Энергетический сектор экономики страны

Энергетический сектор в экономике

В энергетике существует три сектора. Первый — отопление и охлаждение, на этот сектор приходится половина всей производимой в мире энергии. Второй — транспорт, здесь сосредоточено еще 30% всей энергии. И третий — электроэнергия, в этом секторе оставшиеся 20%. Основу всей энергетики в мире составляет отопление и охлаждение, но при этом возобновляемая энергетика в этом секторе развивается не очень быстро. Такая же ситуация с транспортом.

Быстрее всего возобновляемая энергетика развивается в сфере электроэнергетики. В сфере электроэнергетики в области возобновляемых источников энергетики (ВИЭ) приняты законы, которые поддерживают развитие этой области в более чем 150 странах. Многие из стран, которые пока не входят в это количество, имеют цели к конкретному году начать производить определенную долю всей электроэнергии за счет ВИЭ. Большое количество стран, которые уже перешли на ВИЭ, планируют постепенно перевести 100% производства на возобновляемую энергетику.

Например, об этом говорят в Португалии, Испании, Дании. Эти страны планируют полностью перейти на ВИЭ к 2050 году. В Соединенных Штатах есть семь штатов, которые решили полностью перейти на возобновляемую энергетику. Но некоторые из них говорят, что будут использовать не возобновляемую энергетику, а безуглеродную. Это связано с тем, что в некоторых штатах развита атомная энергетика, и ее они тоже включают в безуглеродную энергетику и планируют дальше использовать. Вся Америка тоже ставит перед собой цель в 2050 году перейти на ВИЭ.

Интересно, что среди семи штатов, которые раньше других полностью перейдут на возобновляемую энергетику, есть Калифорния. Известно, что экономика Калифорнии является одной из самых больших в мире. Это передовой штат, где родились многие инновации и современные компании. Большое количество компаний и производств подразумевают большие объемы потребляемой энергии, поэтому перевести такой крупный штат на ВИЭ — непростая задача.

Возобновляемая энергетика в России

Россия тоже развивает возобновляемую энергетику. За последние насколько лет в нашей стране построено несколько десятков солнечных электростанций. Каждая рассчитана на 20-30 мегаватт. В мировых масштабах это небольшие объемы, но для России, которая до 2013 года мало занималась этой областью энергетики, это большие электростанции. Ветроэнергетика тоже развивается, два года назад открыли первый большой ветропарк под Ульяновском. По информации за 2018 год, доля ВИЭ в производстве всей электроэнергии в стране составляет 0,24%. К 2025 году планируют построить 5,4 гигаватта электростанций на ВИЭ — 2% от мощности всех электростанций в стране.

Если говорить о генерации энергии, то доля будет меньше — примерно 1%, потому что в возобновляемой энергетике не всегда возможно генерировать электроэнергию. У нас есть переменные возобновляемые источники энергии — солнце и ветер, которые дают электроэнергию в определенные часы. В периоды, когда мало ветра, генерировать электроэнергию за счет ветроустановок невозможно. Из-за наличия такой периодичности в сфере ВИЭ доля в генерации меньше, чем доля установленной мощности. Если смотреть дальше известных планов на 2035 год, то у нас должны установить около 11 гигаватт электростанций на ВИЭ — это примерно 5% от установленной мощности и 2,2% в генерации. Если сравнить это с планами в США и Европе, где в 2045-2050 году должно быть 100% ВИЭ, то в России планы пока скромные.

В России возобновляемая энергетика пока не является приоритетом. Если изучить наши ключевые стратегические документы, например «Энергетическую стратегию на период до 2035 года», то там ожидается, что мы будем добывать все больше нефти, газа и угля. Наше правительство ожидает, что мир по-прежнему будет ориентироваться в основном на эти источники энергии. Но мир, скорее всего, считает по-другому.

В мире активно развивается масса разных технологий. Когда мы говорим о ВИЭ, это прежде всего солнце и ветер. Эти источники сначала кажутся старыми и бесперспективными, но на самом деле в этой области активно развиваются новые технологии. Кроме производства мощности развиваются технологии накопления и передачи электроэнергии. Развивается распределенная энергетика — система небольших сетей, которые объединяют в себе разные генераторы, накопители и потребители электроэнергии. Через сорок лет глобальная энергетика будет выглядеть совершенно иначе, чем мы можем себе представить это сейчас.

Проблемы ископаемого топлива

В стремительном изменении общей картины сферы энергетики нет ничего удивительного. Двадцать лет назад было сложно представить, что мы будем использовать телефон не столько для звонков, сколько для фотографий, сообщений, напоминаний. Наше представление о возобновляемой энергетике и энергетике вообще и реальная картина через двадцать лет — очень разные. Использование ископаемого топлива постепенно будет снижаться, потому что оно загрязняет окружающую среду и приводит к парниковому эффекту.

Загрязнение окружающей среды и парниковый эффект — серьезные проблемы для всего мира, особенно для некоторых стран. В Китае последние десять лет правительство все больше говорит о реальной экологической катастрофе в стране. В ключевые стратегические документы уже добавили пункты о развитии возобновляемой энергетики. Сейчас Китай является лидером как по производству оборудования для возобновляемой энергетики, так и по установленной мощности и генерации электроэнергии за счет ВИЭ. Похожая ситуация развивается в Индии, где много производственных мощностей и очень большое население. Сейчас возобновляемая энергетика развивается там очень быстро, но уголь по-прежнему составляет основу электроэнергетики этой страны, хотя его доля постепенно уменьшается.

Многие европейские страны планируют отказаться от использования угля в электроэнергетике. Это тоже связано с экологическими проблемами. В Германии недавно приняли сложное решение об отказе от угольной электроэнергетики не позже 2038 года. Это было сложное решение для всей страны, потому что больше 30% всей немецкой электроэнергетики до сих пор приходится на угольную энергетику. Германия тоже является большой страной, где традиционно развито производство, поэтому быстро отказаться от угля невозможно по экологическим и политическим причинам. Другие европейские страны, например Польша, приняли аналогичное решение с большим трудом: в Польше экономика гораздо сильнее зависит от угля.

Минусы атомной энергетики

Если говорить про атомную энергетику, то эта область все меньше нравится развитым странам, многие из них хотят постепенно отказаться от нее из-за разных проблем. Во-первых, технология атомной энергетики небезопасна. Во-вторых, остаются отходы, и пока непонятно, что с ними дальше делать.

В России принято считать, что атомная энергетика очень дешева. На самом деле если посмотреть мировые отчеты о стоимости киловатт-часа, произведенного за счет разных источников энергии, например отчет Lazard (это консалтинговая фирма, которая занимается инвестиционной деятельностью), то атомная энергетика не является самой дешевой. Важно понимать, что в этом подсчете еще не учитываются государственные средства, которые тратят на разработки в этой сфере. Если учесть все издержки, то атомная энергетика будет не самой дешевой и безопасной, поэтому перспективы у нее могут быть только в развивающихся странах. В развитых странах все переходят на ВИЭ.

Будущее возобновляемой энергетики и Парижское соглашение

Существуют исследования, в которых ученые рассматривают гипотетический вариант обеспечения мира за счет возобновляемой энергетики на 100%. И в большинстве таких исследований ответы положительные. Кроме того, исследователи примерно понимают, как воплотить это в жизнь. У нас есть переменные источники энергии: солнце, ветер. Есть постоянные источники энергии, например вода. Уже существуют накопители, которые только должны стать дешевле, чтобы началось их массовое использование. У нас есть возможности перевести на электроэнергию транспорт, отопление и охлаждение. Есть возможности развивать распределенную энергетику.

Все основные технологические решения уже существуют. Вопрос заключается только в том, чтобы было достаточно политической воли, потому что энергетический сектор сильно связан с государством. В этом секторе смешиваются политические и геополитические интересы, поэтому многие страны медлительны в переходе на ВИЭ. Но сильный запрос от общества и климатологов помогает ситуации быстрее двигаться в правильном направлении.

Недавняя международная конференция ООН COP25 прекрасно демонстрирует развитие сектора ВИЭ. На этой конференции собралось много молодых активистов из разных стран мира, которые требовали от политиков решительных действий. Если посмотреть на изменения температуры воздуха за последние несколько столетий, по сравнению с доиндустриальным периодом, то будет видно, что уже точно есть повышение на 1 °C. Большинство ученых считают, что причина глобального потепления — человек и человеческая деятельность. Они сходятся во мнении, что безопасным является повышение температуры не более чем на 2 °C по сравнению с доиндустриальным периодом. Сохранение нормальных показателей — цель Парижского соглашения по климату. Для ее достижения необходимо отказываться от ископаемого топлива, снижать добычу и использование нефти, газа и угля и переходить на возобновляемые источники энергии.

На последних международных климатических переговорах COP25 представили очень интересный доклад, согласно которому страны, с одной стороны, собираются снижать свои выбросы, потому что они подписали Парижское соглашение, его ратифицировали 187 стран мира. Но с другой стороны, если посмотреть на планы стран в энергетическом секторе, будет видно, что многие страны планируют увеличивать добычу угля, нефти и газа. В итоге получается расхождение: одна рука у нас хочет снижения выбросов, а другая говорит, что мы хотим добывать нефть, газ и уголь. Сейчас главная цель — соединить эти две руки вместе и соотнести планы по снижению выбросов с планами по развитию энергетического сектора во всем мире.

Источник

Энергетика России

Российский топливно-энергетический комплекс, начало которому было заложено ещё в XIXвеке, по объёмам выработки и экспорта электроэнергии занимает четвёртое место в мире. Сегодня российская энергетика – это одна из базовых отраслей, обеспечивающая страну энергетическими ресурсами. Количество занятого в ней персонала превышает 2 млн. человек. Вклад в экономику страны превышает 3% ВВП.

Электроэнергетика

Современная энергосистема России располагает 846 крупными электростанциями, общей мощностью более 250 ГВт. Выработка электрической энергии в 2019 году достигла 1096 млрд. кВт·ч, что на 0,4% больше аналогичного показателя в 2018 года.

Тепловая энергетика

Основу энергетической мощи страны составляют тепловые электростанции (ТЭЦ), суммарной установленной мощностью 164,6 ГВт. На их долю приходится две трети выработки электрической энергии в стране. Что в 2019 году равнялось 616,8 млрд. кВт·ч. Это на пол процента ниже уровня 2018 года.

Количественное расположение станций обусловлено экономическим потенциалом регионов, питающихся от объединённых энергосистем различных районов страны.

Распределение тепловых электростанций по объединённым системам

Объединённая энергосистема (ОЭС)	ТЭЦ (шт.)
Центра	74
Средней Волги	36
Урала	98
Северо-Запада	41
Юга	20
Республики Крым	10
Сибири	53
Востока	19
Изолированных систем (остров Сахалин, полуостров Камчатка, Чукотский автономный округ, территории децентрализованного электроснабжения)	25

Тепловые электростанции включают в себя: государственные районные электростанции, теплоэлектроцентрали, газотурбинные, конденсаторные, парогазовые, утилизационные электростанции.

Исторически в нашей стране сложилась централизованная система теплоснабжения. Источниками тепловой энергии для неё выступают те же самые ТЭЦ и крупные котельные, совместно производящие 92,4% потребляемой тепловой энергии.

В качестве топлива для тепловых электрических станций служат:

• Природный газ – 73%.
• Уголь – 23,9%.
• Мазут – 3%.
• Торф – 0,1%.
• Дизельное топливо не используется централизованно.

В настоящее время теплоэнергетика переживает своё второе рождение. Изношенное, в результате длительной эксплуатации оборудование заменяется современным. Увеличивается генерация электростанций за счёт монтажа новых высокопроизводительных энергоблоков, производительностью до 800 МВт (Берёзовская, Каширская, Пермская, Троицкая ГРЭС).

Уровень технологической оснащённости тепловых станций на начало 2019 года

Тип установок	% от суммарной мощности ТЭЦ России
Паротурбинные	79
Парогазовые	15,5
Газотурбинные	4,8
Прочие (дизельные, газопоршневые)	0,7

Гидроэнергетика

Второе место среди отраслей электроэнергетики занимает гидроэнергетика. На её долю приходится одна пятая часть энергетической мощи страны, что составляет 51,7 ГВт. Общее количество произведённой гидростанциями электроэнергии в 2019 году составило 190,3 млрд. кВт·ч, что превышает соответствующий показатель 2018 года на 3,6 %.

Экономически целесообразный к использованию гидроэнергетический потенциал рек нашей страны составляет более 800 млрд. кВт·ч. Его размещение по территории государства крайне неравномерно:

• 80% приходится на территорию Сибири и Дальнего Востока.
• 20% расположено в европейской части страны.

Расположение 15 самых мощных ГЭС в России

Реки	Количество электростанций (шт.)
Волга + Кама	6
Кунья (Московская область)	1 гидроаккумулирующая станция
Сулак (Дагестан)	1
Енисей	5
Амур	2

Гидроэлектростанции подразделяются в зависимости:

• От вырабатываемой мощности: на малые – до 5 МВт, средние – до 25 МВт, мощные – свыше 25 МВт.
• От высоты водного напора: на низконапорные – от 3 до 25 м, средненапорные – свыше 25 м, высоконапорные – выше 60 м.
• От способа использования водяного потока: плотинные, приплотинные (электростанция строится ниже плотины), деривационные (предусматривают отвод воды по специальным стокам), гидроаккумулирующие.

Современная гидроэнергетика, кроме использования возобновляемого источника электрической энергии (99% генерации по стране), обеспечивает: водоснабжение, ирригацию, защиту близлежащих к водоёмам объектов от затопления, судоходство.

В перспективных планах энергетиков России стоит освоение рек:

• Северного Кавказа.
• Сибири: Енисей, Обь, Нижняя Ангара, Нижняя Тунгуска.
• Дальнего Востока: Алдан, притоки Амура, Витим, Тимптон, Учур.

4 февраля 2020 года начала работу Замарагская ГЭС-1 в Северной Осетии, мощностью 346 МВт.

Атомная энергетика

Третьей по установленной мощности, составляющей на начало 2020 года около 30 ГВт, отраслью, обеспечивающей государство электрической энергией, является атомная энергетика. За 2019 год АЭС сгенерировали 208,8 млрд. кВт·ч. Это на 2,2 % больше, чем в предыдущем году.

На сегодня АО «Концерн Росэнергоатом» является:

• Крупнейшим российским производителем электроэнергии.
• Вторым производителем атомной энергии в мире.
• Третьим мировым энергетическим гигантом по производству тераватт-часов электроэнергии.

На территории России к 2020 году располагается 11 атомных электростанций с 38 энергоблоками.

Атомные реакторы российской энергосистемы

Принцип действия	Тип	Мощность (Мвт)	Количество (шт.)
С водой под давлением	ВВЭР-1000	1000	12
	ВВЭР-1000	1100	1
	ВВЭР-1200	1200	3
	ВВЭР-440	440	4
	ВВЭР-440	417	1
	КЛТ-40С	35	2
Канально-кипящие	РБМК-1000	1000	10
	ЭГП-6	12	3
На быстрых нейтронах	БН-600	600	1
	БН-800	800	1

Российская федерация обладает полным комплексом технологических процессов в области ядерной энергетики:

• Добычей урановой руды, с последующей переработкой и обогащением.
• Разработкой и производством топлива для ядерных реакторов.
• Строительством и остановкой энергоблоков атомных электростанций.
• Переработкой и утилизацией использованного ядерного топлива.

Это позволяет вести экспортные операции по распространению атомной энергетики на всех континентах, кроме Австралии и Океании. Одним из последних достижений отрасли стал запуск в эксплуатацию плавучей атомной электростанции. Снабжающей энергией самый северный город страны – Певек, расположенный в Чукотском автономном округе.

Возобновляемая энергетика

Одно из наиболее перспективных направлений энергетики, являющееся альтернативой традиционным видам генерации. Суммарная выработка электроэнергии в 2019 году всеми электростанциями, использующими возобновляемые источники, составила всего лишь 2 млрд. кВт·ч. Это менее 0,2% от общей выработки по стране.

Это говорит о том, что возобновляемые источники энергии (ВИЭ) используются в нашей стране недостаточно. Хотя потенциал их эксплуатации достаточно высок.

Оценка возможностей экономически эффективного использования ВИЭ

Виды энергии	Потенциал (млн. тонн условного топлива в год)
Геотермальная	115
Малая гидроэнергетика	65,2
Низкопотенциальное тепло	36
Биомасса	35
Солнечная	12,5
Ветра	10

Принятая в 2019 году программа «Пять гигаватт» позволила нарастить выработку по отношению к 2018 году:

• По солнечной энергетике на 69,4 %.
• По ветроэнергетике на 47,3 %.

Солнечная энергетика

К началу 2019 года в России общая мощность электростанций, основанных на использовании солнечной энергии, составляла 834,2 МВт. Количество выработанной ими электроэнергии за 2019 год составило 1,3 млрд. кВт·ч, что на 69,4 % превышает показатель 2018 года.

Столь высокие темпы прироста объясняются значительным увеличением количества солнечных электростанций (СЭС) с каждым годом.

Динамика запуска в эксплуатацию солнечных электростанций в России по годам

Год	Количество (шт.)	Мощность (МВт)
2015	4	40,2
2016	5	30
2017	30	356,9
2018	14	285
2019 (на 14.09)	17	257,5

Общее количество действующих, как в составе энергосистем, так и изолированно, и строящихся СЭС в Российской Федерации составляет 73 электростанции.

По способу преобразования солнечной радиации в электрическую энергию СЭС подразделяются на семь типов:

• Аэростатные.
• Башенные.
• Комбинированные.
• Солнечно-вакуумные.
• Тарельчатые.
• С использованием параболических зеркал.
• Эксплуатирующие фотоэлектрические батареи.

Наиболее перспективными регионами, в плане использования солнечной энергии, являются южные области страны: Причерноморье, Северный Кавказ, побережье Каспийского моря, Южная Сибирь, Дальний Восток. Так как уровень солнечной радиации в этих районах достигает 1400 кВт·ч/м² в год.

Ветроэнергетика

По данным системного оператора энергетического комплекса России суммарная мощность ветряных электростанций единой энергосистемы составляла на 1 января 2019 года 183,9 МВт. Изолированные ветроэлектрические станции (ВЭС) обладают установленной мощностью в 9,125 МВт.

Общая выработка электрической энергии ВЭС ЕЭС России в 2019 году равнялась 0,3 млрд. кВт·ч. Что, несмотря на малую величину, демонстрирует увеличение по сравнению с 2018 годом на 47,3%.

Ветроэнергетика России сегодня располагает:

• 16 действующими ВЭС.
• 7 изолированными работающими станциями.
• 5 ветровыми электрическими станциями, выведенными из эксплуатации.
• 13 проектируемыми и строящимися ВЭС.

Ветреные станции строятся в основном на возвышенностях. Там, где скорость ветра составляет: более 4,5 м/сек. В зависимости от месторасположения, они бывают:

Экономически эффективный потенциал ветроэнергетики России оценивается в 6218 ТВтч/год. Для его реализации более всего подходят:

• Морские побережья.
• Южные степи.
• Возвышенности и плоскогорья.
• Отдельные ветровые зоны.

Геотермальная энергетика

Использование подземного тепла – одно будущих направлений отечественной энергетики. К 2019 году три геотермальные электростанции (ГеоЭС) Камчатки общей мощностью 74 МВт сумели выработать 427 млн. кВт·ч электрической энергии. Кроме того, на территории нашего государства располагаются также три выведенных из работы геотермальных станции: Паратунская, Менделеевская (находится в процессе реконструкции) и Океанская.

Геотермальный потенциал России многократно превосходит запасы углеводородов. Суточный поток в 14 млн. кубических метров горячей воды уже сегодня могут обеспечить её разведанные подземные запасы. Причём теплоноситель можно использовать для обогрева и технических нужд. Доступность данного вида энергоресурсов наблюдается:

• В Калининградской области.
• На Северном Кавказе.
• В Западной Сибири.
• На Камчатке и Курильских островах.

Топливная энергетика

Отрасль тяжёлой промышленности, занимающаяся добычей, обогащением, переработкой и потреблением нефти, газа, угля, торфа и сланцев с целью их дальнейшего потребления. В структуре энергетического баланса России:

• На первом месте находится газ – 55%.
• На втором – нефть 21%.
• На третьем – уголь 17%.
• На долю ядерной энергетики и возобновляемых ресурсов приходится 7%.

Нефтегазовая отрасль

Ведущая среди отраслей российской промышленности, обеспечивающая почти половину экспорта в финансовом выражении. За 2019 год в стране было добыто:

• Нефти – 560,2 млн. т.
• Газа – 737,59 млрд. м 3 .

Разведанные запасы нефти на территории России составляют 109,5 баррелей, что равняется 6,4% общемировых запасов. Доказанные газовые (природный + сланцевый газ) запасы оцениваются в 47,8 трлн. м 3 . Что показывает 24,23% в общемировом балансе.

Нефтегазовая отрасль России сегодня представлена 11 крупнейших вертикально-интегрированных компаний. На их долю приходится более 95% добычи этого важнейшего энергоресурса. В семёрку крупнейших фирм по размеру прибыли, входят:

Основные нефтяные ресурсы страны сосредоточены в Западной Сибири. Кроме того, имеются богатые месторождения в Татарстане, Башкирии, на Северном Кавказе, в Прикаспийской низменности, на острове Сахалин и в шельфах ряда морей.

Там же располагаются значительные запасы газа, к которым можно добавить: Оренбургское, Северное (Республика Коми), Астраханское месторождения. Очень перспективными запасами газа обладают морские шельфы в Баренцевом, Карском и Охотском морях.

Добыча угля и других горючих ископаемых

Старейшая отрасль, начало становления, которой относится к первым десятилетиям XIX века, не утратила своих позиций и к настоящему времени. Уровень добычи угля в 2019 году равнялся 440,65 млн. т, что на 0,2% выше показателя 2018 года.

На территории нашей страны расположены 12 крупнейших каменноугольных и 4 буроугольных бассейнов. По уровню добычи этого природного ископаемого Россия занимает шестое место в мире, экспортируя его в десятки стран Европы и Азии. Качественные характеристики угля подразделяются его на антрацит, каменный и бурый уголь, являющиеся ещё и сырьём для химической промышленности.

Экономическая мощь России в этой области представлена:

• 50 компаниями, среди которых лидирующие позиции занимают: «Сибирская угольная энергетическая компания», «Кузбасразрезуголь», «СДС-Уголь» и другие.
• 161 предприятием, включающим в себя 50 шахт и 108 разрезов.

К другим горючим ископаемым, традиционно используемым на территории России, относятся:

• Торф. Его запасы на территории 46 тыс. месторождений России оцениваются в 160 млрд. т. Используется в качестве топлива, удобрения и теплоизоляционного материала.
• Горючие сланцы. 37 млрд. т составляют его разведанные запасы, при ресурсах, оцениваемых в 850 млрд. т. В основном они находят применение в качестве топлива для ТЭС, химического сырья, а также исходного материала в строительной индустрии (зола) и медицине (получаемая из сланцев смола).

Источник