Электрическая энергия является основой технического прогресса и повышения уровня развития цивилизации. Поэтому во всех развитых странах имеются энергетические системы. Они есть и в нашей стране, а их основу составляют электростанции России, функционирующие на основе различных источников энергии. Эти системы постоянно развиваются и совершенствуются, повышают производительность и расширяют сферу действия, охватывая новые территории.
Как начиналось производство электричества в России
Во второй половине 19-го века стало ясно, что электричество можно получать не только во время физических опытов, но и промышленным способом. Для этих целей были изготовлены специальные машины, использующие энергию воды или пара. Вначале появились динамо-машины небольшой мощности, подающие электричество в отдельные дома Санкт-Петербурга и Москвы. Таким образом, электрификация России началась задолго до ленинского плана ГОЭЛРО.
В 1879 году русским инженером Яблочковым была запущена первая электростанция для освещения петербургского Литейного моста, а вслед за ним спроектирована и реализована практически система освещения в торговом комплексе на Лубянке в Москве. В середине 80-х годов к электричеству были подключены все самые важные объекты в крупных российских городах.
В конце 19-го – начале 20-го века появились первые электростанции в России, работающие на энергии воды: возле Петербурга на речке Охте и около Ессентуков на речке Подкумке. Петербургская ГЭС России была маломощная, всего на 350 л.с., а вот Кавказская станция обеспечивала светом сразу несколько городов.
Дальнейшему развитию энергетической отрасли помешала 1-я мировая война. Ее возрождение и дальнейшее развитие началось после гражданской войны и то не сразу, а лишь в конце 20-х годов, во время первых пятилеток. После Великой отечественной войны были не только восстановлены разрушенные объекты. Началось активное строительство новых электростанций, в том числе и на атомной энергии.
Работы по изучению и использованию энергии атомного ядра активно проводились в послевоенные годы. Было установлено, что цепная реакция по расщеплению ядра споровождается выделением огромного количества тепловой энергии. В дальнейшем это тепло использовалось для нагрева воды и превращения ее в пар, приводящий в действие турбины парогенераторов.
В 1950 году началось строительство первой атомной электростанции в городе Обнинске. Она была введена в эксплуатацию в 1954 году и обеспечивала электроэнергией лишь небольшое количество объектов, поскольку ее мощность не превышала 5 мегаватт. Данная отрасль продолжала развиваться и в настоящее время АЭС дают свет и тепло крупным территориально-производственным комплексам, где живут и работают миллионы людей.
На данный момент единая энергосистема включает в себя примерно 600 электростанций различного типа, а установленная мощность электростанций России доходит до 210 гигаватт. Среди них около 70% занимают тепловые установки – ТЭС, 21% приходится на ГЭС и ГАЭС, доля АЭС составляет 11% от общей мощности. Чтобы до конца уяснить их роль и значение, следует подробнее рассмотреть каждый тип станций с наиболее значимыми объектами.
Тепловые электростанции России
Ведущее положение в российской энергетике занимают тепловые электростанции, на долю которых приходится 67-68%, а общая численность составляет 358 единиц. В свою очередь ТЭС разделяются по видам используемого топлива. Среди них 71% работают на природном газе, 27% — на угле, остальные – на мазуте и других видах жидкого топлива.
Крупнейшие электростанции России в большинстве случаев привязаны к месторождениям топливно-энергетических ресурсов. За счет этого существенно снижаются транспортные расходы. Электростанции, работающие на мазуте, чаще всего располагаются возле крупных предприятий нефтепереработки.
Параллельно со стандартными ТЭС в России успешно работают ГРЭС, оставшиеся еще с советских времен. Их полное название – государственные районные электростанции, где слово «районная» означает не какую-то административную единицу, а определенную территорию, обеспечиваемую электроэнергией.
Флагманом российских ТЭС по праву считается Сургутская электростанция, мощностью 5600 мегаватт (рис. 1). Географически, как показывает карта, она расположена примерно посередине между Ханты-Мансийском и Нефтеюганском. Станция начала строиться в 1979 году, а пуск первого энергоблока состоялся в 1985 году. После этого в течение трех лет были введены в эксплуатацию все 6 энергоблоков. Мощность каждого из них составила 800 МВт.
Топливом служит попутный газ, образующийся при разработках газовых месторождений. Вместо обязательной утилизации, он используется в качестве энергетического ресурса. К настоящему времени введены в строй еще два блока по 400 МВт, функционирующие на очищенном природном газе.
Другая крупная станция – Рефтинская ГРЭС мощностью 3800 МВт (рис. 2), работающая на каменном угле. Она расположена на расстоянии 100 км от Екатеринбурга. Строительство объекта началось в 1963 году и продолжалось до 1980 года, когда был введен в эксплуатацию последний энергоблок. Характерной особенностью станции являются 4 трубы, высота которых составляет 180-320 м.
Электростанция находится в Костромской области на берегу реки Волги (рис. 3). Она состоит из девяти энергоблоков, которые постепенно вводились в эксплуатацию в период с 1969 по 1980 годы. Последний 9-й блок был самым мощным – 1200 мегаватт. После его запуска станция вышла на проектную мощность 3600 МВт. Электроэнергия вырабатывается за счет природного газа, а резервным топливом при необходимости становится мазут.
Пермская ГРЭС (рис. 4) с августа 2017 года заняла 6 место в общем рейтинге электростанций. После того как был запущен 4 блок, ее производительность возросла до 3260 мегаватт. Работа станции осуществляется на природном газе, а сама она расположена в 70 км от Перми.
Среди крупных тепловых электростанций следует отметить Рязанскую ГРЭС, расположенную в Новомичуринске Рязанской области. Строительство объекта началось в 1971 году и продолжалось в течение 10 лет. Вначале использовался каменный уголь, а после модернизации работа двух энергоблоков стала происходить на природном газе. В общей сложности станция оборудована 6 блоками, производительностью 3130 мегаватт.
Гидроэлектростанции России
В энергосистеме России гидравлические электростанции России уверенно занимают второе место. Количество мощных ГЭС производительностью свыше 1000 мегаватт составляет 13 единиц, в более 100 хотя и менее мощные, но все равно исправно снабжают электроэнергией свои регионы.
Крупнейшей российской гидроэлектростанцией по праву считается Саяно-Шушенская (рис. 1). Ее возвели на Енисее, рядом с населенными пунктами Саяногорск и Черемушки. Географическим ориентиром служит граница, разделяющая Красноярский край и Хакасию. Данная ГЭС является первой ступенью, входящей в Енисейский каскад. Возведение плотины высотой 242 метра началось в 1963 году, а полностью она была построена лишь к 2000 году из-за многочисленных проблем технического характера. Общая производительность Саяно-Шушенской ГЭС составляет 6400 мегаватт.
Не меньшего внимания заслуживает Красноярская ГЭС, производительностью 6000 мегаватт (рис. 2). Данный объект представляет собой третье звено, расположенное в Енисейском каскаде. Красноярский гидроузел оборудован единственным в России судоподъемником, функционирующим с 1982 года. Пуск первых двух гидроагрегатов состоялся в 1967 году, остальные были последовательно введены в эксплуатацию в 1971 году.
Станция считается важным элементом российской энергосистемы и одним из основных поставщиков электричества в Красноярском крае, обеспечивая не менее 30% от общего количества необходимой энергии.
На почетном третьем месте находится Братская ГЭС мощностью 4500 МВт (рис. 3). Она построена на реке Ангаре неподалеку от города Братска Иркутской области. В Ангарском каскаде станция выполняет функцию второй ступени. После строительства плотины образовалось Братское водохранилище – самое крупное в России по значению полезного объема. После ввода в эксплуатацию в 1965 году по плотине было открыто железнодорожное, а буквально через месяц – автомобильное движение. В 60-е годы 20 века это была первая электростанция в мире по мощности. После модернизации, проведенной в 2006 году, Братская ГЭС продолжает поставлять электроэнергию на объекты региона, в том числе и на Братский алюминиевый завод.
В той же Иркутской области в 1980 году была построена Усть-илимская ГЭС на реке Ангаре (рис. 4). Ее производительность составляет 3840 мегаватт, а сама она входит в Ангарский каскад в качестве третьей ступени. Ввод в действие этой станции сделал Сибирскую энергосистему более надежной и устойчивой. Значительная часть произведенного электричества используется энергоемкими производствами – алюминиевыми заводами и лесохимическими предприятиями, объединенными в Усть-Илимский территориально-производственный комплекс.
Атомные электростанции России
В настоящее время на территории Российской Федерации находится в эксплуатации 35 энергетических блоков общей производительностью 29 гигаватт, установленных на 10 атомных электростанциях. Среди всей произведенной электроэнергии РФ, доля АЭС составляет от 11 до 19%. Наибольшая производительность приходится на станции, в том числе и ТЭЦ, расположенные в Северо-Западных регионах.
Одной из крупнейших атомных электростанций по праву считается Балаковская (рис. 1), построенная в Саратовской области возле города Балаково. В конструкции использованы реакторы ВВЭР-1000, общее количество энергоблоков – 4.
Ежегодное производство электроэнергии составляет 30 млрд. кВт*ч. Доля АЭС в электроэнергии для всей Саратовской области достигает 75%. Кроме своего региона, электричество передается в Поволжье, в Центральную Россию, на Урал и в Сибирь. Станция считается экологически чистой и не причиняет вреда окружающей среде. Радиационный фон вокруг объекта не превышает нормативных показателей. Здесь постоянно внедряются новые технологии, направленные на повышение производительности и безопасную работу.
Еще одна крупная АЭС – Ленинградская, расположенная в городе Сосновый Бор. В конструкции использовано 4 реактора нового типа – РБМК (реакторы большой мощности канальные). За счет этого обеспечивается свыше 50% потребностей в электроэнергии города Санкт-Петербурга и области. Кроме электричества, АЭС поставляет тепловую энергию для центральной системы отопления промышленных предприятий и населения города Сосновый Бор.
Строительство осуществлялось с 1967 по 1973 годы, а производительность составила 4000 МВт. Проектная мощность электростанции достигает 28 млрд. кВт*ч в год.
