4 сентября 1882 года в 82 нью-йоркских домах загорелись 400 электрических лампочек. Ток для них давала первая в мире ТЭС – тепловая электростанция. Называлась она незатейливо – «Pearl Street Station» («Пёрл Стрит Стейшн», англ. «Станция на Жемчужной улице»). Её придумал и построил легендарный Томас Алва Эдисон.
Электростанция Эдисона работала примерно по той же схеме, по которой многие ТЭС работают и сейчас. Уголь, сжигаемый в топках котлов, нагревал воду, превращая её в перегретый пар. Этот пар вращал вал динамо машин, а те, в свою очередь, вырабатывали ток.
«Pearl Street Station» за два года смогла не только окупить свою работу, но и оправдала затраты на прокладку кабелей. Тогда их клали под землёй, поэтому пришлось перекопать изрядную часть Манхэттена. И несмотря на все затраты – проводку в помещениях также монтировала компания Эдисона, за столь короткий срок ТЭС смогла выйти на нулевую рентабельность и стала давать прибыль.
Эдисон постепенно увеличивал мощность «Pearl Street Station» , пока в 1890 году электростанцию не уничтожил пожар. Сгорело всё, кроме одной динамо-машины, сейчас являющейся ценным экспонатом одного из музеев в США.
Несмотря на недолгий срок работы, «Pearl Street Station» показала эффективность работы подобной схемы. Более того, Эдисон уже тогда догадался, что теплу, которое получается на выходе из динамо-машины, тоже можно найти применением – паром электростанции отапливались несколько соседних домов.
ТЭС Эдисона располагалась в подвале обыкновенного жилого дома. Современные ТЭС – это настоящие гиганты. Над энергозалами площадью в десятки тысяч квадратных метров вздымаются огромные трубы. Высота некоторых из них превышает высоту Эйфелевой башни. Сооружение тепловой электростанции требует огромных затрат и занимает несколько лет.
В современной электроэнергетике на долю ТЭС приходится около двух третей всей вырабатываемой энергии. Чаще всего в виде топлива используется уголь, вторым по популярности источником энергии является природный газ, далее идёт нефть, доля которой в последние годы быстро сокращается.
ТЭС принято делить на два основных вида – те, которые работают и на отопление (ТЭЦ), и «чисто электрические», их называют КЭС или ГРЭС. Крупнейшие в мире тепловые электростанции работают по схеме ГРЭС, то есть используется только вырабатываемая на них электроэнергия.
Самой мощной в мире является электростанция Туокетуо, расположенная в китайской провинции Внутренняя Монголия.
Долгое время эта станция была третьей по мощности, уступая китайской Тайчжунской ТЭС и российской Сургутской ГРЭС-2. Однако после того, как в 2017 году на Туокетуо были введены в строй ещё два блока мощностью по 660 МВт, суммарная мощность 12 энергоблоков станции достигла 6 720 МВт, что сделало её мощнейшей в мире. Сургутская-2 отодвинулась не третье место, но осталось самой мощной в России.
10. Сургутская ГРЭС-2 (5 600 МВТ)
Сургутская ГРЭС-2 расположена в Ханты-Мансийском автономном округе на берегу Оби примерно на одинаковом расстоянии между Нефтеюганском и Ханты-Мансийском. Строительство станции было начато в 1979 году, первый энергоблок был запущен через шесть лет. В течение 1985 – 1988 годов были введены в эксплуатацию все шесть энергоблоков мощностью по 800 МВт каждый. Все они работают на попутном газе, то есть используют ресурс, который при добыче газа нужно было бы ещё и утилизировать.
Планировалось построить ещё два аналогичных энергоблока, однако уже в 21-м веке было принято решение построить два энергоблока мощностью 400 МВт, работающие на очищенном природном газе. После сдачи в работу этих двух блоков общая мощность Сургутской ГРЭС-2 составила 5 600 МВТ.
9. Рефтинская ГРЭС (3 800 МВт)
Рефтинская ГРЭС – крупнейшая тепловая электростанция в стране, использующая в качестве топлива каменный уголь. Она находится примерно в 100 км от Екатеринбурга.
Строительство ГРЭС продолжалось 17 лет – от забивки первого колышка в 1963 году до ввода в эксплуатацию последнего энергоблока в 1980. Над станцией возвышаются четыре трубы высотой от 180 до 320 метров.
10 энергоблоков Рефтинской ГРЭС имеют общую мощность 3 800 МВт. Этой энергии хватает на то, чтобы обеспечить половину энергопотребления Свердловской области с её мощной промышленностью.
8. Костромская ГРЭС (3 600 МВт)
Эта электростанция расположена в европейской части России, в Костромской области на берегу Волги. Для выработки электроэнергии на Костромской ГРЭС используется природный газ, в качестве резервного топлива может применяться мазут.
Девять энергоблоков станции вводились в строй с 1969 по 1980-й год. После запуска 9-го энергоблока мощностью 1 200 МВт суммарная мощность Костромской ГРЭС достигла 3 600 МВт.
7. Сургутская ГРЭС-1 (3 268 МВт)
Первая Сургутская ГРЭС старше своей более мощной тёзки почти на полтора десятилетия – её первый энергоблок был запущен в 1972 году. Затем каждый год начиналась эксплуатация ещё одного энергоблока. В итоге их было построено 16. Их общая мощность составляет 3 268 МВт.
40% электроэнергии, вырабатываемой на станции, производится на попутном газе, остальная часть на природном.
6. Пермская ГРЭС (3 260 МВт)
5. Рязанская ГРЭС (3 130 МВт)
Несмотря на название, Рязанская ГРЭС расположена довольно далеко (80 км) от Рязани в городе Новомичуринск. Строительство ГРЭС было начато в 1971 году, завершено через 10 лет.
Изначально станция работала на каменном угле. Однако после модернизации в середине 1980-х годов два энергоблока перевели на природный газ. Всего 6 энергоблоков Рязанской ГРЭС могут вырабатывать 3 130 МВТ электроэнергии. Дымовые трубы электростанции имеют высоту 180 и 320 метров.
4. Киришская ГРЭС (2 600 МВт)
Станция расположена в Ленинградской области, в городе Кириши (это около 150 км от Петербурга). Проект Киришской ГРЭС был утверждён правительством СССР в 1961 году, тогда же и началось строительство. Станция, работавшая на мазуте, дала первый ток в октябре 1965 года.
Киришская ГРЭС уникальна тем, что с начала своей эксплуатации она практически непрерывно достраивается или модернизируется. Процесс прерывался лишь в 1983 – 1999 годах. В остальное время вводились в строй новые мазутные энергоблоки, переводились на природный газ старые, строились парогазовые блоки и т. п. В результате Киришская ГРЭС вышла на мощность 2 600 МВт.
3. Конаковская ГРЭС (2 520 МВт)
С 1965 по 1982 год Конаковская ГРЭС работала на привозном мазуте, сжигая до 10 000 тонн топлива в сутки. Затем её перевели на природный газ. Расположенная в Тверской области электростанция имела проектную мощность 2 400 МВт, однако после модернизации её мощность увеличилась до 2 520 МВт.
2. Ириклинская ГРЭС (2 430 МВт)
Ириклинская ГРЭС была построена на берегу водохранилища, образованного одноимённой гидроэлектростанцией в Оренбургской области. Через семь лет после начала строительства в 1963 году станция, работающая на природном газе, дала первый ток. На максимальную мощность 2 430 МВт Ириклинская ГРЭС вышла в 1979 году. Интересно, что дымовые трубы станции одновременно используются кА опоры линий электропередач.
1. Ставропольская ГРЭС (2 419 МВт)
Самая южная из крупных ТЭС России расположена в посёлке Солнечнодольск Ставропольского края. Как и многие другие ГРЭС, Ставропольская изначально (с 1974 года) работала на мазуте, а в 1980-х годах была переведена на газ. 8 энергоблоков станции вырабатывают 2 419 МВт электроэнергии. В 2010-х годах планировалось построить ещё один энергоблок, но затем это решение отменили.
Сургутская ГРЭС-2 - самая мощная тепловая электростанция (ТЭЦ) в России, расположенная в городе Сургут Ханты-Мансийского автономного округа на реке Чёрная. По состоянию на 2012 год, является одной из самых крупных ТЭС в мире по годовой генерации и самым крупным производителем электричества в России.
В 1980-х годах в связи с бурными темпами роста добычи нефти и газа на территории среднего Приобья возник дефицит энергии. Необходимо было увеличить долю производимой электроэнергии в 5 раз. Было решено построить мощную электростанцию городе Сургуте - в нефтяной столице России.
Ввод первого блока состоялся 23 февраля 1985 года. Шесть основных энергоблоков на попутном газе были введены в строй в 1985-1988 годы. По первоначальному проекту, всего должно было быть введено 8 энергоблоков по 800 МВт, после чего суммарная мощность станции должна была составить 6400 МВт. Проектная рекордная мощность станции должна была сделать её самой мощной тепловой электростанцией в мире, но два оставшихся блока на попутном газе не были введены в эксплуатацию и одна из трёх труб ГРЭС не используется.
Установленная мощность станции на данный момент составляет 5597.1 МВт. Такая мощность делает СуГРЭС-2 самой мощной тепловой электростанцией в России и второй в мире.
Строительство седьмого и восьмого энергоблоков по 400 МВт на природном газе осуществлялось вне первоначального проекта станции. Энергоблоки, использующие в качестве топлива очищенный природный газ, построены в отдельных зданиях и имеют электрический КПД около 51-58%. Оборудование было поставлено американской компанией «Дженерал Электрик».
Энергоблоки №7 и №8. На заднем плане Сургутская ГРЭС-1:
В 2012 году выработка электроэнергии достигла рекордного показателя за все время существования станции - 39.967 млрд. кВт.ч электроэнергии. Всего с момента пуска первого энергоблока Сургутская ГРЭС-2 выработала более 820 млрд. кВт.ч!
Сургутская ГРЭС-2 работает на попутном нефтяном газе (70%) и природном газе (30%), это делает её более экологичной, в сравнении с любой другой ТЭС, работающей на угле. Потому что: во-первых, газ – самый чистый вид топлива, который в отличие от угля, не дает сажи. Во-вторых, газ, который поступает на самую мощную ТЭЦ в России, проходит серьезную очистку. Прежде чем его направить в котел, из него извлекается сера и другие примеси.
Высота труб - 273 метра:
Самая мощная ТЭЦ в России находится рядом с другой мощной станцией - СуГРЭС-1. Обе эти электростанции образуют два водохранилища:
Переместимся внутрь энергоблоков. На фотографии показан машинный зал, в котором расположено 6 паровых турбин по 800 МВт:
Паровой котёл производительностью 2650 тонн пара в час. Их тоже 6 - по одному на каждый энергоблок. На фотографии из-за перекрытий видна лишь половина котла. Общая высота котла около 70 метров:
На станции есть блочные щиты управления (на фотографии) и центральный пульт (ЦПУ):
Центральный пульт (ЦПУ):
Общее количество работников на станции - около 1250 человек:
Переместимся в энергоблоки. На фото паровая турбина типа D10 GE мощностью ~400 МВт. Таких турбин здесь две. Паровые котлы снять не удалось ввиду того, что они полностью закрыты, снять что-то невозможно:
7 и 8 энергоблоки:
Вид на первые 6 энергоблоков:
На станции есть несколько лабораторий, где ведут строгий контроль воды, газа и т.д.
Вернёмся к видам на станцию. В первые сутки моего пребывания на станции мне удалось снять красивейший закат, который можно посмотреть на последней фотографии:
Закат. На этом всё, спасибо за внимание.
Расположение электростанций диктуется прежде всего потребностями экономики и населения страны, по возможности недалеко от основных потребителей энергии. Как следствие, строятся они в основном в традиционных промышленных районах и вблизи крупных городов. Исключением являются гидроэлектростанции, расположение которых диктуется в первую очередь природными условиями - наличием подходящих для строительства ГЭС участков на крупных реках. Самые мощные ГЭС расположены на сибирских реках, и в этом случае не электростанции следовали за потребителями, а потребители (в основном характеризующиеся высокой энергоемкостью предприятия по производству первичного алюминия) располагались рядом с электростанциями.
Электростанцией с наибольшей установленной мощностью - 6,4 ГВт - в России до аварии в 2009 году была Саяно-Шушенская ГЭС, расположенная на Енисее. По состоянию на июнь 2012 года введены в строй агрегаты суммарной установленной мощностью 3,2 ГВт. До восстановления Саяно-Шушенской ГЭС крупнейшей электростанцией России является построенная на той же реке Красноярская ГЭС (6 ГВт).
Три крупные ГЭС расположена на реке Ангаре: Братская с установленной мощностью 4,5 ГВт, Усть-Илимская (3,4 ГВт) и Богучанская (3 ГВт - в процессе строительства).
В России находится крупнейшая в мире тепловая электростанция - Сургутская ГРЭС-2 с установленной мощностью 5,6 ГВт. Установленная мощность Сургутской ГРЭС-1 - 3,3 ГВт, обе электростанции работают на газовом топливе.
Крупнейшая угольная ТЭС - Рефтинская ГРЭС мощностью 3,8 ГВт.
Использующая мазут в качестве топлива Костромская ГРЭС обладает установленной мощностью 3,6 ГВт. Крупнейшие атомные станции мощностью 4,0 ГВт: Балаковская, Курская, Ленинградская АЭС.
Структура и объёмы потребления в России
В структуре потребления электрической энергии большая часть - 54,3% - приходилась в 2010 году на промышленность и коммунальное хозяйство, в том числе 11,3% пришлось на добывающие отрасли, 30,3% - на обрабатывающую промышленность. Потребление населения составило 12,5%, транспорта и связи - 8,7%, сельского хозяйства -1,7%, строительства -1 %. На потери пришлось 10,3% от общего объема потребления электрической энергии.
В географическом разрезе (по федеральным округам) максимальная доля от суммарного объема потребления в Российской Федерации пришлась на Сибирский федеральный округ - 21,4%. Доля Центрального федерального округа составила 20,3%, Приволжского - 17,9%, Уральского - 17,7%, Северо-Западного - 10,4%, Южного - 6%, Дальневосточного - 4,2%, Северо-Кавказского - 2,2%.
Следует отметить, что структура потребления электрической энергии по регионам может существенно отличаться в зависимости от местных условий. Так, если в Чеченской Республике и Республике Дагестан доля населения в суммарном потреблении электрической энергии составляла в 2010 году 36,5% и 33,1% соответственно, то в Республике Хакасия и Тюменской области - 4,3% и 5,3%. Доля потребления электрической энергии промышленностью колебалась от 86% в Республике Хакасия до 5,6% в Чеченской республике.
Динамика потребления электрической энергии и мощности в Российской Федерации демонстрирует падение с 1990 по 1998 годы, и постепенный рост спроса с 1999 года, с падением в 2009 году.
В целом динамика электропотребления совпадает с динамикой промышленного производства. Наиболее быстрое падение потребления отмечалось в 1991-1994 годах, наиболее тяжелых для российской экономики. После кризиса 1998 года начинается десятилетний период экономического роста, сопровождающийся ростом спроса на электрическую энергию.
Динамика потребления электрической энергии и мощности в 1990-2010 гг представлена на рис.6
Гидроэнергетика России
По степени освоения экономически эффективных гидроэнергетических ресурсов Россия значительно уступает таким экономически развитым странам, как США и Канада.
В таблице1 приведены данные об экономическом потенциале гидроэнергетических ресурсов рек некоторых стран и степени его использования.
Табл. 1 Данные об экономическом потенциале гидроэнергоресурсов рек некоторых стран и степени его использования.
Водные ресурсы России составляют около 11% мировых ресурсов. Согласно исследованиям проведенным около 30 лет назад, экономический потенциал водных ресурсов нашей страны оценен в 852 млрд. кВтч. В России наибольший экономический потенциал сосредоточен в Восточно-Сибирском регионе – 350 млрд. кВтч, Дальневосточном – 294 млрд. кВтч и Западно-Сибирском – 77 млрд. кВтч. На начало 2000 г. этот потенциал использован на 23,4 %, в том числе в Европейской части на 46,6%, в Сибири на 19,7%, на Дальнем Востоке всего лишь на 3,3%.
Табл. 2 Региональное распределение гидроэнергетического потенциала России.
Таблица 3 Действующие ГЭС России мощностью свыше 1000 МВт
| Название ГЭС | Установленная мощность МВт | Годовая выработка млн кВт·ч | Год ввода последнего блока | Место расположения |
| Саяно-Шушенская | 4480 (6400) | 18 800 | 1985 | р. Енисей, г. Саяногорск |
| Красноярская | 20 400 | р. Енисей, г. Дивногорск | ||
| Братская | 22 600 | р. Ангара, г. Братск | ||
| Усть-Илимская | 3600 | 21 700 | р. Ангара, г. Усть-Илимск | |
| Богучанская*** | 1998 | 5 800 | 2013- }
Доступно о пенсии в России. Финансовые услуги пенсионерам. Материнский капитал. НПФ. СНИЛС |
