Электроэнергетика

Электроэнергетика является отраслью, от которой в значительной мере зависит развитие всех остальных отраслей хозяйства. Производство электроэнергии – важнейший показатель, по которому судят об уровне развития страны. Россия занимает 2-е место в мире после США по производству электроэнергии, но по выработке электроэнергии на душу населения сильно отстает от США и стран Западной Европы.

Размещение электростанций зависит от типа станции, на него влияют в первую очередь ресурсный фактор (в зависимости от используемого источника энергии) и потребительский.

В России около 70% энергии производится на тепловых электростанциях. ТЭС строят в районах добычи топлива или в районах потребления энергии, вблизи крупных промышленных центров и городов. C целью снижения негативного воздействия ТЭС на природу они переводятся на газовое топливо.

Крупнейшие ТЭС России – Сургутская, Костромская и Рефтинская.

Россия обладает огромным гидроэнергопотенциалом, особенно в восточной части страны.

ГЭС выгодно строить на реках с большим падением и расходом воды. Поэтому наиболее крупные ГЭС построены на сибирских реках – Енисее и Ангаре (Саяно-Шушенская, Красноярская, Братская и Усть-Илимская). Построены каскады ГЭС и на равнинных реках: Волге, Каме.

АЭС построены в районах, где потребляется много энергии, а других энергоресурсов не хватает – в западной части страны. Крупнейшие АЭС – Курская, Смоленская, Тверская, Нововоронежская, Ленинградская.

Станции разных типов объединены в Единую энергетическую систему, позволяющую рационально использовать их мощности, снабжать всех потребителей.

Все основные типы электростанций оказывают значительное негативное воздействие на природу. ТЭС загрязняют воздух, отвалы шлаков станций, работающих на угле, занимают огромные территории.

Водохранилища равнинных ГЭС заливают плодородные пойменные земли, приводят к подъему уровня грунтовых вод, заболачиванию земель. Небезопасными оказались и АЭС; остро стоит проблема утилизации отработанного ядерного топлива. Поэтому в будущем будет увеличиваться использование нетрадиционных источников энергии – энергии ветра и приливов, Солнца и внутренней энергии Земли. Сейчас действуют опытные приливная станция на Кольском полуострове (Кислогубская) и геотермальная станция на Камчатке.

Одной из главных проблем развития ТЭК является то, что основные запасы энергетических ресурсов страны (85%), находятся в восточной части страны – за Уралом, а основные районы потребления энергии – в западной (тут потребляется 75% энергии). Для решения проблемы нехватки энергетических ресурсов в западной части страны в 1980-е годы планировалось развитие атомной энергетики и ускоренная добыча топлива на востоке с последующей передачей его на запад. Реализация этой программы замедлилась после аварии на Чернобыльской АЭС и в связи с трудностями, возникшими с добычей нефти и газа в Сибири.

Предприятия по добыче топлива, электростанции оказывают большое воздействие на природу, поэтому при их строительстве требуется тщательная экспертиза проектов, а выбор места для них должен учитывать требования охраны окружающей среды.

Экологические проблемы ядерной энергетики

Энергетика  – отрасль производства, которая развивается необычайно быстрыми темпами. Если численность населения в условиях демографического взрыва удваивается за 40—50 лет, то производство и потребление энергии суммарно увеличивается в два раза через каждые 12—15 лет, в том числе и в расчете на душу населения.

Темпы производства и потребления энергии в ближайшее время существенно не изменятся (некоторое замедление в промышленно развитых странах компенсируется ростом энерговооруженности стран третьего мира) Атомная энергетика – активно развивающаяся отрасль, которой предназначено большое будущее, так как запасы нефти газа угля иссякают, а уран – достаточно распространенный элемент на Земле. Энергия заключена внутри каждого атома. Это один из главных источников энергии, который не связан с ископаемым топливом. В отличие от нефти и угля энергия позволяет производить электричество без дыма, но на каждом шаге ядерного процесса возникают опасные радиоактивные отходы.

Атомная энергетика связана с повышенной опасностью для людей В связи с этим необходимо решать проблемы безопасности (предупреждение аварий с разгоном реактора, локализацию аварии в пределах биозащиты уменьшение радиоактивных выбросов и др.) еще на стадии проектирования реактора. Атомные электростанции выделяют очень опасные ядерные отходы. До того как радиоактивность исчезнет, должно пройти 80 000 лет при условии, что за это время ее причины будут ликвидированы. Сегодня жидкие отходы просто откачиваются в моря, газообразные – в воздух. Запас твердых отходов накапливается. Небольшая их часть сейчас сбрасывается в моря. В основном опасный мусор закапывается, а также хранится на земле в контейнерах, в которых в любой момент могут появиться щели. Поэтому стоит рассматривать такие предложения по повышению безопасности объектов атомной энергетики, как строительство атомных электростанций под землей, отправка ядерных отходов в космическое пространство.

Альтернативные источники получения энергии

Энергия ветра.  Существенным недостатком энергии ветра является ее непостоянство и изменчивость во времени, но эти факторы можно скомпенсировать за счет определенного расположения ветроагрегатов. Если в условиях полной автономии объединить несколько десятков крупных ветроагрегатов, то средняя их мощность будет постоянной, и от ветродвигателя можно непосредственно получать механическую энергию. Работающие ветроагрегаты имеют ряд отрицательных явлений. Например, распространение ветрогенераторов затрудняет прием телепередач и создает мощные звуковые колебания.

Энергия приливов.  Приливы и отливы два раза в сутки поднимают и опускают океаны Земли. Приливные электростанции используют эту воду для выработки электричества. Поперек устья рек строят плотину. Внутри плотины вода вращает турбины и производит электричество.

Солнечная энергия.  Основной источник большей части энергии – Солнце. Это оно помогает расти растениям, управляет ветром и волнами и заставляет воду испаряться. Верхней границы атмосферы Земли за год достигает огромный поток солнечной энергии. Атмосфера Земли отражает 35 % этой энергии обратно в космос, а остальная энергия расходуется на нагрев земной поверхности образование волн в морях и океанах.

Одним из лидеров практического использования энергии Солнца является Швейцария. Здесь построено около 2600 гелиоустановок на кремниевых фотопреобразователях, которые имеют мощность от 1 до 1000 кВт. Солнечные установки практически не требуют расходов на эксплуатацию, не нуждаются в ремонте. Работать они могут бесконечно долго.

Всего одна сотая часть солнечной энергии, использованная с 5 %-ной эффективностью, даст каждой стране мира столько же энергии, сколько потребляют сейчас США. Проблема в том, как ее использовать.

Уголь, другое ископаемое топливо очень легки в употреблении, так как несут энергию, которая концентрировалась в течение миллионов лет. Солнечный свет может быть преобразован в электричество с помощью солнечных элементов, но так как он распространяется на громадные территории, трудно собрать его в больших количествах. Такие же проблемы возникают при попытках «подчинить» ветер, в результате эти виды энергии трудно использовать в промышленных объемах.

Геотермальные Эстанции- Использовать тепло Земли — очень заманчивая идея и непростая, но в целом решаемая, задача. Особенно актуально это для регионов, где геотермальные источники выходят на поверхность или, хотя бы находятся в зоне досягаемости, как с инженерной, так и экономической точек зрения. Вот только местоположение подобных источников, как правило, соседствует с тектоническими разломами планеты и находится в крайне сейсмо неустойчивых регионах.