Энергетика для чайников: стать Чубайсом смогут все :: Экономика :: РБК

Содержание

Энергетика для начинающих. — Энергодиспетчер

   Электрическая энергия  давно вошла в нашу жизнь. Еще греческий философ Фалес в 7 веке до нашей эры обнаружил, что янтарь, потертый о шерсть начинает притягивать предметы. Но долгое время на этот факт никто не обращал внимание. Лишь в 1600 году впервые появился термин «Электричество», а в  1650 году Отто фон Герике создал электростатическую машину в виде насаженного на металлический стержень серного шара, которая позволила наблюдать не только эффект притягивания, но и эффект отталкивания. Это была первая простейшая электростатическая машина.

  Прошло  много лет с тех пор, но даже сегодня, в мире, заполненном терабайтами информации, когда можно самому узнать все, что тебя интересует, для многих остается загадкой как производится электричество, как его доставляют к нам в дом, офис, на предприятие…

В несколько частей рассмотрим эти процессы.

Часть I. Генерация электрической энергии.

  Откуда же берется электрическая энергия? Появляется эта энергия   из других видов энергии – тепловой, механической, ядерной, химической и многих других.

В промышленных масштабах электрическую энергию получают на электростанциях. Рассмотрим только самые распространенные виды электростанций.

  1) Тепловые электростанции. Сегодня из можно объединить одним термином – ГРЭС (Государственная Районная Электростанция). Конечно, сегодня этот термин потерял первоначальный смысл, но он не ушел в вечность, а остался с нами.

Тепловые электростанции делятся на несколько подтипов:

А) Конденсационная электростанция (КЭС) — тепловая электростанция, производящая только электрическую энергию, своим названием этот тип электростанций обязан особенностям принципа работы.

Рис.1

Принцип работы: В котел  при помощи насосов подается воздух и топливо (газообразное, жидкое или твердое). Получается топливо-воздушная смесь, которая горит в топке котла, выделяя огромное количество теплоты. При этом  вода проходит по трубной системе, которая располагается внутри котла. Выделяющаяся теплота передается этой воде, при этом ее температура повышается и доводится до кипения.

Пар, который был получен в котле снова идет в котел для перегревания его выше температуры кипения воды (при данном давлении), затем по паропроводам он поступает на паровую турбину, в которой пар совершает работу. При этом он расширяется, уменьшается его температура и давление. Таким образом, потенциальная энергия пара передается турбине, а значит, превращается в кинетическую. Турбина же в свою очередь приводит в движение ротор трехфазного генератора переменного тока, который находится на одном валу с турбиной и производит энергию.

Рассмотрим некоторые элементы КЭС поближе.

Паровая турбина.

Рис.2

Поток водяного пара поступает через направляющие аппараты на криволинейные лопатки, закрепленные по окружности ротора, и, воздействуя на них, приводит ротор во вращение. Между рядами лопаток, как видите, есть промежутки. Они есть потому, что этот ротор вынут из корпуса. В корпус  тоже встроены  ряды лопаток, но они неподвижны и служат для создания нужного угла падения пара на движущиеся лопатки.

Конденсационные паровые турбины служат для превращения максимально возможной части теплоты пара в механическую работу. Они работают с выпуском (выхлопом) отработавшего пара в конденсатор, в котором поддерживается вакуум.

Турбина и генератор, которые находятся на одном валу называются турбогенератором. Трехфазный генератор переменного тока (синхронная машина).

Рис.3

Он состоит из:

  1. Электромагнита, вращающегося вместе с валом турбогенератора (это обмотка возбуждения). На данном рисунке электромагнит имеет 1  пару полюсов, а это значит, что для того, чтобы генератор выдавал частоту тока 50 Гц, он должен вращатся с частотой 3000 об/мин. (такие турбогенераторы называют быстроходными). Если бы было 2 пары полюсов, то достаточно было бы вращение с частотой 1500 об/мин, и так далее. Чем больше пар полюсов, тем больше становится турбогенератор. Оптимальную частоту выбирают исходя из параметров теплоносителя. На КЭС устанавливают, в основном, быстроходные турбогенераторы.
  2. 3-х обмоток статора, смещенных относительно друг друга на 120 градусов. Каждая обмотка – это фаза. Концы этих обмоток соединяются специальным образом

    Рис.4

    (обычно в треугольник, а начала выводятся. По токопроводам  выработанная энергия (с  номинальным напряжением до 24 кВ) поступает на повышающий трехфазный трансформатор (или на группу  3-х однофазных трансформаторов.

Рис. 5,6

Который повышает напряжение до стандартного значения (35-110-220-330-500-750 кВ). При этом ток значительно уменьшается (например, при увеличении напряжения в 2 раза, ток уменьшается в 4 раза), что позволяет передавать мощность на большие расстояния. Следует отметить, что когда мы говорим о классе напряжения, то мы имеем в виду линейное (междуфазное) напряжение.

 Активную мощность, которую вырабатывает генератор, регулируют изменением количеством энергоносителя, при этом изменяется ток в обмотке ротора. Для увеличения выдаваемой активной мощности нужно увеличить подачу пара на турбину, при этом ток в обмотке ротора возрастет.

  Не следует забывать, что генератор синхронный, а это значит, что его частота всегда равна частоте тока в энергосистеме, и изменение параметров энергоносителя не повлияет на частоту его вращения.

 Кроме того, генератор вырабатывает и реактивную мощность. Ее можно использовать для регулирования выдаваемого напряжения в небольших пределах (т.е. это не основное средство регулирования напряжения в энергосистеме). Работает это таким образом. При перевозбуждении обмотки ротора, т.е. при повышении напряжения на роторе сверх номинала, «излишек» реактивной мощности выдается в энергосистему, а когда обмотку ротора недовозбуждают, то реактивная мощность потребляется генератором.

 Таким образом, в переменном токе мы говорим о полной мощности (измеряется в вольт-амперах – ВА), которая равна корню квадратному от суммы активной (измеряется в ваттах – Вт) и реактивной (измеряется в вольт-амперах реактивных – ВАР) мощностях.

 Вода в водохранилище служит для отведения тепла от конденсатора. Однако, часто для этих целей используют брызгальные бассейны

Рис.7

или градирни. Градирни бывают башенными Рис.8

или вентиляторными Рис.9

Градирни устроены почти так же как и брызгальные бассейны, с тем лишь различием, что вода стекает по радиаторам, передает им тепло, а уже они охлаждаются нагнетаемым  воздухом. При этом  часть воды испаряется и уносится в атмосферу.
КПД такой электростанции не превышает 30%.

 Б) Газотурбинная электростанция.
Парогазовые установки.

 На газотурбинной электростанции турбогенератор приводится в движение не паром, а непосредственно газами, получаемыми при сгорании топлива. При этом можно использовать только природный газ, иначе турбина быстро выйдет из стоя из-за ее загрязнения продуктами горения. КПД на максимальной нагрузке 25-33%

 Гораздо больший КПД (до 60%) можно получить, совмещая паровой и газовый циклы. Такие установки называются парогазовыми. В них вместо обычного котла установлен котел-утилизатор, не имеющий собственных горелок. Теплоту он получает от выхлопа газовой турбины. В настоящее время ПГУ активнейшим образом внедряются  в нашу жизнь, но пока в России их немного.

В) Теплоэлектроцентрали (очень давно стали неотъемлемой частью крупных городов). Рис.11

 ТЭЦ конструктивно устроена как конденсационная электростанция (КЭС). Особенность электростанции такого типа состоит в том, что она может вырабатывать одновременно как тепловую, так и электрическую энергию. В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные способы отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами. При этом часть пара или полностью весь пар (зависит от типа турбины) поступает в сетевой подогреватель, отдает ему теплоту и конденсируется там. Теплофикационные турбины позволяют регулировать количество пара для тепловых или промышленных нужд что позволяет ТЭЦ работать в нескольких режимах по нагрузке:

 тепловому — выработка электрической энергии полностью зависит от выработки пара для промышленных или теплофикационных нужд.

 электрическому — электрическая нагрузка независима от тепловой. Кроме того, ТЭЦ могут работать и в полностью конденсационном режиме. Это может потребоваться, например, при резком дефиците активной мощности летом. Такой режим является невыгодным для ТЭЦ, т.к. значительно снижается КПД.

 Одновременное производство электрической энергии и тепла (когенерация) – выгодный процесс, при котором КПД станции существенно повышается.  Так, например, расчетный КПД КЭС составляет максимум 30%, а у ТЭЦ – около 80%. Плюс ко всему, когенерация позволяет уменьшить  холостые тепловые выбросы, что положительно сказывается на экологии местности, в которой расположена ТЭЦ (по сравнению с тем, если бы тут была КЭС аналогичной мощности).

 Рассмотрим подробнее паровую турбину.

 К теплофикационным паровым турбинам относятся турбины с:

-противодавлением;

-регулируемым отбором пара;

-отбором и противодавлением.

 Турбины с противодавлением работают с выхлопом пара не в конденсатор, как у КЭС, а в сетевой подогреватель, то есть весь пар, пошедший через турбину, идет на теплофикационные нужды. Конструкция таких турбин обладает существенным недостатком: график электрической нагрузки полностью зависит от графика тепловой нагрузки, то есть такие аппараты не могут принимать участия  в оперативном регулировании частоты тока в энергосистеме.

 В турбинах, имеющих регулируемый отбор пара, происходит его отбор в нужном количестве в промежуточных ступенях, при этом выбирают такие ступени для отбора пара, какие подходят в данном случае. Такой тип турбины обладает независимостью от тепловой нагрузки и регулирование выдаваемой активной мощности можно регулировать в больших пределах, чем у ТЭЦ с противодавлением.

 Турбины с отбором и противодавлением совмещают в себе функции первых двух видов турбин.

 Теплофикационные турбины ТЭЦ не всегда не способны за малый промежуток времени изменить тепловую нагрузку. Для покрытия пиков нагрузки ,а иногда и для увеличения электрической мощности путем перевода турбин в конденсационный режим, на ТЭЦ устанавливают пиковые водогрейные котлы.

 2)      Атомные электростанции.

 В России на настоящий момент существует 3 вида реакторных установок. Общий принцип их работы примерно похож на работу КЭС (в былые времена АЭС называли ГРЭС). Принципиальное различие состоит лишь в том, что тепловую энергию получают не в котлах на органическом топливе, а в ядерных реакторах.

        Рассмотрим две самых распространенных типов реакторов в России.

1)      Реактор РБМК.

Рис.12

Отличительная особенность этого реактора состоит в том, что пар для вращения турбины получают непосредственно в активной зоне реактора.

Активная зона РБМК.  Рис.13

состоит из вертикальных графитовых колонн, в которых находятся продольные отверстия, с вставленными туда трубами из циркониевого сплава и нержавеющей стали. Графит выполняет роль замедлителя нейтронов.  Все каналы делятся на топливные и каналы СУЗ (система управления и защиты). Они имеют разные контуры охлаждения. В топливные каналы вставляют кассету (ТВС – тепловыделяющую сборку) со стержнями (ТВЭЛ – тепловыделяющий элемент) внутри которых находятся урановые таблетки в герметичной оболочке. Понятно, что именно от них получают тепловую энергию, которая передается непрерывно циркулирующему снизу вверх теплоносителю под большим давлением – обычной, но очень хорошо очищенной от примесей воде.

Рис.14

 Вода, проходя по топливным каналам, частично испаряется , пароводяная смесь поступает от всех отдельных топливных каналов в 2 барабан-сепаратора, где происходит отделение (сепарация) пара от воды. Вода снова уходит в реактор с помощью циркуляционных насосов (всего из 4 на петлю), а пар по паропроводам идет на 2 турбины. Затем пар конденсируется в конденсаторе, превращается в воду, которая снова идет в реактор.

 Тепловой мощностью реактора управляют только с помощью стержней-поглотителей нейтронов из бора, которые перемещаются в каналах СУЗ. Вода, охлаждающая эти каналы идет сверху вниз.

 Как вы могли заметить, я еще ни разу не сказал про корпус реактора. Дело в том, что фактически у РБМК нет корпуса. Активная зона про которую я вам сейчас рассказывал помещена в бетонную шахту, сверху она закрыта крышкой весом в 2000 тонн.

Рис.15

 На приведенном рисунке видна верхняя биологическая защита реактора. Но не стоит ожидать, что приподняв один из блоков, можно будет увидеть желто-зеленое жерло активной зоны, нет. Сама крышка располагается значительно ниже, а над ней, в пространстве до верхней биологической защиты остается промежуток для коммуникаций каналов и полностью извлеченных стержней поглотителей.

 Между графитовыми колоннами оставляют пространство для теплового расширения графита. В этом пространстве циркулирует смесь газов азота и гелия. По ее составу судят о герметичности топливных каналов. Активная зона РБМК рассчитана на разрыв не более 5 каналов, если разгерметизируется больше – произойдет отрыв крышки реактора и раскрытие остальных каналов.   Такое развитие событий вызовет повторение Чернобыльской трагедии (тут я имею в виду не саму техногенную катастрофу, а ее последствия).

Рассмотрим плюсы РБМК:

—Благодаря поканальному регулированию тепловой мощности есть возможность менять топливные сборки, не останавливая реактор. Каждый день, обычно, меняют несколько сборок.

—Низкое давление в КМПЦ (контур многократной принудительной циркуляции), что способствует более мягкому протеканию аварий, связанных с его разгерметизацией.

—Отсутствие сложного в изготовлении корпуса реактора.

Рассмотрим минусы РБМК:

—В ходе эксплуатации  были обнаружены многочисленные просчеты в геометрии активной зоны, устранить которые на действующих энергоблоках 1-го и 2-го поколений (Ленинград, Курск, Чернобыль, Смоленск) полностью не возможно. Энергоблоки РБМК 3-его поколения (он один – на 3 энергоблоке Смоленской АЭС) лишен этих недостатков.

—Реактор одноконтурный. То есть турбины вращает пар, полученный непосредственно  в реакторе. А это значит, что он содержит радиоактивные компоненты.  При разгерметизации турбины (а такое было на Чернобыльской АЭС в 1993 году) ее ремонт будет сильно усложнен, а, может быть, и невозможен.

—Срок службы реактора определяется сроком службы графита (30-40 лет). Затем наступает его деградация, проявляющаяся в его разбухании. Этот процесс  уже вызывает серьезные опасения на старейшем энергоблоке РБМК Ленинград-1, построенном в 1973 году (ему уже 39 лет). Наиболее вероятный выход из ситуации – заглушение n-нного количества каналов для уменьшения теплового расширения графита.

—Графитовый замедлитель является горючим материалом.

—Ввиду огромного количества запорной арматуры, реактор сложен в управлении.

— На 1 и 2 поколениях существует неустойчивость при работе на малых мощностях.

В целом можно сказать, что РБМК – хороший реактор для своего времени. В настоящее время принято решение не строить энергоблоки с этим типом реакторов.

2) Реактор ВВЭР.

Рис. 16

       На смену РБМК в настоящее время приходит ВВЭР. Он обладает значительными плюсами по сравнению с РБМК.

 Активная зона полностью находится в очень прочном корпусе, который изготавливают на заводе и привозят железнодорожным, а затем и автомобильным  транспортом на строящийся энергоблок в полностью готовом виде. Замедлителем является чистая вода под давлением. Реактор состоит из 2-х контуров: вода первого контура под большим давлением охлаждает топливные сборки, передавая тепло 2-му контуру с помощью  парогенератора (выполняет функцию теплообменника между 2-ми изолированными контурами). В нем вода второго контура кипит, превращается в пар и идет на турбину. В первом контуре вода не кипит, так как она находится под очень большим давлением.  Отработанный пар конденсируется в конденсаторе и снова идет в парогенератор. Двухконтурная схема обладает значительными плюсами по сравнению с одноконтурной:

 -Пар, идущий на турбину не радиоктивен.

 -Мощностью реактора можно управлять не только стержнями-поглотителями, но и раствором борной кислоты, что делает реактор более устойчивым.

 -Элементы первого контура располагаются очень близко друг от друга, поэтому их можно поместить в общую защитную оболочку. При разрывах в первом контуре радиоактивные элементы попадут в гермооболочку и не выйдут в окружающую среду. Кроме того гермооболочка защищает реактор от внешнего воздействия (например от падения небольшого самолета или взрыва за периметром станции).

-Реактор не сложен в управлении.

 Имеются так же и минусы:

—В отличие от  РБМК, топливо нельзя менять при работающем реакторе, т.к. оно находится в общем корпусе, а не в отдельных каналах, как в РБМК.  Время перезагрузки топлива обычно совпадает со временем текущего ремонта, что уменьшает воздействие этого фактора на КИУМ (коэффициент используемой установленной мощности).

—Первый контур находится под большим давлением, что потенциально может вызвать больший масштаб аварии при разгерметизации, чем РБМК.

—Корпус реактора очень сложно перевезти с завода-изготовителя на стройплощадку АЭС.

Что же, работу тепловых электростанций мы рассмотрели, теперь рассмотрим работу
гидравлических электростанций.

Рис.17

 Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.

 Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией — естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию. ГЭС обладают очень высокой маневренностью вырабатываемой мощности, а также малой стоимостью вырабатываемой электроэнергии. Эта особенность ГЭС привела с созданию другого типа электростанции – ГАЭС. Такие станции способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию, и пускать её в ход в моменты пиковых нагрузок. Принцип работы таких электростанций следующий: в определенные периоды (обычно ночью), гидроагрегаты ГАЭС работают как насосы, потребляя электрическую энергию из энергосистемы, и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны. Когда возникает потребность (в пики нагрузки), вода из них поступает в напорный трубопровод и приводит в действие турбины. ГАЭС выполняют исключительно важную функцию в энергосистеме (регулирование частоты), но они не получают широкого распространения у нас в стране, т.к. в итоге они потребляют больше мощности, чем выдают. То есть станция такого типа убыточна для владельца. Например, на Загорской ГАЭС мощность гидрогенераторов в генераторном режиме 1200 МВт, а в насосном – 1320 МВт. Однако такой тип станции наилучшем образом подходит для быстрого увеличения или уменьшения вырабатываемой мощности, поэтому их выгодно сооружать около, например, АЭС, так как последние работают в базовом режиме.

 Мы с вами рассмотрели  как именно производится электрическая энергия. Пора задать себе серьезный вопрос: «А какой тип станций наилучшем образом отвечает всем современным требованиям по надежности, экологичности, а кроме этого, еще и будет отличаться малой стоимостью энергии?» Каждый ответит на этот вопрос по-разному. Приведу свой список «лучших из лучших».

 1)      ТЭЦ на природном газе. КПД таких станций очень высок, высока и стоимость топлива, но природный газ – один из самых «чистых» видов топлива, а это очень важно для экологии города, в черте которых обычно и располагаются ТЭЦ.

 2)      ГЭС и ГАЭС. Преимущества над тепловыми станциями очевидно, так как этот тип станции не загрязняет атмосферу и производит самую «дешевую» энергию, которая плюс ко всему является возобновляемым ресурсом.

 3)      ПГУ на природном газе. Самый высокий КПД среди тепловых станций, а так же малое количество потребляемого топлива, позволит частично решить проблему теплового загрязнения биосферы и ограниченных запасов ископаемого топлива.

4)      АЭС. В нормальном режиме работы АЭС выбрасывает в окружающую среду в 3-5 раз меньше радиоактивных веществ, чем тепловая станция той же мощности, поэтому частичное замещения тепловых электростанций атомными вполне оправдано.

 5)      ГРЭС. В настоящее время на таких станциях в качестве топлива используют природный газ. Это является абсолютно бессмысленным, так как с тем же успехов в топках ГРЭС можно утилизировать попутный нефтяной газ (ПНГ) или сжигать уголь, запасы которого огромны, по сравнению с запасами природного газа.

 На этом я завершаю первую часть статьи. В следующей части мы узнаем, как электрическая энергия приходит к потребителям.

Материал подготовил:
студент группы ЭС-11б ЮЗГУ Агибалов Сергей.

энергетика для чайников - ikaboo'шное гнездо — LiveJournal

в повседневности каждый из нас оперирует понятием энерия. редко или часто - не имеет значения. думаю, фразы, вроде: "меня переполняет энергия!" или "совсем энергии нет. ." знакомы вам. хочу обратить внимание ваше на то, что обычно понятие энергии используется для обозначения 2х состояний: наполненности и опустошённости. Грубо говоря - это некие критические точки. Говоря слово "энергия" у каждого в голове происходит ассоциативный подбор: для кого то энергия -величина сугубо физическая, для кого то психическая, для кого то ци, для кого то прана. То есть часто просиходит разделение энергии на такую и такую то. Имеет ли такое разделение место быть на самом деле, это конечно вопрос 🙂
Итак, человек "обычный" чаще всего упортребляя слово "энергия" по отношению к собственному состоянию, делает это когда его чувствительность засекает критические точки отсутствия\наличии энергии. Можно прийти к выводу что в повышении или понижении энергетики лежит некая причина или цепь причин. Состояние человека в данный момент времени определяет его отношения с миром, эффективность и работоспособность в отношении любого действия: жевании бутреброда или ковыряния в носу, написания докторской диссертации или разливании водки по рюмкам. Вполне логично предположить, что состояние обусловлено уровнем энергии человека в данный момент времени. Но, если это так, каким образом узнать законы действия, распределения, накопления и растрачивания энергии? Изначально человеку дан механизм и способ увидеть их. Просто в силу отсутствия интереса и внимания к этому механизму работает он очень грубо, в силу своей неразвитости. Возникает вопрос, а есть ли более тонкая градация, а если есть, то почему человек ее не замечает. Умение засекать только критическое состояние, можно сравнить с черно-белой палитрой цветов. Выразительные возможности у такой палитры конечно присутствут, но значительно уступают палитре, предположим с градацией серого. Аналогия по отношению к ощущению энергии, удобно называть чувствительностью. Когда чувствительность не осознается, работает она как молоток - грубо, включаясь только в крайнем случае. В случае если чувствительность осознанно развивается - работа ее становится постепенно тоньше, а результат ощутимее. Развивается? Это как? Единственный известный способ развития собственной чувствительностьи - это отрешённое наблюдение. Просто по жизни. Наблюдение за тем КАК влияет  любое действие, вне зависимости от масштаба на состояние. Единственным полем наблюдения и критерием изменения является человеческое тело, как единственный универсальный инструмент познания мира, имеющийся у человека. Малейшие изсенения состояния тонуса, настроения , чего угодно, имеют некую причину. Отрешеное наблюдение позволяет наблюдать и анализировать КАК влияет на энергетику то или иное действие. И вот предположим после некоторого наблдения за собой и своим взаимодействием с миром, чувстительность человека из черно-белой принимает градации серого. Зачем они нужны, эти градации? По жизни общественный человек обычно ведет образ жизни продиктованный данным менталитетом, традициями и наработанными воспитанием привычками. В этом нет ничего плохого и ничего хорошего. Изменение состояния психики, натсроения, тонуса, здоровья, мыслей, воспринимаются как "случайные", то есть не находящие объяснения доступными заучеными методами. Напоминает это хорошо вызубренный стишок, смысл которого не понятен для того кто выучил, а заучены скорее звуки. Своего рода роботизация. Что опять же не есть хорошо или плохо. Есть лишь большая вероятность того, что если произойдет нечто выбивающееся из калии привычного образа действия, когда какой то слог в стишке изчезнет или забудится, произойдет паника, шок и ступор, так как понимания процесса от и до нет. Необходима будет помощь извне, тех кто якобы знает лучше. Выбивающим фактором может стать то угодно: болезнь, резкая смена настроения, нестаандартная ситуаия в социуме, что угодно. Не умение проанализировать конкертного влияния конкретного действия в конкретный момент времени делает человека беспомощным, тот бежит к врачам, психологам, решателям проблем, хотя изначально обладает возможность точно понимать и знать что и как действет на него и как все там устроено. Знать можно только обладая чувствительностью. Чувствительность можно развить лишь наблюдением. Увеличение диапазона чувствительности не имеет конца и является уникальным способом познания мира и себя в мире. черно-белый спектр градаций. серый спектр градаций. 16 цветный спектр. 256 цветный. 1024 цветны. тысяецветный итд. аналогична может быть развита чувствительность индивида, то что даёт человеку дар познания.(написано коряво, ибо лень.)

Труб И.И. Про электричество для «чайников»

Труб И.И. Про электричество для «чайников»

К читателю

Вероятно, нет необходимости объяснять тебе значение электричества для обеспечения нормальной жизнедеятельности каждого человека. Не будет преувеличением сказать, что сегодня оно является такой же её составной частью, как вода, тепло, пища. И если в доме погас свет, ты, обжигая пальцы о зажжённую спичку, немедленно звонишь к нам.

Долгий и трудный путь проходит электричество прежде, чем попасть в твой дом. Выработанное из топлива на электростанции, оно путешествует через трансформаторные и коммутационные подстанции, через тысячи километров линий, укреплённых на десятках тысяч опор.

Электричество сегодня — это совершенная технология, надёжное и качественное электроснабжение, забота о потребителе и его обслуживание.

Однако, это ещё не всё. Конечное звено в электрической цепочке — это электрооборудование твоего дома. А оно, как и всякое другое, требует некоторых знаний для его правильной эксплуатации. Поэтому мы призываем тебя к сотрудничеству с нами и с этой целью даём некоторые рекомендации и предостережения. Предостережения выделены красным цветом.

Речь пойдёт о следующем:

  1. Правовые аспекты. Абонент должен быть ознакомлен со своими правами, обязанностями и ответственностью по отношению к энергоснабжающей организации. То же — по отношению энергоснабжающей организации к нему.
  2. Знакомство с квартирной электропроводкой, коммутационной аппаратурой и установочными изделиями.
  3. Мы дадим ряд полезных рекомендаций по экономии электроэнергии.Они помогут вам уменьшить оплату за неё, а нам – уменьшить дефицит электроэнергии во время зимнего максимума и сберечь энергоресурсы.
  4. Электричество требует не только определённых знаний, но и строгого соблюдения определённых правил от пользователя. Оно представляет опасность, как для тех, кто не умеет им пользоваться, так и для недисциплинированных «умельцев». Поэтому мы ознакомим тебя с основами электробезопасности.

...


Творческий человек найдет себя в энергетике!

Уверен Сергей Чайников, инженер по обслуживанию устройств релейной защиты и автоматики филиала «Удмуртэнерго».

Он мог бы стать музыкантом или писателем, к примеру. Но выбрал для себя земную профессию электрика. Сейчас о своем решении ничуть не жалеет. Свои творческие амбиции воплощает в жизнь при помощи графиков, таблиц и программ на рабочем месте, в Ижевском РЭСе филиала «Удмуртэнерго» ПАО «МРСК Центра и Приволжья».

- В нашей профессии есть момент технического творчества. Чтобы выполнить ремонт оборудования, надо понять структуру объекта, его конструкцию. Для этого необходимо написать программу производственных работ. Инженер составляет ее в зависимости от поставленных задач. Чем подробнее и яснее он пропишет ее, тем быстрее устранит неполадки. И это, на самом деле, большое творчество, - говорит Сергей.

Профессия энергетика накладывает и огромную ответственность. Группа релейной защиты и автоматики обслуживает не только простые механические реле, но и современные микропроцессорные терминалы. Работают сотрудники отдела только с высоким напряжением – от шести до ста тысяч вольт. Инженеры оснащают релейной защитой электрооборудования, воздушные и кабельные линии передачи электрической энергии; подготавливают проекты планов и графиков работ по перенастройке; рассчитывают значения токов и напряжений короткого замыкания и многое другое.

- Мы почти не сидим в кабинете. Постоянно в разъездах по подстанциям. Под нашим надзором находится весь Ижевск. Я бы это отнес к положительным моментам нашей работы – каждый день ставим перед собой новые задачи, ремонтируем разные объекты, - признается молодой человек, - Больше всего я рад тому, что мы трудимся на благо общества. Работая, понимаем, что от нас зависит жизнь и здоровье людей.

Кажется, Сергей нашел свое призвание. Когда говорит о работе, мгновенно оживает, глаза горят:

- Еще в школе знал, что хочу стать электриком. Хотя с детства увлекался музыкой и любил читать художественную литературу. Помню, что в 8 классе четыре раза перечитал роман Льва Толстого «Война и мир», уж больно понравилась мне эта романтическая история. А еще сочинения любил писать. К сожалению, или к счастью, мои задатки публициста не вышли на серьезный уровень. После 11 класса я поступил в ИжГТУ. На третьем курсе университета у меня появилось желание работать в наладке. И по сей день я этим занимаюсь. Хотя после университета меня, специалиста с высшим образованием, приняли в Ижевский РЭС обычным электромонтером, но в скором времени я сумел доказать, что способен выполнять серьезные задачи, - рассказывает Сергей Чайников.

В очередной раз подтверждать свой профессионализм инженеру Ижевского РЭС пришлось на межрегиональных соревнованиях среди ремонтного и оперативного персонала дочерних обществ ПАО «Россети» в Нижневартовске. В прошлом году он вошел число тех, кто представлял на соревнованиях профмастерства МРСК Центра и Приволжья. Наша команда тогда заняла пятое место из семнадцати представителей.

- Мы на время проводили проверку оборудования, устраняли неполадки, регулировали электромеханические рели. Хоть мы и не стали призерами, но результатами остались довольны. Мы в этом конкурсе участвовали впервые. В следующий раз можно будет побороться за победу, - улыбается Сергей.

Намерения инженера по обслуживанию устройств релейной защиты и автоматики Ижевского РЭС серьезны. И нет никаких сомнений, что все, о чем говорит Сергей, воплотится в жизнь:

- В дальнейшем я планирую продолжить изучение энергетической отрасли. Хочу расширить свой диапазон, хочу узнать что-то новое. Знания – сила. И мне они еще пригодятся. Я с гордостью могу сказать, что я патриот своей профессии. 

Как устроен рынок электроэнергии в России

Многим покажется вопрос об устройстве рынка электроэнергии довольно странным, ведь каждый знает: расходуешь электричество, в следующем месяце получаешь квитанцию и остается лишь зайти в онлайн сервис/банк, оплатить квитанцию и сделка купли-продажи электроэнергии завершена.

Однако вся сложность процесса скрыта от рядовых потребителей. На деле все несколько сложнее. Есть оптовый рынок электроэнергии, мощности, есть генерирующие и сетевые компании. Последние бывают федеральные и региональные, в конце концов есть известные всем сбытовые организации. Попробуем разобраться, как устроен рынок электроэнергии в России.

Как производят электроэнергию

Электричество в наших с вами розетках и на предприятиях «рождается», как правило на достаточно большом удалении от мест потребления, на генерирующих заводах электроэнергетических компаний. Способов получения электрической энергии есть несколько, перечислим основные:

1. Невозобновляемая энергетика. Сжигание ископаемого топлива, в основном угля, нефтепродуктов или газа.

2. Возобновляемая энергетика. Гидрогенерация, ветряные и солнечные установки и т.д.

3. Атомная энергетика (АЭС).

В России преобладают электростанции на газовом топливе (около 50%). Существенную часть составляют АЭС (порядка 16%) и гидрогенерация (порядка 18%). На долю угля приходится около 15%. Доля произведенной электроэнергии из нефти и возобновляемых источников очень невелика.

Генераторы России

Производящих электроэнергию компаний в России много. Например, даже нефтяная компания Лукойл имеет генерирующие структуры в группе, которые в сумме обеспечивают мощность порядка 5,7 ГВт. Некоторые из генерирующих компаний не представлены на бирже. Так, например, единственный оператор АЭС Росатом является непубличной госкомпанией.

Итак, основные генерирующие компании, акции которых представлены на Московской Бирже:

1. Русгидро. Тикер HYDR. Установленная мощность 39,1 ГВт. В активах как гидрогенерирующие мощности, так и станции на углеводородном топливе. Тепловая генерация представлена субгруппой РАО ЕЭС Востока.
2. Интер-РАО. Тикер IRAO. Установленная мощность 32,7 ГВт. В основном станции на газотурбинных и парогазовых установках. Экспортер электроэнергии. По данным 2017 г. порядка 12% выработанной электроэнергии пошло на экспорт, что частично сказывается на зависимости котировок от курса национальной валюты. Также является оператором импорта энергии. (6,2 ТВт*ч в 2017 г.)
3. Евросибэнерго. Крупнейшая частная электроэнергетическая компания РФ мощностью 19,5 ГВт. В состав входят как генерирующие мощности, так и сбытовые компании, а также сетевые подразделения. Компания входит в Группу En+ вместе с Русалом. Тикер ENPL.
4. ОГК-2. Тикер OGKB. Установленная мощность 18 ГВт. В составе тепловые электростанции, работающие преимущественно на газе. Контролируется Газпром энергохолдингом — 100%-ой дочкой Газпрома.
5. Иркутскэнерго. Тикер IRGZ. Дочка Евросибэнерго. Установленная мощность 12,98 ГВт. Имеются угольные активы, ГЭС и ТЭС.
6. Мосэнерго. Тикер MSNG. Установленная мощность 12,8 ГВт. В составе 15 электростанций, работающих преимущественно на газе. Контролируется Газпром энергохолдингом — 100%-ой дочкой Газпрома.
7. Юнипро. Тикер UPRO. Установленная мощность 11,2 ГВт. Используется преимущественно газ в качестве топлива.
8. Энел Россия. Тикер ENRU. Установленная мощность 9,4 ГВт. В качестве актива присутствует самая большая угольная электростанция в РФ — Рефтинская ГРЭС. Сейчас ведутся переговоры о ее продаже.
9. ТГК-1. Тикер TGKA. Установленная мощность 7 ГВт. В активах есть как гидрогенерирующие объекты, так и тепловые станции. Небольшая часть выработанной энергии поставляется на экспорт в Норвегию и Финляндию. Контролируется Газпром энергохолдингом — 100%-ой дочкой Газпрома.
10. ТГК-2. Тикер TGKB. Установленная мощность 2.5 ГВт. В качестве топлива используется преимущественно природный газ.
11. ТКГ-14. Тикер TGKN. Установленная мощность 0,7 ГВт. Генерирующие активы расположены в Забайкальском крае и республике Бурятия. В качестве топлива используется уголь.
12. Квадра. Тикер TGKD. Установленная мощность 0,7 ГВт. В качестве топлива используется преимущественно газ.

Сбытовые компании

Генерирующие компании не продают электроэнергию напрямую населению. Этим занимаются сбытовые компании. Законодательные нормы противоречат совмещению деятельности сбыта, транспорта и генерации электроэнергии. Это позволяет реализовать рыночные механизмы и способствует развитию конкуренции, тем самым оптимизируя цену и качество для конечного потребителя.

Но в случае совмещения деятельности по транспорту и сбыту электроэнергии исчезает мотивация к сокращению издержек. Затраты, которые можно и нужно было сокращать, перекладываются на неконкурентный вид деятельности. В итоге это может привести к росту тарифов, повышению цен, инфляционному давлению и прочим негативным последствиям для граждан и экономики в целом.

Однако по ряду причин сейчас существуют временные коллизии, когда сбытовые компании так или иначе связаны с сетевыми холдингами или генераторами. Это позволяет несколько снизить негативный эффект от ухода с рынка гарантирующих поставщиков в связи с низкой платежной дисциплиной в ряде регионов.

Стоит отметить, что из всех составляющих цепочки производства, поставки и продажи электроэнергии, последняя является самым слабым звеном с точки зрения инвестора. Проблемы с оплатой поставок электричества и фиксированные тарифы для ряда потребителей увеличивают риски для сбытовой компании в случае роста издержек генерации и соответственно повышения цен на электроэнергию на оптовом рынке. Более строгие требования к гарантирующим поставщикам негативно влияют на рентабельность.

Гарантирующий поставщик — это такой участник оптового и розничного рынка, который обязан заключить договор на поставку электроэнергии любому обратившемуся к нему потребителю. В общем и целом гарантирующий поставщик несет на себе большую ответственность и должен соответствовать ряду требований, в частности предоставлять банковские гарантии под поставку электроэнергии. Подробнее требования описаны в постановлении правительства РФ.

Генераторы для сбыта произведенного «товара» используют оптовый рынок электроэнергии и мощности (ОРЭМ). Более подробно схема функционирования рынка приведена в материале, посвященном программе ДПМ-2. Покупателями на этом рынке выступают сбытовые компании, а также напрямую крупные промышленные потребители.

Принципиальная схема функционирования рынка электроэнергии в РФ.


На Московской бирже представлено несколько сбытовых компаний, но бывает, что они входят в состав распределительных сетевых компаний.

Наиболее ликвидные акции сбытовых компаний, представленных на Мосбирже:

  1. Волгоградская энергосбытовая компания. Тикер VGSB.
    2. ДЭК — Дальневосточная энергетическая компания. Дочка Русгидро. Тикер DVEC.
    3. Якутскэнерго. Дочка РАО ЭС Востока. Тикер YKEN.
    4. Магаданэнерго. Дочка РАО ЭС Востока. Тикер MAGE
    5. Камчатскэнерго. Дочка РАО ЭС Востока. Тикер KCHE
    6. Ставропольэнерго. Тикер STSB.
    7. Самараэнерго. Тикер SAGO.
    8. Дагэнергосбыт. Тикер DASB.
    9. Липецкая энергосбытовая компания. Тикер LPSB.
    10. Пермэнергосбыт. Тикер PMSB.
    11. Красноярскэнергосбыт. Тикер KRSB.
    12. РАО ЭС Востока. Входит в группу Русгидро (HYDR) и объединяет дальневосточные активы.
    13. Сахалинэнерго. Входит в группу РАО ЭС Востока. Тикер SLEN.
    14. Челябэнергосбыт. Тикер CLSB.
    15. Калужская сбытовая компания. Тикер KLSB.
    16. Костромская сбытовая компания. Тикер KTSB.
    17. Саратовэнерго. Тикер SARE.
    18. Мордовская энергосбытовая компания. Тикер MRSB.
    19. Рязанская энергосбытовая компания. Тикер RZSB.
    20. Группа компаний ТНС Энерго. Одна из крупнейших независимых энергосбытовых компаний. Представлена филиалами в центральной и южной части РФ, которые также которые также являются публичными компаниями и представлены на Московской бирже. Тикер TNSE.
    21. Владимирэнергосбыт. Тикер VDSB.
  2. 22. Тамбовэнергосбыт. Тикер TASB.

Большинство сбытовых компаний и некоторые сетевые представлены на бирже не только обыкновенными, но и привилегированными компаниями. Иногда из-за особенностей устава и дивидендной политики рядовому розничному инвестору могут быть интересны как раз именно «префы». Тикер по привилегированным акциям отличается наличием на конце буквы P. Например за префами Ленэнерго закреплен тикер LSNGP.

Сетевые компании

Кроме генераторов и отдельных сбытовых компаний в качестве субъектов на ОРЭМ присутствуют и сетевые компании. Во-первых, таким образом они компенсируют (через сбытовые компании) потери электроэнергии, которые неизбежны при ее передаче, особенно на дальние расстояния. Во-вторых, многие сбыты, несмотря на законодательные ограничения, все же входят в состав сетевых холдингов (временно).

После того как электроэнергия была получена на электрической станции, ее необходимо довести до конечных потребителей. Ими могут являться как частные физические или юридические лица, заводы и предприятия, так и государственные объекты. Для этих целей и существуют сетевые компании, которые в текущей ситуации в основном представлены холдингом Россети и ФСК ЕЭС.

Федеральная сетевая компания

ФСК занимается передачей электроэнергии по Единой национальной электрической сети (ЕНЭС). Проще говоря, ФСК передает электроэнергию по магистральным высоковольтным линиям и является субъектом естественной монополии. Тарифы регулируются государством. Нужно отметить перманентно высокую инвестиционную программу. Ключевым акционером ФСК являются Россетти (80,13%). По этой причине ФСК поддерживает относительно высокие дивидендные выплаты. Это помогает распределению средств внутри Россетей на инвестиционные программы других дочерних компаний.

Российские сети

ПАО Россети без учета доли в ФСК являются оператором энергетических сетей и смежного оборудования (подстанций, трансформаторов). По сути это холдинг, который контролирует 15 межрегиональных распределительных сетевых компаний (МРСК). То есть это те линии электропередач и другая инфраструктура, которые мы привыкли видеть в городской инфраструктуре.

Контролирующим акционером ПАО Россети является государство с долей 88,04%.

Ниже представлены наиболее ликвидные эмитенты сетевых компаний на Московской бирже.

1. ФСК ЕЭС. Тикер акции на Московской бирже FEES.
2. Россети. Тикер акции RSTI.
3. МОЭСК. Тикер MSRS
4. МРСК Центра и Приволжья. Тикер MRKP.
5. МРСК Центра. Тикер MRKC.
6. МРСК Северо-Запада. Тикер MRKZ.
7. Ленэнерго. Тикер LSNG.
8. МРСК Урала. Тикер MRKU.
9. МРСК Волги. Тикер MRKV.
10. МРСК Юга. Тикер MRKY.
11. МРСК Северного Кавказа. Тикер MRKK.
12. Кубаньэнерго. Тикер KUBE.
13. ТРК — Томская распределительная компания. Тикер TORS.
14. МРСК Сибири. Тикер MRKS.

Особенности инвестирования в акции сектора электроэнергетики

В заключении отменим несколько важных моментов при инвестировании в акции электроэнергетики.

Начнем с позитивных

1) Рынок электроэнергии более-менее стабилен. Потребление устойчиво и растет по мере развития экономики. Даже в кризисные годы потребление электроэнергии, как правило падает на 2-3% и восстанавливается буквально на протяжении 1-2 лет. Этим обусловлены «защитные» свойства сектора во время кризисных явлений в экономике и на финансовых рынках. То есть рынок не эластичный.

2) В устоявшихся относительно развитых экономиках сектор является дивидендным. Отсутствие роста рынка и стабильная отлаженная инвестпрограмма способствует увеличению выплат акционерам. В развивающихся экономиках акцент больше смещен в пользу роста потребления, поэтому энергетические компании там являются «историями роста», а не «денежными коровами».

3) По крайней мере на российском рынке электроэнергетики инвестиционную активность генераторов стимулируют программами гарантированного возврата инвестиций, на подобие ДПМ. Повышенные платежи за мощность и рост тарифов позитивно сказывается на показателе возврата на инвестиции в таком консервативном секторе.

4) Относительная защита от инфляции. Тарифы на покупку электроэнергии для физлиц и на передачу электроэнергии, как правило индексируют в пределах инфляции или выше ее значений. Некоторые компании могут рассматриваться в качестве защитных. Однако для принятия инвестиционного решения необходимо рассматривать все аспекты эмитента, включая долговую нагрузку и инвестиционную программу.

Теперь о негативных моментах

1) Из-за высокой зарегулированности отрасли, в том числе относительно тарифов на продажу и передачу электроэнергии, компании не сразу отвечают на рост топливных издержек, на рост капзатарат по причине ослабления рубля. Рентабельность снижается.

2) Кроме того, из-за перманентно высоких капзатрат компании с высокой долговой нагрузкой чувствительны к ужесточению денежно кредитных условий в экономике. Быстрый рост ставок, как правило, больно бьет по акциям электроэнергетики.

3) Переходим к особенностям российской энергетики. Компании сектора в основном оперируют на внутреннем рынке. Прибыль получают в рублях. Это не очень интересно инвестору в моменты девальвации нацвалюты. Кроме того, часть издержек, капзатрат у компаний валютные. Во время ослабления рубля акции большинства электроэнергетиков спросом не пользуются. Исключение могут составлять экспортеры электроэнергии.

4) Выше уже отмечалось, что наименее привлекательными являются акции сбытовых компании. Некоторые из них находятся в трудном финансовом положении из-за законодательных моментов относительно платежной дисциплины и оплаты энергии и мощности на ОРЭМ.

Если субъективно, то выстроенная система взаимоотношений в российской электроэнергетике больше благоволит производителям электроэнергии и тепла. Они являются ключевыми потребителями угля и газа в стране. От генераторов также во многом зависит устойчивость всей энергосистемы.

5) Если акцентировать внимание на устойчивости поставок электроэнергии, то обязательно стоит упомянуть электросетевой комплекс (ФСК, Россети), а именно перманентно высокую инвестиционную программу. Учитывая российскую реальность, в плане возраста оборудования, расстояний, климата и культуры потребления, скорее всего, высокие капзатраты будут сопровождать сетевые компании еще достаточно долго. Это значит, что дивиденды компаний будут зависеть от решения по инвестиционной программе ФСК ЕЭС и Россетей. Что касается дочек Россетей, то временами компании начинают платить высокие дивиденды, перераспределяя таким образом инвестиционные ресурсы между различными МРСК.

6) Большое количество генерирующих и сетевых компаний являются государственными или квазигосударственными. Это может влиять на стремление совета директоров и менеджмента обеспечить рост стоимости бизнеса и капитализации. Приоритетом перед ростом прибыли и дивидендами справедливо являются стабильность поставок, социальная ответственность и поддержка локального рынка труда.

Открыть счет

БКС Брокер

Росатом Госкорпорация «Росатом» ядерные технологии атомная энергетика АЭС ядерная медицина

Росатом Госкорпорация «Росатом» ядерные технологии атомная энергетика АЭС ядерная медицина

На АЭС происходит три взаимных преобразования форм энергии

Ядерная энергия

переходит в тепловую

Тепловая энергия

переходит в механическую

Механическая энергия

преобразуется в электрическую

РЕАКТОР

1. Ядерная энергия переходит в тепловую

Основой станции является реактор — конструктивно выделенный объем, куда загружается ядерное топливо и где протекает управляемая цепная реакция. Уран-235 делится медленными (тепловыми) нейтронами. В результате выделяется огромное количество тепла.

ПАРОГЕНЕРАТОР

2. Тепловая энергия переходит в механическую

Тепло отводится из активной зоны реактора теплоносителем — жидким или газообразным веществом, проходящим через ее объем. Эта тепловая энергия используется для получения водяного пара в парогенераторе.

ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР

3. Механическая энергия преобразуется в электрическую

Механическая энергия пара направляется к турбогенератору, где она превращается в электрическую и дальше по проводам поступает к потребителям.

Основным элементом реактора является активная зона(1). Она размещена в бетонной шахте. Обязательными компонентами любого реактора являются система управления и защиты, позволяющая осуществлять выбранный режим протекания управляемой цепной реакции деления, а также система аварийной защиты – для быстрого прекращения реакции при возникновении аварийной ситуации. Все это смонтировано в главном корпусе.

Есть также второе здание, где размещается турбинный зал(2): парогенераторы, сама турбина. Далее по технологической цепочке следуют конденсаторы и высоковольтные линии электропередач, уходящие за пределы площадки станции.

На территории находятся корпус для перегрузки и хранения в специальных бассейнах отработавшего ядерного топлива. Кроме того, станции комплектуются элементами оборотной системы охлаждения – градирнями(3) (бетонная башня, сужающаяся кверху), прудом-охладителем (естественный водоем, либо искусственно созданный) и брызгальными бассейнами.

АЭС С 1-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

АЭС С 1-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

Одноконтурная схема применяется на атомных станциях с реакторами типа РБМК-1000. Реактор работает в блоке с двумя конденсационными турбинами и двумя генераторами. При этом кипящий реактор сам является парогенератором, что и обеспечивает возможность применения одноконтурной схемы. Одноконтурная схема относительно проста, но радиоактивность в этом случае распространяется на все элементы блока, что усложняет биологическую защиту.

В настоящее время в России действует 4 АЭС с одноконтурными реакторами

АЭС С 2-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

АЭС С 2-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

Двухконтурную схему применяют на атомных станциях с в водо-водяными реакторами типа ВВЭР. В активную зону реактора подается под давлением вода, которая нагревается. Энергия теплоносителя используется в парогенераторе для образования насыщенного пара. Второй контур нерадиоактивен. Блок состоит из одной конденсационной турбины мощностью 1000 МВт или двух турбин мощностью по 500 МВт с соответствующими генераторами.

В настоящее время в России действует 6 АЭС с двухконтурными реакторами

АЭС С 3-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

АЭС С 3-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

Трехконтурную схему применяют на АЭС с реакторами на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем типа БН. Чтобы исключить контакт радиоактивного натрия с водой, сооружают второй контур с нерадиоактивным натрием. Таким образом схема получается трехконтурной.

В настоящее время в России действует 1 АЭС с трехконтурным реактором

В настоящее время в России действует 4 АЭС с одноконтурными реакторами

В настоящее время в России действует 6 АЭС с двухконтурными реакторами

В настоящее время в России действует 1 АЭС с трехконтурными реакторами

Выбрать язык:

Русский / English

Следите за нами:

Следите за нами:

Этот сайт использует cookies. Продолжая работу с сайтом, Вы выражаете своё согласие на обработку Ваших персональных данных. Отключить cookies Вы можете в настройках своего браузера. Подробнее

СОГЛАСЕН

Самарская ТЭЦ: энергетика для чайников

На самом деле у меня до последнего момента были сомнения, что экскурсия для блогеров на Самарскую ТЭЦ будет интересной. Впрочем, к счастью, они не оправдались. Субботний утренний героический подрыв в 15-й микрорайон по морозу оказался не напрасным. И это даже, если учесть высокий уровень моего кретинизма в области инжинерии.
Это уже второй посещённый мной подобный объект, но от этого Самарская ТЭЦ не показалась менее интересной. А после посещения развалин ЗИМа (часть 1, часть 2) было приятно посмотреть на живые производственные мощности. К счастью, что-то у нас всё-таки работает исправно.

Краткая справка: Самарская ТЭЦ была введена в эксплуатацию 1 ноября 1972 года. Проект, созданный по последним достижениям технической мысли, был признан удачным и в последствии стал типовым. На месте, где сейчас находится ТЭЦ, было озеро, куда самарцы ходили охотиться на уток.
Сейчас 70 % энергии для Самары даёт именно Самарская ТЭЦ. Питает она и такие крупные предприятия как завод "Металлург" и завод "Coca Cola", но 80 % продукта ТЭЦ уходит на обогрев и электроснабжение жилого фонда. Наибольшая загруженность самарской ТЭЦ была в начале 1990-х, когда мощности её работали практически на пределе.

А теперь начнём прогулку...

Уже в холле административного здания можно видеть чудеса оформления объекта. Волжское подражание Ренуару, снабжённое дополнительными украшениями в виде перевёрнутых фужеров.

В целом же дизайн административного комплекса напомнил наш Белый дом. Тот же богатый стиль эпохи цветущего Брежнева.

v_gromov, который должен был вести экскурсию, стал участником небольшого ДТП и от того присоединился к концессии позже. Мероприятие началось не самым лучшим образом. Нам был показан фильм-агитка, раскрывающий достижения современной энергетики. Дальние планы с дымящими трубами в стиле "это Челябинск" и энергетики, говорящие с экрана якобы ненаигранные слова про работу на результат и тому подобную казёную белиберду, слегка насторожили. Потом, к счастью, казёность происходящего быстро улетучилась.

Что поразило и подкупило, то что на встречу с блогерами (которых, кстати, явилось 14 человек из 22 приглашённых), пришли в выходной день директор ТЭЦ, его заместитель и ещё несколько сотрудников. При этом они не вели себя как важные шишки, присутствовавшие исключительно для статуса мероприятия. Напротив, они активно участвовали во встрече.

После небольшого вступительного слова нас повели из административного здания в сердце ТЭЦ, предварительно выдав каски.

Директор Дмитрий Дудинцев привёл нас к щиту управления - "мозгу ТЭЦ". Кстати, директор оказался довольно милым и живым человеком, чего нельзя было предположить по его фотографии на сайте. Похоже, ещё не скоро у нас в стране выработается культура фотографирования официальных лиц, сохраняющая в политике, чиновнике или управляющем человеческие черты.

Вот какими гаджетами пользуются люди, дающие нам тепло и свет. Никаких там "MacBook", "iPhone" и прочих наркоманских дизайнерских приблуд. Всё чинно и благородно.

Следующий щит управления по дизайну представляет из себя промежуточную ступень между девайсами из "Москва-Кассиопея" и "Аватара".

Это помещение напомнило ремонтные доки из "Звёздных войн". Кажется, что сейчас откуда-то снизу взлетит небольшой кораблик.

Как нам поведали, в начале 1990-х на Самарской ТЭЦ были особенно тяжёлые времена. Денег на строительство таких объектов в СССР выделялось достаточно, а вот на ремонте экономили. С началом же перестройки с ТЭЦ разбежались работники. В качестве подсобных работников здесь трудились "пятнадцатисуточники". Окна в цехах были разбиты. В сорокаградусный мороз их заделывали мокрыми половыми тряпками, которые, замерзая, успешно заменяли стёкла. А к весне отваливались как осенью листья с деревьев.

Учебный центр. На компьютере программа-тренажёр, моделирующая щит управления. При желании при помощи этого симулятора можно оставить пол виртуальной Самары без тепла и света.

Другой тренажёр. Более эффектный. На этом мальце-дроиде обучают оказывать первую помощь. Дроид чует нашатырь и человеческое дыхание.

Кроме того, ему можно сломать виртуальные рёбра. Датчик на руке показывает насколько успешно проходит процесс реанимации. Мне эта конечность напомнила сцену из "Терминатора", когда он починял себе руку.

В турбинном отделении просто красиво.

За огромными окнами видно самую заметную деталь ТЭЦ - градирни.

Потом мы вернулись в актовый зал, где уже накрыли лаконичную, но изящную "поляну".

Там подоспевший v_gromov прочитал небольшую увлекательную лекцию по истории отопления вообще. И в России, в частности. Как и положено дипломированному историку, он развенчивал мифы. Например, он заметил, что Илья Муромец никак не мог лежать на печи тридцать лет и три года, потому как первые печи, отдалённо напоминающие современные образцы, появились у нас только в XV веке. Кроме того, на основании этих данных он датировал годы жизни Емели.

Затем работники "ВТГК" ответили на вопросы публики. В качестве главной проблемы Самарской ТЭЦ они отметили текучку кадров из-за низких зарплат. Естественно, не обошлось без вопроса о повышении коммунальных платежей. Здесь было указано на основной источник проблемы - государство, которое решило довести в стране стоимость газа до европейского уровня. Звучит очень правдоподобно.

Затем мы отправились на улицу осматривать градирни.

Всё-таки выглядят они действительно величественно. Как пирамиды или зиккураты.

Особенно в непосредственной близости.

Как нам сообщили, что, если из этих труб идёт чёрный дым, значит что-то в технологическом процессе пошло не так. На сленге энергетиков это называется "пустить медведя". Наблюдается прямая аналогия с ватиканским конклавом...

Меня всё время занимал вопрос: что находится внутри градирен? А там вот такое чудо. Прямо-таки новоафонская пещера. Только попахивает сомнительно. Впрочем, как мне сообщили, это не мешало детворе из окрестностей в период разрухи купаться в этих озёрах летом. Мне же захотелось заняться там дайвингом. Может быть там можно найти трёхглазых рыб как в "Симпсонах" или другую мутировавшую живность.

По итогам экскурсии хочу отметить один факт. Я посетил немало пресс-конференций, но это была моя первая экскурсия для блогеров. Так вот, хочу сказать, что уровень вопросов, которые задавали блогеры на несколько порядков выше, чем то, что обычно приходится слышать на пресс-конференциях от журналистов. Вижу тому несколько объяснений. Во-первых, люди шли на эту экскурсию добровольно, а не по редакционному заданию. Во-вторых, средний уровень вменяемости и подготовленности вольных стрелков блогеров гораздо выше, чем у среднестатистических самарских журналистов, представляющих из себя, чаще всего, низкооплачиваемых гуманитариев, находящихся под прессом редакционной политики.

Остаётся надеяться, что почин, заданный "ВТГК" будет перехвачен другими организациями.

Для особо интересующихся, ну очень серьёзный отчёт по теме здесь.

Amazon.com: Альтернативная энергия для чайников, электронная книга: DeGunther, Rik: Kindle Store

Научитесь:

  • Оценить различные формы альтернативной энергии
  • Разберитесь с наукой, лежащей в основе энергетических вариантов будущего
  • Разберитесь с политической шумихой
  • Оцените свои варианты для автомобилей, работающих на альтернативном топливе

Узнайте правду о альтернативная энергия и сделать ее частью своей жизни

Хотите использовать более чистые и экологически чистые виды энергии? Это руководство на простом английском языке четко объясняет популярные формы альтернативной энергии, которые вы можете использовать в своем доме, автомобиле и т. Д.Отделяя мифы от фактов, этот ресурс исследует нынешнюю загадку ископаемого топлива, преимущества альтернатив и энергию будущего, такую ​​как водород и технология топливных элементов.

  • Азбука альтернативной энергии -
  • что это такое, как это работает и каковы реальные затраты
  • Где мы сейчас находимся -
  • узнайте, откуда мы получаем нашу текущую энергию и как долго ее хватит
  • Сделайте первый шаг -
  • Посмотрите, как энергоэффективность и энергосбережение могут снизить вашу зависимость от ископаемого топлива
  • Воспользуйтесь альтернативами -
  • от ядерной энергетики до геотермальной энергии и сжигания древесины, поймите преимущества, которые альтернативная энергия может иметь для страны
  • Применение альтернативных видов топлива для транспорта -
  • от биотоплива до экзотических двигателей и электричества, узнайте, как их лучше всего использовать и как работают гибридные, полностью электрические автомобили и автомобили на топливных элементах
  • Загляните в будущее -
  • посмотреть, каковы перспективы для каждого обсуждаемого вида альтернативной энергии

Откройте книгу и найдите:

  • Плюсы и минусы альтернативной энергетики
  • Обзор текущей мировой экономики энергетики
  • Проблемы с ископаемым топливом, от смога до глобального потепления
  • Преимущества альтернативной энергетики
  • Практические результаты альтернатив, которые вы можете использование в повседневной жизни
  • Рекомендации по инвестированию в транспортные средства, работающие на альтернативной энергии
  • Десять способов добиться изменений прямо сейчас
  • Взгляд в будущее производства энергии - и как в него можно инвестировать
- Этот текст относится к изданию в мягкой обложке.

«... эта книга действительно предлагает исчерпывающую картину возможного будущего энергетики ... по хорошей цене». (UK-Energy-Saving.com, 6 августа 2009 г.) --Этот текст относится к распечатанному или недоступному изданию этого заголовка.

Об авторе

Рик ДеГюнтер учился в Университете Иллинойса в качестве бакалавра и в Стэнфордском университете в качестве аспиранта, изучая как прикладную физику, так и инженерную экономику (часть этого образования фактически застряла).Он имеет несколько патентов США и разработал широкий спектр технического оборудования, включая платформы для солнечной энергии, глушители радаров военного уровня, оборудование для измерения погоды, мощные радиолокационные лампы, компьютеризированное производственное оборудование, тренировочные устройства для гольфа, цифровую и аналоговую электронику. схемы, беспилотные летательные аппараты, гитары и усилители, микроволновые фильтры и микшеры, автоматические открыватели шкафов, системы связи со стробоскопами, взрывные устройства (строго при аварии), датчики высоты облаков, датчики тумана, мебель, дома, амбары, ракетные корабли , метатели дротиков, огнеметы, устройства для подслушивания, пути эвакуации и т. д.Он один из тех ботаников, которым нравится разбирать вещи, чтобы посмотреть, как они работают, а затем собирать их обратно и пытаться выяснить, для чего нужны оставшиеся части.
Рик - генеральный директор Effi cient Homes, компании по аудиту энергоэффективности в Северной Калифорнии. Он активно занимается проектированием и разработкой нового солнечного оборудования, в том числе автономных систем освещения и автономных обогревателей бассейнов. Он ведет еженедельные колонки для Mountain Democrat, самой старой и самой уважаемой газеты Калифорнии.Он также написал очень популярную книгу по гольфу (о паттинге) и большую часть своего свободного времени проводит, пытаясь улучшить свой относительно впечатляющий, но объективно забавный гандикап в гольф, обычно безрезультатно. Иногда у него возникает желание сыграть на очень громкой гитаре, коллекция которых у него гораздо более качественная, чем их игра. Его слух ухудшился последние несколько лет, поэтому он восстановил свой усилитель до 11. --Этот текст относится к распечатанному или недоступному изданию этого заголовка.

Energy for Dummies - Подождите, но почему

Примечание. Этот пост является дополнением к сообщению «Почему мой ноутбук включен?» для тех, кто хочет стать тем, кто понимает энергию лучше, чем достаточно хорошо, но все еще не очень хорошо.

В 2014 году мы постоянно слышим такие слова, как чистая энергия, солнечная энергия, ископаемое топливо, выбросы углерода, цена на нефть и гидроразрыв. И если вы похожи на меня, вы знаете, что означают некоторые из этих слов, но не знаете о других.

Итак, вот небольшой обзор основных видов энергии в современном мире и немного о каждом.

Давайте начнем с того, что почти наверняка , а не , питает любое устройство, на котором вы читаете это (или используете для зарядки аккумулятора) -

Возобновляемая энергия

Возобновляемая энергия, которую иногда называют зеленой или чистой энергией, теплая и нечеткая, и всем нравится держаться за руки и петь об этом песни. Это потому, что A) он использует ресурсы, которые по существу бесконечны, такие как вода, ветер или солнечный свет, или те, которые могут быть восполнены в масштабе человеческого времени, например, дерево, и B) он наносит очень небольшой вред окружающей среде, условно говоря .

К сожалению, возобновляемые источники энергии являются второстепенной частью энергетического уравнения и, похоже, будут оставаться такими еще долгое время - проблема в том, что по сравнению с другими источниками энергии возобновляемые источники энергии дороги или неэффективны в реализации, а страны на самом деле не так хороши. в ущерб своей текущей производительности и глобальной конкурентоспособности по долгосрочным причинам, особенно если другие страны не делают это вместе с ними (мы пытались все согласиться сделать это вместе - и это не сработало).Конечным результатом является то, что возобновляемые источники энергии составляют лишь 19% мировой энергии, а самые чистые и экологически чистые виды, о которых вы слышите чаще всего, составляют примерно 1% мирового потребления энергии:

Давайте подробнее рассмотрим основные возобновляемые источники энергии, которые мы используем -

Биомасса

Энергия биомассы создается путем сжигания живых или недавно появившихся организмов или превращения их в топливо - распространенные примеры включают сжигание древесины или превращение кукурузы в топливо этанол.

Когда люди говорят о чистой энергии, вы не часто слышите слова «биомасса» или «биотопливо». Это потому, что он менее возобновляемый и менее чистый, чем другие чистые источники энергии. Но если вы собираетесь включить биомассу в категорию возобновляемых источников, она составляет большую часть возобновляемой энергии в мире.

Плохая новость заключается в том, что, в отличие от других видов возобновляемой энергии, энергия, связанная с биоэнергетикой, действительно увеличивает выбросы углекислого газа, часто требует большого количества почвы, а ее ресурсы не бесконечны, как солнце, ветер или вода. .

Гидроэнергетика

Гидроэнергетика - еще одна относительно известная возобновляемая энергия, на которую приходится почти 4% мировой энергии и более 8% электроэнергии в США. 1 Он работает, используя силу тяжести, устанавливая плотину перед водой, которая падает или устремляется вниз по течению. Когда вода пробивается через плотину, она вращает турбину (большой пропеллер), которая вращает витки медной проволоки между магнитами - это генерирует электричество, которое выстреливает по проводам и в электрическую сеть.

Процесс вращения турбины для выработки электроэнергии лежит в основе большинства электростанций и является источником почти всего электричества, с которым вы когда-либо сталкивались.

Ветер

Энергия ветра, которая полностью используется для выработки электроэнергии, составляет около 0,5%, или 1/200 мирового потребления энергии. Сверхчистый и безвредный вид энергии, энергия ветра быстро растет и уже в некоторых местах уже довольно большая (Дания вырабатывает более четверти своей электроэнергии за счет ветра).

Солнечная

Вы много слышите о солнечной энергии, но сейчас солнечная энергия покрывает только около 0,3%, или 1/300 мирового потребления энергии (иногда в виде электричества, иногда в виде тепла). Множество исследований и инноваций направлено на солнечные технологии, и это самая быстрорастущая возобновляемая энергия в мире. 2

Удивительно также, как мало поверхности Земли нужно было покрыть солнечными батареями, чтобы обеспечить энергией весь мир. Вот как мало (любезно предоставлено LAGI) 3 :

Геотермальная энергия

Геотермальные электростанции используют силу естественного пара, выходящего из горячей внутренней части Земли, для вращения турбин и выработки электроэнергии (и, как солнечные, геотермальные источники также часто используются для отопления).В настоящее время геотермальная энергия покрывает лишь около 0,2%, или 1/500 мирового потребления энергии.
Ладно, хватит мягкого дерьма. Теперь перейдем к тому, что может использовать , что бы вы это ни читали (но, вероятно, это не так) -

Ядерная энергия

Ядерная энергия использует огромную мощь ядерного деления - процесса расщепления тяжелых атомов с высвобождением энергии - для выработки электричества.

Ядерная энергия вызывает споры.Некоторые положительно относятся к этому, 4 часто доходят до того, что относят его к категории возобновляемых источников энергии, и утверждают, что это одновременно устойчиво и полезно для окружающей среды, поскольку снижает вредные выбросы. Другие думают, что эти люди глупы, 5 и что между катастрофическими авариями, удалением вредных отходов, высокими затратами и повышенными рисками распространения ядерного оружия и терроризма последствия ядерной энергетики следует рассматривать как плохие или более серьезные, чем у ископаемого топлива. энергия.

Доводы пессимистов были усилены в 2011 году, когда цунами обрушилось на Японию и привело к обрушению атомной электростанции Фукусима, что привело к самой разрушительной ядерной катастрофе после ужасной аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. сократить или полностью запретить атомную энергетику (Германия и Италия - два).

И хотя эти ужасные бедствия наносят огромный урон и полностью обнажают недостатки ядерной энергии, со временем ядерная энергия вызвала меньше смертельных случаев на единицу произведенной энергии, чем любой другой крупный источник энергии (уголь, нефть, природный газ или гидроэлектроэнергия). и поскольку 1 кг урана-235 может генерировать в 2–3 миллиона раз больше энергии, чем 1 кг угля или нефти, без добавления к нашей проблеме CO 2 , кажется, есть веские основания для дальнейшего изучения ядерной энергии.

По состоянию на 2011 год на ядерную энергию приходилось 2,8% мирового потребления энергии, но более 8% энергии в США (все в форме электричества).

А теперь о плохих парнях -

Ископаемое топливо

Несомненно, самый опасный из источников энергии, сжигание ископаемого топлива (угля, нефти и природного газа) составляет 78% мирового потребления энергии (82% в США), и они, вероятно, отвечают за питание любого устройства. вы используете, чтобы прочитать этот пост.

Ископаемое топливо способствовало промышленной революции, повысило качество жизни широких масс за счет роста среднего класса и подтолкнуло мир к современности. Им также можно приписать около 90 экологических катастроф, включая глобальное потепление, кислотные дожди, загрязнение воды, разливы нефти, рост рака легких, загрязнение и смог, и этот белый медведь на видео очень грустен, потому что его лед тает.

Вопрос: «Насколько серьезны последствия сжигания ископаемого топлива, что это означает для будущего и что мы должны с этим делать?» это целый пост сам по себе, и один в другой раз.На сегодня давайте проигнорируем все это и просто попробуем понять, что такое ископаемое топливо и откуда оно берется.

Основная идея ископаемого топлива заключается в том, что уголь, нефть и природный газ - все это остатки древних организмов (в основном растений и в основном из каменноугольного периода 300-360 миллионов лет назад), которые умерли и чья энергия была частично сохранена до того, как они разложились. . После многих миллионов лет раздавливания под сильным жаром и давлением внутренней части Земли эти организмы и их накопленная химическая энергия были преобразованы в ископаемое топливо - и они все еще находятся под землей.Теперь мы можем добывать их, чтобы приземлиться, и сжигать, что высвобождает их накопленную энергию (и при этом выделяет много CO 2 ). Большая часть электроэнергии и газа, которые мы используем, и почти вся энергия, на которой работают наши автомобили и самолеты, происходит от сжигания ископаемого топлива. Люди в 2300 году будут рассматривать это время как эру ископаемого топлива в истории человечества.

Давайте посмотрим на большую тройку ископаемых видов топлива:

Уголь

Уголь, черная осадочная порода, которая находится в подземных слоях, называемых угольными пластами, почти полностью используется для производства электроэнергии и является наиболее продуктивным материалом для этого.Поскольку угля в изобилии и он относительно дешев, в мире проходит тонна его, но он также является наихудшим виновником выбросов CO 2 , выделяя примерно на 30% больше CO 2 , чем при сжигании нефти, и почти вдвое больше, чем при сжигании природного газ при выделении эквивалентного количества тепла. 6

США относятся к углю так же, как Саудовская Аравия относится к нефти, обладая 22% мирового угля и большей частью любой страны. Однако Китай на сегодняшний день стал крупнейшим потребителем угля в мире - более , половина угля, сгоревшего в мире в 2011 году, было сожжено в Китае. 7

Нефть

Когда вы слышите, как люди говорят о нефти, они говорят о сырой нефти, также называемой нефтью, - липкой черной жидкости, обычно обнаруживаемой в глубоких подземных резервуарах. Когда сырая нефть добывается, она направляется на нефтеперерабатывающий завод, где разделяется с использованием различных точек кипения на ряд различных видов топлива и газов, наиболее заметным из которых является бензин (около 45% каждого барреля), но включая все, от реактивного двигателя и газа. дизельное топливо на моторное масло на пропан, который вы используете для своего гриля, на свечной воск.В большинстве стран мира нефть используется для транспортировки топлива, а не для выработки электроэнергии.

Соединенные Штаты на сегодняшний день являются крупнейшим потребителем нефти в мире, потребляя более 20% мировой нефти и примерно вдвое больше, чем следующий по величине потребитель. США также входят в тройку крупнейших производителей нефти в мире, наряду с Саудовской Аравией и Россией, которые производят примерно одинаковое количество нефти. Но у США едва ли самые большие запасы нефти - это все на Ближнем Востоке:

.

Глядя на эту карту, 8 становятся ясными три вещи:

1) Почему у саудовских принцев такие шикарные дворцы
2) Почему Саддам Хусейн так сильно хотел украсть Кувейт
3) Почему в Дубае есть крытый горнолыжный курорт, несколько сотен искусственных островов и самое высокое здание в мире

В целом, на Ближнем Востоке сосредоточено более 60% мировых запасов нефти.

Еще одна интересная вещь - когда я посмотрел на изображение 9 настоящих нефтяных месторождений , меня поразило, насколько они малы по площади. Например, Иран почти полностью лишен нефти, но этого небольшого увеличения запасов на дальнем западе страны достаточно, чтобы сделать его второй по величине нефтяной страной в мире:

Мы говорили об обычной нефти, но есть также большие запасы «нефтеносных песков» - горных пород или нефтешлама - в Канаде и Венесуэле.Добывать эту нефть дорого и неудобно, но если / когда обычная нефть начнет иссякать, мир, скорее всего, задействует эти дополнительные запасы.

Природный газ

Природный газ - это, по сути, газообразный метан, обнаруженный в карманах под землей или иногда заключенный в сланцевой породе. Это газ, который зажигает вашу плиту или обогревает вашу квартиру (если в них нет электричества), а также один из основных источников электроэнергии (он составляет около 20% электроэнергии в США).Природный газ растет и в настоящее время составляет почти четверть мировой энергии.

Одна из причин, по которой он растет, заключается в том, что ученые нашли новый способ добычи природного газа с Земли, называемый гидроразрывом, или «гидроразрывом», который использует смесь воды, песка и химикатов для создания трещин в природном газе. -обогатить сланец и вытеснить газ. Этот метод оказался чрезвычайно эффективным, но он также вызывает споры из-за серьезных экологических проблем - это видео хорошо объясняет.

Ископаемое топливо содержит всю историю Земли захороненных останков организмов, и в отличие от возобновляемых источников энергии, как только они исчезнут, они исчезнут навсегда (новые ископаемые виды топлива появляются так медленно, что их не считают «возобновляемым» ресурсом) .

Так сколько осталось?

По данным Управления энергетической информации США, вот оставшиеся доказанные запасы трех ископаемых видов топлива 10 :

  • Уголь: 905 миллиардов метрических тонн, что составляет 4 416 миллиардов баррелей (702.1 км 3 ) нефтяного эквивалента
  • Нефть: 3,740 млрд баррелей (595 км 3 ) - эта цифра включает всю дополнительную нефть в канадских и венесуэльских нефтеносных песках
  • Природный газ: 181 триллион кубометров, что составляет 1,161 миллиарда баррелей (184,6 км 3 ) нефтяного эквивалента

Сложив все это вместе, объем нефти и нефтяного эквивалента, который представляет собой сумму, которая остается от всех трех ископаемых видов топлива, составляет 1,481 км 3 . Из этого получился бы куб со стороной 11,3 км или 7 миль. - он покрывал бы большую часть Бруклина и содержал всего ископаемого топлива, оставшегося на Земле. Используя тот же метод «нефтяного эквивалента», каждый год мировое потребление ископаемого топлива составляет куб со стороной около 2,4 км, или 1,5 мили - это хорошо вписалось бы в центр Манхэттена.

Вскоре я более подробно расскажу о концепции оставшихся у нас ископаемых видов топлива и о том, сколько их осталось.Но ключевым моментом является то, что этого 7-мильного куба оставшегося ископаемого топлива нам хватит примерно на 80 лет, если мы будем каждый год использовать то же количество, что и сегодня. Пряный.

Наконец, вот отличный наглядный пример 11 , в котором показаны все источники энергии, которые мы только что обсудили, и их использование в США в 2012 г. пятая часть мирового рейтинга). Интересно посмотреть, сколько произведенной энергии будет потрачено впустую:

Источники

1.Администрация энергетической информации США
2. Отчет о состоянии возобновляемых источников энергии в мире за 2010 г., стр. 15.
3. Инициатива создания ленд-арта
4. Джеймс Дж. Маккензи. Обзор спора об атомной энергетике Артура У. Мерфи Ежеквартальный обзор биологии, Vol. 52, No. 4, pp. 467-468.
5. Стерджис, Сью. «Расследование: разоблачения катастрофы на Три-Майл-Айленде вызывают сомнения в безопасности АЭС»
6. «Природный газ и окружающая среда»
7. Мировой энергетический совет - Обзор энергетических ресурсов 2010 г.
8.Статистический обзор BP на конец 2004 г.
9. www.theglobaleducationproject.org
10. Мировые доказанные запасы нефти и природного газа, самые последние оценки
11. Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса - Блок-схемы

Утилиты для чайников: как они работают и зачем это менять

Это квокка. Это не имеет отношения к утилитам, но это мило.

На прошлой неделе я писал о борьбе между электроэнергетическими компаниями и сторонниками солнечной энергии за солнечную энергию на крышах.Сегодня я хочу отодвинуть объектив и начать решать более важный вопрос: как должен работать с утилитами ? Как правильно подавать электроэнергию и управлять ею в 21 веке?

Очень мало публичного обсуждения коммунальных услуг или правил коммунальных услуг, особенно относительно более сексуальных тем, таких как гидроразрыв или электромобили. Это главным образом потому, что эта тема мучительно скучна, в ней полно непонятных институтов и процессов, непрозрачного жаргона и аббревиатур.На самом деле очень важно, позволяет ли PURPA долговые расписки настраивать RFP для низкоуглеродных QF, но вы, дорогой читатель, этого не знаете, потому что вы заснули на полпути к этому предложению. Утилиты защищены силовым полем скуки.

(Теперь с милыми животными!)

Это прискорбное положение вещей, потому что это будет век электричества. Все, что можно электрифицировать, будет. (Этот пункт требует отдельного поста, но запомните мои слова: транспорт, тепло, даже многие промышленные работы будут переведены на электричество.) Таким образом, вопрос о том, как лучше всего управлять электроэнергией, является ключевым как для экономической конкурентоспособности, так и для экологической устойчивости.

Пора поговорить об ЖКХ. Я, ваш отважный блоггер и слуга, попытаюсь изложить на высоком уровне, как работают коммунальные службы и почему, с какими проблемами они сталкиваются и как может выглядеть коммунальное предприятие, более подходящее для 21 века. Это сложная проблема, но я думаю, что основы доступны обычным гражданам, которым очень нужно участвовать и высказываться по этим вопросам.Займите PUC! (Вы поймете эту шутку после того, как прочтете несколько моих следующих постов.)


Почему коммунальные предприятия такие, какие они есть

Финн Проппер: Этот квокка не понимает шутки про Occupy PUC.

Хорошо, итак. Чтобы понять, почему коммунальные предприятия должны меняться, полезно понять, почему они такие, какие они есть. Это возвращает нас к рубежу 20-го века, когда электричество только начинало укрепляться в некоторых крупных американских городах. Маленькие электростанции, использующие поршневые паровые двигатели для выработки электроэнергии, появлялись повсюду, но производимая ими энергия могла достигать расстояния примерно в милю, прежде чем исчезать на медных линиях.

Затем появились две технологии, которые изменили наше отношение к электричеству и с тех пор формировали американскую жизнь.

Во-первых, поршневые паровые двигатели уступили место более эффективным и масштабируемым паровым турбинам. Во-вторых, к местной мощности постоянного тока (DC) присоединились трансформаторы переменного тока (AC), которые могли повышать напряжение до уровня, достаточного для того, чтобы электричество могло перемещаться на очень большие расстояния с относительно небольшими потерями. Вместе паровые турбины и линии электропередачи переменного тока составляют основу современной электрической системы и остаются ее доминирующими технологиями.

Паровые турбины демонстрируют классический эффект масштаба. Чем больше вы их сделаете, тем дешевле будет электричество. А с помощью линий электропередачи переменного тока вы могли отправлять электроэнергию так далеко, как это необходимо для поиска клиентов. Однако, чтобы в полной мере воспользоваться этими возможностями, вам потребовалась шкала и . Больше лучше.

Эффект масштаба с сопутствующей потребностью в крупных долгосрочных капитальных вложениях превратил коммунальные предприятия в то, что в то время называли «естественными монополиями». Как и в случае с железными дорогами, не имело смысла создавать несколько конкурирующих сетей; это было бы расточительно, и ни один из конкурентов не смог бы воспользоваться всеми преимуществами масштаба.Было неизбежно, что одна организация в конечном итоге получит мощность. И, максимизируя выгоды от масштаба, монополия также пойдет на пользу потребителям.

В то время, однако, железные дороги и другие монополии были особенно непопулярны по уважительной причине - они часто были коррумпированы и беззаконны. Коммунальные предприятия не хотели, чтобы прогрессивные реформаторы нападали на них. Создание стабильной структуры отвечало всеобщим интересам.

Так вот что случилось. В начале 20 века американский народ заключил сделку с коммунальными предприятиями, прочное соглашение, известное как «нормативный договор».Он остается на месте в более или менее неповрежденном виде по сей день.

Вот как работает нормативный договор.

В определенной зоне обслуживания коммунальному предприятию предоставляется монополия; в этом районе это единственный поставщик электроэнергии. Разрешается взимать со своих клиентов любые ставки, необходимые для покрытия затрат и обеспечения разумной нормы прибыли на инвестиции. Взамен, коммунальное предприятие должно сделать инвестиции, достаточные для обеспечения надежной и недорогой электроэнергии любому потребителю в районе, который этого хочет, с минимальными «линейными потерями» (т.д., «утечка» мощности по ЛЭП). Чтобы коммунальное предприятие не злоупотребляло своими полномочиями, комиссия коммунального обслуживания (PUC) контролирует его деятельность и должна подписывать свои ставки.

В том-то и дело: энергоснабжение обеспечивает недорогую и надежную электроэнергию. Взамен он получает постоянную клиентскую базу.

Почему коммунальное хозяйство больше не работает

Квокка слушает.

Следует отметить несколько важных моментов в отношении нормативного договора.

Во-первых, обратите внимание, что эта схема почти не похожа на «свободный рынок», как это представляли классические экономисты.Это юридические лица, защищенные от конкуренции, устанавливающие утвержденные государством цены и получающие гарантированную прибыль. Это самый советский из секторов экономики. (Имейте это в виду, когда в следующий раз кто-нибудь бойко назовет «рынок», говоря об угле или солнечной энергии.)

Во-вторых, обратите внимание, что коммунальное предприятие зарабатывает деньги в первую очередь не за счет продажи электроэнергии, а за счет инвестиций и получения от них прибыли. Если он построит больше электростанций и линий электропередач, он заработает больше денег.

Сложите их вместе, и вы увидите, как работает базовая структура стимулов.В большинстве секторов экономики предприятия живут в страхе перед приходом конкурирующих предприятий и предоставлением клиентам более выгодного предложения. Они должны быть бдительными, сокращать расходы и вводить новшества. В этом сила рынков.

Но коммунальщики не боятся конкуренции. Их клиенты не могут жить без их продукта или покупать его где-нибудь еще. Их прибыль гарантирована до тех пор, пока они могут оправдать свои ставки перед PUC. Все, что им нужно сделать для увеличения прибыли, - это построить больше оборудования - больше электростанций, больше подстанций, больше линий электропередач и т. Д.

Когда был заключен нормативный договор, это имело смысл. Спрос на электроэнергию неумолимо рос, и необходимо было быстро наращивать масштабы. Учитывая все регулируемые монополии и в то время, нормативный договор был фактически довольно прогрессивным - по крайней мере, он прямо предусматривал общественный надзор.

Но не заблуждайтесь: он был разработан, чтобы электрифицировать страну, чтобы дать возможность большему количеству людей в большем количестве мест найти большее применение электричеству. Спрос рос так быстро, что коммунальные предприятия предлагали, получали одобрение и делали огромные инвестиции направо и налево, как можно быстрее.И все стало больше. Мания к гигантизму достигла своего пика в 70-х годах, когда стало повальное увлечение ядерным оружием. Наконец, технология, достаточно мощная, чтобы подпитывать стремительный рост потребления электроэнергии, который будет длиться вечно. (Гм.)

А теперь перенесемся в настоящее. Договор о регулировании остается прежним, созданная им структура стимулов остается прежней, но обстоятельства в США изменились двумя большими, всеобъемлющими способами.

Первый, который только начал проявляться, но будет расти в ближайшие годы, заключается в том, что спрос на коммунальные услуги снижается.В зависимости от того, каким прогнозам вы верите, потребление электроэнергии может даже начать снижаться в некоторых штатах в течение следующих нескольких десятилетий.

Почему? Некоторые из них - это просто «офшоринг» производственной деятельности. Но существенный кусок - это недавний взрыв энергоэффективных технологий и инвестиций. Наряду с этим происходит созревание того, что называется «реакцией спроса», способностью сдвигать потребление электроэнергии вперед или назад во времени в ответ на ценовые сигналы. (Реагирование на спрос не снижает общую нагрузку, но может снизить пиковую нагрузку и ; коммунальные службы должны инвестировать / строить достаточно, чтобы соответствовать пиковой нагрузке, поэтому, если вы уменьшите пиковую нагрузку, вы уменьшите необходимые инвестиции.)

Наряду с , что , люди теперь имеют возможность вырабатывать собственное электричество с помощью солнечных батарей и других технологий распределенной генерации. Коммунальные предприятия не владеют этой распределенной генерацией; это инвестиции, от которых они не получают прибыли. И это означает снижение спроса на то, что они продают, сокращение использования их сетевой инфраструктуры и уменьшение потребности в будущей энергетической инфраструктуре.

По всем этим причинам многие ботаники считают, что спрос на электроэнергию в США.S. никогда больше не будет расти так быстро, как в этом столетии, и может даже выйти на плато или упасть. Но помните, что коммунальные предприятия окупают крупные инвестиции на 20 с лишним лет. Если от одних клиентов они получают меньше, чем ожидалось, им приходится взимать с других клиентов больше, чтобы получить ту же норму прибыли. Им это немного не нравится (как и другим клиентам). Более того, непредсказуемый рост всех этих разрушительных технологий ставит под сомнение их будущие инвестиции. В долгосрочной перспективе они столкнутся с угрозой снижения прибылей и, в общем, сокращения.Им это тоже нисколько не нравится.

И это неверно, потому что другое широкое изменение с начала 1900-х годов - это признание угрозы изменения климата и понимание радикального сокращения использования ископаемого топлива, необходимого для ее решения. Как общество, нуждается в энергоэффективности и реагировании на спрос. Нам нужно распределенных возобновляемых источников энергии. Нам нужно , чтобы отказаться от будущих электростанций и линий электропередачи. Все это к лучшему с экономической и экологической точек зрения.Тем не менее, у коммунальных предприятий есть все стимулы противостоять им, поскольку они представляют прямую угрозу их знакомой, удобной бизнес-модели, которая пережила почти столетие без изменений.

Эту квокку придирают все эти служебные разговоры.

И поэтому я думаю, что нам нужно делать больше, чем возиться со структурами тарифов или устанавливать произвольные уровни эффективности или возобновляемых источников энергии. Нам нужно полностью переосмыслить то, как работают коммунальные предприятия, как они структурированы и как их можно реформировать, чтобы сделать возможным и ускорить давно назревшие инновации в сфере электроэнергетики.Подробнее об этом скоро.


Альтернативная энергия для чайников® - Цифровая библиотека Огайо

Альтернативная энергия для чайников® - Цифровая библиотека Огайо - OverDrive ×

Вам могут быть доступны другие названия. Войдите, чтобы увидеть полную коллекцию.

Мифы и факты об альтернативных видах топлива и их влиянии на нашу жизнь

Поскольку цены на энергию продолжают расти, растет и спрос на альтернативные источники энергии.Но в гонке за замену ископаемого топлива нет явного «победителя». Альтернативная энергия для чайников исследует нынешнюю загадку ископаемого топлива и растущую потребность общества во все большем и большем объеме энергии. Избегая конкурирующих заявлений, эта книга предлагает многогранный анализ альтернативных источников энергии, включая солнечную, ветровую, ядерную, биомассовую, геотермальную, биотопливо и другие. Каждый альтернативный сценарий сравнивается с нынешней практикой, связанной с интенсивным использованием ископаемого топлива, в научной, экологической, социальной, политической и экономической сферах.Читатели также узнают о будущем производства энергии.


  • Детали