Анализ структуры современной электроэнергетики. Современные системы электроэнергетики Отрасль электроэнергетики
Электроэнергетика, тепловая и атомная». Вначале мы вспомним, что такое электроэнергетика и какую роль она играет в жизнеобеспечении страны. Затем рассмотрим производство электроэнергии в России. Познакомимся с тепловыми и атомными электростанциями, и обсудим их сходства и отличия, достоинства и недостатки.
Тема: Общая характеристика хозяйства России
Урок: Электроэнергетика. Тепловая и атомная энергетика
Электроэнергетика - это часть топливно-энергетического комплекса, которая занимается производством электрической энергии и передачей её потребителю.
Значение электроэнергетики очень велико в хозяйстве страны и её людей.От электроэнергетики зависит развитие производства и обеспечение жизнедеятельности населения. Она воздействует на территориальное размещение промышлености. Россия занимает четвёртое место в мире по производству электроэнергии, уступая при этом США, Японии, Китаю.
Рис. 1. Страны-лидеры по производству электроэнергии
В России электроэнергия производится на электростанциях четырёх типов: тепловых, гидравлических, атомных и на электростанциях, использующих альтернативных источников энергии.
Рис. 2. Производство электроэнергии в России на электростанциях различных типов
Наибольшее количество электроэнергии производится на тепловых электростанциях. Они являются самым распространённым видом электростанций в России. Тепловые электростанции - это самые старые электростанции в России.
Рис. 3. Тепловые электростанции
Для своей работы электростанции используют: уголь, природный газ, мазут, сланцы, торф. При этом тепловая энергия преобразуется в электрическую. У тепловых электростанций большое количество недостатков: тепловые электростанции для своей работы требуют огромного количества трудовых ресурсов, которые необходимы для обслуживания этих станций; ресурсы, которыми пользуются тепловые электростанции, исчерпаемы и невозобновимы; тепловые электростанции очень плохо регулируются, для их остановки и запуска требуется очень много времени; кроме того, при сгорании топлива выделяется множество вредных веществ, которые уходят в атмосферу, поэтому электростанции являются главным загрязнителем атмосферного воздуха. Но у тепловых электростанций есть большие достоинства, которые делают их самыми распространёнными в России и в мире. Они очень легко и быстро сооружаются, вырабатывают электроэнергию круглогодично без сезонных колебаний в количестве вырабатываемой электроэнергии, кроме того, они могут быть построены как у источников сырья, так и около потребителя.
Тепловые электростанции бывают двух видов: конденсационные и теплоэлектроцентрали . Конденсационные самые популярные электростанции.Если они обслуживают большие районы и вырабатывают большое количество электроэнергии, то их называют государственными районными электростанциями или ГРЭС. В европейской части России ГРЭС используют чаще мазут и уголь.
Рис. 4. Рефтинская ГРЭС
Теплоэлектроцентрали - это тип станций, который вырабатывает не только электрическую энергию, но и производит тепло, которое направляется к потребителю.
Рис. 5. Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ)
Особенностью географии теплоэнергетики является то, что они располагаются повсеместно. Самые крупные являются Сургутская ГРЭС, Костромская ГРЭС и Рефтинская ГРЭС.
Рис. 6. Тепловые электростанции России ()
Атомные электростанции - это второй тип электростанций, которые производят электроэнергию на территории России. Первая АЭС была построена в 1954 году в городе Обнинске.
Рис. 7. Атомная электростанция (АЭС)
В настоящее время АЭС производит 15% электроэнергии в России. В сравнении с ТЭС, АЭС имеют ряд преимуществ: не требуют постоянных и больших поставок топлива, ведь один килограмм урана заменяет 2.500 тонн угля, данный тип электростанций удобно располагать в электродефицитных местах и удалённых районах, а при безаварийной работе атомные электростанции оказывают незначительное воздействие на окружающую среду. Способ эксплуатации АЭС в Чернобыле и станции Фукусима, показал, что данный тип электростанций имеет ряд недостатков, прежде всего - это тяжелые последствия, которые происходят после аварий на АЭС. Кроме того, до сих пор не разработаны технологии утилизации отходов, которые образуются при работе АЭС. Станции плохо регулируются: для их остановки и включения требуется несколько недель.
Рис. 8. Действующие электростанции России ( ) В настоящий момент в России действуют 10 АЭС. Основная часть электростанций находится в Европейской части страны - это Нововоронежская АЭС, Ленинградская АЭС, на Урале располагается Белоярская АЭС, на севере Европейской части располагается Кольская АЭС, а на Чукотке Билибинская АЭС.
- В.П. Дронов, В.Я. Ром. География России: население и хозяйство. 9 класс.
- В.П. Дронов, И.И. Баринова, В.Я. Ром, А.А. Лоюжанидзе. География России: хозяйство и географические районы. 9 класс.
- Как это сделано, как это работает (). Как работает тепловая электростанция
- РИА новости (). Как устроена АЭС
- Википедия (). Схема работы АЭС
- РИА новости (). Последствия катастрофы на Чернобыльской АЭС
- Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (). Топливно-энергетический комплекс: Энергетическая промышленность
В России после распада СССР в период до 2000 года резко снизились инвестиции в отрасль. Одновременно наблюдалась консервация станций, строительство которых уже велось. В это самое время указом президента РФ № 923 от 15 августа 1992 г. «Об организации управления электроэнергетическим комплексом Российской Федерации в условиях приватизации» создается РАО «ЕЭС России», которое начало свою деятельность 31 декабря 1992 года. Атомные электростанции перешли под контроль «Росэнергоатом». Не вошли в состав РАО ЕЭС также «Иркутскэнерго», «Башкирэнерго», «Татэнерго», и «Новосибирскэнерго». Постепенно в сложном хозяйстве стал наблюдаться системный кризис, порожденный экономической ситуацией в стране. В соответствии с новой концепцией развития командой Чубайса было решено провести реформу РАО ЕС, целью которой было разукрупнение единой энергосети и создание ряда частных генерирующих и сбытовых компаний. Считалось, что тем самым будет запущен механизм конкуренции и в отрасль придут инвестиции в сумме 4,375 триллиона рублей (в нынешних ценах).
Однако дезинтеграция, по мнению ряда эксперта, в целом отрицательно сказалась на электроэнергетике. В частности главный инженер РАО ЕС в 1994-1996 годах Виктор Кудрявый предсказал рост аварийности в связи с этой реформой, что, собственно, и наблюдается в настоящее время. Снизился и коэффициент использования установленной мощности ГРЭС. Не оправдались надежды на капиталовложения и стабилизацию тарифов.
Электроэнергетика - одна из составляющих частей экономики, в которой реализуется процесс производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии. Электроэнергетика влияет на все сектора экономики, обеспечивая их электроснабжением.
Единая электроэнергетическая система России - это система объединенных электрических объектов (электрических станций, электрических и тепловых сетей, линий электропередач, трансформаторных подстанций, распределительных устройств), связанных единым процессом производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии в целях удовлетворения потребностей потребителей. Современная электроэнергетика России состоит из тепловых электростанций (мощностью 149,2 млн. кВт), гидравлических электростанций (мощностью 42,3 млн. кВт) и атомных электростанции (мощностью 22,4 млн. кВт), связанные высоковольтными линиями электропередач (ЛЭП) общей протяженностью более 2,5 млн. км .
Российская электроэнергетика до 1992 года имела вертикально-интегрированную двухуровневую структуру управления: Министерство энергетики и электрификации, производственные объединения энергетики .
В 1992 году был подписан Указ Президента РФ, регламентирующий управление электроэнергетикой в Российской Федерации в условиях приватизации, который установил порядок и особенности акционирования в электроэнергетике :
- Образовалось Российское акционерное общество энергетики и электрификации (РАО «ЕЭС России») в уставной капитал вошло:
- Имущество магистральных линий электропередач напряжением 220 кВ и выше с подстанциями и общесистемными средствами режимной и противоаварийной автоматики;
- Имущество гидравлических электрических станций мощностью 300 МВт и выше, ГРЭС мощностью 1000 МВт и выше;
- Имущество центрального диспетчерского управления (ЦДУ) ЕЭС, семь объединенных диспетчерских управлений (ОДУ) энергетических зон страны, производственное объединение (ПО) «Дальние электропередачи»;
- Региональные акционерные общества электроэнергетики и предприятия электроэнергетики, в которых Российская Федерация имеет не менее 49% акций.
- В уставной капитал РАО «ЕЭС России» вносятся акции 70 региональных АО-энерго, 332 строительно-монтажных организаций отрасли, 75 научно-исследовательских и отраслевых проектно-изыскательских институтов, а также специальные учебные заведения отрасли.
- ЦДУ, ОДУ энергозон, ПО «Дальние электропередачи», проектные и научно-исследовательские институты, учебные заведения отрасли преобразуются в акционерные общества без их приватизации. Это сохраняло за государством контроль над управлением и стратегией развития отрасли.
- 295 магистральных линий электропередач напряжением 220 кВ и выше с подстанциями по 7 энергозонам страны.
- 51 тепловая и гидравлическая электростанция по 7 энергозонам ЕЭС, а также энергетические объекты диспетчерского управления отрасли. Эти электростанции составляют основу ФОРЭМ (федеральный оптовый рынок электроэнергии (мощностей)) .
В период 1992 - 2008 годы электроэнергетика оставалась монополизированной отраслью экономики страны (рисунок 1).
Технологической основой работы являлась электрическая сеть РАО «ЕЭС России» и сети снабжающих организаций. Количество субъектов ФОРЭМ не ограничивалось, любая организация, которая соблюдала все правила, могла стать субъектом ФОРЭМ. В то время поставщиками электроэнергии и мощности на ФОРЭМ являлись 16 ТЭС, 9 ГЭС, 8 АЭС и 7 энергоизбыточных АО-энерго. Покупали электроэнергию с ФОРЭМ 59 АО-энерго, и пять потребителей - субъекты рынка. В пределах единого рыночного пространства осуществлялись поставки электрической энергии от производителей до потребителей при организованном руководстве РАО «ЕЭС России» и диспетчерского управления ЦДУ ЕЭС России.
Рисунок 1 Структура электроэнергетики с 1992 по 2008 год
Продажа электрической энергии (мощностей) каждым субъектом ФОРЭМ, осуществлялось только в границах балансовой принадлежности электрической сети продавца по тарифам, установленным Федеральной службой по тарифам (ФСТ России).
На рынке ФОРЭМ складывалась такая ситуация, что электроэнергия распределялась на собственную территорию и фактически электростанция, производящая эту энергию, не могла выйти на рынок (рисунок 2) .
Рисунок 2. Структура рынка электроэнергии до 2008 года
В представленных выше рисунках мы видим, что в стране существовало вертикально-интегрированное управление Единой энергетической системой .
- Вертикально-интегрированная схема имела ряд особенностей:
- Возможность оптимизации генерирующих мощностей;
- Монополия на электроснабжение;
- Государственное регулирование тарифов;
- Снижение инвестиционных рисков для энергокомпаний;
- Развитие элементов технологической цепи осуществлялось по единому плану;
- Возможность концентрации финансовых ресурсов.
В 2000 году была задумана реформа в отрасли электроэнергетики, результатом которой являлось: низкая эффективность государственного регулирования отрасли, производства и потребления электрической энергии, снижение управляемости и эффективности функционирования, дефицит инвестиционных ресурсов, снижение надежности электроснабжения, кризисное состояние научно-технического развития, ухудшение показателей устойчивости, отсутствие эффективной системы корпоративного управления.
В качестве основы реформирования электроэнергетики была принята программа ее реструктуризации, с разделением всех видов деятельности на монопольные (передача электрической энергии, оперативно-диспетчерское управление) и конкурентные (генерация, сбыт, ремонтное обслуживание, непрофильные виды деятельности).
Цель реформы отрасли электроэнергетики заключалась в образовании конкуренции, снижение тарифов на электроэнергию, в повышении энергетической безопасности страны, надежности энергоснабжения потребителей и эффективности работы отрасли, обеспечении инвестиционной привлекательности электроэнергетики и соблюдении экологических требований.
Предполагалось создание полноценного конкурентного оптового рынка электроэнергии, формирование розничных рынков электрической энергии, обеспечивающих надежное энергоснабжение потребителей и обеспечивающих понижение тарифов на электроэнергию.
Передача электроэнергии по магистральным (системообразующим) и распределительным сетям, как монопольная деятельность, регулируется государством, а всем участникам рынка обеспечивается равный доступ к услугам естественных монополий (рисунок 3).
Рисунок 3. Рынок электроэнергетики России после завершения реформирования 2008 года
В ходе реформы электроэнергетики выделили компании специализированные на определенных видах деятельности:
Производство электроэнергии (генерация) - коммерческая деятельность хозяйствующего субъекта, занимающегося производством и продажей электрической энергии (мощности), компания направляет на оптовый или розничный рынок электроэнергию для дальнейшей продажи (покупки).
Передача электрической энергии (мощности) - оказание сетевыми организациями - субъектам оптового рынка услуги по передаче электроэнергии (мощности) по магистральным линиям электропередач.
Распределение электрической энергии (мощности) - оказание коммерческими организациями - субъектам оптового и розничного рынка услуг по поставке электрической энергии (мощности) по сетям.
Сбыт электрической энергии (мощности) - продажа электрической энергии потребителям на основе договоров энергоснабжения, получающих электрическую энергию от генерирующих или сбытовых компаний.
Отношения на конкурентном оптовом рынке складывается на основе свободного коммерческого взаимодействия, но по установленным правилам.
Магистральные сети в результате перешли к образованной Федеральной сетевой компании, распределительные сети - под контроль Межрегиональной распределительной сетевой компании (МРСК), Системному оператору переданы активы региональных диспетчерских управлений.
Оптово и территориально генерирующие компании находятся в собственности частных лиц, а гидроэлектростанции объединены в компанию РусГидро, которая находится под контролем государства, эксплуатация и обслуживание АЭС доверены ОАО «Концерн Росэнергоатом», подразделению Госкорпорации «Росатом». ОГК объединяют электростанции, специализированные на производстве электрической энергии, в ТГК входят электростанции производящие как тепловую, так и электрическую энергию.
Для минимизации монопольных злоупотреблений все электростанции ОГК находятся в разных регионах страны. В процессе реформирования генерирующие компании (ОГК) стали крупнейшими участниками оптового рынка. Состав ОГК подобран следующим образом: по мощности, годовому доходу, по степени изношенности основных фондов и количеству потребляемых ресурсов.
Территориальные генерирующие компании (ТГК) объединяют электростанции нескольких соседних регионов, не вошедшие в ОГК - в основном теплоэлектроцентрали, производящие как электроэнергию, так и теплоэнергию. Данные генерирующие компании продают электрическую и тепловую энергию в своих регионах.
Все продавцы и покупатели электрической энергии, соблюдающие установленные правила и производящие электрическую энергию или являющиеся посредниками между производителями и покупателями, обеспечены правом выхода на оптовый рынок электроэнергии.
После реформирования акционерные общества энергетики и электрификации (АО-энерго) переданы в ведения региональных сетевых компаний, которым присвоен статус гарантирующих поставщиков. Они обязаны заключать договора на электроснабжение с любыми потребителями, находящиеся в их зоне. Гарантирующие поставщики до 2011 года осуществляли поставку электроэнергии на основе регулируемых тарифов, однако с 1 января 2011 года электрическая энергия в полном объёме поставляется по свободным (нерегулируемым) ценам, но это не касается населения, которое по-прежнему получает электрическую энергию по регулируемым тарифам.
Сбытовой деятельностью может заниматься коммерческая организация, удовлетворяющая установленным требованиям. Независимые сбытовые организации поставляют электрическую энергию потребителям по договорным ценам. Покупать электрическую энергию у независимой электросбытовой организации имеют права потребители, удовлетворяющие требованиям минимальному объему потребления электроэнергии и оснащенные приборами контроля и учета электрической энергии.
Магистральные линии электропередач являются основой энергетической системы России. С целью сохранения и укреплению технологического единства магистральные линии электропередач переданы Федеральной сетевой компании, которая обеспечивает:
- взаимодействие на оптовом рынке электрической энергии производителей и потребителей;
- подключение регионов к единой электрической сети;
- равный выход на оптовый рынок электрической энергии продавцов и покупателей.
Федеральная сетевая компания является государственной компанией и услуги по передачи и распределению электрической энергии являются регулируемыми.
Прогнозирование производства и потребления электрической энергии обеспечивает Системный оператор и всем участникам рынка предоставляет услуги по управлению режимами работы энергетической системы. Деятельность системного оператора контролируется государством, и оплата услуг за его деятельность утверждается уполномоченным государственным органом. Задачами системного оператора является управление режимами работы Единой энергетической системы России, также может обеспечить баланс производства и потребления электроэнергии, контроля бесперебойности электроснабжения и качества электроэнергии.
Администратор торговой системы (АТС) осуществляет деятельность по организации торговли на оптовом рынке электроэнергии (мощности), связанную с заключением и исполнением договоров на поставку электроэнергии .
На сегодняшний день в руках частных компаний находятся: сбыт, администрирование торговой системы и ремонтные (сервисные) организации. Из правоустанавливающих документов можно сделать вывод, что администратор торговой системы и сбытовые компании не производят и не передают электроэнергию. Администратор торговой системы отвечает за юридические составляющие при продаже электрической энергии, а сбытовые компании являются посредниками между производителями и потребителями электрической энергии. Остальные сферы деятельности в электроэнергетике, такие как: распределение и передача электрической энергии, атомные и изолированные электростанции, находятся в руках государства, однако каждый посредник между производителями и потребителями электрической энергии имеет свою составляющую в тарифе на электрическую энергию.
С 1 января 2011 г. электрическая энергия в полном объеме поставляется по свободным (нерегулируемым) ценам, то есть, рынок электроэнергии либерализирован, но это не касается населения, которое по-прежнему получает её по регулированным тарифам.
После реформирования отрасли цена электроэнергии устанавливается по наибольшему тарифу, который указывает последний отбираемый на оптовом рынке поставщик. В результате реформы предполагалось, что цены начнут снижаться из-за конкуренции в отрасли. На сегодняшний день продолжается рост цен на электроэнергию, что приведет к монополизации рынка.
Рассчитаем себестоимость электроэнергии для каждого вида электростанций - ТЭС, ГЭС и АЭС. Количество электроэнергии Э отп, отпускаемой отдельной электростанцией на рынок, и объем электроэнергии Э пол, получаемой потребителями с рынка, устанавливается в соответствии с балансом по субъектам рынка .
Возьмем средние показатели по каждой электростанций:
- ТЭС установленной мощностью 200МВт работает в полупиковом режиме с использованием установленной мощности в течение 4740 часов в год;
- ГЭС установленной мощностью 800 МВт работает в пиковой части графика нагрузки с использованием установленной мощности в течение 3570 часов в год;
- АЭС установленной мощностью 1000 МВт работает в базовой части графика электрической нагрузки с использованием установленной мощности в течение 6920 часов в год.
Годовой отпуск электроэнергии на рынок определятся путем умножения установленной мощности электростанции и годового числа часов работы за вычетом расхода электроэнергии на собственные нужды электростанции.
Таблица 1 - Технико-экономические показатели работы электростанций, отпускающих электроэнергию на рынок за 2011 год
Показатель |
|||
1. Технические показатели: |
|||
2. Показатели для расчета себестоимости производства электроэнергии: |
|||
Удельный расход условного топлива в, г/(кВт*ч) |
|||
Цена угля Ц, руб./т |
|||
Затраты на ядерное топливо, млн. руб. |
|||
Стоимость основных производственных фондов С, млрд. руб. |
|||
Затраты на производственные услуги, З п.у. , млн. руб. |
|||
Затраты на вспомогательные материалы З в.м. , млн. руб. |
|||
Прочие затраты З пр. , млн. руб. |
|||
Ставки налогов, % |
|||
На добавленную стоимость |
|||
На прибыль |
|||
Платежи в государственные внебюджетные фонды, % от фонда оплаты труда |
|||
Рассчитаем себестоимость электроэнергии, вырабатываемую на электрической станции.
Затраты на топливо оцениваются по выражению:
где в - удельный расход топлива на отпуск электроэнергии, г/(кВт*ч);
Ц - цена топлива, руб./т.
Годовое количество электроэнергии, отпускаемой электростанцией на рынок:
где Э отп - годовое количество электроэнергии, отпускаемой на рынок, млн. кВт*ч;
P- установленная мощность электростанции, МВт;
t- число часов работы в год, тысяч часов;
Топливные затраты на отпуск электроэнергии электростанцией на рынок:
Амортизационные отчисления электростанции оцениваются в размере 3,5% от стоимости основных производственных фондов:
где З амр - амортизация основных фондов,%;
С - стоимость основных производственных фондов, млрд. руб.
Годовой фонд оплаты труда З о.т. определяется, исходя из нормативной численности промышленно-производственного персонала на 1 МВт, среднемесячной оплаты труда и установленной мощности электростанции:
где Н - нормативная численность персонала на 1 МВт установленной мощности, человек;
Р УСТ - установленная мощность электростанции, МВт;
З О.Т. - среднемесячная оплата труда, тыс. руб.;
М - количество проработанных месяцев в году, месяц.
Платежи в пенсионный фонд, фонды социального страхования и занятости рассчитываются:
где П ПФР - платежи в ПФР, %;
З о.т. - годовой фонд оплаты труда; тыс. руб.;
где П ФСС - платежи в ФСС, %.
где П ФФОМС - платежи в ФФОМС, %.
где П ТФОМС - платежи в ТФОМС, %.
Затраты на технологические нужды, представим в виде формулы:
где З тех.н. - затраты на технологические нужды, млн. руб.;
З в.м. - затраты на вспомогательные нужды, млн. руб.;
З п.у. - затраты на производственные нужды, млн. руб.;
З пр. - прочие затраты, млн. руб.
Себестоимость электроэнергии, производимой на электростанции в год:
Себестоимость электроэнергии за 1 МВт*ч, отпускаемой электростанцией на рынок, составляет:
Рассчитаем себестоимость электроэнергии, вырабатываемую на тепловой электрической станции. Годовое количество электроэнергии, отпускаемой ТЭС на рынок:
Топливные затраты на отпуск электроэнергии ТЭС на рынок:
Амортизационные отчисления ТЭС оцениваются в размере 3,5% от стоимости основных производственных фондов:
Годовой фонд оплаты труда З о.т. определяется, исходя из нормативной численности промышленно-производственного персонала, в размере 1,6 человек на 1 МВт, среднемесячной оплаты труда в размере 18 тысяч рублей в месяц и установленной мощности ТЭС:
Платежи в пенсионный фонд, фонды социального страхования и занятости составляют:
Себестоимость электроэнергии, производимой на ТЭС в год:
Себестоимость электроэнергии за 1 МВт*ч, отпускаемой ТЭС на рынок, составляет:
По аналогии рассчитаем себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на ГЭС. Годовое количество электроэнергии, отпускаемой ГЭС на рынок:
Амортизационные отчисления ГЭС оцениваются в размере 3,5% от стоимости основных производственных фондов:
Годовой фонд оплаты труда З о.т. определяется, исходя из нормативной численности промышленно-производственного персонала, в размере 0,3 человек на 1 МВт, среднемесячной оплаты труда в размере 18 тысяч рублей в месяц и установленной мощности ГЭС:
Затраты на технологические нужды составляют:
Себестоимость электроэнергии, производимой на ГЭС в год:
Себестоимость электроэнергии за 1 МВт*ч, отпускаемой ГЭС на рынок, составляет:
По аналогии рассчитаем себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на АЭС. Годовое количество электроэнергии, отпускаемой АЭС на рынок:
Амортизационные отчисления АЭС оцениваются в размере 3,5% от стоимости основных производственных фондов:
Годовой фонд оплаты труда З о.т. определяется, исходя из нормативной численности промышленно-производственного персонала, в размере 1 человек на 1 МВт, среднемесячной оплаты труда в размере 22 тысяч рублей в месяц и установленной мощности АЭС:
Суммарные платежи в пенсионный фонд, фонды социального страхования и занятости составляют:
Затраты на вспомогательные материалы, производственные и прочие затраты устанавливаются в размере:
Себестоимость электроэнергии, производимой на АЭС:
Себестоимость электроэнергии за 1 МВт*ч, отпускаемой АЭС на рынок, составляет:
Тариф за электроэнергию складывается из следующих составляющих: сумма оптовой цены электроэнергии, услуги передачи по магистральным сетям, услуги транспортировки электроэнергии по распределительным сетям, услуги поставщиков оптового рынка электрической энергии и мощности, услуги энергосбытовых компаний за передачу электроэнергии.
Таким образом, на сегодняшний день, тариф на электрическую энергию постоянно растет, и для некоторых групп потребителей достигает от 3-х до 5-ти рублей за кВт*ч. Повышение тарифа на электроэнергию, зависит от цены на электроэнергию на розничном рынке, а также от сетевой и сбытовой составляющей (рисунок 4,5).
Рисунок 4. Тариф на передачу электрической энергии по Республики Татарстан, коп./кВт.ч
Рисунок 5. Сбытовая надбавка по Республики Татарстан, коп./кВт.ч
Таблица 2. Конечные цены на электрическую энергию по Республики Татарстан за 12 месяцев 2011 года (руб./МВт.ч)
Существенное повышение тарифа на электрическую энергию поднимает вопрос о необходимости поиска путей снижения тарифа для потребителей электрической энергии. Одним из направлений может стать строительство малой генерации. За счет строительства малой электростанции потребитель выигрывает от дальнейшей переплаты за электроэнергию сетевым и энергосбытовым компаниям, а также обеспечивает надежное и бесперебойное снабжение электрической энергией производство.
В последнее время в России появляются все новые потребители электрической энергии - это промышленные предприятия, предприятия малого и среднего бизнеса. Однако, для того, что бы присоединиться к электрической сети, необходимо заключить договор на техническое присоединение. Тариф на техническое присоединение за последнее время существенно вырос (Рисунок 6).
Рисунок 6. Тариф на техническое присоединение к сети и стоимость строительство малой генерации, тыс.руб./кВт.ч
Данные рисунка позволяют говорить, что техническое присоединение к сети и строительство новой генерации в Центральной части России различается примерно в два раза. 35% потребителей электрической энергии находятся в Центральной части России.
Определим себестоимость электроэнергии для малой электростанции мощностью 20 МВт, которая работает в базовой части графика нагрузки с использованием установленной мощности в течение 4740 часов в год. Стоимость основного оборудования возьмем из расчета 35 тыс. руб. кВт.
Таблица 3. Технико-экономические показатели малой электростанции
Показатель |
|
1. Технические показатели: |
|
Установленная мощность Р уст, МВт |
|
Число часов работы t, тысяч часов в год |
|
Расходы электроэнергии на собственные нужды СН, % |
|
2. Показатели для расчета себестоимости производства электроэнергии. Переменные затраты: |
|
Удельный расход газа на 1 кВт (куб.м.) |
|
Цена газа Ц, руб./куб.м. |
|
Постоянные затраты: |
|
Амортизация основных фондов З ам, % |
|
Стоимость основных производственных фондов, млн. руб. |
|
Затраты на производственные услуги, З П.У. , млн. руб. |
|
Затраты на вспомогательные материалы З В.М. , млн. руб. |
|
Прочие затраты З ПР. , млн. руб. |
Годовой отпуск электроэнергии определятся путем умножения установленной мощности электростанции и годового числа часов работы за вычетом расхода электроэнергии на собственные нужды электростанции:
Расход газа на производство 1 кВт*ч электроэнергии составит 0,3 куб.м., для 99,8 млн. кВт*ч потребуется 30 млн. куб. м. газа.
Затраты на газ оценивается по выражению:
где в - удельный расход газа на отпуск электроэнергии; Ц - цена топлива.
Амортизационные отчисления оцениваются в 5% от основных производственных фондов:
Затраты на производство 99,8 млн. кВт*ч электроэнергии составят:
Себестоимость электроэнергии за 1 кВт*ч составляет:
Из этого следует, что себестоимость электроэнергии произведенной на малой электростанции составляет 1,9 рублей/(кВт*ч) при использовании в качестве сырья - газ.
Зарубежные энергетические компании предлагают строительство малых электростанций из расчета 35 тысяч рублей/(кВт*ч), строительство электростанции установленной мощности 20 МВт обойдется примерно в 700 млн. рублей.
Покупка электрической энергии из сети в количестве 100 млн. кВт*ч, предприятием, на сегодняшний день обойдется примерно от 300 до 500 млн. рублей. Из этого можно сделать вывод, что строительство малой электростанции перспективно и окупаемость составит не более 5 лет.
Литература
- Максимов Б.К., Молодюк В.В. Расчет экономической эффективности работы электростанций на рынке электроэнергии. М.: Издательство МЭИ, 2002. 121 с.
- Фомина В.Н. Экономика энергетики. М.: ГУУ, 2005.
- Об организации управления электроэнергетическим комплексом Российской Федерации в условиях приватизации: Указ Президента Российской Федерации от 15.02.1992 года [электронный ресурс]. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
- Кузовкин И.А. Реформирование электроэнергетики и энергетической безопасности. М.: ОАО «Институт микроэкономики», 2006. 359 с.;
- Бахтеева Н.З. Рыночные основы функционирования отрасли (на примере электроэнергетики). Казань; 2006.-364 с.;
- О реформировании электроэнергетики Российской Федерации: Постановление Правительства РФ от 11 июля 2001 года № 523 [электронный ресурс]. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
- Российский статистический ежегодник 2007-2011, Стат. Сборник. М.: Госкомстат, 2012.
Bibliography
- Maksimov B.K., Molodyuk V.V. Cost-efficiency analysis of electric power stations in the electric power market. M.: MEI Publishing 2002. 121 p.
- Fomin V.N. Energy saving. M.: SUM, 2005.
- On managing the electric power complex of the Russian Federation in privatization: the RF Presidential Decree of 15.02.1992 . Access from ref.-legal system «ConsultantPlus».
- Kuzovkin I.A. Reforming the electric power sector and energy security. M.: «Institute of Microeconomics» OJSC, 2006. 359 p.
- Bakhteeva N.Z. Market foundations of industry functioning (exemplified by electric power industry). Kazan, 2006.-364 p.
- On reforming the Russian Federation electric power industry: the RF Government Resolution of 11 July 2001 № 523 . Access from ref.-legal system «ConsultantPlus».
- Russian Statistics Yearbook 2007-2011, Stat. Book. M.: Goskomstat, 2012.
Analysis of the modern electric power industry structure
The article analyzes the electric power before and after the period of the reform. The author calculated the cost of electrical energy generated by various types of power plants, the conclusion of a significant overestimate of the tariff for electricity for consumers. The article concludes that one of the mechanisms for lowering the tariff for electric energy may be the development of small generation.
Key words:Промышленность любой страны состоит из большого количества разнообразных отраслей, таких как машиностроение или электроэнергетика. Это те направления, в которых развивается конкретная страна, и у разных государств могут быть различные акценты в зависимости от многих факторов, таких как природные ресурсы, технологическое развитие и так далее. В данной статье речь пойдет об одной очень важной и активно развивающейся на сегодняшний день отрасли промышленности - об электроэнергетике. Электроэнергетика - это отрасль, которая развивалась в течение многих лет постоянно, однако именно в последние годы она начала активно двигаться вперед, подталкивая человечество к использованию более экологичных источников энергии.
Что это такое?
Итак, в первую очередь необходимо разобраться, что вообще представляет собой данная отрасль. Электроэнергетика - это подразделение энергетики, которое отвечает за производство, распределение, передачу и продажу именно электрической энергии. Среди других отраслей данной сферы именно электроэнергетика является самой популярной и распространенной сразу по целому ряду причин. Например, из-за легкости ее дистрибуции, возможности передачи ее на огромные расстояния за кратчайшие промежутки времени, а также из-за ее универсальности - электрическую энергию можно без проблем при необходимости трансформировать в другие такие как тепловая, световая, химическая и так далее. Таким образом, именно развитию данной отрасли огромное внимание уделяют правительства мировых держав. Электроэнергетика - это отрасль промышленности, за которой будущее. Именно так считают многие люди, и именно поэтому вам необходимо более детально ознакомиться с ней с помощью данной статьи.
Прогресс производства электроэнергии
Чтобы вы могли полностью понять, насколько важной является для мира данная отрасль, необходимо взглянуть на то, как происходило развитие электроэнергетики на протяжении всей истории ее существования. Сразу же стоит отметить, что производство электроэнергии обозначается в миллиардах киловатт в час. В 1890 году, когда электроэнергетика только начинала развиваться, производилось всего девять млрд кВт/ч. Большой скачок произошел к 1950 году, когда производилось уже более чем в сто раз больше электроэнергии. С того момента развитие шло гигантскими шагами - каждое десятилетие добавлялось сразу по несколько тысяч миллиардов кВт/ч. В результате к 2013 году мировыми державами производилось в сумме 23127 млрд кВт/ч - невероятный показатель, который продолжает расти с каждым годом. На сегодняшний день больше всего электроэнергии дают Китай и Соединенные Штаты Америки - именно эти две страны имеют наиболее развитые отрасли электроэнергетики. На долю Китая приходится 23 процента вырабатываемой во всем мире электроэнергии, а на долю США - 18 процентов. Следом за ними идут Япония, Россия и Индия - каждая из этих стран имеет как минимум в четыре раза меньшую долю в мировом производстве электроэнергии. Что ж, теперь вам также известна и общая география электроэнергетики - пришло время перейти к конкретным видам этой отрасли промышленности.
Тепловая электроэнергетика
Вы уже знаете, что электроэнергетика - это отрасль энергетики, а сама энергетика, в свою очередь, является отраслью промышленности в целом. Однако разветвление не заканчивается на этом - электроэнергетики имеется несколько видов, некоторые из них очень распространенные и используются повсеместно, другие не так популярны. Существуют и альтернативные области электроэнергетики, где используются нетрадиционные методы, позволяющие добиваться масштабного производства электроэнергии без вреда окружающей среде, а также с нейтрализацией всех негативных особенностей традиционных методов. Но обо всем по порядку.
В первую очередь необходимо рассказать о тепловой электроэнергетике, так как она является самой распространенной и известной во всем мире. Как получается электроэнергия данным способом? Легко можно догадаться, что в данном случае происходит преобразование тепловой энергии в электрическую, а тепловая получается путем сжигания различных видов топлива. Теплоэлектроцентрали можно найти практически в каждой стране - это самый простой и удобный процесс получения больших объемов энергии при малых затратах. Однако именно этот процесс и является одним из самых вредных для окружающей среды. Во-первых, для получения электроэнергии используется природное топливо, которое когда-нибудь гарантированно закончится. Во-вторых, продукты горения выбрасываются в атмосферу, отравляя ее. Именно поэтому и существуют альтернативные методы получения электроэнергии. Однако это еще далеко не все традиционные виды электроэнергетики - есть и другие, и дальше мы сконцентрируемся именно на них.
Ядерная электроэнергетика
Как и в предыдущем случае, при рассмотрении ядерной электроэнергетики можно многое почерпнуть уже из названия. Выработка электроэнергии в данном случае производится на атомных реакторах, где происходит расщепление атомов и деление их ядер - в результате этих действий происходит большой выброс энергии, которая затем и трансформируется в электрическую. Вряд ли кому-то еще неизвестно, что это самая небезопасная электроэнергетика. Промышленность далеко не каждой страны имеет свою долю в мировом производстве ядерной электроэнергии. Любая утечка из такого реактора может привести к катастрофическим последствиям - достаточно вспомнить Чернобыль, а также происшествия в Японии. Однако в последнее время безопасности уделяется все больше внимания, поэтому атомные электростанции строятся и дальше.
Гидроэнергетика
Еще одним популярным способом производства электроэнергии является получение ее из воды. Этот процесс происходит на гидроэлектростанциях, он не требует ни опасных процессов деления ядра атома, ни вредных для окружающей среды сжиганий топлива, но имеет и свои минусы. Во-первых, это нарушение естественного течения рек - на них строятся дамбы, за счет которых создается необходимое течение воды в турбины, благодаря чему и получается энергия. Зачастую из-за строительства дамб осушаются и гибнут реки, озера и другие природные водохранилища, поэтому нельзя сказать, что это идеальный вариант для данной отрасли энергетики. Соответственно, многие предприятия электроэнергетики обращаются не к традиционным, а к альтернативным видам получения электроэнергии.
Альтернативная электроэнергетика
Альтернативная электроэнергетика - это собрание видов электроэнергетики, отличных от традиционных в основном тем, что они не требуют нанесения того или иного вида вреда окружающей среде, а также не подвергают никого опасности. Речь идет о водородной, приливной, волновой и многих других разновидностях. Самым распространенными из них являются ветро- и гелиоэнергетика. Именно на них делается акцент - многие считают, что именно за ними будущее данной отрасли. В чем суть этих видов?
Ветроэнергетика - это получение электроэнергии из ветра. В полях строятся ветряные мельницы, которые работают очень эффективно и позволяют обеспечивать энергией ненамного хуже, чем описанные ранее методы, но при этом для действия ветряков нужен только лишь ветер. Естественно, недостатком данного метода является то, что ветер - это природная стихия, которую невозможно себе подчинить, однако ученые работают над улучшением функциональности ветряных мельниц современности. Что касается гелиоэнергетики, то здесь электроэнергия получается из солнечных лучей. Как и в случае с предыдущим видом, здесь также необходимо работать над увеличением аккумулирующей мощности, так как солнце светит далеко не всегда - и даже если погода безоблачная, в любом случае в определенный момент наступает ночь, когда солнечные панели не способны производить электроэнергию.
Передача электроэнергии
Что ж, теперь вы знаете все основные виды получения электроэнергии, однако, как вы уже могли понять из определения термина электроэнергетики, получением все не ограничивается. Энергию необходимо передавать и распределять. Так, передается по линиям электропередач. Это металлические проводники, которые создают одну большую электрическую сеть во всем мире. Ранее чаще всего использовались воздушные линии - именно их вы можете видеть вдоль дорог, перекинутые от одного столба к другому. Однако в последнее время большую популярность обретают кабельные линии, которые прокладываются под землей.
История развития электроэнергетики России
Электроэнергетика России начала развиваться тогда же, когда и мировая - в 1891 году, когда впервые была удачно осуществлена передача электрической мощности на практически двести километров. В реалиях дореволюционной России электроэнергетика была невероятно слабо развита - годовая выработка электричества на такую огромную страну составляла всего 1,9 млрд кВт/ч. Когда же состоялась революция, Владимир Ильич Ленин предложил реализация которого была начата немедленно. Уже к 1931 году задуманный план был выполнен, однако скорость развития оказалась настолько впечатляющей, что к 1935 году план был перевыполнен в три раза. Благодаря этой реформе уже к 1940 году годовая выработка электроэнергии в России составила 50 млрд кВт/ч, что в двадцать пять раз больше, чем до революции. К сожалению, резкий прогресс был прерван Второй мировой войной, однако после ее завершения работы восстановились, и к 1950 году Советский Союз вырабатывал 90 млрд кВт/ч, что составляло около десяти процентов всеобщей выработки электроэнергии по всему миру. Уже к середине шестидесятых годов Советский Союз вышел на второе место в мире по производству электроэнергии и уступал только Соединенным Штатам. Ситуация оставалась на таком же высоком уровне вплоть до распада СССР, когда электроэнергетика оказалась далеко не единственной отраслью промышленности, которая сильно пострадала из-за этого события. В 2003 году был подписан новый ФЗ об электроэнергетике, в рамках которого в ближайшие десятилетия должно происходить стремительное развитие этой отрасли в России. И страна определенно движется в этом направлении. Однако одно дело - подписать ФЗ об электроэнергетике, и совершенно другое - его реализовать. Именно об этом и пойдет речь далее. Вы узнаете о том, какие на сегодняшний день существуют проблемы электроэнергетики России, а также какие будут выбираться пути для их решения.
Избыток электрогенерирующих мощностей
Электроэнергетика России находится уже в гораздо более хорошем состоянии, чем десять лет назад, так что можно смело сказать, что прогресс идет. Однако на недавно проведенном энергетическом форуме были выявлены основные проблемы этой отрасли в стране. И первая из них - избыток электрогенерирующих мощностей, который был вызван массовой постройкой электростанций низкой мощности в СССР вместо строительства малого количества электростанций высокой мощности. Все эти станции все равно нужно обслуживать, поэтому выхода из ситуации два. Первый - это вывод мощностей из эксплуатации. Этот вариант был бы идеальным, если бы не огромные стоимости такого проекта. Поэтому Россия, скорее всего, будет двигаться в сторону второго выхода, а именно увеличения объема потребления.
Импортозамещение
После введения западных станций промышленность России очень остро ощутила свою зависимость от заграничных поставок - это сильно затронуло и электроэнергетику, где практически ни в одной из современных сфер деятельности полный процесс производства тех или иных генераторов не проходил исключительно на территории РФ. Соответственно, правительство планирует наращивать производственные мощности в нужных направлениях, контролировать их локализацию, а также пытаться максимально избавиться от зависимости от импорта.
Чистый воздух
Проблема заключается в том, что современные российский компании, работающие в сфере электроэнергетики, очень сильно загрязняют воздух. Однако Министерство экологии РФ ужесточило законодательство и стало чаще собирать штрафы за нарушение установленных норм. К сожалению, компании, страдающие от этого, не планируют пытаться оптимизировать свое производство - они бросают все силы на то, чтобы задавить «зеленых» количеством, и требуют смягчения законодательства.
Миллиарды долга
На сегодняшний день суммарный долг пользователей электроэнергии по всей России составляет около 460 миллиардов российских рублей. Естественно, если бы в распоряжении страны были все те деньги, которые ей задолжали, то она могла бы значительно быстрее развивать электроэнергетику. Поэтому правительство планирует ужесточить наказания за просрочки в оплате счетов за электричество, а также будет призывать тех, кто не хочет платить по счетам в будущем, устанавливать собственные солнечные панели и снабжать себя энергией самостоятельно.
Регулируемый рынок
Самая главная проблема отечественной электроэнергетики - это полная регулируемость рынка. В европейских странах регулирование рынка энергетики практически полностью отсутствует, там имеется самая настоящая конкуренция, поэтому отрасль развивается огромными темпами. Все эти правила и регуляции очень сильно тормозят развитие, и в результате РФ уже начала закупки электроэнергии из Финляндии, где рынок практически не регулируется. Единственное решение этой проблемы - переход к модели свободного рынка и полный отказ от регуляции.
Электроэнергетика – это одна из ведущих отраслей энергетики, в которую входит сбыт, передача и производство электроэнергии. Данная отрасль энергетики считается важной, так как у нее большие преимущества относительно других видов энергии, а именно: распределение между потребителями, ее легко транспортировать на большие расстояния и превращать в другую энергию (тепловую, механическую, световую, химическую и др.). Отличительная черта электрической энергии – это ее одновременность в генерации и потреблении энергии, так как по сетям электрический ток распространяется почти со скоростью света.
Генерация электроэнергии. Это процесс, при котором различные виды энергии преобразовываются в электрическую энергию. Это происходит на электростанциях. На данный период существуют несколько видов:
- Тепловая электроэнергетика. Принцип таков – энергия сгорания (тепловая) органических топлив превращается в электрическую энергию. В тепловую электроэнергетику входят тепловые электростанции – конденсационные и теплофикационные.
- Ядерная энергетика. В нее входят атомные электростанции. Принцип вырабатывания электроэнергии схож с вырабатыванием энергии на тепловых электростанциях. Отличие в то, что тепловая энергия получается при делении атомных ядер в реакторе, а не при сжигании топлива.
- Гидроэнергетика . К этому виду вырабатывания энергии относятся гидроэлектростанции. Здесь энергия течения воды (кинетическая) преобразуется в электроэнергию. С помощью плотин создается искусственный перепад уровней поверхности на реках. Под действием силы тяжести, вода из верхнего бьефа переливается по специальным протокам в нижний отсек. В протоках находятся водяные турбины, их лопасти раскручивает водяной поток.
Морские течения на много мощнее течений рек всего мира, поэтому в данное время идет работа над созданием морских гидроэлектростанций.
- Альтернативная энергетика . Сюда относятся типы генерации электроэнергии, которые имеют ряд достоинств, по отношению к традиционным, но по некоторым причинам они не получили достаточного распространения. Основные виды альтернативной энергетики:
Ветроэнергетика – чтобы получить электроэнергию, используют кинетическую энергию ветра.
Гелиоэнергетика – электрическую энергию получают из энергии солнечных лучей.
Недостаток этих видов альтернативной энергии в том, что они маломощные, а генераторы дорогие.
- Геотермальная энергетика . Здесь используют естественное тепло Земли, чтобы выработать электроэнергию. Геотермальные станции – это обычные ТЭС, где ядерный реактор и котел – это источник тепла для нагрева.
Также к видам генерации относятся: приливная энергетика, водородная энергетика и волновая энергетика.
Передача электроэнергии от электростанций к потребителям выполняется с помощью электрических сетей. Если смотреть с технической стороны, то электрическая сеть – это совокупность трансформаторов, которые расположены на подстанциях и линий электропередач.