Внутреннее потребление электроэнергии. Что должны знать крупные потребители электроэнергии, чтобы не переплачивать? Крупные потребители электроэнергии

Что ожидает мир

Население планеты неукоснительно растет, в связи с этим будет повышаться и потребление электричества в мире. По аналитическим данным именно бытовое потребление электроэнергии является самым большим, и только потом следует промышленное производство. Примерно на 32% возрастет потребление электроэнергии на планете к 2040 году.

Особенно резкий рост темпов потребления электричества будет наблюдаться в Индии, по той причине, что население страны менее чем за 30 лет увеличится в два раза. Кроме того скачек в потреблении электроэнергии будет зафиксирован в странах Ближнего Востока, Латинской Америки и Африке.

В развитых странах (Европа, США) напротив, потребление электроэнергии снизится. Данную тенденцию можно было наблюдать в период кризиса 2008-2009 года, когда впервые после окончания Второй мировой войны, с 1945 года, за счет уменьшения промышленного использования, потребление электроэнергии в странах «Восьмерки» снизилось на 3,5%. Примечательно, что в периоды прошлых кризисов обычно падал спрос на нефть, потребление электричества не уменьшалось, это показывает на сколько глубоким был последний кризис.

Если взять по отраслям производства электроэнергии, то использование энергии атома вырастет к 2040 году почти в два раза – на 64%. Природный газ будет использоваться для генерации электричества на 62% больше, и таким образом газ будет занимать второе место в системе выработки электроэнергии, пропустив вперед нефть и оставив позади уголь. Уголь будет использоваться на 6% меньше, чем в настоящее время.

А в связи с нехваткой невозобновляемых источников энергии резко взлетит вверх генерация электричества с помощью возобновляемых источников (ветер, Солнце, приливы т.п.). Спрос на них возрастет на 340%, что есть почти в пять раз, чем сегодня.

Общее соотношение потребляемых энергоресурсов

Стоит заметить, что доля электроэнергии в общем соотношении потребляемых энергоресурсов в мире составляет 18%. В эту цифру входят все виды вырабатываемой электроэнергии на планете – гидроэнергетика, атомная энергетика, электростанции на газе, угле и мазуте, а также альтернативные источники электроэнергии. Доля нефти, угля и газа в совокупности составляет 68% от всех потребляемых энергоресурсов.

Уже не один год пальму первенства по потреблению электроэнергии в мире держат Соединенные Штаты Америки. США потребляют почти 4 000 ТВт-час за год.

На втором месте Китай – 3 700 ТВт-час за год. В Китае потребление электричества это индикатор экономического роста и активности, и он достовернее официальных индексов.

На четвертом месте Россия – 851 ТВт-час за год. Спад потребления в России составил около 10%.

Пятое место у Индии – 670 ТВт-час за год. На 1% больше прошлых показателей.

На шестом месте Германия , она потребляет 534 ТВт-час за год.

На седьмом месте Канада , и 521 ТВт-час за год.

Восьмое место занимает еще одна страна Евросоюза – Франция . У нее объем потребления равен 478 ТВт-час за год.

На девятом месте Южная Корея – 459 ТВт-час за год.

Замыкает десятку Бразилия – 440 ТВт-час за год.

Динамика потребления электроэнергии

Рассматривая динамику потребления электроэнергии в мире по странам с начала нового тысячелетия можно наблюдать следующую картину: резкий скачек потребления электричества в Китае, он составил 217%. Рост производства и экономики страны в целом также приходится на данный промежуток времени.

На втором месте по динамике роста потребления электричества Иран. Его показатели возросли на 96%.

Третье место поделили Саудовская Аравия и Индия, с показателем роста 82%.

На четвертом месте так же две страны: Южная Корея и Турция. Их динамика роста потребления электроэнергии составила 75%.

Все остальные страны недотягивают и до 40%. А Великобритания даже ушла в минус, у нее спад на 4%. Практически отсутствовала динамика потребления электричества у Японии – 0,7%. У России рост потребления составил 23%.

Индикатор кризиса

Наглядно видно, что ведущие экономики мира «Старого и Нового света» достигли определенного уровня, выше которого прыгнуть уже не удастся. По словам главного экономиста Международной энергетической ассоциации Фатиха Бироля – спад в потреблении электричества показывает глубину нынешней рецессии. Снижения потребления – это своего рода индикатор кризиса и этот показатель часто указывает на предстоящие тенденции.

Когда-то в 2005 году, еще до кризиса, Международная энергетическая ассоциация (МЭА) в своих отчетах предсказывала рост потребления электричества до 2015 года на 33%. Увы, этого не случилось. В 2007 году он вырос только на 4,7%, а в 2008 всего на 2,5%.

МЭА выступает за стимуляцию расходов на возобновляемые источники энергии, как независимого от ископаемых источников энергии, предупреждая тем самым, что спад инвестиций на добычу и производство нефти приведет к очередному дефициту поставок.

Электроэнергетика является ключевой мировой отраслью, которая определяет технологическое развитие человечества в глобальном смысле этого слова. Данная отрасль включает в себя не только весь спектр и разнообразие методов производства (генерации) электроэнергии, но и ее транспортировку конечному потребителю в лице промышленности о всего общества в целом. Развитие электроэнергетики, ее совершенство и оптимизация, призванная удовлетворить постоянно растущий спрос на электроэнергию - это ключевая общая мировая задача современности и дальнейшего обозримого будущего.

Развитие электроэнергетики

Несмотря на то, что электричество, как некий энергетический ресурс, было известно человечеству сравнительно давно, перед его бурным стартом развития стояла серьезная проблема - отсутствие возможности передачи электричества на большие расстояния. Именно эта проблема сдерживала развитие электроэнергетики до конца восемнадцатого века. Основываясь на открытии эффективного способа электропередачи, начали развиваться и технологии, основой которых стал электрический ток. Телеграф, электромоторы, принцип электрического освещения - все это стало настоящим прорывом, который повлек за собой не только изобретение и постоянное совершенствование механических электровырабатывающих машин (генераторов), но и целых электростанций.

Одной из самых значимых вех в развитии электроэнергетики можно назвать гидроэлектростанции (ГЭС), функционирование которых основано на так называемых возобновляемых источниках энергии, которые имеют вид заранее подготовленных водных масс. На сегодняшний день данный тип электростанций является одним из самых эффективных и проверенных десятилетиями.

Отечественная история становления и развития электроэнергетики наполнена уникальными свершениями и ярчайшим контрастом дореволюционного и послереволюционного периода. И если первый из двух периодов обусловлен ничтожным объемом электрогенерации и практически полным отсутствием развития электроэнергетики как глобальной промышленной отрасли, то второй период - это настоящий и неоспоримый технологический рывок, обеспечивший в самые кротчайшие временные сроки повсеместную электрификацию, которая коснулась и множества советских фабрик и заводов, и каждого советского гражданина. Повсеместная тотальная электрификация нашей страны позволила догнать и во многих отраслях существенно перегнать в развитии технологий многие зарубежные страны, сформировав тем самым на середину двадцатого века непревзойденный промышленный потенциал. Разумеется, за рубежом электроэнергетика так же стремительно развивалась, но по своей массовости и доступности так и не сумела превзойти уровень Советского Союза.

Отрасли промышленности электроэнергетики

На сегодняшний день, электроэнергетику можно разделить на три фундаментальных технологических ветви, каждая из которых осуществляет электрогенерацию своим, уникальным способом.

Атомная энергетика

Высокотехнологичная и самая перспективная ветвь электроэнергетики, в основу которой положен процесс деления ядер атомов в специально приспособленных для этого реакторах. Тепловая энергия, образуемая при ядерном делении преобразуется в электричество.

Тепловая энергетика

Основой данной энергетики является то или иное топливо (Газ, уголь, определенные типы нефтепродуктов), которое, сгорая, трансформируется в электроэнергию.

Гидроэнергетика

Ключевым аспектом электрогенерации в данном типе энергетики является вода, которая определенным образом запасается в реках и водоемах (водохранилищах). Запасенные водные массы проходят через электрогенерирующие турбины, вырабатывая тем самым существенное количество электроэнергии.

В дополнение к этому можно отметить и так называемую альтернативную энергетику, которая, в большей части, основывается на экологически чистых ресурсах. К таким ресурсам можно отнести солнечных свет, силу ветра и геотермальные источники. Однако, альтернативная энергетика - это, прежде всего, смелый эксперимент, нежели полноценная электроэнергетическая отрасль, не обладающая требуемой эффективностью.

Электроэнергетика в России

Россия - это один из гигантов электрогенерации и передовая держава в области электроэнергетики. Передовые технологии, богатые природные ресурсы, множество быстрых полноводных рек позволили разработать и ввести в эксплуатацию современные высокоэффективных атомные электростанции и гидроэлектростанции. Постоянная разработка и совершенствование технологий привело к образованию одной из крупнейших мировых энергосетей, включающей в себя колоссальное количество вырабатываемого и потребляемого электрического тока.

Электроэнергетическая отрасль России поделена на несколько крупных энергокомпания, которые, как правило, функционируют по территориальному признаку и отвечают за свою, строго определенную долю отрасли. Основные генерационные мощности страны заключены в атомных и гидроэлектростанциях, где последние обеспечивают порядка 18-20% электроэнергии в год.

Важно отметить, что постоянно производится модернизация имеющихся и ввод в эксплуатацию новых электрогенерационных станций. На сегодняшний день, общий объем вырабатываемой электроэнергии полностью покрывает все нужны промышленности и общества, позволяя стабильно наращивать энергоэкспорт в соседние государства.

Электроэнергетика стран мира

Любое крупное государство с развитым промышленным сектором всегда будет являться очень крупным производителем и потребителем электроэнергии. Следовательно, электроэнергетика в любом из подобных государств - это стратегически важная промышленная отрасль, которая постоянно нуждается в развитии. К странам с развитой электроэнергетикой можно отнести: Россию, США, Германию, Францию, Японию, Китай, Индию и некоторые другие страны, где или прослеживается стабильно высокий уровень экономики и промышленного потенциала, или присутствует активных экономический рост.

Электроэнергия вырабатывается на специальных предприятиях – электростанциях, преобразующих в электрическую энергию другие виды энергии: химическую энергию топлива, энергию воды, энергию ветра, атомную энергию и т.д.

Выработанная электростанциями электроэнергия передается по воздушным или кабельным линиям электросетей различным потребителям.

Потребители электроэнергии весьма разнообразны в отношении преобладающих видов приемников энергии, размера и режима потребления энергии, требований к надежности электроснабжения и качеству электроэнергии.

Различают следующие основные группы потребителей энергии:

1.Промышленные предприятия.

2.Строительство.

3.Электрифицированный транспорт.

4.Сельское хозяйство.

5.Бытовые потребители и сфера обслуживания городов и рабочих поселков.

6.Собственные нужды ЭС

Приемниками энергии является асинхронные и синхронные двигатели, электрические печи, электротермические, электролизные и сварочные установки, осветительные и бытовые приборы, кондиционные и холодильные установки, радио- и телеустановки, медицинские и другие специальные установки.

В соответствии с ПУЭ все потребители по степени надежности электроснабжения делятся на три категории:

1. Электроприемники 1 категории – это те, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

Из состава электроприемников 1 категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

2. Электроприемники 2 категории это те, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

3. Электроприемники 3 категории – это все остальные приемники.

Электроприемники 1 категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников энергии, и перерыв их электроснабжения от одного из источников энергии может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для снабжения особой группы электроприемников 1 категории должен быть предусмотрен третий независимый источник питания. В качестве его, а также в качестве второго независимого источника для остальных электроприемников 1 категории могут быть использованы местные ЭС, ЭС энергосистем, специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т.д.

Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить необходимую непрерывность технологического процесса или если резервирование экономически нецелесообразно, то должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, установкой взаимное резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса и т.д.

Электроприемники 2 категории рекомендуется обеспечивать энергией от двух независимых взаимно резервирующих источников энергии. Для этих электроприемников при нарушении снабжения от одного источника энергии допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного источника энергии

Допускается питание по одной воздушной линии, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему продолжительному току воздушной линии. Допускается снабжение по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему коммутатору.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности заменены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток допускается электроснабжение приемников 3 категории от одного трансформатора.

Для приемников 3 категории электроснабжение может выполняться от одного источника энергии при условии, что перерывы снабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Вспоминаем

● Какие виды природных ресурсов используют на электростанциях для выработки электроэнергии? ● Как называют электростанции в зависимости от видов используемой энергии?

Ключевые слова

Электроэнергетика; тепловые электростанции; гидроэлектростанции; атомные.

1. Понятие об электроэнергетике. Электроэнергетика - это отрасль тяжелой промышленности, которая объединяет производство электроэнергии на электростанциях разных типов и передачу ее потребителям. Электроэнергию нельзя накапливать, но зато её можно передавать на большие расстояния. Использовать её могут любые потребители: промышленность, население, жилищно-коммунальное хозяйство, транспорт, связь, к тому же это самый современный и экологически безопасный вид использования энергии. Самый крупный потребитель электроэнергии в хозяйстве - это промышленность. Около 80 % всей вырабатываемой электроэнергии приходится на высокоразвитые страны (США, Японию, ФРГ). В последние десятилетия наиболее динамично развивается электроэнергетика в Китае, Индии.

Для производства электрической энергии наиболее широко используются пять основных источников энергии - уголь, нефть, природный газ, гидроэнергия (энергия воды) и атомная энергия. Пока незначительную роль играют нетрадиционные энергоресурсы (энергия ветра, энергия морских приливов, солнечная энергия). Для большей части человечества живущего в странах Африки и в странах расположенных на юго-восточной Азии, древесина по-прежнему служит основным источником энергии.

В зависимости от видов природных ресурсов, используемых для получения электроэнергии, выделяют разные типы электростанций (рис. 123, 124). Электростанции различных типов объединяются линиями электропередач и образуют энергетическую систему страны или региона.

2. Тепловые электростанции. Большую часть электроэнергии в мире дают тепловые электростанции (ТЭС) , работающие на угле, мазуте или газе (рис. 125). Этот вид электростанций отличается надежностью, постоянством производства энергии, не зависящим от времени года. Тепло, выделяемое при сжигании горючих ископаемых, преобразуется на ТЭС в электроэнергию, поэтому их строят в районах добычи топлива, вблизи транспортных магистралей (железнодорожных линий) или портов. Поскольку ТЭС для охлаждения необходимо большое количество воды, их строят рядом с крупными реками, озерами или морями.

К тепловым электростанциям относятся и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые одновременно с электроэнергией производят пар и горячую воду для нужд предприятий и населения. Они размещаются в непосредственной близости от потребителей пара и горячей воды, поскольку тепло и горячую воду можно передавать на небольшое расстояние (10-15 км).

3. Гидроэлектростанции. Второе место по производству электроэнергии занимают гидроэлектростанции (ГЭС) (рис. 126).

Энергия падающей воды (гидроэнергия) преобразуется на ГЭС в электроэнергию (рис. 127). Первая ГЭС была построена в 1882 г. В настоящее время ГЭС вырабатывают около 20 % потребляемой в мире электроэнергии. Они являются весьма эффективными источниками энергии, поскольку используют возобновляемые ресурсы. Однако получать большую долю энергии таким способом могут лишь страны, обладающие огромными гидроресурсами (многоводными горными реками).

Самыми крупными ГЭС являются китайская «Санься» («Три ущелья») на реке Янцзы, бразильско-парагвайская «Итайпу» на реке Парана, венесуэльская «Гури» на реке Карони, «Гранд-кули» в США на реке Колумбия, Красноярская (Россия) на реке Енисей.

4. Атомные электростанции. Атомные электростанции (АЭС) имеют большое преимущество по сравнению с тепловыми. Их можно строить там, где нужна энергия, но недостаточно топливных ресурсов (из 1 кг ядерного горючего можно получить столько же энергии, сколько при сжигании 3000 т угля или 1500 т нефти) (рис. 128, 129, 130). При нормальной работе они не дают выбросов в атмосферу в отличие от промышленности и тепловых электростанций. Велика доля АЭС в производстве электроэнергии в США, Франции, Японии. К примеру, атомные электростанции во Франции дают более 75% всей электроэнергии.

В Японии расположен крупнейший в мире атомно-энергетический комплекс Фукусима на о. Хонсю. АЭС в этой стране вырабатывают более 30% электроэнергии. После аварии на Чернобыльской АЭС некоторые страны приостановили развитие атомной энергетики (Италия, Австрия).