Электроэнергетика

Электроэнергетика
Электроэнергетика – базовая отрасль российской экономики
Российская электроэнергетика и ее место в мире
Основные этапы развития отечественной электроэнергетики
Структурная перестройка электроэнергетики России в 1990-е годы
Реформирование электроэнергетики в 1998—2008 гг.
Реформирование электроэнергетики в 1998—2008 гг.
Техническая база российской электроэнергетики
Электропередача
Оперативно-диспетчерское управление
Примеры рынков электроэнергии
Особенности розничного рынка электроэнергии США
Уроки, вытекающие из обобщения опыта и функционирования рынков электроэнергии
Синхронная зона ЕЭС/ОЭС
Торгово-экономическое сотрудничество российской электроэнергетики
Реформа электроэнергетики в России
Организация реформирования электроэнергетики
Переход к конкурентным рынкам
Организационно-экономическая структура отрасли электроэнергетики
Операционная деятельность
Применение модели товарно-денежных потоков
Основные субъекты рынка электроэнергии
Распределительные сетевые компании
Организации коммерческой инфраструктуры
АО-энерго - энергосистемы изолированных регионов
Задачи реформирования энергосистем Дальнего Востока
Система государственного регулирования в электроэнергетике
Сфера и методы тарифного регулирования в современной электроэнергетике
Стимулирующее регулирование
Система регулируемых тарифов в российской электроэнергетике
Тарифы на услуги по передаче электрической энергии
Недискриминационный доступ к услугам естественных монополий
Антимонопольное регулирование рынка электроэнергии
Методы антимонопольного регулирования
Прогнозирование и проектирование развития электроэнергетики
Системное проектирование электроэнергетики
Система рынков в электроэнергетике
Основы построения оптового и розничных рынков
Узловое ценообразование
Балансирующий рынок
Рынок мощности
Рынок системных услуг
Финансовые права на передачу
Розничный рынок электрической энергии
Особенности оптового рынка в российской электроэнергетике
Особенности российского розничного рынка электроэнергии
Рынки сервисов
Рынок тепловой энергии и его взаимосвязь с рынком электроэнергии
Особенности рынков тепловой энергии в России
Управление надежностью в электроэнергетике
Обеспечение надежности Механизмы управления надежностью
Рынок системных услуг и основные направления повышения надежности
Атомная энергетика
Атомная энергетика занимает важное место в энергетике России.
Экологические проблемы эксплуатации АЭС
Концепция экологической безопасности АЭС
Природоохранные технологии на АЭС
Отработаное ядерное топливо
Демонтаж АЭС по окончании ее нормальной эксплуатации
Геотермальная энергетика
Электромашиностроение и электротехника
Особенности экологических проблем ТЭС и ГЭС, пути их решения
Проблема эмиссии парниковых газов

Проблема эмиссии парниковых газов

Весьма острая экологическая проблема для энергетиков, связанная с использованием органического топлива, — выбросы в атмосферу основного парникового газа — CO2. В ЕС уже сейчас введены платежи за повышенные выбросы СО2 на тепловых электростанциях.

Эффективным, в т.ч. и с точки зрения уменьшения выбросов CO2, является совершенствование процессов производства энергии на ТЭС на основе:

внедрения угольных энергоблоков на сверхкритические (к.п.д.=41 %) и суперкритические (к.п.д.=46 %) параметры пара;

внедрения парогазовых установок (к.п.д.=55-60 %);

применения котлов с циркулирующим кипящим слоем при сжигании низкосортных топлив;

применения топлив с повышенной теплотворностью и природного газа;

использования технологий сжигания топлива, использующих кислород.

Процесс секвестрации углекислоты, образующейся при сжигании органического топлива, состоит из трех основных звеньев: улавливания, транспортировки и захоронения.

 Процесс улавливания углекислоты может быть организован либо после сжигания топлива (улавливание из дымовых газов), либо до его сжигания (удаление СО2 в процессе газификации топлива).

 При улавливании углекислоты могут применяться различные физические или химические методы: криогенное отделение, мембранная сепарация, физическая адсорбция или химическая абсорбция. В перспективе возможно промышленное применение нетрадиционных методы снижения эмиссии СО2: сжигание топлива в химическом цикле, сухая регенеративная адсорбция и др.

 Важным перспективным направлением снижения эмиссии CO2 является его захоронение в земных полостях методами:

использования пористых структур;

использования резервуаров в солях;

закачки в действующие нефтяные пласты.

Наилучших результатов при новом строительстве можно ожидать от энергоблоков ПГУ с газификацией угля. Технологически такие установки допускают получение избыточного водорода для использования его в технологических процессах или в качестве топлива для топливных элементов (аналогичные ПГУ мощностью до 500 МВт (но без сепарации и вывода CO2) уже эксплуатируются на электростанциях, обслуживающих нефтеперерабатывающие заводы. Сырьем для них служат тяжелые нефтяные остатки, а их продукция — электрическая энергия, тепло в виде пара и водород, который используется в процессах нефтепереработки).

Взаимодействие российской и мировой электроэнергетики

Либерализация электроэнергетики – мировой опыт

Эра вертикально-интегрированных компаний и предпосылки изменения структуры электроэнергетики

 Дадим предварительно несколько определений.

Электроэнергетической системой (ЭЭС) называется электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электроэнергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии.

Энергетической системой (энергосистемой) называется совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом.

ЭЭС — совокупность множества объектов. Их можно условно разделить на три группы, которые обеспечивают:

выработку электроэнергии — турбогенераторы и гидрогенераторы, являющиеся синхронными машинами и осуществляющие преобразование механической энергии вращающегося ротора паровой или гидравлической турбины в электрическую;

распределение электроэнергии, осуществляемое посредством электрической сети, состоящей из трансформаторов, линий электропередачи различных классов напряжения и вспомогательного оборудования;

потребление электроэнергии. Объекты нагрузки — это в основном электродвигатели, являющиеся основой электропривода в различных отраслях промышленности и транспорта, электротехнологические установки, осветительные приборы, электропечи.

Из множества объектов ЭЭС только синхронные машины определяют характерное свойство синхронной зоны — работу ЭЭС с единой частотой переменного тока. В нормальном режиме частота вращения роторов всех синхронных машин должна быть такой, чтобы обеспечить частоту тока 50 Гц во всех частях синхронной зоны. Если по каким-либо причинам частота вращения ротора отдельной синхронной машины отклоняется от синхронной, такая машина переходит в асинхронный режим, который считается аварийным и должен быть прекращен действием автоматических устройств и (или) оперативного персонала ЭЭС.

 Главные тенденции развития электроэнергетических систем (ЭЭС) на рубеже XX и XXI столетий связаны с процессами глобализации, либерализации, диверсификации, децентрализации и модернизации в электроэнергетике. Глобализация в электроэнергетике характеризуется усилением интеграции ЭЭС в следующих аспектах: экономическом (рынки электроэнергии, инвестиции); технологическом (расширение охвата территории централизованным электроснабжением); межгосударственном; межконтинентальном (межгосударственные и межконтинентальные энергообъединения). Либерализация ведет к возрастанию дерегулирования и конкуренции, развитию региональных, межрегиональных и межгосударственных рынков электроэнергии. Диверсификация выражается в увеличении разнообразия используемых видов топлива, источников топливо- и электроснабжения, используемых типов энергоустановок. Децентрализация связана с вводом наряду с крупными электроэнергетическими объектами небольших энергоустановок при сохранении роли транспортной и распределительной электрической сети как инфраструктуры, обеспечивающей эффективность, надежность и качество электроснабжения потребителей (в связи с этим появилось понятие распределенной генерации). Модернизация определяется повышением эффективности традиционных и созданием новых высокоэффективных технологий и установок.

На протяжении почти столетия электроэнергия повсеместно поставлялась конечному потребителю вертикально-интегрированными энергокомпаниями (ВИК[E.V.2] )*-монополистами. Они владели и управляли объектами на всех трех технологических этапах электроснабжения — производства электроэнергии, ее передачи по магистральным сетям и распределения. Вертикальная интеграция и монопольные права означают, что в руках одной организации сосредоточено управление всем процессом электроснабжения — от закупки топлива для электростанций до выставления счета за потребленную электроэнергию. Во многих случаях вертикально интегрированные энергокомпании были государственными монополиями. Но даже там, где они находились в частных руках, такие компании наделялись монопольными правами в пределах определенной территории, а государство лишь контролировало их тарифы и инвестиционные программы.

Логика конструирования систем электроснабжения, созданных в прошлом столетии, была такова, что они базировались на крупных электростанциях и разветвленных сетях линий электропередачи. Подобные системы позволяли полностью электрифицировать все индустриальные страны и частично электрифицировать большинство развивающихся стран. В эпоху бурного роста спроса на электроэнергию во второй половине прошлого века им удалось обеспечить надежное электроснабжение потребителей по доступным ценам. Некоторые государственные энергокомпании были сформированы за счет национализации частных компаний, которые были или слишком малы, чтобы воспользоваться преимуществами эффекта экономии от масштаба[E.V.3] [E.V.4]  * производства (например, в Западной Европе сразу после Второй мировой войны) или слишком велики, чтобы можно было предотвратить их монополистическое поведение (например в ЮАР). В ряде случаев национализация мотивировалась идеологическими соображениями, тем не менее, участие государственного сектора в электроэнергетике во многом объяснимо с точки зрения ее технологической эволюции.

В процессе погони за достижением эффекта экономии от масштаба системы электроснабжения укрупнялись, становились структурами с сильной централизацией управления, что приводит к необходимости привлечения существенных капиталовложений. Средства, вложенные в объекты электроэнергетики, приносят огромную пользу всей экономике страны. В то же время период окупаемости капиталовложений по необходимости должен быть длительным, иначе тарифы на электроэнергию станут недопустимо высокими. Справиться с привлечением крупных инвестиционных средств и ждать их возврата десятилетиями зачастую под силу только государству. Кроме того, такой мощный рычаг, как электроснабжение, позволяет государству контролировать не только экономику страны, но и ее политическую жизнь. Даже там, где частный сектор активно участвовал в электроснабжении с самого зарождения электроэнергетики (например, в США, Японии и Германии), государство все же играло существенную роль, иногда поддерживая частный сектор, а иногда конкурируя с ним.

Деятельность ВИК повсеместно регулировалась государством. В зависимости от эффективности и развитости институтов регулирования (прежде всего тарифного) в разных странах существовали как государственные, так и частные вертикально-интегрированные компании. При этом, чем более развитым являлся режим регулирования, тем меньше необходимости в подкреплении его инструментами прямого административного управления и тем шире и эффективнее участие частного бизнеса в управлении и владении вертикально-интегрированными компаниями.

В последние десятилетия прошлого века стало ясно, что прозрачность системы управления вертикально-интегрированными энергокомпаниями и общественный контроль за их деятельностью оставляют желать лучшего, несмотря на существенную роль государства в отрасли. Важнейшие решения принимались узким кругом технических специалистов и правительственных чиновников, иногда с участием представителей крупных потребителей электроэнергии. Тарифы устанавливались таким образом, что риск, связанный с инвестиционными решениями, ложился на конечного потребителя электроэнергии и/или на налогоплательщика. Монопольные энергокомпании превратились в могущественные организации, способные продвигать свои политические и корпоративные интересы, зачастую в ущерб общественным. В отсутствие эффективного общественного надзора они во многих странах стали очагами коррупции, клановости и неблаговидной политической деятельности, а не защитниками общественных интересов, как это предполагалось.

Существование и деятельность крупных централизованных систем электроснабжения стали причиной серьезных экологических и экономических проблем. Мегапроекты — крупные ГЭС, АЭС и ТЭС, использующие ископаемое топливо, — не только наносят ущерб окружающей среде, но и изымают из бюджета страны средства, необходимые для решения насущных социальных задач, что особенно ощутимо в развивающихся странах.

Результаты деятельности вертикально-интегрированных энергокомпаний резко различались в разных странах. В электроэнергетике многих развивающихся стран наблюдались низкая производительность труда, плохое качество обслуживания потребителей, высокие технологические и коммерческие потери в сетях, низкая собираемость платежей. Из популистских соображений государство устанавливало тарифы на электроэнергию, не покрывшие затрат. Энергокомпании эксплуатировали оборудование, оставшееся в наследство с колониальных времен, и не были в состоянии инвестировать в строительство сетей, новых электростанций, или модернизацию имеющихся. Только узкий круг городских элит имел доступ к электроснабжению.

В промышленно развитых странах электроэнергетика работала намного лучше и надежнее, но большие эксплуатационные расходы, высокая стоимость нового строительства, зачастую в разы превышавшая сметные оценки, дорогостоящие, обусловленные политическими причинами, программы развития и, в конечном счете, высокие розничные цены вызвали общественное недовольство и необходимость перемен.

В восьмидесятые годы прошлого века становилось все более очевидным, что долгий период государственного владения и управления предприятием при отсутствии конкуренции и без стимула извлечения прибыли в конечном счете ведет к высоким затратам, низкому качеству обслуживания потребителей, плохим инвестиционным решениям, отсутствию инноваций и не способствуют развитию. В эти годы пересмотру подвергся подход не только к энергетическим компаниям, но и к иным отраслям, до того рассматривавшимся как естественные монополии, например газоснабжению, телефонной связи и индустрии авиаперевозок. В них выявлены и выделены естественно-монопольные виды деятельности (обслуживание газотранспортных сетей, проводной инфраструктуры в телефонии и управление аэропортами в авиаперевозках) и конкурентные — торговля природным газом, предоставление услуг связи в телефонии и эксплуатация авиалиний в авиаперевозках. Связь и индустрия авиаперевозок были успешно реструктурированы и потеряли статус монополий. Возникла конкуренция. В результате качество обслуживания потребителей повысилось, а цены упали. Успешные прецеденты реструктуризации связи, авиаперевозок и газоснабжения привели к пониманию, что производство электроэнергии и ее передачу по магистральным и распределительным сетям также стоило бы рассматривать в отдельности.

Атомная и традиционная энергетикаю Экологические проблемы