Гэс тэс аэс плюсы и минусы: Урок — круглый стол «Энергетика: преимущества и недостатки использования АЭС, ТЭС, ГЭС. Охрана окружающей среды2 | Занимательные факты по физике (10 класс) на тему:

Содержание

Искра разума: зачем Центральной Азии атомная энергетика | Статьи

В последнее время в странах Центральной Азии все чаще говорят о скором дефиците электроэнергии и необходимости энергетической независимости. Выход из ситуации видят в строительстве атомных электростанций. Однако высказывается и мнение, что при полной энергонезависимости каждой страны регион в целом не будет конкурентоспособен. Кое-кто считает, что строительство АЭС вообще больше не актуально. Подробности и экспертные оценки — в материале «Известий».

Торговля электроэнергией в рамках ЕАЭС

Парламент Казахстана 17 февраля, ратифицировал поправки в договор по формированию общего рынка электроэнергии в ЕАЭС. В частности, речь идет о законопроекте «О ратификации Протокола о внесении изменений в Договор о Евразийском экономическом союзе от 29 мая 2014 года» в части формирования общего электроэнергетического рынка ЕАЭС. Участниками общего рынка будут юридические лица, осуществляющие продажу и покупку электроэнергии, в том числе и из сопредельных государств.

— Новые договоренности позволят не только сформировать общий рынок, но и сохранить существующие национальные электроэнергетические рынки, в том числе рынки мощности, — говорит вице-министр энергетики РК Жандос Нурмаганбетов.

Как отмечают эксперты, страны региона, в том числе и Казахстан, уже вступили в период дефицита электроэнергии. Поэтому, выступая 8 февраля на расширенном заседании правительства после блэкаута 25 января в Казахстане, Узбекистане и Кыргызстане, президент Казахстана Касым-Жомарт Токаев заявил, что стране нужна чистая атомная энергия.

Фото: ТАСС/IGOR KOVALENKO

Жители Бишкека помогают убрать троллейбус с перекрестка во время массового отключения электроэнергии

— Мы столкнулись с регулярными перебоями в работе системы энергоснабжения. Самый яркий пример — отключение электроэнергии на юге страны. Мы отчасти зависим от качества работы энергосистемы сопредельных государств. Проблему энергетической безопасности страны нужно срочно решать. Нам позарез нужна атомная чистая электроэнергия, — сказал президент Токаев.

Министр энергетики республики Болат Акчулаков напомнил, что в Казахстане есть все преимущества для развития атомной энергетики.

О необходимости строительства АЭС в Казахстане впервые высказался в 1997 году тогдашний министр науки Владимир Школьник. Спустя 19 лет министр энергетики Канат Бозумбаев заявил, что в стране переизбыток электроэнергии, а потому в АЭС нет необходимости. Но вот в 2019 году президент России Владимир Путин вновь поднял данный вопрос и предложил президенту Касым-Жомарту Токаеву построить АЭС по российским технологиям. Уже в сентябре 2021 года Токаев, выступая на пленарном заседании Восточного экономического форума, отметил, что в Казахстане пришло время предметно рассмотреть вопрос о строительстве атомной станции.

Энергодефицит не за горами

Сегодня в Казахстане 70% вырабатываемой энергии генерируется угольными мощностями, 20% — газовыми, 3% — возобновляемыми источниками энергии, оставшиеся — гидроэнергетикой. И уже к 2030 году, по мнению специалистов, Казахстан может столкнуться с дефицитом электроэнергии.

По мнению казахстанского политолога Марата Шибутова, Казахстан уже через ближайшие несколько лет будет закупать 1000–2000 МВт в России. Кроме того, ожидается, что к 2030 году на юге страны дефицит электроэнергии достигнет 2000–2700 МВт.

Искра разума

Фото: ИЗВЕСТИЯ/Сергей Коньков

— Мы уже три раза пытались построить АЭС. В двух случаях (1999 и 2006 годы) дошло до стадии ТЭО, в третьем случае, в 2014 году, — до сбора предложений от поставщиков. Если сейчас не примем решения и не начнем строить, то получим энергодефицит и веерные отключения, а вследствие этого — отсутствие инвестиций, перенос производств, безработицу и прочие прелести, которые постоянно испытывают Кыргызстан и Таджикистан. Хочется все же этого избежать, — говорит политолог.

В Киргизии, по словам политолога, директора аналитического центра «Стратегия Восток-Запад» Дмитрия Орлова рост потребления электроэнергии уже давно превышает ее производство.

— Поэтому приходится закупать электроэнергию у соседей. Общий износ оборудования всех семи ГЭС Кыргызстана — 80%, а ТЭЦ Бишкека и Оша изношены на 60%. И поскольку энергетическая безопасность — главная составляющая национальной, то вопрос с обеспечением республики электричеством надо решать очень быстро. Поэтому строительство АЭС — это стратегическая необходимость, — заметил Дмитрий Орлов.

По его словам, только за восемь месяцев прошлого года потребление электроэнергии в Киргизии при плане 9,7 млрд кВт⋅ч составило 10,5 млрд кВт⋅ч.

Узбекский политолог, директор центра политических инициатив «Maъno» Бахтиёр Эргашев считает, что одной из важных составляющих в предотвращении будущих блэкаутов может стать строительство атомной электростанции.

— Да, конечно, блэкаут показал всю уязвимость нынешней системы электрогенерации по всему региону. Понятно, что сети стареют и их нужно менять. Электрогенерацию необходимо увеличивать, строить новые электростанции. Поэтому вопросы строительства АЭС будут, конечно же, одним из главных вопросов, на которые нужно искать ответы. И я думаю, необходимость АЭС как будущего источника электрогенерации в регионе становится ясной для всех, — говорит Эргашев.

Искра разума

ТЭЦ в Байконуре

Фото: РИА Новости/Рамиль Ситдиков

Он рассказал, что Узбекистан поставил перед собой задачу в ближайшие 10 лет увеличить электрогенерацию в 2 раза.

— У нас прекрасно понимают, что единственным источником постоянной генерации, не зависящей от климатических особенностей, как это происходит с ветровыми и солнечными электростанциями, могут быть только АЭС. В обществе Узбекистана есть консенсус того, что строительство АЭС нам необходимо, потому что в стране электроэнергия нужна как воздух, — пояснил политолог.

Решат ли проблему энергодефицита мощные реакторы?

По словам Бахтиёра Эргашева, в Узбекистане планируют построить АЭС из двух энергоблоков ВВЭР-1200 поколения «3+».

— Уже определена площадка для строительства АЭС. Для теплообмена и охлаждения атомных реакторов нужна вода. Поэтому в Узбекистане АЭС будет располагаться близ озера Тузкан в Джизакской области. Там есть все соответствующие требования для строительства АЭС: структура почв, вода и все остальное, — говорит Эргашев.

По его словам, в Узбекистане планируют возвести два реактора общей мощностью 2400 МВт. Аналогичный проект был построен в Белоруссии и уже становится серьезным фактором в энергомиксе этой страны. Точно такая же электростанция будет построена и в Узбекистане.

Искра разума

Белорусская атомная электростанция

Фото: ТАСС/Наталия Федосенко

Киргизия пока наблюдает за действиями своих ближайших соседей, но точно не планирует замахиваться на такие же грандиозные проекты, как Узбекистан или Казахстан. По мнению Дмитрия Орлова, киргизской стороной всего лишь высказана заинтересованность в изучении перспективной разработки российских атомщиков на базе реакторной установки РИТМ-200Н.

— До строительства необходимо провести кучу экспертиз и проверок, то есть процесс будет достаточно долгим. В самой России первый референтный блок на РИТМ-200Н построят только в 2028 году, чтобы обеспечить электричеством якутское золоторудное месторождение Кючус. Поэтому ни о каком планировании строительства АЭС в Кыргызстане пока не может быть и речи, — уточнил политолог.

В Казахстане, несмотря на заявления властей, до сих пор еще не решены вопросы площадки для будущей АЭС, ее размеров и объемов. С советского периода рассматривались площадки в Восточно-Казахстанской области и в Западном Казахстане, и в Алма-Атинской области. Но окончательного решения пока не принято. По словам вице-министра энергетики Жандоса Нурмаганбетова, возможно, вопрос с выбором площадки будет решен до конца 2022 года. Зато, напоминают эксперты, Казахстан находится в гораздо более выгодном положении, чем соседние с ним страны.

Как отмечает Марат Шибутов, в стране есть четыре действующих научно-исследовательских реактора и один остановленный, а также один выводимый из эксплуатации энергетический реактор. На всех проводятся исследования, и в целом есть основы для подготовки персонала. Ни на одном объекте не было аварий, хотя срок эксплуатации их доходит до 60 лет.

Кроме того, Казахстан занимает второе место в мире по разведанным запасам природного урана. Около 14% от всех разведанных мировых запасов сосредоточено в недрах Республики Казахстан. Общие разведанные запасы страны оцениваются более чем в 700 тыс. т урана. С 2009 года Казахстан производит около 42% от мировой добычи урана. В 2021 году объем добычи урана составил 22 740 т.

— Есть в стране и завод по производству топливных таблеток и сборок, что вместе с добычей существенно сокращает стоимость топлива, — отмечает Шибутов.

Искра разума

Предприятие по добыче и обогащению урана в Казахстане

Фото: ТАСС/Анатолий Устиненко

Иная точка зрения

Впрочем, далеко не все эксперты считают, что строительство АЭС действительно необходимо. Известный в Казахстане экономист и энергетик, бывший глава корпорации KEGOC Асет Наурызбаев отмечает, что строительство АЭС уже много лет неактуально.

— В последние годы цена на электроэнергию от возобновляемых источников энергии снизилась настолько, что сейчас в Казахстане цена от солнечной электростанции в четыре раза меньше, чем от АЭС (14 тенге (0,03 цента США) на последнем аукционе против 12,35 цента США, или порядка 60 тенге (0,14 цента США) с НДС на проекте Аккую в Турции). Соответственно, никакой реактор нам не нужен. Напротив, появление одного из имеющихся на рынке реакторов создаст в энергосистеме проблемы, связанные с необходимостью резервирования такого большого единичного блока. Условно говоря, нам надо иметь более 1000 МВт резервов, готовых включиться в случае аварии АЭС, — говорит энергетик.

Он напомнил, что атомная станция любого производителя будет создавать радиоактивные отходы, которые придется хранить тысячи лет, а существующее энергокольцо в силу вышесказанного только усложнит свою работу, если в странах появятся атомные станции.

— Гораздо умнее развивать возобновляемую энергетику, в частности ГЭС в Кыргызстане, — говорит Наурызбаев.

Опасения аварийности

По словам киргизского политолога Дмитрия Орлова, за прошедшие годы во многих авариях главной причиной был человеческий фактор. Но, по мнению узбекского политолога Бахтиёра Эргашева, избежать рисков можно, если соблюдать все требования МАГАТЭ.

Искра разума

Фото: Depositphotos/KrisChristiaens

— Строительство любой АЭС — это очень долгий и трудный процесс. Страна, которая собирается строить АЭС, должна подписать целый ряд международных соглашений, которых требует МАГАТЭ. Эти соглашения регулируют процесс строительства, эксплуатации и вывода АЭС из эксплуатации. Поэтому, на мой взгляд, единственный риск — это то, что при строительстве не будут соблюдены какие-то требования МАГАТЭ, — говорит политолог.

Иного мнения придерживается казахстанский эколог Дмитрий Калмыков, который считает, что, какие бы рекомендации ни давало МАГАТЭ, оно не предотвратило ни Чернобыль, ни Фукусиму, ни ряд других аварий на атомных электростанциях.

— Узбекистан намерен построить АЭС на озере Тузкан в Джизакской области, которое от казахстанской Туркестанской области, самого густонаселенного региона Казахстана, отделяет около 40 км. Там же, рядом с Тузканом, на нашей территории находится Шардаринское водохранилище — источник питьевой воды и стратегической важности, поскольку расположен на трансграничной реке Сырдарья, протекающей через Кыргызстан, Таджикистан, Узбекистан, Казахстан и впадающей в Аральское море. Если что-то вдруг на АЭС случится, то мало никому не покажется, — говорит Дмитрий Калмыков.

Куда страны ЦА собираются сбывать излишки электроэнергии

Очевидно, что уже сейчас страны Центральной Азии, собираясь построить атомные электростанции, задумываются о том, куда они будут продавать излишки электроэнергии.

Бахтиёр Эргашев сомневается, что такие излишки вообще будут у Узбекистана.

Искра разума

Фото: ИЗВЕСТИЯ/Константин Кокошкин

— У нас энергодефицит сейчас. Мы производим свыше 60 млрд кВт⋅ч. А к 2030 году мы должны получать 120 млрд кВт⋅ч. И какой здесь будет излишек? Плюс мы продаем сейчас электроэнергию Афганистану и собираемся это увеличить. Так что у нас всегда есть кому продать излишек, если он будет, конечно, — говорит политолог.

Для Казахстана в плане экспорта все намного проще. Еще в 2017 году в республике рассматривали возможность экспортировать электроэнергию в Китай, Афганистан и Пакистан. Целесообразным считали и экспорт излишек электроэнергии в соседние государства Центральной Азии. Так, к примеру, за 11 месяцев 2021 года Казахстан экспортировал в Узбекистан более 737 млн кВт⋅ч, на $18,7 млн.

А вот с Киргизией ситуация несколько иная. Казахстан экспортировал в 597,7 млн кВт⋅ч электроэнергии более чем на $80 тыс., но при этом импортировал 306,8 млн кВт⋅ч, на $163,3 тыс., тем самым подпитывая электроэнергией юг страны и столицу.

Теперь, по словам вице-министра энергетики Жандоса Нурмаганбетова, чтобы решить проблему с нехваткой электроэнергии, Казахстану потребуется не менее семи лет. Тем временем министерство энергетики РК намерено заняться разработкой механизма для урегулирования почасовых отклонений фактических поставок электрической энергии от плановых значений. Предполагается, что это повысит ответственность за соблюдение согласованных графиков.

Trojden | ТЭК: электроэнергетика: Домогацких Е. М.

Вспомните: 1. Какие реки России являются наиболее полноводными? 2. В какой части страны они расположены?

Особенности отрасли. Электроэнергетика объединяет процессы выработки и передачи электроэнергии. Продукция этой отрасли весьма специфическая — электрическая энергия. Специфика состоит в том, что её почти невозможно накапливать. Следовательно, произведённую электроэнергию нужно сразу же направлять потребителям. Поэтому-то в состав отрасли входят не только сотни электростанций, но и десятки тысяч километров линий электропередачи.

Работа современного предприятия любой отрасли хозяйства невозможна без электричества. Уровень обеспеченности страны электроэнергией определяет степень развития её экономики. Причём электроэнергетика способна воздействовать и на размещение производства, и на набор отраслей в том или ином районе.

В России ежегодно вырабатывается более 900 млрд кВт • ч электроэнергии. Страна занимает четвёртое место в мире по выработке электроэнергии, уступая только США, Японии и Китаю.

Типы электростанций. Основная часть электроэнергии в стране производится на тепловых, гидравлических и атомных электростанциях (рис. 54).

Рис. 54. Типы электростанций

65% вырабатываемой в стране электроэнергии дают тепловые электростанции (ТЭС).

Конструкция ТЭС довольно проста. Это паровой котёл, из которого пар под огромным давлением поступает к турбине. Струя пара вращает турбину, и это вращение преобразовывается в электроэнергию. На самом деле всё, конечно, сложнее, но основной принцип именно таков.

Почему тепловая энергетика лидирует в выработке электроэнергии в России? Связано это с высокой обеспеченностью страны топливными ресурсами и техническими условиями создания ТЭС (табл. 8).

Таблица 8. Плюсы и минусы создания электростанций разных типов

Типы электростанций

Плюсы

Минусы

ТЭС

Простота конструкции, невысокая стоимость строительства. Свободное размещение

Зависимость от поставок большого количества топлива. Использование невозобновимых топливных ресурсов. Экологически грязное производство

ГЭС

Самая дешёвая электроэнергия

Очень сложное и дорогое строительство. Привязанность к рекам. Тяжёлые экологические последствия для рек

АЭС

Относительно дешёвое строительство. Дешёвая электроэнергия. Свободное размещение. Экологически чистое производство

Потенциальная опасность. Негативное отношение населения к их строительству

Самые мощные из тепловых электростанций называются государственными районными электростанциями (ГРЭС). Мощность каждой из таких станций часто превышает 2 млн кВт. ГРЭС обычно строят в районах наибольшего потребления электроэнергии (Центральный, Уральский и Северо-Западный экономические районы), а также рядом с местами добычи дешёвого топлива (в основном на востоке страны). Сургутская, Костромская и Рефтинская ГРЭС являются наиболее крупными тепловыми электростанциями нашей страны.

Особый вид тепловых электростанций — это теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые производят не только электроэнергию, но и тепло (нагретый пар, горячую воду). В отличие от ТЭС теплоэлектроцентрали можно размещать только рядом с населёнными пунктами, так как расстояние, на которое можно подавать нагретый пар и горячую воду по трубам, невелико — максимум 20 км.

Гидравлические электростанции (ГЭС) используют энергию падающей воды. Их работа основана на использовании практически неисчерпаемого источника энергии.

Рис. 55. Плотина ГЭС

Строительство ГЭС — дело непростое. Необходимо перекрыть русло реки плотиной. За счёт этого создаётся перепад высот (рис. 55). По специальным каналам внутри плотины вода устремляется вниз и вращает турбину. Конечно, плотина — важнейший, но не единственный элемент ГЭС; при ней создаётся целый гидроузел (рис. 56). В результате строительство ГЭС занимает много времени и требует огромных средств. Но зато после постройки эксплуатация ГЭС больших затрат не требует. Ведь ГЭС использует бесплатную энергию реки, а её работой управляет смена, состоящая всего из нескольких операторов. В результате оказывается, что производимая ГЭС электроэнергия примерно в 5—6 раз дешевле той, что вырабатывается на тепловых электростанциях.

Рис. 56. Гидроузел

Запасы гидроэнергоресурсов неравномерно распределены по территории России. Более 2/3 этих ресурсов находится в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Многоводность сибирских рек, наличие скальных оснований позволяют возводить здесь высокие плотины и строить мощные ГЭС. Самая мощная в стране электростанция — Саяно-Шушенская ГЭС (6,4 млн кВт) — построена в верхнем течении Енисея. Она входит в число крупнейших ГЭС мира.

Чтобы максимально использовать энергию реки, на ней часто строят не одиночную электростанцию, а каскад ГЭС. Каскад — это группа ГЭС, расположенных по течению водного потока для последовательного использования энергии реки. Крупнейшие каскады созданы на Енисее и его притоке Ангаре, а также на Волге и Каме. Один только Ангаро-Енисейский каскад даёт половину электроэнергии, производимой ГЭС в нашей стране. Волго-Камский каскад вырабатывает 25% этой энергии.

Строительство многочисленных гидроэлектростанций на равнинных реках наряду с очевидными плюсами (выработка дешёвой электроэнергии, улучшение условий судоходства и орошения в сельском хозяйстве) имело и отрицательные последствия. Главное из них заключается в том, что водохранилища, формирующиеся при строительстве плотин ГЭС, затапливают ценные сельскохозяйственные земли. Под водой оказалось и множество населённых пунктов, стоявших на берегах рек. Кроме того, это строительство привело к ухудшению экологической обстановки. Так, до строительства ГЭС на Волге её полный водообмен на участке от Рыбинска до Волгограда происходил за 50 суток, а теперь длится 450—500 суток. В «полустоячей» Волге, перекрытой плотинами, очень медленно идут процессы самоочищения воды, а ведь в волжский бассейн поступает почти 40% всех загрязнённых сточных вод страны.

Атомные электростанции (АЭС) появились в мировой энергетике сравнительно недавно. Первая атомная станция на планете была построена в СССР в 1954 г.

По своему устройству АЭС напоминают, как это ни странно, тепловые станции. В их конструкцию также входят паровой котёл, турбина. Вот только высокая температура в котле создаётся не в результате сжигания топлива, а благодаря управляемой ядерной реакции, происходящей в специальных атомных реакторах.

Для работы АЭС в течение года требуется всего несколько килограммов ядерного топлива. В отличие от тепловых электростанций, АЭС не дают выбросов в атмосферу, ведь на них ничего не горит. Поэтому можно считать АЭС экологически чистыми предприятиями, но это, конечно, при нормальной безаварийной работе. Авария же на атомной электростанции может обернуться страшной трагедией для населения значительных территорий.

Доля АЭС в выработке электроэнергии страны составляет около 15%. Крупнейшие АЭС в основном расположены в районах, где отсутствуют полноводные реки и значительные запасы топлива.

Во всём мире возрастает интерес к электростанциям, использующим неисчерпаемые источники энергии. Такие источники называют альтернативными. Есть они и в нашей стране. На Камчатке построена геотермальная электростанция (ГеоТЭС), использующая внутреннее тепло Земли, а на побережье Белого моря действует приливная электростанция (ПЭС), использующая энергию морских приливов.

Единая энергетическая система. Многочисленные тепловые, атомные и гидроэлектростанции России объединены линиями высоковольтных электропередач в Единую энергетическую систему (ЕЭС). ЕЭС России — крупнейшая в мире энергосистема. Она была создана в период существования СССР, поэтому связана линиями электропередачи с энергосистемами Казахстана, Украины, Белоруссии, Армении, Грузии и Азербайджана. В настоящее время ЕЭС бывшего СССР превратилась в межгосударственную.

Роль ЕЭС очень велика, ведь наша страна расположена во многих часовых поясах. Поэтому потребность в энергии в разных частях страны различна. Единая система даёт возможность перебрасывать электроэнергию из одного района в другой в зависимости от пика её потребления в том или ином районе.

ПОВТОРИМ ГЛАВНОЕ

  • 1. Электроэнергетика объединяет процессы выработки и передачи электроэнергии. По выработке электроэнергии Россия занимает четвёртое место в мире, уступая только США, Японии и Китаю.
  • 2. Существуют три основных типа электростанций: тепловые (ТЭС), гидравлические (ГЭС) и атомные (АЭС). В России ТЭС дают 65% электроэнергии.
  • 3. Наиболее мощными электростанциями являются гидравлические. Самая крупная в стране электростанция — Саяно-Шушенская ГЭС, построенная на Енисее.
  • 4. Первая в мире атомная станция была построена в СССР. Сейчас АЭС вырабатывают 15% электроэнергии страны.
  • 5. Электростанции страны объединены в Единую энергетическую систему (ЕЭС), которая позволяет в зависимости от потребностей перебрасывать электроэнергию из одного района в другой.

ПРОВЕРИМ ЗНАНИЯ

1. Какие процессы объединяет электроэнергетика? 2. Назовите основные типы электростанций. 3. Какое место в мире по выработке электроэнергии занимает Россия? 4. Какая электростанция самая мощная в нашей стране?

А ТЕПЕРЬ БОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чём преимущества и недостатки гидравлических электростанций по сравнению с тепловыми? 2. Каковы плюсы и минусы атомных электростанций? 3. В чём выгоды строительства каскадов ГЭС?

ПОРАБОТАЕМ С КАРТОЙ

1. Пользуясь картами атласа, назовите электростанции, входящие в состав Волго-Камского и Ангаро-Енисейского каскадов ГЭС. 2. Какая атомная электростанция работает в Поволжье? 3. В каких экономических районах нет атомных электростанций?



Предыдущая

Страница

Следующая

Страница