binabawasan ang mapanganib na epekto sa kapaligiran

Batay sa mga gawaing ito, isang "Pangkalahatang Scheme para sa Lokasyon ng Mga Pasilidad ng Lakas ng Elektriko hanggang sa 2020" ay nilikha at naaprubahan ng Pamahalaan ng Russian Federation. (diagram 2)

Ang mga prayoridad ng Pangkalahatang Scheme sa loob ng balangkas ng itinatag na mga alituntunin para sa pangmatagalang patakaran ng estado sa industriya ng elektrisidad na kapangyarihan ay:

ь ang advanced na pag-unlad ng industriya ng elektrisidad na kuryente, ang paglikha ng isang makatarungang istraktura ng pagbuo ng mga kakayahan at mga pasilidad ng grid ng kuryente dito para sa maaasahang panustos ng mga mamimili ng bansa na may elektrikal at thermal energy;

ь pag-optimize ng balanse ng gasolina ng industriya ng kuryenteng de-kuryente dahil sa pinakamataas na posibleng paggamit ng potensyal na pag-unlad ng nukleyar, haydroliko, at pati na rin ng karbon-fired na mga thermal power plant at pagbawas ng paggamit ng gas sa balanse ng gasolina ng industriya;

ь paglikha ng isang imprastraktura ng network na bumubuo ng isang mas mabilis na bilis kaysa sa pagpapaunlad ng mga halaman ng kuryente at pagtiyak na ang buong pakikilahok ng mga kumpanya ng enerhiya at mga mamimili sa paggana ng merkado ng kuryente at kapasidad, pinapatibay ang mga link ng intersystem, ginagarantiyahan ang pagiging maaasahan ng magkakaloob na supply ng kuryente at kapasidad sa pagitan ng mga rehiyon ng Russia, pati na rin ang posibilidad ng pag-export ng kuryente ;

ь pagliit ng tiyak na pagkonsumo ng gasolina para sa paggawa ng elektrisidad at thermal na enerhiya sa pamamagitan ng pagpapakilala ng modernong kagamitang lubos na matipid na tumatakbo sa mga solid at gas na gasolina;

ь pagbawas ng teknolohikal na epekto ng mga halaman ng kuryente sa kapaligiran sa pamamagitan ng mahusay na paggamit ng fuel at mga mapagkukunang enerhiya, pag-optimize ng istrakturang pang-industriya ng industriya, teknolohikal na kagamitan muli at pag-decommission ng mga hindi na ginagamit na kagamitan, isang pagtaas sa dami ng mga hakbang sa proteksyon ng kapaligiran sa mga planta ng kuryente, pagpapatupad ng mga programa para sa pagpapaunlad at paggamit ng mga mapagkukunang nababagong enerhiya.

Batay sa mga resulta sa pagsubaybay, isang ulat tungkol sa pag-usad ng pagpapatupad ng General Scheme na isinumite sa Pamahalaan ng Russian Federation taun-taon. Sa loob ng ilang taon, makikita kung gaano ito epektibo at kung magkano ang mga probisyon nito ay ipinatutupad sa paggamit ng lahat ng mga prospect para sa pagpapaunlad ng sektor ng enerhiya ng Russia.

Sa hinaharap, dapat abandunahin ng Russia ang pagtatayo ng mga bagong malalaking istasyon ng thermal at haydroliko, na nangangailangan ng malaking pamumuhunan at lumikha ng stress sa kapaligiran. Plano itong magtayo ng maliliit at katamtamang sukat na mga thermal power plant at maliit na mga planta ng nukleyar na kuryente sa malayong hilaga at silangang mga rehiyon. Sa Malayong Silangan, ang pagbuo ng hydropower ay nakikita sa pamamagitan ng pagbuo ng isang kaskad ng daluyan at maliit na mga halaman ng hydropower. Ang mga bagong CHPP ay itatayo sa gas, at sa basin lamang ng Kansk-Achinsk pinlano na magtayo ng mga makapangyarihang condensing power plant dahil sa murang open-pit na pagmimina ng karbon. Ang paggamit ng geothermal na enerhiya ay may mga prospect. Ang pinakapangako sa mga lugar para sa malawakang paggamit ng mga thermal water ay ang Kanluran at Silangang Siberia, pati na rin ang Kamchatka, Chukotka, Sakhalin. Sa hinaharap, ang paggamit ng mga tubig na thermal ay patuloy na lalago. Isinasagawa ang pananaliksik sa pagkakasangkot ng hindi mauubos na mapagkukunan ng enerhiya, tulad ng enerhiya ng Araw, hangin, pagtaas ng tubig, atbp., Sa sirkulasyong pang-ekonomiya, na gagawing posible upang matiyak ang ekonomiya ng mga mapagkukunan ng enerhiya sa bansa, lalo na ang mineral fuel.

Sa simula ng ika-21 siglo, ang isyu ng paggawa ng makabago at pag-unlad ng sektor ng enerhiya ng Russia ay naging labis na pinalala na isinasaalang-alang ang mga sumusunod na kadahilanan:

Ang pamumura ng mga kagamitan para sa mga planta ng kuryente, mga network ng init at elektrisidad sa pagtatapos ng unang dekada ay maaaring lumagpas sa 50%, na nangangahulugang sa pamamagitan ng 2020 ang pamumura ay maaaring umabot sa 90%;

Ang mga katangiang pang-teknikal at pang-ekonomiya ng paggawa ng enerhiya at transportasyon ay puno ng maraming mga sentro ng overhead na pagkonsumo ng pangunahing mapagkukunan ng enerhiya;

Ang antas ng pagbibigay ng mga kagamitan sa kuryente na may automation, protection at informatics ay nangangahulugang mas mababa kaysa sa mga pasilidad ng kuryente sa Kanlurang Europa at USA;

Ang pangunahing mapagkukunan ng enerhiya sa TPPs sa Russia ay ginagamit na may isang kahusayan na hindi hihigit sa 32 - 33%, sa kaibahan sa mga bansa na gumagamit ng mga advanced na teknolohiya ng ikot ng lakas ng singaw na may kahusayan ng hanggang 50% at mas mataas;

Nasa unang limang taon na ng ika-21 siglo, habang nagpapatatag ang ekonomiya ng Russia, naging malinaw na ang sektor ng enerhiya ay maaaring maging mula sa "lokomotor" ng ekonomiya sa isang "balakid na kurso". Pagsapit ng 2005, ang sistema ng kuryente ng rehiyon ng Moscow ay naging mahirap makuha;

Naghahanap ng mga pondo para sa paggawa ng makabago at pag-unlad ng base ng enerhiya ng Russia sa isang ekonomiya sa merkado at reporma sa sektor ng enerhiya batay sa mga prinsipyo ng merkado.

Sa mga kundisyong ito, maraming mga programa ang nilikha, ngunit ang kanilang mga karagdagan at "pag-unlad" ay nagpatuloy.

Narito ang isa sa mga programang nilikha sa pagtatapos ng huling siglo (Talahanayan 6).

Talahanayan 6. Mga input ng mga halaman ng kuryente, milyong kW.

Talahanayan 7. Mga pangangailangan sa pamumuhunan ng industriya ng elektrisidad na kuryente, bilyun-bilyong dolyar

Ang husay ng estado ng mga usapin sa suplay ng kuryente ng ekonomiya ng Rusya at ng larangan ng lipunan, ayon sa mga pagtatantya ng mga dalubhasa mula sa RAO UES ng Russia, ay isinalarawan ng paglitaw ng mga rehiyon na kulang sa enerhiya (sa taglagas-taglamig na panahon ng maximum na pagkarga ng pagkonsumo).

Ganito lumitaw ang programang enerhiya sa GOELRO-2. Dapat pansinin na ang iba't ibang mga mapagkukunan ay nagbibigay ng makabuluhang iba't ibang mga tagapagpahiwatig mula sa bawat isa. Iyon ang dahilan kung bakit sa nakaraang mga talahanayan (Talahanayan 6, Talahanayan 7) naibigay namin ang maximum ng na-publish na mga tagapagpahiwatig. Malinaw na, ang antas ng "kisame" ng mga pagtataya ay maaaring magamit bilang isang benchmark.

Ang mga pangunahing lugar ay dapat isama:

1. Ituon ang paglikha ng solidong mga fuel TPP. Habang ang mga presyo para sa natural gas ay dinadala sa antas ng mga mundo, ang mga TPP na gumagamit ng mga solidong fuel ay mabibigyang katwiran sa ekonomiya. Ang mga modernong pamamaraan ng pagkasunog ng karbon (sa isang nagpapalipat-lipat na kama na natutulog), at pagkatapos ay ang mga teknolohiya ng karbon ng isang pinagsamang pag-ikot na may paunang gasification ng karbon o ang pagkasunog nito sa mga boiler ng isang fluidized bed sa ilalim ng presyon na ginagawang posible upang gawing posible ang mga TPP na gumagamit ng mga solidong fuel na mapagkumpitensyang merkado ng TPP sa hinaharap.

2. Ang paggamit ng "mamahaling" natural gas sa bagong konstruksyon na mga thermal power plant ay mabibigyang katwiran lamang kapag gumagamit ng pinagsamang mga halaman ng cycle, pati na rin kapag lumilikha ng mga mini-thermal power plant batay sa mga gas turbine, atbp.

3. Teknikal na muling kagamitan ng mga mayroon nang TPP dahil sa lumalaking pagkasira ng pisikal at moralidad ay mananatiling isang priyoridad. Dapat pansinin na kapag pinapalitan ang mga bahagi at pagpupulong, posible na ipakilala ang perpektong mga solusyon sa teknikal, kabilang ang mga usapin ng awtomatiko at mga impormatic.

4. Ang pag-unlad ng kapangyarihang nukleyar sa malapit na hinaharap ay nauugnay sa pagkumpleto ng pagtatayo ng mga yunit na may mataas na kakayahang magamit, pati na rin ang trabaho upang pahabain ang buhay ng planta ng nukleyar na kuryente para sa isang oras na nabigyang matipid sa ekonomiya. Sa mas mahabang panahon, ang pag-komisyon ng mga kapasidad sa mga planta ng nukleyar na kuryente ay dapat na isagawa sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga nabuwag na mga yunit ng mga bagong henerasyon ng kuryente na nakakatugon sa mga modernong kinakailangan sa kaligtasan.

Ang hinaharap na pag-unlad ng enerhiyang nukleyar ay dahil sa solusyon ng maraming mga problema, ang pangunahing dito ay ang pagkamit ng kumpletong kaligtasan ng mayroon at bagong mga planta ng nukleyar na kuryente, ang pagsasara ng mga planta ng nuklear na nukleyar na naubos ang kanilang mga mapagkukunan, at tinitiyak ang pagiging mapagkumpitensya ng ekonomiya ng lakas na nukleyar kumpara sa mga alternatibong teknolohiya ng enerhiya.

5. Ang isang mahalagang direksyon sa industriya ng kuryente para sa mga modernong kundisyon ay ang pagbuo ng isang network ng namamahagi ng mga nagbibigay ng kakayahan sa pamamagitan ng pagbuo ng maliliit na halaman ng kuryente, una sa lahat, maliit na CHP na may CCGT at GTU.

Ang negatibong mga pangyayari sa kapaligiran at panlipunan ng pagtatayo ng malalaking mga halaman ng hydropower ay titingnan namin nang maigi ang kanilang posibleng lugar sa industriya ng elektrisidad ng kuryente sa hinaharap.

Ang hinaharap ng hydropower

Ang mga malalaking hydroelectric power plant ay nagsasagawa ng mga sumusunod na pag-andar sa power system:

pagbuo ng kapangyarihan;
mabilis na pagtutugma ng lakas ng henerasyon na may pagkonsumo ng kuryente, pagpapatibay ng dalas sa sistema ng kuryente;
akumulasyon at pag-iimbak ng enerhiya sa anyo ng potensyal na enerhiya ng tubig sa gravitational field ng Earth na may pag-convert sa elektrisidad anumang oras.

Ang pagbuo ng kuryente at mga maneuver ng kuryente ay posible sa anumang sukat na HPP. At ang akumulasyon ng enerhiya para sa isang panahon mula sa maraming buwan hanggang sa maraming taon (para sa taglamig at tuyong taon) ay nangangailangan ng paglikha ng malalaking mga reservoir.

Para sa paghahambing, ang isang 12-kg, 12-volt, 85-amp-hour na baterya ng kotse ay maaaring mag-imbak ng 1.02 kilowatt-hour (3.67 MJ). Upang maiimbak ang halagang lakas na ito at gawing elektrikal na enerhiya sa isang haydrolikong yunit na may kahusayan na 0.92, kailangan mong itaas ang 4 tonelada (4 metro kubiko) ng tubig sa taas na 100 m o 40 toneladang tubig sa taas na 10 m.

Para sa isang hydroelectric power station na may kapasidad na 1 MW lamang upang gumana sa nakaimbak na tubig 5 buwan sa isang taon sa loob ng 6 na oras sa isang araw sa nakaimbak na tubig, kinakailangan na makaipon sa isang altitude na 100 m at pagkatapos ay tumakbo sa pamamagitan ng isang turbine 3.6 milyon tone-toneladang tubig. Sa isang lugar ng reservoir na 1 sq. Km, ang antas ay bababa sa 3.6 m. Ang parehong dami ng produksyon sa isang diesel power plant na may kahusayan na 40% ay mangangailangan ng 324 tonelada ng diesel fuel. Kaya, sa malamig na klima, ang pag-iimbak ng enerhiya ng tubig para sa taglamig ay nangangailangan ng mataas na mga dam at malalaking reservoirs.

Bilang karagdagan, sa b tungkol sasa karamihan ng mga bahagi ng Russia sa permafrost zone, ang maliliit at katamtamang laki ng mga ilog ay nagyeyelo sa ilalim ng taglamig. Sa mga bahaging ito, ang mga maliit na planta ng kuryente na hydroelectric ay walang silbi sa taglamig.

Ang mga malalaking planta ng hydroelectric power ay hindi maiiwasang matatagpuan sa isang malaking distansya mula sa maraming mga mamimili, at ang mga gastos sa pagbuo ng mga linya ng kuryente at pagkawala ng enerhiya at mga wire sa pag-init ay dapat isaalang-alang. Kaya, para sa Transsiberian (Shilkinskaya) hydroelectric power station, ang gastos sa pagbuo ng isang linya ng paghahatid-220 sa Transsib na may haba na 195 km lamang (napakakaunting para sa naturang konstruksyon) ay lumampas sa 10% ng lahat ng mga gastos. Ang mga gastos sa pagbuo ng mga network ng paghahatid ng kuryente ay napakahalaga na sa Tsina ang kapasidad ng mga turbine ng hangin, na hindi pa nakakonekta sa grid, ay lumampas sa kapasidad ng buong sektor ng enerhiya sa Russia sa silangan ng Lake Baikal.

Kaya, ang mga prospect para sa hydropower ay nakasalalay sa mga pagsulong sa teknolohiya at produksyon, at pag-iimbak at paghahatid ng enerhiya nang magkasama.

Ang enerhiya ay isang napaka-intensive capital at samakatuwid ay konserbatibo na industriya. Ang ilang mga planta ng kuryente ay nagpapatakbo pa rin, lalo na ang mga hydroelectric power plant na itinayo sa simula ng ikadalawampu siglo. Samakatuwid, upang masuri ang mga prospect sa kalahating siglo, sa halip na mga volumetric na tagapagpahiwatig ng isang partikular na uri ng enerhiya, mas mahalaga na tingnan ang bilis ng pag-unlad sa bawat teknolohiya. Ang mga angkop na tagapagpahiwatig ng pag-unlad na panteknikal sa henerasyon ay kahusayan (o porsyento ng pagkalugi), kapasidad ng yunit ng mga yunit, gastos na 1 kilowatt ng lakas ng henerasyon, gastos sa paghahatid ng 1 kilowatt bawat 1 km, gastos ng pag-iimbak ng 1 kilowatt-hour bawat araw.

Pag-iimbak ng enerhiya

Imbakan ang elektrisidad ay isang bagong industriya sa sektor ng enerhiya. Sa loob ng mahabang panahon, ang mga tao ay nag-iimbak ng gasolina (kahoy na panggatong, karbon, pagkatapos ay mga produktong langis at langis sa mga tanke, gas sa mga presyon na tanke at mga pasilidad sa pag-iimbak ng lupa Pagkatapos ay lumitaw ang mga aparato ng pag-iimbak ng enerhiya na mekanikal (nakataas ang tubig, naka-compress na hangin, sobrang mga flywheel, atbp.), Bukod sa mga ito na na-pump na mga power plant ng pag-iimbak ay nanatiling pinuno.

Sa labas ng mga permafrost zone, ang init na naipon ng mga solar water heater ay maaari nang ibomba sa ilalim ng lupa sa mga maiinit na bahay sa taglamig. Matapos ang pagbagsak ng USSR, tumigil sa mga eksperimento sa paggamit ng solar heat energy para sa mga pagbabagong kemikal.

Ang mga kilalang baterya ng kemikal ay may isang limitadong bilang ng mga cycle ng singil sa pag-charge. Ang mga supercapacitor ay may higit pa tungkol sa mas mahaba ang tibay, ngunit ang kanilang kakayahan ay hindi pa rin sapat. Ang mga aparatong pang-imbak na enerhiya ng patlang na enerhiya sa mga coco ng superconducting ay napakabilis na napabuti.

Ang isang tagumpay sa pamamahagi ng pag-iimbak ng enerhiya ay magaganap kapag ang presyo ay bumaba sa $ 1 bawat kilowatt-hour. Gagawin nitong posible na malawakang gumamit ng mga uri ng pagbuo ng kuryente na hindi kayang magpatakbo ng tuloy-tuloy (solar, hangin, lakas ng tubig sa tidal).

alternatibong enerhiya

Mula sa teknolohiya bumubuo ang enerhiya ng solar ay pinakamabilis na nagbabago. Ginagawang posible ng mga solar panel na makagawa ng enerhiya sa anumang kinakailangang halaga - mula sa pag-charge ng telepono hanggang sa pagbibigay ng mga megacity. Ang lakas ng Araw sa Lupa ay daang beses nang higit pa kaysa sa iba pang mga uri ng enerhiya na pinagsama.

Ang mga sakahan ng hangin ay dumaan sa isang panahon ng mga pagbawas ng presyo at nasa yugto ng lumalaking laki ng tore at bumubuo ng kapasidad. Noong 2012, ang kapasidad ng lahat ng mga turbine ng hangin sa mundo ay nalampasan ang kakayahan ng lahat ng mga halaman ng kuryente sa USSR. Gayunpaman, sa ika-20 ng ika-21 siglo, ang mga posibilidad para sa pagpapabuti ng mga turbine ng hangin ay maubos at ang enerhiya ng solar ay mananatiling makina ng paglago.

Ang teknolohiya ng malalaking mga hydroelectric power plant ay nakapasa sa "pinakamagandang oras" nito; bawat dekada mas kaunti at mas kaunti ang malalaking mga hydroelectric power plant ay itinatayo. Ang atensyon ng mga imbentor at inhinyero ay lumiliko sa tidal at alon ng mga halaman sa kuryente. Gayunpaman, ang mga pagtaas ng tubig at malalaking alon ay wala kahit saan, kaya't magiging maliit ang kanilang papel. Sa ika-21 siglo, itatayo pa rin ang maliliit na halaman ng hydropower, lalo na sa Asya.

Ang pagkuha ng kuryente mula sa init na nagmumula sa mga bituka ng Daigdig (geothermal energy) ay nangangako, ngunit sa ilang mga rehiyon lamang. Ang mga teknolohiya ng pagkasunog ng fossil fuel ay makikipagkumpitensya sa solar at lakas ng hangin sa loob ng maraming dekada, lalo na kung saan mayroong maliit na hangin at araw.

Ang pinakamabilis na lumalagong mga teknolohiya para sa paggawa ng masusunog na gas sa pamamagitan ng pagbuburo ng basura, pyrolysis o agnas sa plasma). Gayunpaman, ang solidong basurang pantahanan ay palaging mangangailangan ng pag-uuri (o mas mabuti, magkahiwalay na koleksyon) bago ang gasification.

Mga teknolohiya ng TPP

Ang kahusayan ng pinagsamang mga halaman ng cycle ng kuryente ay lumampas sa 60%. Ang muling kagamitan ng lahat ng mga gasolina na CHPP na pinagsama-ikot (mas tiyak, gas-singaw) na mga halaman ay magpapataas ng pagbuo ng elektrisidad ng higit sa 50% nang hindi nadaragdagan ang pagkasunog ng gas.

Ang mga CHPP ng uling at gasolina ay mas masahol kaysa sa mga planta ng kuryente ng gas sa mga tuntunin ng kahusayan, presyo ng kagamitan, at ang dami ng nakakapinsalang emisyon. Bilang karagdagan, ang pagmimina ng karbon ay nangangailangan ng pinakamaraming buhay ng tao bawat megawatt na oras ng kuryente. Ang gasification ng karbon ay magpapahaba sa pagkakaroon ng industriya ng karbon sa loob ng maraming dekada, ngunit ang propesyon ng minero ay malamang na hindi mabuhay hanggang sa ika-22 siglo. Malamang na ang mga turbine ng singaw at gas ay hahaliliin ng mabilis na pagpapabuti ng mga fuel cell, kung saan ang enerhiya ng kemikal ay ginawang elektrikal na enerhiya na dumadaan sa mga yugto ng pagkuha ng enerhiya na pang-init at mekanikal. Pansamantala, ang mga fuel cell ay napakamahal.

Kapangyarihang nuklear

Ang kahusayan ng mga NPP ay lumago nang dahan-dahan sa nakaraang 30 taon. Ang pagpapabuti ng mga reactor ng nukleyar, na ang bawat isa ay nagkakahalaga ng maraming bilyong dolyar, ay napakabagal, at ang mga kinakailangan sa kaligtasan ay nagpapabilis sa mga gastos sa konstruksyon. Hindi naganap ang "nuclear renaissance". Mula noong 2006, sa mundo, ang pag-komisyon ng mga planta ng nukleyar na kuryente ay mas mababa sa hindi lamang sa pag-komisyon ng hangin, kundi pati na rin sa solar. Gayunpaman, malamang na ang ilang mga planta ng nukleyar na kuryente ay makakaligtas hanggang sa ika-22 siglo, bagaman dahil sa problema ng basurang radioactive, ang kanilang wakas ay hindi maiiwasan. Posible na ang mga thermonuclear reactor ay gagana sa ika-21 siglo, ngunit ang kanilang maliit na bilang, syempre, "ay hindi makakagawa ng panahon."

Hanggang ngayon, ang posibilidad na mapagtanto ang isang "cold fusion" ay nananatiling hindi malinaw. Sa prinsipyo, ang posibilidad ng isang reaksyon ng thermonuclear na walang ultra-mataas na temperatura at walang pagbuo ng basurang radioactive ay hindi sumasalungat sa mga batas ng pisika. Ngunit ang mga prospect para sa pagkuha ng murang enerhiya sa ganitong paraan ay lubhang kahina-hinala.

Bagong teknolohiya

At isang maliit na pantasya sa mga guhit. Ngayon sa Russia tatlong bagong mga prinsipyo ng isothermal na pag-convert ng init sa kuryente ang sinusubukan. Ang mga eksperimentong ito ay mayroong maraming mga nagdududa: pagkatapos ng lahat, ang pangalawang batas ng thermodynamics ay nilabag. Sa ngayon, isang sampung bahagi ng isang microwatt ang natanggap. Kung matagumpay, unang makikita ang mga baterya ng orasan at instrumento. Pagkatapos ang mga bombilya na walang mga wire. Ang bawat ilaw bombilya ay magiging isang mapagkukunan ng lamig. Ang mga aircon ay bubuo ng elektrisidad sa halip na ubusin ito. Hindi na kakailanganin ang mga wire sa bahay. Maaga pa upang hatulan kung kailan nagkatotoo ang science fiction.

Pansamantala, kailangan namin ng mga wire. Mahigit sa kalahati ng presyo ng isang kilowatt-hour sa Russia ay na accounted ng gastos ng pagbuo at pagpapanatili ng mga linya ng kuryente at substation. Mahigit sa 10% ng nabuong elektrisidad ang ginugol sa mga wires na pag-init. Ang pagbawas ng mga gastos at pagkalugi ay maaaring makamit ng "matalinong grids" na awtomatikong namamahala ng maraming mga consumer at tagagawa ng enerhiya. Sa maraming mga kaso, ang direktang kasalukuyang ay mas mahusay kaysa sa kasalukuyang AC upang mabawasan ang pagkalugi. Sa pangkalahatan, maiiwasan mo ang mga wire ng pag-init sa pamamagitan ng paggawa ng superconducting sa kanila. Gayunpaman, ang mga superconductor ng temperatura sa kuwarto ay hindi natagpuan, at hindi alam kung gagawin nila.

Para sa mga lugar na walang populasyon na may mataas na gastos sa transportasyon, mahalaga rin ang pagkalat at pagkakaroon ng mga mapagkukunan ng enerhiya.

Ang pinakakaraniwang enerhiya ay mula sa Araw, ngunit ang Araw ay hindi laging nakikita (lalo na sa kabila ng Arctic Circle). Ngunit sa taglamig at sa gabi ay madalas na humihip ang hangin, ngunit hindi palagi at hindi saanman. Gayunpaman, pinapayagan na ngayon ng mga wind-solar power plant ang maraming beses upang mabawasan ang pagkonsumo ng diesel fuel sa mga malalayong nayon.

Sinasabi ng ilang mga geologist na ang langis at gas ay nabubuo halos saanman ngayon mula sa carbon dioxide na pumapasok sa lupa na may tubig. Gayunpaman, ang paggamit ng haydroliko na bali ("fracking") ay sumisira sa natural na mga lugar kung saan maaaring makaipon ang langis at gas. Kung totoo ito, kung gayon ang isang maliit na halaga ng langis at gas (sampung beses na mas mababa kaysa ngayon) ay maaaring makuha kahit saan kahit walang pinsala sa geochemical sirkulasyon ng carbon, ngunit ang pag-export ng mga hydrocarbons ay nangangahulugang pag-agaw sa iyong sarili sa hinaharap.

Ang pagkakaiba-iba ng likas na yaman ng mundo ay nangangahulugan na ang napapanatiling paggawa ng enerhiya ay nangangailangan ng isang halo ng iba't ibang mga teknolohiya upang umangkop sa mga lokal na kundisyon. Sa anumang kaso, imposibleng makakuha ng isang walang limitasyong dami ng enerhiya sa Earth para sa parehong mga kadahilanan sa kapaligiran at mapagkukunan. Samakatuwid, ang paglaki sa paggawa ng kuryente, bakal, nikel at iba pang materyal na bagay sa Earth sa susunod na siglo ay hindi maiiwasang mapalitan ng pagtaas sa paggawa ng intelektwal at espiritwal.

Igor Eduardovich Shkradyuk

Ang thermal bahagi ng mga halaman ng kuryente sa bawat yugto ng kanilang pag-unlad ay natutukoy pangunahin ng antas ng teknikal ng mga pangunahing yunit ng kagamitan sa init at kuryente: mga boiler ng singaw at mga makina ng singaw.

Nakasalalay sa lakas, mga parameter at sukat ng kagamitang ito, ang mga isyu ng layout ng istasyon ay nalutas, sa pag-unlad na kung saan ang 4 na yugto ay maaaring makilala.

Ang unang yugto ay nailalarawan sa pamamagitan ng paggamit ng mga manu-manong hurno na may layered na pagkasunog ng gasolina sa mga flat grates na matatagpuan sa ilalim ng mga boiler ng iba't ibang uri - mula sa fire-tube hanggang sa pahalang na tubo ng tubig. Ang kapasidad ng singaw ng mga boiler ng tubo ng tubig ay 3 t / h at ang lakas ng mga makina ng singaw ay hanggang sa 5000 kW. Ginamit ang singaw na may presyon ng hanggang sa 15 atm. na may sobrang pag-init ng hanggang sa 300 ° С.

Ang yugtong ito para sa mga pinaka-maunlad na ekonomiya na mga bansa ay tumutukoy higit sa lahat sa pagtatapos ng ika-19 na siglo.

Ang unang isang-kapat ng siglo na XX ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga pagbabago sa husay sa tatlong direksyon:

Ang mekanisasyon ng mga hurno, yamang ang manu-manong paglo-load ay hindi mababata na may nadagdagan na pagiging produktibo: para sa kayumanggi karbon, isang disenyo ng mga stepped furnace ay binuo, para sa mga bato - hurno na may mga chain grates;

Paglipat sa mga boiler ng tubo ng tubig na may mas maliit na mga diametro ng drum at isang malaking bilang ng mga tubo dahil sa pagtaas ng presyon ng singaw at pagiging produktibo ng boiler. Ang mga pangunahing uri ng mga yunit ng boiler sa panahong ito ay pahalang at patayong mga boiler ng tubo ng tubig;

Kapalit ng isang steam engine na may isang turbine ng singaw. Ang mga katangian ng dami ay nagdaragdag nang malaki: ang kapasidad ng singaw ay umabot sa 30 t / h, ang lakas ng mga generator ng turbine ay 30,000 kW. Mga katangian na kwalipikado: presyon ng singaw hanggang sa 40 atm., Overheating hanggang sa 420 ° С.

Ang pangalawang yugto ay nailalarawan sa pamamagitan ng ratio sa pagitan ng bilang ng mga turbine at boiler 1: 5 - 1: 8. Ang pangangailangan na mag-install ng 5-8 boiler bawat turbine na apektado lalo na ang layout ng thermal bahagi ng mga halaman ng kuryente na may 2-row boiler.

Sa ikatlong yugto, nagkaroon ng paglipat sa nag-aalab na pagkasunog ng alikabok ng karbon sa malalaking mga hurno ng silid, na-screen upang maprotektahan ang pag-cladding ng mga ibabaw ng pag-init ng radiation, na nagdaragdag ng tiyak na paggawa ng singaw. Ang pagnanais na paigtingin ang proseso ng pagkasunog ay sanhi ng pagpapakilala ng mga heater ng hangin. Ang kapasidad ng singaw ng mga boiler ay umabot sa 400 t / h, ang kapasidad ng mga generator ng turbine ay 120,000 kW. Ang presyon ng singaw ay tumataas sa 125 atm., Aling pinipilit ang paggamit ng intermediate superheating ng singaw upang maiwasan ang labis na basa-basa nito sa huling mga disc ng condensing turbines. Ang temperatura ng singaw sa harap ng turbine ay umabot sa 525 ° C.

Ang panahong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng paggamit ng mga single-drum at drumless boiler. Ang kanilang bilang bawat turbine ay bumababa at umabot sa isa, at ang mga silid ng boiler ay naging solong-hilera, na matatagpuan kahilera sa silid ng turbine. Ganito lumilitaw ang mga istasyon ng "block" (block: boiler-turbine).

Ang pagbuo ng mga pag-install ng block ay naglalarawan sa ika-apat na yugto. Ang kasalukuyang yugto ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na output ng singaw ng mga boiler (hanggang sa 2,500 t / h at higit pa), na may kakayahang magbigay ng singaw sa isang turbine na may kapasidad na 300, 500 at 800 MW na matatagpuan sa bloke. Ang mga kritikal na parameter ng singaw ay nangangailangan ng dobleng pag-eensayo nito.

Ang mga pangunahing uri ng mga halaman ng thermal power ay: steam turbine condensing (CES) at pagpainit (CHP).

Ang mga pangunahing direksyon ng kanilang pag-unlad ay palaging ang pagpapalaki ng kakayahan ng mga kagamitan sa kuryente na naka-install sa kanila.

Sa parehong oras, kung sa 20-30s ng XX siglo ang yunit ng kapasidad ng kagamitan sa kuryente ay limitado sa laki ng isang posibleng reserbang - sa isang sistemang enerhiya na may limitadong kapasidad, ang pagkabigo ng isang malaking yunit ay maaaring magsama ng napaka-seryosong mga kahihinatnan para sa buong sistema, ngayon, dahil ang pinakamalaking magkakaugnay na mga system ng enerhiya ay nilikha , ang mga paghihigpit na ito ay tinanggal - ngayon ang kapasidad ng isang yunit ay limitado hindi ng mga kakayahan ng industriya ng elektrisidad na kuryente, ngunit ng nakamit na antas ng mga industriya ng metalurhiko at paggawa ng makina.

Sa mga nagdaang taon, ang pagbuo ng mga condensing power plant sa lahat ng mga maunlad na bansa ay sumusunod sa isang block scheme (ang pinaka-modernong yunit ay isang boiler at isang solong-shaft turbine). Ang kapasidad ng naturang mga yunit ay umabot na sa 800 MW (Slavyanskaya GRES), at ang kapasidad ng mga halaman ng kuryente mismo ay umabot sa 3000 - 4000 MW.

Ang pinagsamang init at mga halaman ng kuryente ay nagiging mas malawak sa pandaigdigang industriya ng thermal power. Ang kanilang pagiging kakaiba ay nakasalalay sa katotohanan na ang singaw na kinuha mula sa maraming mga seksyon ng daloy ng pag-init ng mga turbine ng pagpainit ng singaw ay nagbibigay ng init nito sa tubig na dumadaan sa isang bilang ng mga heater ng tubig at pagkatapos ay ipinadala sa network ng pag-init para magamit ng mga consumer sa industriya at lunsod.

Sa larangan ng pinagsamang paggawa ng init at kuryente, palaging sinakop ng ating bansa ang isang nangungunang posisyon. Ang kauna-unahang naturang planta ng kuryente ay ang planta ng kuryente Blg. 3 sa Leningrad (1924).

Ang kapasidad ng isang thermal power plant ay umabot sa 1000 MW at higit pa. Gayunpaman, ang lakas ng isang planta ng CHP ay hindi maaaring tumaas sa itaas ng isang tiyak na halaga, na kung saan ay limitado ng demand na hindi para sa elektrisidad na ibinibigay sa sistema ng kuryente, ngunit para sa pangangailangan para sa enerhiya ng init at pinahihintulutang haba ng mga network ng pag-init. Halimbawa, sa mga lungsod na may populasyon na mas mababa sa 1 milyong tao. ipinapayong magtayo ng isang CHP na may 250 MW turbine unit.

Ang mga planta ng nuklear na kuryente ay gumaganap ng isang kilalang papel sa modernong industriya ng kuryente.

Ang unang pang-industriya na nukleyar na kapangyarihan ng halaman (NPP) na may kapasidad na 5 MW ay kinomisyon noong Hunyo 1954 sa lungsod ng Obninsk.

Ang karanasan sa pagpapatakbo ng mga planta ng nuklear na nukleyar sa ating bansa at sa mga nasisiksik na bansa tulad ng Inglatera, Pransya, Alemanya, Japan ay nagpapakita na kapag natutugunan ang isang bilang ng mga tiyak na kinakailangang panteknikal, sinusunod ang kumpletong kaligtasan sa radiation para sa mga tauhan ng halaman at populasyon ng mga kalapit na lugar.

Ang isang planta ng nukleyar na kuryente ay hindi kailangang magtayo ng mga napakalaking kagamitan sa pag-iimbak ng gasolina at magbigay para sa malalaking lugar para sa mga pagtatapon ng abo at slag.

Para sa mga kadahilanang panteknikal at pangkapaligiran, dapat asahan ang mabilis na pag-unlad sa pagtatayo ng mga planta ng nukleyar na kuryente.

Ang pagkamit ng isang bagong antas ng pag-unlad sa anumang sangay ng teknolohiya ay laging nagbibigay ng mga bagong problema. Sa gayon, ang pagtaas ng kapasidad ng mga halaman ng kuryente dahil sa pagkomisyon ng malalaking yunit na may mga supercritical na singaw ng parameter na ginawang madali upang malutas ang problema sa pagkontrol ng pang-araw-araw na mga iskedyul ng pag-load. Upang masakop ang pinakamataas na naglo-load, ang mga bagong uri ng mga halaman ng halaman at mga yunit ng kuryente ay binuo. Sa mga nagdaang taon, ang paggamit ng gas turbine at pinagsamang cycle gas turbines ay nagsimula sa heat power engineering.

Sa mga unit ng gas turbine (GTU), ang papel na ginagampanan ng mga generator ng high-pressure gas na ginagampanan ng mga turbojet engine, lalo na, mga sasakyang panghimpapawid at dagat na naubos ang kanilang mapagkukunan. Napakahusay ng mga ito, magsimula sa loob ng ilang minuto, mas madaling mapatakbo at mas mura kaysa sa mga turbine ng singaw. Ang kawalan ng mga yunit ng boiler at isang bilang ng mga pandiwang pantulong na system, pati na rin ang nabanggit na mga kalamangan, ay ginagawang matipid at promising ang GTU.

Ang isa pang halimbawa ng isang bagong nakamit sa paraan upang madagdagan ang kahusayan sa ekonomiya ng ikot ng init at kadaliang mapakilos ay pinagsamang mga halaman ng cycle gas turbine (CCGT) na pagsasama-sama ng mga kalamangan ng mga gas turbine unit (mataas na panimulang temperatura ng siklo) at mga steam turbine (mababang huling temperatura).

Ang mga bagong paraan ng paggamit ng mga likas na mapagkukunan ng enerhiya ay kasama ang pagtatayo ng mga geothermal power plant. Noong 1966, isang eksperimentong generator ng turbine na may kapasidad na 2,500 kW ay inilagay sa operasyon sa Kamchatka. Gayunpaman, sa malapit na hinaharap, ang isang malakihang konstruksyon ng mga geothermal power plant ay hindi nakikita, lalo na, dahil sa maraming halaga ng mga asing-gamot na mineral na nilalaman sa mga geothermal na tubig, na ang mga deposito ay napakahirap kontrolin.

Sa kabaligtaran, labis na mahusay na mga kalamangan ay nagbubukas sa pinakabagong larangan ng enerhiya na may mataas na temperatura: ang paggamit ng plasma upang i-convert ang thermal enerhiya sa elektrikal na enerhiya, na pumasa sa karaniwang pag-ikot ng init. Ang pinakamalapit na pagpapatupad ng direksyon na ito ay ang paggamit ng mga magnetohidrodinnamic generator (MHD generators).

Sa generator ng MHD, ang daloy ng "mainit" na electrical conductive gases ay nakadirekta sa interpolar space ng mga malalakas na electromagnet. Ang paggalaw ng naturang gas ay katumbas ng paggalaw ng isang armature na may conductors sa isang magnetic field, ang EMF lamang ang sapilitan sa mga "mental" na conductor na nabuo sa layer ng gas. Sa tulong ng mga electrode na naka-install kasama ang buong haba ng channel, ang elektrisidad na enerhiya ay inilipat sa isang panlabas na circuit. Kaya, ang pag-convert ng thermal energy ay nagaganap nang walang turbine, nang walang anumang mga umiikot na bahagi.

Ang pagtatrabaho sa mataas na temperatura (~ 2500 ° C) ay nagbibigay-daan sa buong pag-ikot na magawa ang lubos na kapaligiran. Ang paggamit ng mga generator ng MHD sa malakihang power engineering ay magpapahintulot sa humigit-kumulang na 1.5 beses upang bawasan ang pagkonsumo ng gasolina para sa pagbuo ng elektrisidad kumpara sa maginoo na mga thermal power plant. Ang isang kapansin-pansin na tampok ng MHD - ang mga generator ay hindi sila nangangailangan ng paglamig ng tubig at, samakatuwid, huwag madumihan ang mga katawan ng tubig, at isang mas mababang kamag-anak na pagkonsumo ng gasolina at mas kumpletong pagkasunog na mabawasan ang polusyon sa hangin. Mayroon na kaming 200 kW MHD generator, isang pang-industriya na planta ng kuryente na may isang 25 MW MHD generator ay nasa ilalim ng konstruksyon.

Ang karagdagang pag-unlad ng paggamit ng plasma ay ang paglikha ng isang generator ng thermonuclear, na gagamit ng isang superheated na daloy ng hydrogen sa isang superstrong magnetic field na nabuo ng electromagnets na may isang superconductor bilang paggulo ng paikot-ikot.