Энергетика

Энергетики мир многоликий

23.07.2015
Рубрика: Энергетика

Обсудить на форуме

Информация предоставлена: научно-популярный журнал "Электричество и жизнь", 2000 г., №1

16172 просмотра

Энергетики мир многоликий
Окружает нас с разных сторон

Всеобъемлющий, странный, великий,
Как правитель, взошедший на трон...

ЕДИНА В ЧЕТЫРЕХ ЛИЦАХ

Если вы человек любознательный (в чем я не сомневаюсь, поскольку у вас в руках этот журнал), наверное, вам будет интересно узнать, что количество публикаций, посвященных как глобальным энергетическим проблемам человечества, так и отдельным аспектам развития энергетики, непрерывно возрастает. В числе этих публикаций и результаты исследований международного масштаба, и высокого научного уровня, и подчас “алармистские” (от английского слова alarmтревога) выступления в средствах массовой информации.

Это, прежде всего, свидетельствует об осознании человечеством следующих, казалось бы, очевидных сегодня положений [1]:

◊ о неразрывной связи прогресса общества (прежде всего технического) с развитием энергетической техники (технический аспект);
◊ о возможности катастрофических последствий для жизни на Земле масштабов развития традиционной энергетики, основанной преимущественно на использовании органического топлива (экологический аспект);
◊ о корреляции благосостояния общества, т. е. роста внутреннего валового продукта (ВВП) и национального дохода, с объемами энергопотребления (социально-экономический аспект);
◊ о превращении энергетики в инструмент внутренней и внешней политики (политический аспект).

 Уже этот перечень разнообразных, хотя и взаимосвязанных, аспектов “самовыражения” энергетики, символически представленных на рис. 1, показывает, что в современный период ее формальная трактовка только как компоненты инфраструктуры, призванной обслуживать производство, является незаслуженно узкой. Действительно, с чисто технологических позиций энергетика являет собой сферу экономики, охватывающую добычу энергоресурсов, производство, преобразование, транспортировку и использование различных видов энергии, о которых будет идти речь далее. Однако в современном представлении перечисленная совокупность процессов может быть эффективно использована лишь при ее организации по принципу “большой системы”.

 

 

 

 

 ЧТО СКРЫВАЕТСЯ ЗА АББРЕВИАТУРОЙ ТЭК?

В 60-х годах такого рода системе в ряде отечественных работ было присвоено название “единая общеэнергетическая система”, хотя сегодня для обозначения этого понятия чаще используют эквивалентный термин “топливно-энергетический комплекс” (ТЭК). В него в качестве подсистем входят топливоснабжающие системы (нефте-, газо- и углеснабжения), системы электро- и теплоснабжения, а также выделяющаяся в силу своей специфики из предыдущих система ядерной энергетики (рис. 2).

 Особенностями такого комплекса являются:

◊ непрерывность, а подчас и неразрывность во времени процессов производства и потребления некоторых видов энергии (прежде всего электрической);

◊ сильные внутренние технические и экономические связи, основанные, в первую очередь, на широкой взаимозаменяемости продукции подсистем, а также на том, что продукция одних подсистем является в ряде случаев исходным сырьем для других (например, топливом для тепловых электростанций служит продукция угольной, нефтяной и газовой отрасли).

 

 

 

 

На 1 января 1996 г. производственный потенциал ТЭК России характеризовался следующими основными показателями:

- эксплуатационный фонд нефтяных скважин — 144,4 тыс.;
- эксплуатационный фонд газовых скважин — 5,4 тыс.;
- протяженность магистральных нефтепроводов — 49 тыс. км;
- протяженность магистральных газопроводов — 148 тыс. км;
- количество угольных шахт/разрезов — 195/70;
- суммарная мощность угольных шахт и разрезов — 347 млн. т/год;
- установленная мощность электростанций — 215,4 млн. кВт;
- протяженность воздушных линий электропередачи — 2,5 млн. км, в том числе напряжением 35 кВ и выше — 662 тыс. км;
- количество нефтеперерабатывающих заводов — 28 (и 5 маслозаводов);
- суммарная мощность нефтеперерабатывающих заводов — 317 млн. т/год;
- протяженность магистральных нефтепродуктопроводов  — 15 тыс. км;
- объем продукции ТЭК за 1995 г. в ценах 1998 г. — 269 млрд. руб.;
- доля ТЭК в валовом внутреннем продукте — 27,5 %;
- доля предприятий ТЭК в стоимости основных производственных фондов страны — 35,4 %.

Не правда ли, впечатляющие цифры?

В мировом масштабе Россия обладает весьма значительными запасами топливно-энергетических ресурсов. На ее территории, занимающей примерно 10 % суши Земли, где проживает около 2,6 % ее населения, сосредоточено свыше 38 % разведанных запасов газа, 13 % — нефти и 12 % — угля.

На развитие ТЭК в ряде промышленно развитых стран направляется 25—30 % общего объема инвестиций, в нем занято 10—15 % рабочей силы. Теперь вам, наверное, ясно, что такие масштабы и роль в экономике предопределяют повышенный интерес к проблемам и перспективам развития энергетики.

Скачкообразное возрастание этого интереса произошло еще в период так называемого “энергетического кризиса” 1973—74 гг., когда цена нефти на мировом рынке увеличилась почти в 5 раз. Именно с этого момента начались серьезные и всесторонние исследования долгосрочных перспектив развития мировой экономики и энергетики в отдельных странах и на международном уровне. Этим вопросам были посвящены доклады “Римского клуба”, группы экспертов ООН во главе с известным экономистом В. Леонтьевым, комиссии по экономии энергии в рамках Мировой энергетической конференции [2].

Эти и последующие работы привели к тому, что оценки долгосрочных прогнозов тенденций развития мировой экономики и энергетики претерпели значительные изменения. Во-первых, стало ясно, что в условиях развития при конечности запасов невозобновляющихся энергоресурсов и при ограниченности масштабов использования возобновляющихся ресурсов его экспоненциально возрастающий характер должен смениться периодом постепенного затухания темпов с асимптотическим приближением к некоторому практически неизменному пределу.

Во-вторых, был сделан вывод о том, что система мирового хозяйства может избежать кризисных ситуаций, связанных с энергетикой, и адаптироваться к меняющимся условиям только в том случае, если общество будет придерживаться стратегии оптимизации своего развития, в том числе в сфере энергопотребления, проводя масштабную энергосберегающую политику.

И наконец, в-третьих, нам необходимо четко представлять себе, что, несмотря на отдаленность прогноза энергетического голода, эра расточительства дешевых энергоресурсов уже кончилась Сегодня все мы являемся свидетелями удорожания всех видов энергетического топлива за счет усложнения их добычи в более отдаленных и труднодоступных районах и в нетрадиционных условиях. Необходимость обеспечения потребностей в энергии требует освоения все более капиталоемких способов ее получения, новых технологий ее преобразования, транспорта и использования, о чем мы сейчас и поговорим.

ОТКУДА ДРОВИШКИ? (виды энергии и их источники)

Не каждый, наверное, знает, что в современной теоретической физике выделено 15 видов энергии [3]. Конечно, их практическая ценность неодинакова. Для ее оценки обычно используют следующие показатели:

◊ наличие источников и величина их ресурсов на Земле;
◊ способность к возобновлению этих ресурсов;
◊ возможность непосредственного использования;
◊ возможность накапливаться и сохраняться;
◊ возможность транспортировки (передачи) на дальние расстояния;
◊ экономичность и скорость превращения в другие виды;
◊ концентрация в единице объема носителя и т. п.

По первому показателю среди невозобновляемых источников (см. таблицу) лидирует энергия термоядерного синтеза и атомная энергия, получаемая в реакциях деления. Если бы получение в промышленных масштабах термоядерной энергии достигло стадии практического освоения, то человечеству не надо было бы беспокоиться об исчерпании запасов органического топлива. Однако сегодня уже очевидно, что оптимистическим прогнозам о создании к 2000 г. установок по осуществлению устойчивой управляемой реакции синтеза (термоядерных электростанций) не суждено сбыться, хотя и есть некоторые успехи на пути продвижения к этой цели.

 

Энергоноситель

Вид запасенной энергии

Процесс превращения в тепловую энергию

Ядерное топливо

Термоядерная

Синтез ядер легких элементов

Ядерное топливо

Атомная

Реакция деления изотопа урана

Органическое топливо

Химическая

Реакция горения

Вода, пар подземных источников

Тепловая (геотермальная)

-

 

Запасы атомного горючего для реакций деления, хотя и оцениваются цифрой примерно в 200 раз меньшей, чем для термоядерного топлива, однако могут быть увеличены при использовании так называемых “реакторов-размножителей”, практическое освоение которых уже начато, но имеет пока весьма ограниченные масштабы.

На третьем месте в ряду невозобновляемых источников стоит химическая энергия ископаемых органических топлив (нефть, газ, уголь), запасы которой оцениваются в 55 000 триллионов кВт*ч, что примерно в 650 раз превосходит прогнозировавшуюся на 2000 г. общую потребность человечества в энергии. И наконец, этот ряд замыкает внутреннее тепло Земли в виде источников горячей воды и пара, потенциальные запасы которого, к сожалению, не могут рассматриваться как сколько-нибудь существенный источник покрытия указанной потребности.

Среди возобновляемых источников на первом месте стоит энергия солнечных лучей, падающих на Землю, которая соизмерима с потенциальными запасами атомной энергии, получаемой в реакциях деления. Однако в отличие от последней практическое использование солнечной энергии для превращения в другие виды тепло, электричество) осложняется ее чрезмерно низкой концентрацией.

На втором месте находится энергия морских приливов, по потенциальным запасам даже превышающая химическую энергию ископаемых органических топлив. Вместе с тем зоны морских и океанических побережий, где мощность приливной волны имеет масштабы, пригодные для практического использования (т.е. для сооружения "приливных” электростанций), во-первых, весьма ограничены и, во-вторых, в ряде случаев значительно удалены от центров потребления. Эти факторы не позволяют рассматривать энергию приливов в качестве существенного средства обеспечения мировых потребностей ни сегодня, ни в будущем.

Аналогичный вывод приходится сделать и в отношении энергии ветра, так как, несмотря на значительный суммарный потенциал, примерно в 2,5 раза превышающий суммарный расход энергии в современном мире, полезно может быть использовано лишь около 5 % его величины. Что же касается последнего из возобновляемых источников — энергии рек, то мировой гидроэнергетический потенциал оценивается цифрой, достаточно скромной по сравнению с ресурсами химической энергии органических топлив (около 30 триллионов кВт-ч), из которых практически может быть использовано примерно 25%. Вместе с тем эта величина почти в 2 раза превышает современный уровень ежегодной выработки электроэнергии всеми электростанциями мира [4].

Все перечисленные выше источники энергии относятся к разряду первичных, из числа которых на Земле непосредственно используется лишь электромагнитное излучение Солнца в виде тепла и лучистой энергии в процессах фотосинтеза, а также тепло земных недр в виде пара и горячей воды. Однако в повседневной жизни мы используем не первичные, а совсем другие виды энергии, получаемые за счет превращения первичных.

На первом месте здесь стоит тепловая энергия, на долю которой приходится около 75 % всего количества потребляемой энергии. Это расход тепла на технологические нужды промышленности (плавка металла, сушка и т. п.) и отопление. На долю механической энергии для привода стационарных и транспортных установок приходится 24 % и оставшийся 1 % — это доля электрической энергии в ее непреобразованной форме, которая используется в электротехнологических процессах (электролиз и т. п.).

На рис. 3 вы видите, что в общем случае на пути от источника энергии (ИЭ) до ее потребителя (ПЭ) осуществляется серия (цикл) преобразований одного вида энергии вх) в другой (Эвых).

 

На сегодняшний день на практике наиболее широко используется шесть превращений, в которых участвует пять видов энергии: атомная (Л), химическая (X), тепловая (Г), электрическая (Э) и механическая (М).

Они схематически показаны на рис. 4, где направления стрелок символизируют превращение исходного вида энергии в конечный.

 Итак, мы сталкиваемся, во-первых, с тем, что первичные и непосредственно используемые (“полезные”) формы энергии не совпадают. Кроме того, места извлечения первичных энергоресурсов и места, где используются полезные виды энергии, также в большинстве случаев различны. Эти два обстоятельства порождают три основные технические проблемы:

◊ транспортировка энергоносителей;
◊ преобразование одних форм энергии в другие;
◊ аккумулирование энергии.

В силу своей значимости каждая из этих проблем заслуживает отдельного рассмотрения. Начнем его по порядку, то есть с первой проблемы.

 

 

ПУТИ-ДОРОГИ ЭНЕРГИИ (проблемы транспорта энергоносителей)

На сегодня наиболее широко развит транспорт трех видов энергии [5]:

химической, запасенной в массе органических топлив;
тепловой, содержащейся в веществе, имеющем температуру, превышающую температуру окружающей среды;
электрической, переносимой потоком электронов по токоведущим элементам линий электропередачи (ЛЭП).

Очевидно, что эффективность транспорта топлива тем выше, чем больше его энергоемкость или теплотворная способность. Здесь пальма первенства принадлежит природному газу (12—13 тыс. ккал/кг), затем следует нефть (около 10 тыс. ккал/кг), каменный уголь (4,5—6,5 тыс. ккал/кг), бурый уголь (2—4 тыс. ккал/кг).*

* Напомним, что в качестве эквивалента для сопоставления запасов, объемов добычи и т. п. используется понятие “условного топлива” с теплотворной способностью 7000 ккал/кг. 860 ккал тепла эквивалентные 1 кВт * ч электроэнергии.

Горючие сланцы и торф относятся к категории низкосортных местных топлив, которые невыгодно транспортировать на большие расстояния.

В мировых масштабах на сегодня на первом месте по объемам транспорта находится нефть. В сыром виде она транспортируется на перегонно-очистительные заводы, где разделяется нафракции, которые затем доставляются потребителям. Применительно к сырой нефти в основном используется два вида транспорта — по трубопроводам и с помощью танкерного флота по морям. В последнем случае на сырую нефть приходится около 70 % общего объема перевозок, а 30 % — на нефтепродукты.

Основные технические проблемы, характерны для трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, — создание коррозионностойких металлических труб большого диаметра и повышение производительности и надежности нефтеперекачивающих станций. Эффективность перевоз ки нефти по морям увеличивается с ростом ее дальности и с увеличением грузоподъемности танкера. Отсюда вытекает тенденция к созданию все более крупных и мощных нефтеналивных судов, вмещающих 500—800 тыс. т нефти.

Транспортировка газа с технической точки зрения аналогична перекачке нефти по трубопроводам. В мировых масштабах сегодня около 60 % добываемого газа передается по газопроводным магистралям на расстояния, достигающие подчас нескольких тысяч километров. Оставшиеся 40 % транспортируются в сжиженном состоянии по трубопроводам (на относительно короткие рас стояния) или с помощью танкеров, оборудованных рефрижераторными установками. При передаче по газопроводам технические сложности связаны с необходимостью предварительной очистки газа от твердых и жидких примесей, с обеспечением величины давления (5,0—5,5 МПа) компрессорными станциями, с обнаружением утечек газа на магистрали, с созданием труб высокой прочности и герметичности, способных работать при достаточно низких температурах окружающей среды (до 50—60 градусов ниже нуля), с трудностью прокладки в условиях вечной мерзлоты.

Преимущество перекачки газа в сжиженном состоянии  заключается прежде всего в значительном увеличении плотности потока (по сравнению с газом), а следовательно, в росте пропускной способности магистрали (в 4—5 раз). Однако, как и всякое новое качество, оно не дается бесплатно, поскольку поддержание газа в жидкой фазе требует установки дорогого рефрижераторного оборудования, что, в свою очередь, приводит к увеличению стоимости передачи единицы энергоносителя. Аналогичная проблема возникает и в случае использования специальных танкеров. И несмотря на это, объемы транспорта газа в сжиженном состоянии постепенно, но неуклонно возрастают.

В настоящее время транспорт угля в основном производится по железным дорогам. Стоимость  перевозки определяется прежде всего техническим оснащением железнодорожной сети грузоподъемностью вагонов, скоростью движения , степенью механизации погрузочно-разгрузочных  работ и т. п.). Эффективность железнодорожного транспорта угля растет с увеличением его калорийности. Поэтому перевозка низкосортных углей, содержащих большое количество примесей и влаги, оказывается невыгодной по сравнению со сжиганием их вблизи места добычи на электростанциях и последующей передачей электроэнергии от них к центрам потребления.

Конкурентом перевозки угля по железной дороге может выступить его транспорт по трубопроводам в размельченном состоянии и в смеси с водой, го есть в виде пульпы. Этот способ пока не нашел широкого применения из-за ряда технических трудностей, связанных с созданием установок по приготовлению пульпы, в особенности ее обезвоживанию, с обеспечением требуемой скорости ярокачки и т. д. Эффективность этого вида транспорта угля повышается с увеличением диаметра груб и количества перемещаемого в единицу времени энергоносителя. Естественно, как и в предыдущих  случаях (транспорт нефти и газа), возникает задача определения областей экономически целесообразного применения возможных способов транспорта угля, хотя в мировой практике уже имеются единичные примеры создания промышленных пульпопроводов.

Передача тепловой энергии в виде горячей воды и пара эффективно осуществляется лишь на сравнительно небольшие расстояния в связи с тем, что без специальной тепловой изоляции трубопроводов температура теплоносителя в пунктах потребления тем ниже, чем протяженней теплотрасса. Это связано с рассеянием тепла в окружающую среду, причем тем в большей степени, чем больше разность температур теплоносителя и окружающей среды, в качестве которой в большинстве случаев выступает естественный грунт. Развитие теплофикации крупных промышленных центров, где источниками тепловой энергии являются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) или районные котельные (районные станции теплоснабжения — РТС), выдвинуло задачу создания разветвленных теплосетей. Сегодня диаметр магистральных теплопроводов достиг 1200—1400 мм при мощностях 800—1000 Гкал/ч. Вместе с тем масштабы передачи тепловой энергии по сравнению с мировыми объемами транспорта органических энергоносителей пока еще весьма незначительны.

Техника передачи электрической энергии развивается с 80-х годов прошлого столетия очень быстрыми темпами. Это объясняется рядом положительных свойств электроэнергии в отношении транспортабельности: высоким КПД ЛЭП, легкостью отбора мощности, удобством распределения по территории и т. п. В минувшем столетии развитие шло по пути увеличения дальности и передаваемой по единичной линии мощности, что, в свою очередь, требовало роста номинального напряжения ЛЭП. На сегодня у действующих линий оно достигло 1100—1200 кВ, и рассматривается техническая возможность создания линий класса 1800—2500 кВ [6]. Протяженность некоторых ЛЭП превышает 1000 км.

Эти цифры относятся к воздушным линиям (ВЛ) электропередачи. Вместе с тем в ряде случаев их сооружение оказывается нецелесообразным  по экономическим, эстетическим и архитектурно-планировочным соображениям. Особенно это характерно для систем электроснабжения густонаселенных районов, где стоимость отчуждаемой под трассу ЛЭП территории достаточно высока. При этом в качестве конкурирующих вариантов выступают линии “закрытого типа” (кабельные).

Поскольку токоведущие элементы таких линий заключены в герметичную защитную оболочку, то по сравнению с ВЛ условия отвода тепла, выделяющегося в этих элементах (жилах кабеля) при протекании электрического тока, значительно хуже. По этой причине нагрузочная способность кабельной линии в общем случае меньше, чем воздушной, и встает задача ее увеличения. Решение этой задачи сегодня рассматривается по трем нетрадиционным направлениям [7]:

  • применение принудительного охлаждения водой или маслом (кабельные линии с форсированным охлаждением);
  • применение в качестве электрической изоляции сжатого газа (газоизолированные линии);
  • применение сверхчистых и сверхпроводящих материалов и их охлаждение до низких температур (криогенные линии).

Блестящая идея обеспечить человечество электроэнергией посредством беспроводной передачи на Землю большого количества энергии из космического пространства от источника электромагнитного излучения сверхвысокой частоты (2—3 тыс. МГц) в настоящее время находится в стадии, далекой от технической реализации. Почему? Оказывается, препятствием является не только высокая стоимость проекта, но и довольно низкая техническая эффективность этого способа, связанная прежде всего с малым КПД преобразователей энергии солнечного излучения в энергию переменного тока стандартной частоты (50-60 Гц).

Теперь мы можем подвести итоги краткого рассмотрения состояния техники транспортировки химической, тепловой и электрической энергии и уверенно констатировать, что на современном этапе и в перспективе не существует непреодолимых технических проблем, которые могли бы ограничить масштабы передачи этих видов энергии от источников к потребителям. Вместе с тем неодинаковая эффективность различных способов транспорта энергии заставляет исследователей работать не только над их совершенствованием, но и над новыми альтернативными проектами (например, промышленное получение водорода, его передача по криогенным трубопроводам и использование в качестве топлива).

ОТ ШАХТЫ... ДО ЭЛЕКТРОЧАЙНИКА (проблемы преобразования энергии)

При рассмотрении вопросов транспорта электроэнергии мы волей-неволей затрагивали проблему ее преобразования. Вообще эта проблема может рассматриваться в двух аспектах:

преобразование одного вида энергии в другом  преобразование одного и того же вида энергии с изменением его технических характеристик. Любое из этих преобразований реализуется с технических устройствах или установках, спектр которых сегодня весьма широк [3]. Для нас важно прежде всего то, что потребителю необходима я энергия вообще, а энергия требуемых параметра: Если говорить о тепловой энергии, то ими являются температура и давление теплоносителя. Для механической энергии — это развиваемая двигателем мощность и скорость движения (поступательного или вращательного), для электрической — величина напряжения, частота тока и т. п. Это, в свою очередь, означает, что на пути от источника к потребителю энергия в большинстве случаев трансформируется неоднократно, причем этой последовательной цепочке могут находиться преобразователи как первого рода (одного вида энергии в другой), так и второго (одного и того же вида).

Любое техническое устройство, выполняющее функцию преобразования энергии, естественно характеризуется определенным КПД, величины которого меньше единицы. Результирующий КПД всей цепочки превращений энергии на ее пути к потребителю является произведением КПД ее отдельных звеньев, включая и элементы, осуществляющие транспорт энергии. Ясно, что чем больше число трансформаций энергии, тем ниже этот результирующий КПД. Этим прежде всего объясняются усилия ученых, направленные на разработку методов прямого (непосредственного) пре вращения одного вида энергии в другой минус промежуточные трансформации.

Большинство этих разработок были ориентированы на прямое получение электрической энергии из других видов (химической, тепловой световой и т. д.), поскольку электроэнергия является более универсальным видом с позиций лег кости ее последующего превращения в любой другой полезный вид энергии. Однако больших успехов на этом пути еще не достигнуто. У термофотоэлектрических, термоэмиссионных генераторов КПД лежит в пределах 10—15 %, поэтому ориентироваться на их широкое промышленное Пользование пока не приходится.

Большие надежды возлагались на магнитогиднодинамический способ получения электроэнергии за счет движения в магнитном поле с большой скоростью нагретого до 2—3 тыс. градусов электропроводящего газа (низкотемпературатурной плазмы). В сочетании с газотурбинной установкой, использующей остаточную энергию отработавшего в МГД-генераторе газа, результирующий КПД всей электростанции оценивался в 50-55 %, тогда как в традиционной паротурбинной электростанции он не превосходит 40 %. однако созданные в США и СССР экспериментальные установки выявили ряд сложных научно-технических и технологических проблем, которые не позволяют ориентироваться в перспективе  на широкомасштабное использование МГД-электростанций.

Таким образом, на сегодняшний день, увы, не просматриваются кардинальные пути повышения эффективности установок, осуществляющих преобразование одного вида энергии в другой, особенно в тех случаях, когда в цепочке имеются звенья, связанные с трансформацией  тепловой энергии.

НА СКЛАД... ЗА ТЕПЛОМ И СВЕТОМ (проблемы аккумулирования энергии)

До сих пор мы молчаливо предполагали, что в упомянутой выше цепочке процессы получения, преобразования, транспорта и непосредственного  использования энергии неразрывны во времени. Если отвлечься от очевидной возможности создания запасов первичных органических энергоносителей и воды в водохранилищах, то сейчас нам предстоит обсудить проблему аккумулирования именно “полезных” видов энергии. Целесообразность создания таких накопителей энергии обусловлена тем, что потребность в том или ином виде энергии в разрезе суток, недели, месяца и т. д. у большинства комплексов потребителей  неодинакова.

Так, например, ночью эти потребности, как правило, меньше, чем днем, в выходные дни меньше, см в рабочие, летом меньше, чем зимой и т. п. то же время для большинства установок, вырабатывающих энергию, предпочтителен режим работы с неизменной производительностью. Противоречие между меняющимися во времени запросами потребителей и ограниченной маневренностью производителей энергии может быть ликвидировано при включении в рассматриваемую цепочку аккумуляторов, заряд которых может осуществляться в периоды минимальной потребности, а разряд — в периоды максимальной (пиковой) потребности в энергии.

Таким образом, создание накопителей полезных видов энергии является не самоцелью, а средством повышения эффективности энергоснабжения. Примечательно то, что в современных энергоснабжающих системах использование накопителей рассматривается прежде всего в тех случаях, когда в технологической цепи имеется звено, связанное с выработкой электрической энергии. Это объясняется тем, что график потребления электроэнергии характеризуется наибольшей степенью неравномерности по сравнению, например, с потреблением тепла [8].

На сегодняшний день наиболее освоенными накопителями в энергетике являются гидроаккумулирующие электростанции, начало сооружения которых относится еще к концу прошлого века. Имеются единичные примеры создания инерционных накопителей, основным элементом которых является массивный маховик, раскручиваемый электродвигателем при заряде и отдающий энергию генератору переменного тока при разряде. Воздушно-компрессионный способ аккумулирования энергии был запатентован еще в 1949 г., однако первая промышленная установка начала функционировать в ФРГ лишь спустя 30 лет. В режиме накопления воздух с помощью компрессора нагнетается в естественные или искусственные хранилища, откуда при разряде он подается в газотурбинную установку, приводящую во вращение электрический генератор. Тепловые накопители, основанные на аккумулировании энергии пара и горячей воды, применяются пока в ограниченных масштабах как в системах собственно теплоснабжения, так и в сочетании с генерированием электроэнергии.

В последние три десятилетия велись интенсивные исследования в области создания сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии (СПИН). Эти разработки стали возможны в результате успехов в развитии техники производства сверхпроводящих материалов и получения низких температур (криогенной техники). Сооружение экспериментальных установок подтвердило возможность технической реализации крупномасштабных промышленных накопителей этого типа. Вместе с тем на сегодня экономические показатели СПИН таковы, что их широкое применение является проблематичным. Некоторые надежды здесь связывают с открытием в 1986 г. соединений, обладающих “высокотемпературной сверхпроводимостью”, использование которых в принципе может позволить существенно снизить затраты на систему криогенного обеспечения СПИН. Однако сегодня технология изготовления из таких материалов обмоточных проводов для катушек индуктивности СПИН еще не отработана. Поэтому говорить о перспективах широкомасштабного применения СПИН в большой энергетике преждевременно.

СКОЛЬКО ЖЕ ВЫЛЕТАЕТ В ТРУБУ? (эффективность использования энергоресурсов)

Итак, краткое рассмотрение трех технических проблем, связанных с прохождением энергией маршрута от ее источника до конечного потребителя, позволяет сделать вывод о том, что современная энергетическая техника в состоянии обеспечить потребности человеческого общества в полезных видах энергии на перспективу. Остается выяснить, насколько эффективно функционирует вся система энергетического хозяйства. С этой целью необходимо рассмотреть составляющие энергетического баланса, чтобы в итоге выявить, какая доля первичных энергоресурсов превращается в полезнуюэнергию. Мы сделаем это на примере бывшего СССР на основе данных, приведенных в [9]. Несмотря на то, что эти данные относятся к 1980 год на сегодняшний день естественно претерпели которые изменения в абсолютном выражении интересующие нас соотношения составляют расходной части баланса являются достаточно устойчивыми показателями на длительном отрезке времени в силу естественной консервативной рассматриваемой системы.

Из 100 % использованных энергоресурсов долю угля приходилось 28 %, газа — 27 %, нефтепродуктов — 36 %, на долю прочих видов топлива и энергоресурсов (торф, сланцы, гидроэнергия) — 9 % (рис. 5).

 Наибольшее количество топлива (46 %) былоизрасходовано в установках его прямого использования (двигатели и механизмы — 18 %, промышленные печи — 18 %, отопительные и  бытовые приборы — 10 %). Вторым крупным потребителем энергоресурсов явились электростанции (38 %) и третьим — котельные (15 % Недостающий до 100 % один процент приходился на потери при транспортировке энергоносителей.

В первой группе потребителей из 18%, использованных в двигателях и механизмах, лишь  8% превращено в полезную энергию; остальные 10 % составляют потери при преобразованиях. Похожая картина имеет место и для промышленных печей, где из 18 % потребленных энергоресурсов высокотемпературных технологических процессах полезно использовано лишь 7 %, а 11 % составили потери. Наконец, из 10 %, приходящихся долю отопительных печей и бытовых приборов ровно половину (5 %) составили потери. Просуммировав соответствующие цифры по первой группе потребителей, получим, что из 46 % полноценно израсходовано лишь 15 %, а 31 % составляют потери.

Процессы преобразования энергии на тепловых электростанциях, использующих органическое топливо в цикле “котел — турбина — генератор”, также характеризуются значительными потерями. Из 38 % всех энергоресурсов, израсходованных на электростанциях, полезно использовано лишь 19 %. Последние делятся следующим образом: на выработку электроэнергии — 8 %, получение пара и горячей воды —11%. При получении пара и горячей воды в котельных из 11 % энергоресурсов полезно используются 11 % 8 % - потери). Итак, при выработке электрической  и тепловой энергии на электростанциях и в котельных полезный отпуск энергии составляет 30 %: (из 53 %), а теряется 23 %.

Просуммировав цифры по всем рассмотренным первичным потребителям топлива, получим, что из 99 % полезно израсходовано 15 + 30 = 45 %, потери составляют 31 + 23 = 54%. Однако к этому необходимо добавить потери и в тепловых, и электрических сетях, которые оцениваются соответственно в 6 и 3 %. В итоге сумма потерь составляет 54 %, а полезный отпуск энергии — 36 %. Этот печальный итог, естественно, приводит нас к заключению, что современная энергетическая техника характеризуется весьма низкой эффективностью. Около 2/3 энергии, заключенной в первичных энергоресурсах, оказывается выброшенной на ветер в почти буквальном смысле этого слова, поскольку большинство потерь связано с выбросом тепла, выделяющегося в процессах преобразования, в окружающую среду.

Каковы пути изменения этого соотношения? Очевидно, они кроются в снижении потерь во всех звеньях рассмотренной нами цепи преобразований энергии. Однако при сохранении традиционных технологий преобразования видов энергии рассчитывать на радикальное изменение положения не приходится, поскольку оно обусловлено объективными физическими закономерностями.

Итак, вы познакомились со всеми нюансами технического аспекта развития энергетики. А впереди вас ждет рассказ об остальных аспектах.

УСТОИТ ЛИ ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА? (экологический аспект развития энергетики)

Человеческая деятельность по извлечению энергоресурсов и их использованию для получения полезных видов энергии естественно не проходит бесследно для природы, для нашей среды обитания. Для энергетического производства характерно шесть видов воздействия на окружающую среду [10]:

  • тепловое, связанное с выделением тепла в энергетических процессах;
  • механическое, связанное в основном с выбросом твердых частиц в воздух и удалением продуктов сгорания (золы);
  • химическое, связанное прежде всего с накоплением углекислого газа в атмосфере и расходом кислорода в процессах сжигания топлива;
  • радиоактивное (при авариях на атомных электростанциях, при транспортировке ядерного горючего и захоронении отходов);
  • электромагнитное, связанное с использованием в энергетике установок высокого напряжения [11];
  • «геофизическое», связанное с изъятием из землепользования больших территорий при сооружении энергетических объектов.

В этом перечне тепловое загрязнение окружающей среды не случайно оказалось на первом месте. Его опасность ничуть не меньше, чем опасность радиоактивного заражения. Суть заключается в том, что, как мы уже убедились, при преобразовании видов энергии в окружающую среду попадает большое количество тепла. Подсчитано, что если количество этой “бросовой” тепловой энергии достигнет 5 % от поступающей на Землю солнечной радиации, то могут произойти необратимые изменения теплового баланса и климата на Земле, поскольку это приведет к повышению температуры земной поверхности на 3,5 градуса. В результате могут возникнуть условия, при которых начнется интенсивное таяние льдов в Антарктиде, что чревато экологической катастрофой мирового масштаба.

Тепловые и атомные электростанции требуют для своего нормального функционирования большого количества воды, которая в результате прохождения через теплообменники нагревается и затем сбрасывается в водоемы (реки, озера, пруды-охладители). При этом происходит так называемое “тепловое загрязнение” водоемов, отрицательно влияющее на их флору и фауну.

Любые установки, использующие процессы сжигания органического топлива, выбрасывают в атмосферу с дымовыми газами частицы дву- оксида серы, оксида азота, золы и оксида углерода. Ориентировочные оценки показывают, что в мире ежегодно выбрасывается в воздушный бассейн около 200 млн. т двуоксида серы, 400 млн. т оксида углерода, 60 млн. т оксида азота и 90 млн. т золы. Кроме того, отходом процесса горения угля является зола, удаляемая из топок на золоотвалы, занимающие большие территории у электростанций, котельных и других предприятий, где имеются печи.

Для борьбы с загрязнением атмосферного воздуха на таких предприятиях устанавливаются электрофильтры, производительность которых рассчитывается из нормативов предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ и их предельно допустимых выбросов (ПДВ). Вместе с тем не следует думать, что промышленные энергетические установки служат основным источником загрязнения атмосферы. На их долю приходится лишь около 40 % общих выбросов, а 60 % — на долю автомобильного транспорта [4]. Именно последний является основным источником выброса оксида углерода (90 %), в то время как электростанции, котельные и промышленные печи дают 90 % выброса двуоксида серы и лишь 8 % оксида углерода.

К числу отрицательных механических воздействий энергетических установок на человеческий организм надо отнести и вибрацию, создаваемую вращающимися массами турбин, генераторов, двигателей, а также акустический шум, который создается не только указанными вращающимися машинами, но и статическими элементами (силовыми трансформаторами, линиями электропередачи и т. п.).

Как известно, атмосфера выполняет функции защитного покрова, предохраняющего Землю от чрезмерного остывания и нагревания. Наличие в ней водяных паров и углекислого газа оказывает сильное влияние на тепловой баланс Земли. Содержание углекислого газа в атмосфере оценивается величиной 0,03 %. Однако за последнее столетие его содержание увеличилось на 15%. По оценкам комиссии ООН, к 2020 г. это увеличение может достичь 50 % прежде всего за счет сжигания органического топлива на автомобильном транспорте, на электростанциях и в промышленности, хотя накоплению углекислоты в атмосфере способствует и сокращение растительного покрова Земли (вырубка лесов), а также загрязнение мирового океана нефтепродуктами. Последствием увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере является создание так называемого “парникового эффекта”, то есть удержание тепла у поверхности Земли, что имеет отрицательные экологические последствия прежде всего для тропической растительности, служащей одним из основных поставщиков кислорода на планете.

Количество же кислорода, которое ежегодно исчезает при участии в процессах горения, по которым оценкам составляет более 10 млрд. а на 2000 г. прогнозировалась цифра в 60 млрд [5]. Хотя сегодня такое количество практически оказывает влияния на изменение состава атмосферного воздуха, где кислорода примерно 20 % по объему, однако, учитывая грядущие масштабе развития энергетики, где и в перспективе основе будут являться процессы сжигания органического топлива, следует уже сейчас думать о возможных последствиях.

К числу химических воздействий необходимо отнести и попадание в воду и почву нефтепродуктов при авариях танкеров, нефтепроводов, маслонаполненных кабельных линий и масляных трансформаторов. Вспомним хотя бы слив в р. Днестре 15 т трансформаторного масла на Дубоссарской ГЭС, разрыв нефтепровода на территории Республики Коми, крушение российского танкера у берегов Японии. Из-за аварий танкеров, утечек в морских нефтяных скважинах ежегодно в моря и океаны попадает не менее 6 млн. т нефти. Достаточно сказать, что тонна нефти покрывает пленкой 12 кв. км акватории. По некоторым оценкам ученых сейчас нефтяной пленкой покрыта пятая часть поверхности мирового океана, что крайне отрицательно сказывается на его взаимодействии с атмосферой [4].

Последствия радиоактивного заражения больших территорий Украины, Белоруссии, России в результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. хорошо известны и не нуждаются в комментариях. Транспорт ядерного топлива для АЭС также требует принятия мер по радиационной безопасности. По данным США на 1985 год там было зарегистрировано 350 аварий при перевозках радиоактивных материалов, и в 198 случаях дело кончалось радиоактивным заражением окружающей среды [10]. Не меньшей является проблема транспортировки и захоронения радиоактивных отходов, а также элементов конструкции АЭС, демонтируемых по истечении срока службы, которых составляет 30—40 лет. Первоначальные предложения о захоронении на дне морей были признаны негодными по критериям безопасности, и современная практика базируется на использовании для этих целей специальных подземных резервуаров. Однако такую практику нельзя рассматривать как абсолютно надежную.

Электромагнитное влияние установок высокого напряжения на человека, животных и растительность ограничивается до допустимых нормальных уровней путем создания конструкций возводимых линий и подстанций соответствующих габаритов [11]. Установки сверхвысокого напряжения также создают помехи радио- и телевизионному приему, которые могут быть снижены до допустимыx уровней при их проектировании и сооружении. Таким образом, с этим воздействием в настоящее время можно успешно бороться и получить требуемую степень безопасности. Хуже обстоит дело с так называемым “геофизическим воздействием, то есть с оккупацией территорий энергетическими сооружениями. Можно конечно, рассматривать это как неизбежную плату за те преимущества, которые мы получаем от владения энергетической техникой. Вместе с тем в ряде случаев наносимый ущерб не может быть оправдан никакими высокими соображениями. Это в первую очередь относится к сооружению ГЭС в равнинных местностях, при котором подвергаются затоплению территории, как правило уже прошедшие стадию хозяйственного освоения. Площади, занимаемые атомными и тепловыми электростанциями вместе со складами топлива золоотвалами, прудами-охладителями, настолько значительны, что при сооружении их вблизи густонаселенных районов возникают трудности с их размещением. При сооружении открытых трансформаторных подстанций в центрах потребления, то есть на территориях городов промышленных зон, эта проблема встает еще более остро. Поэтому современная практика ориентируется на сооружение таких подстанций в закрытом или подземном исполнении, чтобы сэкономить территорию, пригодную для застройки. С этой же целью в крупных городах осуществляется замена воздушных линий на кабельные, а новые линии сооружаются только в подземном варианте.

В ненаселенной местности строятся преимущественно воздушные линии, причем их трассы зачастую проходят по плодородным землям и лесным массивам. Чем выше номинальное напряжение линии, тем больше габариты опор и вместе с тем полоса отчуждения территории под трассу, включающая в себя охранные зоны с обеих сторон линии. В США было подсчитано, что под ЛЭП в стране занята площадь, превышающая территорию Бельгии, Голландии и Дании вместе взятых [5]. Вырубка просек в лесных массивах наносит значительный ущерб лесному хозяйству. С целью сокращения ширины трассы воздушных линий разрабатываются новые оригинальные конструкции опор. Однако при этом чаще всего увеличиваются их вертикальные габариты (высота), что вызывает критику таких сооружений с эстетических позиций, особенно в тех случаях, когда линия проходит в районах с уникальным пейзажем, по территориям национальных парков, заповедников и т. п.

Итак, краткое ознакомление со всеми экологическими проблемами, которые несет с собой развитие энергетической техники, подводит нас к заключению о том, что достижение гармоничного сочетания между человеческой материальной деятельностью, в основе которой лежат энергетические процессы, и природой, то есть достижение экологического равновесия, является проблемой международного масштаба. Более того, из чисто технической она перерастает в социально-экономическую, поскольку ее решение требует формулировки концепции развития человеческого общества в отношении потребления энергоресурсов и энергии в ее различных формах. К рассмотрению этого аспекта мы сейчас и переходим.

СТАНЕТ ЛИ КИЛОВАТТ-ЧАС МИРОВОЙ ВАЛЮТОЙ? (социально-экономический аспект)

Сегодня не нужно доказывать, что уровень развития промышленности, бытовые условия и развитие культуры тесно связаны с количеством используемой энергии. Вместе с тем 90 % всей вырабатываемой на Земле энергии потребляется 30 % ее населения в развитых странах, а на долю остальных 70 % приходится лишь 10 % общего количества энергии. Один житель США потребляет в среднем в 50 раз больше энергии, чем житель Индии. Один из факторов, определяющих такую неодинаковость потребления, конечно, состоит в том, что запасы энергоресурсов распределены по планете очень неравномерно. Многим странам, дефицитным по собственным энергоресурсам, приходится импортировать их из других регионов мира. Япония, например, обеспечивает свои потребности на 80 % за счет ввоза нефти из стран Персидского залива.

Однако, как для стран, богатых собственными ресурсами, так и для остальных, характерна вполне определенная корреляция между годовым приростом валового внутреннего продукта и приростом потребления первичных энергоресурсов. Для большинства развитых стран это соотношение на протяжении сравнительно гладкого эволюционного развития в период 1950—70 гг. составляло 1:1, то есть удвоению ВВП соответствовало удвоение потребления первичных энергоресурсов [1]. Однако удвоение ВВП в современных условиях отнюдь не означает удвоения национального дохода, поскольку удвоение добычи энергоресурсов обходится обществу все дороже и дороже, так как добыча каждой новой тонны топлива требует все больших затрат.

В абсолютном выражении энергоемкость ВВП и национального дохода в разных странах существенно различается. По данным аналитиков Пенсильванского университета (США), на уровне 1990 г. энергоемкость ВВП СССР была выше, чем в США, на 25 %, выше, чем в ФРГ, на 80 % и более чем в 2 раза превышала показатель для Японии. Этим различиям еще 25 лет назад было дано достаточно четкое объяснение, базирующееся на анализе статистических данных по 83 странам (в числе которых, правда, отсутствовал СССР и другие соцстраны). В ходе исследования было показано, что в тех странах, где большая доля первичных энергоресурсов расходуется на производство электроэнергии, энергоемкость ВВП ниже по сравнению с теми странами, где на выработку электроэнергии шло меньшее количество топлива.

Так, например, поданным за 1972 год в странах, где в среднем 35 % первичной энергии преобразовывалось в электрическую, на единицу произведенного ВВП затрачивалось 0,875 кг условного топлива. В тех же странах, где в электроэнергию превращалось лишь 17 % потребленных первичных энергоресурсов (то есть вдвое меньше, чем в предыдущем случае), на производство той же единицы ВВП было израсходовано в 4 раза больше эквивалентного топлива. Как явствует из приведенных выше данных, в 1980 г. в СССР на производство электроэнергии шло лишь около 14 % первичных энергоресурсов (с учетом доли потерь на электростанциях), чем и объясняется относительно высокая энергоемкость ВВП. Отсюда I дует, что тенденция преимущественного развития электрификации промышленности коммунально-бытовой сферы является экономически оправданной.

Таким образом, именно развитие электро-энергетики во все более расширяющихся в штабах должно стать основой будущей стратегии развития общества в сфере энергетики. Разработке такой стратегии уделяют больше внимание все развитые страны, формируя крупномасштабные и долговременные энергетические программы. В этих программах в разделе “Электроэнергетика” ключевым является вопрос о пропорциях развития электростанций, использующих разные виды энергоносителей. Здесь прежде всего возникают дискуссии вокруг темпов развития атомной энергетики. Особенно они обострились после аварии на Чернобыльской АЭС. Волна протестов привела к тому, что некоторые AЭС в странах СНГ были остановлены, было прекращено проектирование и строительство ряда новыхАЭС и атомных ТЭЦ.

На конец 1990 г. в бывшем СССР установленная мощность всех АЭС составляла 32,8 млн. кВт. То есть 11,4 % от суммарной мощности всех электростанций, в сегодняшней России — 21,3 млн. (10,4 %) [12]. Для сравнения укажем, что доля АЭС сумммарной мощности электростанций в CНГ несколько выше (13 %). В странах Западной Европы в настоящее время действуют 143 АЭС, на долю которых приходится около 50 % производимой электроэнергии, причем во Франции эта доля составляет 76,5 %, в Испании — 33,3 %, в Германии 28,8 % [13]. Примечательно то, что ориентация и преимущественное развитие атомной энергетики в европейских странах сохраняется и на сегодняшний день, несмотря на последствия Чернобыльской аварии.

В результате продолжительных дебатов о судьбе атомных реакторов Чернобыльского типа, которые западные специалисты саркастически называют “бомбой, которая временно дает электричество”, и атомной энергетики в целом, во-первых, было сформировано четкое представление том, что альтернативы развитию атомной энергетики не существует ни сегодня, ни в будущем. Во-вторых, было рекомендовано вывести из эксплуатации в течение 10 лет те реакторы нового поколения, у которых завершается срок службы. Альтернативой выступает сооружение первых АЭС с реакторами повышенной безопасности и надежности. Такие реакторы спроектированы в ОКБ “Гидропресс” в Санкт-Петербурге, и их первые образцы будут установлены на ЛАЭС-2 — новой станции, которая будет строиться в Сосновогорском Бору, по соседству с действующей Ленинградской АЭС [1]. До 2010 г. планируется ввести на АЭС России  более 11 млн. кВт новых мощностей взамен выбывающих из эксплуатации 8 млн. кВт [14]. Таким образом, несмотря на временное замедление темпов развития АЭС в России, оно не должно прекратиться.

В энергетических программах всех развитых стран большое внимание уделяется энергосбережению. Ярким примером являются США, которые начали активно проводить энергосберегающую политику в жизнь после энергетического кризиса 1973 г. За 17 лет, предшествовавших этому кризису, потребление первичных энергоресурсов в США удвоилось, в то время как в последующее десятилетие оно не только не возросло, но также сократилось на несколько процентов по сравнению с 1973 г. За те же 10 лет ВВП США вырос на 25 %, и в результате его энергоемкость снизилась примерно на одну треть. В современных условиях России такая политика должна проводиться в следующих основных направлениях:

  • технологическое энергосбережение, достигается путем постепенной модернизации и замены оборудования в промышленности на лучшие мировые образцы;
  • переориентация структуры экономики на развитие малоэнергоемких обрабатывающих отраслей.

Этим двум процессам, естественно, будет противостоять рост энерговооруженности в коммунально-бытовой сфере, которая у нас примерно вдвое ниже, чем в США и Западной Европе. В результате совокупности этих изменений динамика роста энергопотребления будет менее интенсивной, нежели прогнозировавшаяся ранее, и возможно, что уровень потребления энергии, планировавшийся на 2000 г., будет достигнут лишь к 2010-2015 гг.

В конце 1997 г. была принята Федеральная целевая программа “Энергосбережение России на 1998—2005 гг.”. Она состоит из пяти подпрограмм, в число которых входит и подпрограмма энергосбережения в ТЭК. В области электроэнергетики в качестве приоритетных определены следующие технологические направления [15]:

  • использование преимуществ работы энергетического оборудования в составе Единой энергетической системы (ЕЭС) России;
  • техническое перевооружение, реконструкция и модернизация электростанций и электрических сетей;
  • внедрение парогазовой технологии на электростанциях;
  • повышение эффективности централизованного теплоснабжения;
  • развитие комбинированного производства электрической и тепловой энергии;
  • повышение эффективности использования действующего оборудования электростанций и электрических сетей;
  • сокращение расхода электроэнергии на собственные нужды электростанций, потерь в электрических и тепловых сетях;
  • оптимизация режимов производства и транспорта электроэнергии;
  • экономия органического топлива за счет развития гидроэнергетики, АЭС и использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

Дискуссии о будущем АЭС еще раз подтвердили, что социальный аспект развития энергетики неразрывно связан с экономическим. Действительно, движение “зеленых” в защиту окружающей среды в качестве одного из объектов своей критики выбрало не только атомную энергетику, но и другие виды тепловых электростанций, загрязняющих природу не эпизодически, а регулярно. Их обеспокоенность за судьбы будущих поколений понятна и разделяется многими здравомыслящими современными политиками, ответственными за программы социального развития в своих странах и в рамках международных организаций. Однако эти программы в их экологической части требуют для своей реализации настолько значительных средств, что страны с недостаточно развитой экономикой не в состоянии подчас профинансировать соответствующие проекты. К их числу, как это ни печально, сегодня относится и Россия. Несмотря на это надо надеяться на то, что сознание ответственности за судьбы мира не только в военной области, но и в области экологии позволит человечеству сообща выйти из ситуации, грозящей экологическими катастрофами.

Последнее соображение, касающееся экономического аспекта, состоит в целесообразности признания энергии всеобщим эквивалентом стоимости [3]. Действительно, и получение из сырья материалов, и производство из них различных товаров, включая продовольствие, и вообще все происходит на Земле исключительно за счет затрат энергии. Поэтому стоимость любого товара можно выразить в единицах энергии. Не исключено, что когда-нибудь денежными единицами станут единицы энергии, обеспечиваемые не запасами золота, а запасами энергоресурсов, являющихся по существу источниками жизни и процветания на Земле. О том, насколько здравым можно считать высказанное соображение, судить, конечно, не техническим специалистам, а экономистам международного уровня, ибо оно касается не отдельно взятой страны, а всего человечества.

ПОД УГРОЗОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЛОКАДЫ (политический аспект)

Обладание большими запасами энергоресурсов сегодня является фактором не только экономического, но и политического могущества той или иной страны. Страны, преимущественно импортирующие энергоресурсы, находятся под постоянной угрозой экономической блокады и стремятся во что бы то ни стало предотвратить ее политическими средствами. Хотя США в 80-х годах сократили вывоз нефти из зоны Персидского залива, заменив его импортом из Северной Европы, Мексики, Венесуэлы, тем не менее Ближний Восток был объявлен зоной их “жизненно важных интересов”. Недавняя война в этой зоне лишний раз подтвердила это. Думается, что, несмотря на собственные богатые источники нефти в Ираке, оккупация им Кувейта преследовала цель не столько политическую, сколько экономическую.

Возможность перерыва поставок энергоресурсов по воле политических лидеров превращается в мощный инструмент политического давления. В качестве примера можно привести хотя бы энергетическую блокаду Армении, связанную с перекрытием Азербайджаном магистрального газопровода, или длившийся с марта по сентябрь 1992 г. конфликт между Туркменией и Украиной, сопровождавшийся перерывом подачи газа на Украину из-за неприемлемых условий оплаты этих поставок, выставленных Туркменией. Еще одним примером могут служить дебаты вокруг нефтепровода “Баку — Грозный — Новороссийск” в увязке с урегулированием взаимоотношений России с Чечней. Они закончились недавно в момент проведения Стамбульского саммита ОБСЕ подписанием соглашения между Азербайджаном, Грузией и Турцией о сооружении “трубы” для Каспийской нефти в обход территории России, чего и добивались Соединенные Штаты Америки, фирмы которых получат выгодные заказы на строительство этого нефтепровода.

Однако не только во внешнеполитической сфере энергетика выступает в роли яблока раздора. Все мы являемся свидетелями того, как политика цен на энергоносители внутри страны влияет на процессы инфляции и стабилизации экономической ситуации. Изменение цен на энергоносители немедленно сказывается на стоимости всех остальных товаров. Это еще раз подтверждает в сказанную выше мысль о том, что энергия является всеобщим эквивалентом стоимости.

Следует упомянуть и о том, что в ряде случае энергетические проблемы используются некоторыми лицами с целью приобретения политического капитала. Характерным примером здесь является попытка “общественности” остановить уже начатое строительство Северной ТЭЦ, предназначенной для электро- и теплоснабжения северо-восточной части Москвы. Выступая под флагом борцов за чистоту воздушного бассейна города и препятствуя продолжению строительства станции они не желали считаться с обоснованным pacчетом и мнением специалистов о том, что без cooружения Северной ТЭЦ энергетические потребности Московского региона до 2010 г. не могут бы удовлетворены, ибо альтернативных решений сегодня не существует [16].

ВЗГЛЯД В XXI ВЕК

Вот и подходит к концу наш разговор о четырех “ипостасях” энергетики, с теми или иными проявлениями которых в современную эпоху сталкивается практически каждый житель нашей планеты. На пороге следующего тысячелетия в мире явственно ощущается тревога за техногенные экологические последствия того пути развития к которому сейчас идет мировая энергетика. Эта тревога ясно выражена в материалах проводившейся в Москве в июне 1998 г. 1-й Международной конференции “Энергетика и общество”. Основным итоговым документом этой конференции шла “Концепция Новой Энергетической идеи на XXI век ".

Провозглашая тезис о том, что переход энергетики на новый путь развития является объективным требованием времени, этот документ формулирует общие принципы, целевые установки и генеральные направления этого перехода. Процитирую лишь несколько наиболее значимых, с моей точки зрения, строк:
"В основу Новой Энергетической Идеи положен концептуальная схема, построенная на принципах динамично сбалансированного развития системы “энергетика — экономика — природа - общество ". Высшая ее цель должна обеспечиваться при постоянном снижении энергоемкости глобального внутреннего валового продукта. Имеется в виду создать условия, чтобы в каждом звене этой цепи и в системе в целом эффективно пользовались несколько базисных факторов развития одновременно — труд, капитал, энергия, энергоснабжение и собственное “энергетическое богатство” самого человека”.

Желаю вам, дорогой читатель, стать свидетелем реализации этой Идеи!


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зуев Э. Н. Четыре ипостаси энергетики// Вестник МЭИ 1998. № 2. С. 70-80.
2. Мировая энергетика: прогноз развития до 2020  Пер. с англ./ Под ред. Ю.Н. Старшинова. М: Энергия, 1980.
3. Алексеев Г. Н. Энергия и энтропия. М.: Знание, 1978.
4. Веников В. А., Путятин Е. В. Введение в специальность: Электроэнергетика. Учеб, для вузов. — 2-е изд. М: Высшая школа, 1988.
5. Веников В. А. Транспорт энергий. М.: Знание,1966.
6. Тиходеев Н. Н. Передача электрической энергии — 2-е изд. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984.
7. Зуев Э. Н. Основы техники подземной передачи электроэнергии. М.: Энергоатомиздат, 1999.
8. Астахов Ю. Н., Веников В. А., Тер-Газарян А. Г. Накопители энергии в электрических системах. М.: Высшая школа, 1989.
9.  Мелентьев Л. А. Очерки истории отечественной энергетики. М.: Наука, 1987.
10. Веников В. А., Журавлев В. Г., Филиппова Т.А Энергетика в современном мире. М.: Знание, 1986.
11. Александров Г. Н. Установки сверхвысокого напряжения и охрана окружающей среды. Л.: Энергоатом- издат. Ленингр. отд-ние, 1989.
12. Единая энергосистема России/ Н.В. Лисицын, Ф.Я. Морозов, А.А Окин, В.А. Семенов. М.: Изд-во МЭИ, 1999.
13. Электроэнергетика стран мира в 1992—1995 годах. Статистические данные/РАО “ЕЭС России”. М.: АО “ИНФОРМЭНЕРГО”, 1998.
14. Дьяков А Ф., Окин А. А, Семенов В. А Диспетчерское управление мощными энергообъединениями. М.: Изд-во МЭИ, 1996.
15. Технический уровень электроэнергетики России: 1997 год/РАО “ЕЭС России”. М.: АО “Информ- энерго”, 1998.
16. Серебряников Н. И., Сандлер Н. М, Васютинский В. Ю. Энергетическая программа развития Московского региона на период до 2010 года// Электрические станции. 1997. № 3. С. 19—26.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно