Тема 3. Особенности размещения предприятий топливно-энергетического комплекса

Топливно-энергетический комплекс – это взаимообусловленное сочетание отраслей и производств, занятых добычей топливно-энергетических ресурсов, их переработкой, преобразованием в электроэнергию и доставкой ее до потребителя.

Отрасль является мощной базой для развития абсолютно всех отраслей народного хозяйства, и от уровня ее развития во многом зависят темпы, масштабы и экономические показатели общественного производства, а потому ТЭК всегда считался отраслью, определяющей уровень развития научно-технического прогресса в стране.

ТЭК представляет собой сложную по составу межотраслевую систему, включающую в себя топливную промышленность (нефтяная, газовая, угольная, сланцевая, торфяная, атомная) и электроэнергетику, а также развитую производственную инфраструктуру в виде магистральных линий электропередач (ЛЭП) и трубопроводов, образующих единые сети.

 

ТЭК
Топливная промышленность	Электроэнергетика
Добыча всех видов топлива	Переработка	Производство всех видов энергии: Тепловой (ТЭС) Гидроэнергии (ГЭС) Атомной (АЭС) Энергия, получаемая из нетрадиционных источников	Транспортировка до потребителя

 

ТЭК получил высокий уровень развития в России. На долю этой отрасли приходится 1/3 стоимости производственных основных фондов и капиталовложений в промышленности, до 1/5 занятых в общественном производстве, отрасль потребляет 2/3 выпускаемых труб, значительное количество продукции машиностроения.

В основе развития ТЭК лежит топливно-энергетический баланс, который представляет собой соотношение между добычей и производством энергии, с одной стороны, и использованием их, с другой:

Топливно-энергетический баланс
Приход	Расход
- добыча всех видов топлива - производство энергии - импорт - остатки с предыдущего периода (резервный фонд)	- использование топлива на производственные нужды; - использование топлива и энергии на бытовые нужды; - экспорт энергии и топлива - использование резервного фонда

 

Запасы топлива на территории страны оценивается в условных единицах. Под условной единицей топлива принято понимать единицу донецкого угля, которая выделяет 7000 кКал тепла. Самая высокая калорийность у нефти, которая выделяет 10000 кКал в единицу топлива, горючий газ – 8 тыс. кКал, торф - 3 тыс. кКал.

До 90-х годов ТЭК в стране развивался ускоренными темпами. За период с 1941 по 1989 годы добыча топлива увеличилась в 11 раз, а производство энергии – в 34 раза. В 1989 году было добыто 2.3 млрд. т минерального топлива (около 20% общемировой добычи) и выработано 1 722 млрд. кВт/ч электроэнергии. Однако с начала 90-х годов отрасли ТЭК подвержены кризисным явлениям. Причиной тому, в первую очередь, выработка и истощение богатейших месторождений топлива, сокращение добычи нефти и угля; во вторую очередь, кризисные явления в экономике страны. Потому в настоящее время актуальным становится пересмотр основных направлений развития отраслей ТЭК. В первую очередь, необходимо проведение энергосберегающей политики и изменений в структуре топливно-энергетического баланса. Важнейшие направления перестройки структуры потребления энергии – замещение органического топлива другими энергоносителями, в первую очередь, атомной и гидроэнергией, а также жидкого и твердого топлива природным газом и расширение использования новых источников энергии.

 

Топливная промышленность

Топливная промышленность – совокупность отраслей по добыче всех видов топливно-энергетических ресурсов и их переработке. Включает в свой состав нефтяную, газовую, сланцевую, угольную, сланцевую, торфяную, атомную отрасли промышленности.

По запасам СНГ – единственное среди крупных промышленно развитых стран мира объединение государств, которое полностью обеспечено абсолютно всеми топливно-энергетическими ресурсами и в значительной степени их экспортирует.

Ведущая роль в обеспечении ресурсами принадлежит России. Общая величина ресурсов ее территории составляет 6 183 млрд. тонн условного топлива, здесь сосредоточено 57% мировых запасов угля, более 25% природного газа, свыше 60% торфа, более 50% сланцев, 12% гидроэнергии. Господствующее положение среди всех разведанных запасов принадлежит каменному углю, на долю которого приходится 9/10 месторождений.

Главной особенностью размещения топливных ресурсов является то, что около 9/10 запасов минерального топлива и свыше 4/5 гидроэнергии находятся в восточных районах, в то время как 4/5 производимого топлива и энергии потребляются в европейской части России.

Топливная промышленность на территории страны размещается следующим образом.

 

Угольная промышленность

По объему добычи топлива в натуральном выражении находится на первом месте, значительно превосходя все остальные отрасли топливной промышленности, а также по числу рабочих и стоимости производственных фондов.

Общие геологические запасы угля составляют 6 806 млрд. тонн, из них балансовые – 419 млрд. тонн. Свыше 1/10 добываемых каменных углей приходится на коксующиеся, основные запасы которых сосредоточены в Кузбассе, Печорском, Южно-Якутском, а также Донбассе и Караганде.

Около 75% угольных ресурсов находятся в Тунгусском (2299 млрд. тонн), Ленском (1647 млрд. тонн) , Канско-Ачинском (638 млрд. тонн) и Кузбассе (600 млрд. тонн) бассейнах.

Основная доля углей в России добывается шахтным способом, на долю открытой добычи приходится 40%. В настоящее время добыча угля составляет 250 млн. в год.

Ведущим каменноугольным бассейном является Кузбасс. На его долю приходится 40% всей добычи. Балансовые запасы его составляют 600 млрд.. тонн, мощность рабочих пластов – от 6 до 14 м, а в ряде мест достигает 20-25 м. Угли отличаются небольшой зольностью, высокой калорийностью - до 8.6 тыс. кКал. Сравнительно выгодное ЭГП: расположен в непосредственной близости к Транссибирской магистрали, но удален от основных потребителей в Центре России

Второй крупной угольной базой является Печорский бассейн. Его запасы составляют 210 млрд. тонн. Мощность пластов до 2 м, калорийность 4-7.8 тыс. ккал. Бассейн занимает довольно выгодное ЭГП, т.к. расположен на Севере Европейской части России, близко к потребителю, но находится в экстремальных природных условиях (за полярным полюсом), что затрудняет условия его разработки и добычи.

Южно-Якутский бассейн стал разрабатываться в конце 70-х годов, когда в город Нерюнгри дошла железная дорога БАМ. Запасы оцениваются в 30 млрд. тонн, мощность рабочих пластов достигает 3 м, угли отличаются высоким качеством. Главным недостатком ЭГП данного бассейна является то, что он значительно удален от мест основного потребления, а потому еще недостаточно освоен и разработан. В настоящее время здесь разрабатывается Нерюнгринский разрез.

Российская часть Донбасса (г. Шахты Ростовской области) составляет небольшую часть Всего Донецкого бассейна, тем не менее дает около 9% российской добычи угля. Угли отличаются высоким качеством, но залегают глубоко и маломощными пластами, потому добыча в последнее время снижена из-за высокой себестоимости разработок.

Среди стран СНГ по запасам угля выделяется Украина. На ее территории расположены крупнейший в Европе Донецкий каменноугольный бассейн и ряд месторождений бурого угля. Запасы Донбасса оцениваются в 140 млрд. тонн, бассейн занимает площадь в 60 тыс. кв. км. Угли отличаются очень высоким качеством.

В Казахстане каменный уголь добывается в Карагандинском бассейне. Запасы оцениваются 7.84 млрд. тонн, мощность пластов достигает 30 метров. Однако уголь отличается высокой зольностью, малой теплотворной способностью.

Среди буроугольных бассейнов ведущее место в России занимает Канско-Ачинский бассейн, запасы которого составляют 60 млрд. тонн. Бассейн доступен для добычи угля открытым способом. Мощность пластов от 14 до 70 м., теплотворная способность условной единицы 2.8-4.6 тыс ккал. Такая низкая теплотворность ограничивает возможность транспортировки углей на дальние расстояния, поэтому экономически целесообразно использовать их на месте для выработки электроэнергии, энерготехнологической переработки с целью получения транспортабельного топлива, производства синтетического жидкого топлива.

Подмосковный бассейн начал разрабатываться в годы довоенных пятилеток как база для электроэнергетики Центрального района. Площадь бассейна 120 тыс. кв. м., доступен для добычи углей только шахтным способом. В настоящее время запасы углей в бассейне составляют 5 млн. тонн, добыча очень быстро сокращается, поскольку уголь здесь очень дорогой и низкокачественный.

 

Нефтяная промышленность

Россия располагает огромными запасами нефти. К настоящему времени разведанность Европейских регионов Росси и Западной Сибири на нефть достигает 65-70 %, в то время как в Восточной Сибири и Дальнем Востоке только на 6-8%, а шельфы морей разведаны на 1%. Но именно на эти труднодоступные регионы страны приходится 46% перспективных и 59% прогнозных ресурсов нефти.

Главной нефтяной базой России является Западно-Сибирский район, здесь, в Среднем Приобье добывается до 2/3 российской нефти. Добыча нефти здесь началась в широких масштабах с 70-ых годов с открытием ряда крупных месторождений – Самотлор, Усть-Балык, Сургутское, Мегионское и т.д. Но более ценные месторождения здесь уже выработаны. Самый дешевый способ добычи нефти – фонтанный, когда нефть под действием пластового давления сама поднимается по скважинам, уже применять нельзя, а над использовать более сложные технологии.

Вторым крупным районом добычи нефти является Волго-Уральский район. Здесь нефть начала добываться с 50-х годов, а пик добычи был достигнут в 70-е годы. В 1994 году здесь добывалось около ¼ российской нефти – примерно 70 млн. т, в том числе в Татарстане – 23 млн. т, Башкортостане – 9 млн. т, Самарской области – 6-8 млн. тонн.

Остальные районы (Коми, Сахалин, Пермская область) нефтедобычи дают около 10% российской добычи.

Перспективными районами нефтедобычи в России считаются шельф побережий Баренцево и Охотского морей. Большие запасы разведаны на полуострове Таймыр, но разработка месторождений затруднена из-за отсутствия транспортных путей.

 

Газовая промышленность

Потенциальные запасы природного газа на территории России оцениваются в 80-85 трлн. куб. м. , разведанные – 34.3 трлн. куб. м., из них на Европейскую часть приходится только 12%, а на восточные районы – 88%, в том числе на Сибирь и Дальний Восток – 77%.

Главной особенностью размещения газовой промышленности является высокая территориальная концентрация: до 90% всего газа добывается в Приобье, причем 85% - в Ямало-Ненецком АО и 5% - в Ханты-Мансийском. Крупнейшие месторождения здесь ….

На Урале, в Оренбургской области добывается 5% российской добычи. На долю Коми республики приходится 1%.

Ближайшие перспективы газовой промышленности Росси связаны с освоением месторождений на п-ве Ямал.

 

Электроэнергетика

Электроэнергетика – комплексная отрасль хозяйства, включающая в свой состав отрасли по производству электроэнергии (на различных видах электростанций) и передаче ее до потребителя.

Электроэнергетика является отраслью, которая обеспечивает развитие абсолютно всех отраслей народного хозяйства, определяет уровень развития научно-технического прогресса в стране, а также выступает как важнейший фактор территориальной организации хозяйственной деятельности.

По производству электроэнергии Россия находится на втором месте в мире после США, но разница показателей значительна ( В 1995 году в США было произведено более 3000 млрд. кВт/ч электроэнергии, а в России – 957 кВт/ч.).

Основная часть производимой электроэнергии в Росси используется промышленностью – 60% (в США – 39.5%), 9% электроэнергии потребляется в сельском хозяйстве (в США около 4%), 9.7% - транспортом( в США – 0.2%), другими отраслями – сферой обслуживания и быта, рекламой и пр. – 13.5%(в США сфера обслуживания и быта, реклама – основная сфера потребления электроэнергии – 44.5%).

Среди стран бывшего Союза на долю России приходится 62.5% выработки электроэнергии, Украины – 17%, Казахстана – 5%, Беларуси и Узбекистана – по 2-3%, остальных республик – до 1.4%.

Размещение электроэнергетики зависит от двух основных факторов:

1. наличия и качественного состояния топливно-энергетических ресурсов, запасов, условий добычи сырья и возможностей его транспортировки

2. объемов потребления произведенной электроэнергии

В структуре электроэнергетики за последнее время происходят значительные изменения: снижается доля производимой тепловой электроэнергии, зато возрастает роль АЭС, в %:

Ведущую роль в производстве энергии занимает тепловая электроэнергетика. Эта отрасль электроэнергетики представлена следующими типами электростанций:

1. использующие традиционные виды топлива (уголь, газ, мазут, торф)

- конденсационные

- теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)

2. использующие нетрадиционные виды энергетических ресурсов

- геотермические электростанции

- гелиоэлектростанции

Конденсационные электростанции представляют собой производство, при котором прошедший через турбину отработанный пар охлаждается, конденсируется и вновь поступает в котел. Этот тип электростанций способен обеспечивать энергией довольно обширные территории. На долю этих электростанций приходится до ¾ вырабатываемой энергии в стране.

ТЭЦ – производство, при котором отработанный пар используется для отопления. ТЭЦ строят обычно в крупных городах, поскольку передача пара или горячей воды возможна на расстояния не более 20 км.

Геотермические электростанции используют в качестве сырья глубинную теплоту земных недр, а потому размещаются в непосредственной близости у источников энергии. В России существует в настоящее время только одна геотермальная станция на Камчатке (мощность 5 МВт).

Гелиоэлектростанции используют энергию солнечной радиации, а потому могут размещаться в районах с продолжительным световым днем.

Традиционные тепловые электростанции размещаются либо в районах добычи сырья, либо в районах потребления электроэнергии. К местам добычи топлива, как правило, приурочены наиболее мощные электростанции, т.к. чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать энергию. К положительным качествам ТЭС относят их мобильность, способность производить электроэнергию без сезонных колебаний; эти электростанции имеют относительно невысокую фондоемкость и возводятся в сравнительно короткие сроки. К отрицательным сторонам можно отнести следующие обстоятельства: ТЭС используют в качестве сырья невозобновимые минеральные ресурсы и оказывают крайне неблагоприятное воздействие на экологию. Установлено, что ТЭС всего мира ежегодно выбрасывают в атмосферу 200-250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида и поглощают огромное количество кислорода.

Несмотря на отмеченные недостатки, доля ТЭС в структуре электроэнергетики останется высокой. В ближайшей перспективе планируется увеличение доли газа в топливном балансе электростанций, поскольку ТЭС, работающие на природном газе, экологически существенно чище угольных, мазутных и сланцевых.

Гидроэлектроэнергетика находится на втором месте по количеству вырабатываемой энергии. Эта отрасль представлена следующими видами электростанций:

- ГЭС (используют энергию падающей воды)

- Приливные электростанции

Приливные электростанции используют энергию напора, который создается между морем и отсеченным от него заливом во время прилива волн и в обратном направлении при отливе их. Поэтому эти электростанции размещаются в морях с частыми приливами и отливами. В России сейчас действуют Кислогубская приливная электростанция у северного побережья Кольского полуострова мощностью в 1.2 тыс. кВт/ч.

Размещение ГЭС целиком зависит от природных условий: рельефа местности, режима рек, геоморфологии и т.д. Эти условия определяют и тип электростанции. Гидростроительство в равнинных условиях сложнее, чем в горах, из-за преобладания мягких оснований под плотинами, необходимости создания крупных водохранилищ. Сооружение ГЭС на равнинных реках влечет за собой и значительный материальный ущерб, вызываемый затоплением территорий.

Самые мощные ГЭС создаются на крупных реках (с большими запасами гидроэнергетических ресурсов) в системе гидроэнергетических каскадов. Каскад представляет собой группу ГЭС, расположенных ступенями по течению водного потока для последовательного и полного использования его энергии. Самые крупные ГЭС в нашей стране входят в состав Ангаро-Енисейского каскада: Саяно-Шушенская (6.4 млн кВт), Красноярская (6.0 млн квт), Иркутская (4.0 млн квт), Братская (4.5 млн квт), Усть-Илимская (4.3 млн квт), сооружается Богучанксая ГЭС (4 млн квт). В европейской части страны создан крупнейший Волжско-Камский каскад ГЭС, в состав которого входят Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Воткинская, Городецкая, Чебоксарская, две Волжские (возле Самары и Волгограда), Саратовская. Средняя мощность этих ГЭС около 2.4 млн квт.

ГЭС являются довольно эффективным источником энергии. Они опираются на бесплатные энергоносители (энергию падающей воды), используют возобновимые природные ресурсы, что позволяет экономить исчерпаемые минеральные ресурсы, просты в управлении (количество персонала на ГЭС в 20 раз ниже, чем на ТЭС), имеют высокий КПД – более 80%. В результате этого производимая на ГЭС энергия – самая дешевая. Однако, строительство ГЭС требует длительных сроков и значительных капиталовложений (фондоемкая отрасль). Возведение ГЭС связано с потерями земель на равнинах и наносит ущерб рыбному хозяйству. ГЭС полностью зависят от климатических условий и режима рек, а потому полная мощность ГЭС реализуется лишь в короткий период, в многоводье.

В настоящее время самыми перспективными считаются атомные электростанции.

Доля АЭС в суммарной выработке электроэнергии в России составляет пока 12%, в США – 20%, Великобритании – 18.9%, Германии – 34%, Бельгии – 65%, Франции – свыше 76%.

Сейчас в России действуют девять АЭС общей мощностью 20.2 млн кВт: в Северо-Западном районе – Ленинградская АЭС, в ЦЧР – Курская и Нововоронежская АЭС, в ЦЭР – Смоленская, Калининская АЭС, Поволжье – Балаковская АЭС, Северном – Кольская АЭС, Урале – Белоярская АЭС, Дальнем Востоке – Билибинская АЭС.

АЭС используют транспортабельное топливо. При расходе 1 кг урана (235 U) выделяется теплота, эквивалентная сжиганию 2.5 тыс. т лучшего угля. Эта особенность исключает зависимость АЭС от топливно-энергетического фактора и обеспечивает маневренность размещения. АЭС ориентируются на потребителей, расположенных в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом или в местах, где выявленные ресурсы минерального топлива ограничены. Кроме этого, атомная электроэнергетика относится к отраслям исключительно высокой наукоемкости. При надежной конструкции и правильной эксплуатации АЭС – наиболее экологически чистые источники энергии. Их функционирование не приводит к возникновению «парникового эффекта», который является результатом массового использования органического топлива (уголь, нефть, газ), особенно на ТЭС. Однако при нарушении эксплуатации АЭС представляет собой самую экологоопасную отрасль, поскольку при авариях наносится сильнейший ущерб для экологии территорий.