Энергетика и топливно-энергетический комплекс

Энергетика представляет собой группу отраслей, занятых добычей топли­ва, выработкой энергии и передачей ее потребителю. Главными источниками энергии (энергоресурсами) являются топливо (нефть, уголь, при­родный газ, горючие сланцы и дрова) и гидроэнергоресурсы. Огромное зна­чение имеет атомная энергетика. Основная доля энергии получается путем преобразования получаемой при сгорании тепловой энергии в механическую и электрическую. К ним относятся (к чему?) двигатели внутрен­него сгорания, турбины электростанций и т.д. Часть топливных энергоресур­сов является ценным химическим сырьем.

Ценность тех или иных видов топлива определяется конечной стоимо­стью производимой энергии. Это зависит от теплотворной способности, условий добычи и дальности перевозок топлива. Естественно, что чем деше­вле добыча топлива и меньше расстояние его перевозок, тем оно ценнее. Мы уже указывали на то, что на территории страны топливно-энергетические ре­сурсы размещены неравномерно. Наиболее выгодной является транспортировка природного газа и нефти по системе магистральных газо- и нефтепроводов. Добыча нефти и газа обходится до 25 раз дешевле добычи каменного угля. Перевозка угля также является выгодной в силу его высокой теплотворной способности.

При этом на протяжении последних десятилетий удельный вес угля в топливно-энергетическом балансе неизбежно сокращался. Уголь сохраняет свое значение как топливо для выработки электроэнергии на тепловых элек­тростанциях. Также он является ценным химическим сырьем. Он исполь­зуется для получения кокса в черной металлургии, для производства удобрений, пласт­масс, синтетических красителей и т.д. Главным достоинством угля как топ­лива является возможность его сжигания непосредственно после добычи, без переработки. Нефть же в сыром виде не сжигается. Из нее получают бензин, дизельное топливо, масла, мазут и керосин. Получаемые при крекинге нефти газы (пропан и бутан) используются в химической промышленности.

Добыча угля осуществляется открытым (карьеры) или закрытым способом. Добыча нефти осуществляется через скважины. Для того, чтобы заставить скважи­ну фонтанировать, на границе месторождения закачивают под дав­лением воду, которая гонит нефть к скважине. С экономической точки зре­ния нефть выгоднее перекачивать к местам переработки, чтобы не строить несколько трубопроводов для перекачки нефтепродуктов. Природный газ, в отличие от нефти, удобен в ис­пользовании. Он является экологически чистым топливом, а его транспорти­ровка обходится дешевле. Природный газ используется как топливо и химическое сырье.

Таким образом, основное назначение топливно-энергетических ресурсов состоит в том, что из них вырабатывается тепловая энергия, которая перера­батывается в электрическую, а также они служат ценным химическим сы­рьем. Электрическая энергия имеет большое преимущество перед другими видами энергии. Она преобразуется в механическую, тепловую и световую энергию, при развитой инфраструктуре она со скоростью света (330000 м/с) передается по проводам на большие расстояния. При современном уровне информатизации общества потребление электроэнергии растет опережающи­ми темпами, поэтому надежность системы электроснабжения имеет огром­ное значение.

Все электрические станции подразделяются на типы в зависимости от вида топлива: тепловые, атомные, гидроэнергетические, приливные, ветро­вые, геотермальные и солнечные. Первые три типа наиболее широко распро­странены, так как используют традиционные виды источников получения энергии. Остальные типы электростанций распространены в районах с под­ходящими природными условиями. Тепловые электростанции являются наи­более широко распространенными. При сжигании угля, мазута или газа по­лучают пар, который под давлением подается в паровую турбину, где враща­ет ротор турбины. Турбина соединена с электрическим генератором, кото­рый, вращаясь, преобразовывает механическую энергию в электрическую. Далее через повышающий трансформатор энергия подается к потребителям. Тепло­вые электростанции, работающие на угле, имеют крупный недостаток, свя­занный с наличием зольных отвалов – терриконов, обладающих опре­деленной радиоактивностью.

Существует два основных вида тепловых электростанций: конденсацион­ные и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Конденсационные электростанции пред­назначены для выработки электроэнергии, потому что отработанный пар вновь конденсируется с помощью холодной воды и поступает обратно в тех­нологический цикл. Помимо электроэнергии, на ТЭЦ происходит выработка тепловой энергии (горячая вода и пар), которая направляется для обогрева задний и сооружений. Конденсационные электростанции целесообразнее строить вблизи мест добычи топлива и у источников воды. Перевозка топли­ва обходится дороже транспортировки электроэнергии по проводам. Ярким примером подобного рода подхода является строительство сети тепловых электростанций в районе Канско-Ачинского буроугольного бассейна. Бурый уголь плохо поддается транспортировке в силу своего самовоспламенения при механическом контакте. Поэтому здесь было построено несколько крупных тепловых электростанций. ТЭЦ сооружаются вблизи крупных по­требителей тепла и электричества – предприятий и жилых кварталов, так как в этом случае пар и горячую воду можно передавать на расстояние до 20-25 км.

Для выработки электроэнергии широко используется энергия падающей воды. На гидроэлектростанциях турбина вращается падающей водой. Для создания разности в уровнях воды на равнинных реках сооружают плотины. Такие ГЭС называют приплотинными. В российской электроэнергетике строительство гидроэлектростанций осуществляется по каскадному принципу. Каскад ГЭС представляет собой группу электростан­ций, расположенных ступенчато по течению реки для последовательного ис­пользования ее энергии. Гидроэлектростанции связаны между собой общим водохозяйственным режимом, при котором водохранилища верхних ступе­ней имеют регулирующее влияние на нижние. Кроме плотины, на ГЭС име­ются служебные здания, а сами турбины и генераторы устанавливают внутри плотины. На судоходных реках устраивают шлюзы для пропуска судов. Наибольшими гидроэнергоресурсами обладают крупные реки, преимуще­ственно горных районов.

Атомные электростанции имеют огромные преимущества перед осталь­ными их типами. Первая АЭС была запущена в СССР в 1954 г. в г. Об­нинске. Принцип действия АЭС связан с выделением энергии полураспада радиоактивных изотопов. АЭС размещаются в бедных природными ресурса­ми регионах, так как затраты на доставку топлива ничтожны.

К потребителям электроэнергия подводится через систему электрических подстанций, служащих для преобразования электрического тока по напряже­нию (трансформаторная подстанция) или частоте (преобразовательная подстанция).

В России преобладают тепловые электростанции. Их работа является рав­номерной на протяжении года, ТЭС выдают постоянную мощность. ГЭС вы­рабатывают более дешевую электроэнергию, хотя уровень ее выработки свя­зан с сезонными колебаниями уровня воды в водохранилищах. По мере его уменьшения часть агрегатов приходится отключать.

Электрическая энергия представляет собой уникальный продукт, кото­рый невозможно складировать в прямом смысле этого слова. Непосредствен­но после выработки он передается потребителям. В связи с этим огромное значение приобретает передача электричества на дальние расстояния потре­бителям. Для этого все типы электростанций в регионах соединены между собой высоковольтными линиями электропередачи. Региональные энергоси­стемы объединены в Единую энергетическую систему России.

Это создает огромные экономические преимущества. Объединение элек­тростанций на совместную работу позволяет управлять энергосистемой из единого центра. При проведении ремонта оборудования отдельных электро­станций можно избежать снижения мощности путем ее переброски из других энергосистем. Совместная работа электростанций позволяет более равномер­но преодолевать суточные колебания потребляемой мощности.

Известно, что на Урале сумерки наступают на 2 часа раньше, чем в центральных регионах страны. Следовательно, на 2 часа раньше наступает пик вечерней нагрузки. Поэтому те же самые электростанции Сибири, Урала и Центра сначала выра­батывают энергию для Урала, затем, через час, пиковая нагрузка наступает в По­волжье, а еще через час – в Москве или Санкт-Петербурге.

Объединенная энергосистема имеет огромные преимущества для сов­местной работы тепловых и гидроэлектростанций. В многоводные сезоны за счет дополнительной выработки гидроэнергии имеется возможность разгру­зить тепловые электростанции. В период пиковых нагрузок существует возможность бы­стро запустить ГЭС - для этого требуется несколько минут.

В Уральском федеральном округе топлив­ная промыш­ленность играет ведущую роль за счет вхождения в его состав Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов. Свыше 90 % общероссийской добы­чи газа и более 60 % нефти сосредоточено в этих регионах. Уг­леводородный потенциал недр региона с уче­том запасов шельфа прилегаю­щего Карского моря зани­мает второе место в мире после уни­кального бассейна в регионе Персидского за­лива. Для сравнения необходимо отметить, что Россия располагает 1/3 частью миро­вых разведанных запасов газа и является его крупнейшим планетарным производителем и экспортером (достоверные запасы – 48 трлн. м³, а общие потенциальные – 216 трлн. м³). Большой Урал, под которым в экономико-географическом аспекте понимается территориальное образование, включаю­щее 10 регионов страны (Башкортостан, Удмуртия, Курганская, Оренбург­ская, Свердловская, Тюменская, Челябинская области, Ямало-Ненецкий, Ханты-Мансийский, Пермский край), по разведанным запасам газа (38 трл­н.м³) практически троекратно превосходит запасы всех высокоразвитых стран. Остаточные запасы только Уренгойского месторождения превышают запасы всей Северной Америки. Пророческое предвидение, высказанное Ми­хаилом Ломоносовым в ХVIII веке, о прирастании могущества России Сиби­рью и Крайним Севером становится действительностью в наше время. В долларовом эквиваленте уральские газовые “кладовые” можно оценить как минимум в 1,7 триллиона.

На территории Большого Урала находятся две крупнейшие нефтегазо­носные провинции – Западно-Сибирская и Волго-Уральская. Сырьевая база газовой промышленности России характеризуется исключительно высокой концентрацией разведанных запасов в основных газоносных районах– в нескольких крупнейших и в 8 уникальных месторождениях. Следует отметить, что только 5 месторождений региона (Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медве­жье и Оренбургское) содержат 1/2 всех промышленных запасов России.

Специфика ресурсной базы определяет высокую концентрацию добываю­щей промышленности в регионе. С конца 1980-х гг. природный газ выходит на первое место в структуре топлив­но-энергетического баланса России. Во время экономического кризиса сере­дины 1990-х гг., который в меньшей степени затронул газовую промышлен­ность, бесперебойная подача газа позволила обеспечить надежное электро- и теплоснабжение предприятий и населения, что способствовало поддержа­нию политической стабильности в стране в трудный период экономических преобразований. В настоящее время РАО «Газпром», крупнейшая в мире компания по запасам и добыче природного газа, единственная в России транснациональная корпорация, имеющая стабильный выход на мировой рынок, не только гарантирует зака­зы на поставку традиционных материально-сырьевых ресурсов, но и вклады­вает значительные средства в создание оборудования и техники нового поко­ления, в том числе в рамках соглашений о сотрудничестве с регионами.

Главной проблемой нефтегазового комплекса является дефицит инвести­ций в условиях высокой изношенности основных фондов и, что самое главное, ухудше­ние воспроизводства сырьевой базы. В газовой отрасли резко сократилось строительство и ввод в действие новых мощностей на фоне вступления веду­щих месторождений в завершающий период разработки. При степени выра­ботанности разведанных запасов в целом по России – 16 %. Три базовых ме­сторождения Большого Урала во многом выработаны: Медвежье – на 4/5, Уренгой – на 2/3, Ямбург – на 1/2. Кроме того, на отраслевые производствен­но-экономические характеристики влияют несбалансированное ценообразо­вание продукции и налоговая политика, не нацеленная на достижение макси­мального инвестиционного эффекта. Тем не менее, в базовый рейтинг 100 крупнейших предприятий Большого Урала, наиболее успешно функциониро­вавших в 2000 г., вошли 11 предприятий газового комплекса и 13 предприя­тий, тесно с ним взаимосвязанных.

Специфика ресурсной базы нефтегазоиндустрии заключается в огромном потенциале и удаленности от основных центров потребления. В этой связи приоритетное внимание получил трубопроводный транспорт – молодой и са­мый динамично развивающийся вид коммуникационной инфраструктуры. В отраслевом рейтинге 100 крупнейших предприятий транспорта Уральского региона в 2000 г. в первой пятерке были 4 газотранспортные компании. Из Западной Сибири проложены 6 основных магистральных газопроводов, а еще один – «Союз» – берет начало от Оренбургского газоконденсатного ме­сторождения. Осуществляется новый проект – сооружение трансконтинен­тальной магистрали “Ямал-Европа” для покрытия газодефицита в расширяю­щемся Европейском Союзе. Учитывая, что месторождения Ямала располо­жены вблизи Карского моря, в зоне доступности морского транспорта, также целесообразным представляется строительство на данной территории завода по производству сжиженного природного газа (СПГ). К 2020 году страна должна выйти на уровень национальной добычи газа в 750 млрд. м³, 600 из которых будут ямальскими.

Природный газ – второй по значимости источник инвалютных поступле­ний, особенностью которого является крупномасштабная внешняя тор­говля, производимая на долгосрочной основе. Доля России в мировом газо­экспорте достигает 37% и такой же цифрой характеризуется экспортная кво­та.

Реализация нефтегазового потенциала требует огромных капиталовложе­ний. Необходимо усиление государственной поддержки комплекса и улуч­шение регулирования недропользования. Как известно, политика президента В.Путина включает два элемента: с одной стороны – рецентрализацию, с другой – провозглашение принципа “равноудаленности” крупного бизнеса от федеральной власти. В этих условиях крупное предпринимательство заин­тересовано в укреплении своих позиций в большей степени на региональном уровне, особенно в клю­чевых районах.

Энергетической стратегией является наращивание газодобычи, чтобы во время пролонгированной «газовой паузы» решать проблемы перевода хозяй­ства на энергосберегающий путь развития. Под влиянием улучшения обще­хозяйственной ситуации в стране и сохранении благоприятной конъюнктуры на мировых рынках энергоносителей мультипликационный эффект приведет к стимулированию роста спроса на товары инвестиционный группы.

Природный газ Большого Урала является энергетическим «фаворитом» сегодня и на перспективу; рассматривается как одно из звеньев, за которое можно вытащить значительную часть груза проблем, накопившихся в регио­нальной экономике и топливно-энергетическом хозяйстве России.

Но интен­сивная и не всегда технологически ра­циональная эксплуата­ция нефтегазовых ресурсов в предшеству­ющие годы, резкое сокращение геоло­горазведочных ра­бот на суше и полное прекраще­ние на шельфе Карского моря, недостаточное вни­мание к ресурсам газового конденсата, к глубокорасположенным залежам ввели Западно-Сибир­скую нефте­газовую провинцию в режим падающей добычи.

Резервы региона по нефтедобыче заключаются в ускорении ввода в экс­плуатацию более 200 месторождений и участков, распределен­ных через си­стему лицензирования по нефте­добывающим компа­ниям.

В Уральском федеральном округе создана мощная нефтеперерабатываю­щая промышленность. Ее цен­тры расположены в Тобольске, Нижневар­товске и др. городах. По­путный нефтяной газ перерабатыва­ется на 8 заво­дах в Хан­ты-Мансий­ском АО.