Необходимы поиски и внедрения более эффективных путей передачи электроэнергии, например, использование явления высокотемпературной сверхпроводимости.
Все современные способы производства электроэнергии имеют массу недостатков и работа ТЭС, ГЭС, АЭС сопровождается рядом отрицательных экологических последствий.
2. История развития и размещение отраслей энергетики России
2.1 История развития энергетики России
В начале ХХ в. свыше 2/3 мирового энергопотребления обеспечивалось за счет угля. В это же время в топливном балансе России дрова составляли 57%, солома — 11%, на минеральное топливо (прежде всего уголь) приходилось 32%. По структуре топливного баланса дореволюционная Россия была типичной аграрной страной, использующей в основном энергию древесного топлива, которая дополнялась силой ветра или воды. В дореволюционной России насчитывалось около миллиона водяных и ветряных мельниц — это несколько Курских АЭС по мощности. Одним из ключевых моментов становления индустриального общества является переход к использованию минерального топлива. В России он наступил лишь в 30-х годах ХХ в.
В конце ХХ в. главную роль в российском балансе топлива играют: газ — 50%, нефть — 31% и уголь – 12,5%, на остальные виды топлива приходится 7%. Топливный баланс России гораздо “экологичнее”, чем среднемировой — в мировом балансе уголь составляет 30%, а газ — лишь 25%.
Первые нефтепромыслы появились в России близ Баку в 1848 г. и у Майкопа в 1854 г. (в США они возникли лишь в 1859 г.). Уже в начале ХХ в. Россия по размерам добычи нефти (11,5 млн т) занимала первое место в мире, обеспечивая почти половину мирового “черного золота”. В Российской империи 83% нефти добывали в Бакинском нефтяном районе (ныне — Азербайджан), 13% — в районе Грозного. Большая часть добычи производилась иностранными нефтепромышленниками.
До 50-х годов Кавказ, то есть Бакинский район и месторождения Северного Кавказа, оставался главной нефтяной базой СССР. В 50—60-е годы эти функции постепенно перешли к Волго-Уральскому району. Но уже в 70-х годах на первый план выдвинулась Западная Сибирь. Сдвиги в размещении нефтяной промышленности объяснялись истощением старых и открытием новых природных источников жидкого топлива. В 1996 г. почти 70% российской нефти добывалось в Среднем Приобье, главным образом в Ханты-Мансийском АО (163 млн т) и Ямало-Ненецком АО (34 млн т). В Волго-Уральском районе сосредоточено около 25% российской нефтедобычи, в том числе в Татарии — 25 млн т и Башкирии — 14 млн т. Лишь 5% общероссийской добычи приходится на остальные нефтеносные районы страны.
В нефтяных месторождениях, как правило, содержатся попутные нефтяные газы — ценнейшее топливно-энергетическое и химическое сырье. Эти газы у нас используются лишь на 60—70%, остальные в целях безопасности сжигаются в факелах. Газовые факелы издавна “украшают” и делают безжизненным пейзаж нефтепромыслов, особенно в Западной Сибири. Одна из причин этого — стремление строить непременно крупные газоперерабатывающие заводы. Их строительство занимает 5—10 лет, в результате мощности вступают в строй тогда, когда уже начинается падение добычи. Высокий (95—98) процент использования нефтяного газа в США и Канаде объясняется удачным сочетанием на нефтепромыслах этих стран крупных и мелких заводов-утилизаторов газа. Есть там и мобильные “заводы на колесах”.
Это самая молодая и чрезвычайно быстрорастущая отрасль топливной промышленности России. В Российской империи месторождения естественного газа были известны, но не разрабатывались. С 1960 по 1990 г. добыча газа в России возросла с 24 до 640 млн т (в 27 раз!). Даже кризис 90-х годов, когда промышленное производство в стране сократилось более чем наполовину, слабо затронул газовую промышленность; добыча газа осталась на уровне 600—610 млрд м3.
В 1970 г. больше половины российского газа добывалось на Северном Кавказе (главным образом в Ставропольском и Краснодарском краях), 16% — в Поволжье и 11% — в Западной Сибири (в том числе в Ямало-Ненецком АО — лишь 0,2%). Но всего за 25 лет география газовой промышленности резко изменилась. В 1996 г. свыше 90% “голубого топлива” добывается в Западной Сибири, в том числе 88% — в Ямало-Ненецком АО и 3% — в Ханты-Мансийском АО. Среди других газодобывающих регионов выделяется лишь Оренбургская область — около 5% российской добычи.
В 1913 г. добыча угля в России составила 34 млн т, еще 9 млн т было ввезено из-за границы, в основном из Англии. 80 лет спустя Россия не только полностью удовлетворяет свои потребности в угле, но и экспортирует 20 млн т (около 8% добычи).
В отличие от нефтегазодобывающей промышленности, угледобыча гораздо более рассредоточена по территории страны. Около 1/3 российского угля добывается в Кузбассе (Кемеровская обл.), освоение которого началось на рубеже веков. Во время Великой Отечественной войны, когда фашисты захватили “всесоюзную кочегарку” — Донбасс, стал разрабатываться Печорский угольный. С 70-х годов разрабатываются Канско-Ачинский (Красноярский край) и Южно-Якутский бассейны, соответственно 15% и 4% добычи. Кроме названных, всероссийское значение имеет “старый” Донбасс (его российская часть — Ростовская обл.) — 7% добычи.
Добыча топлива в России указана в табл. 1.
Таблица 1.
Добыча топлива в России в пересчете на условное топливо, %
| Виды топлива | 1960 | 1970 | 1980 | 1990 |
| Нефть | 30 | 53 | 57 | 33 |
| Газ | 8 | 12 | 21 | 53 |
| Уголь | 54 | 30 | 19 | 13 |
| Торф, сланцы, дрова | 8 | 5 | 3 | 1 |
Примечание: теплотворная способность условного топлива – 7 тыс. ккал/кг. Этот показатель по отдельным видам топлива составляет: нефть – 10,5тыс. ккал/кг, газ – 10,4 тыс.ккал/кг, антрацит – 8,5. Тепловой коэффициент: нефть – 1,43; газ – 1,22; уголь – 0,73; торф – 0,37; сланцы – 0,30.
Структура производства электроэнергии указана в табл. 2.
Таблица 2.
Структура производства электроэнергии в России
| Типы электростанций | 1970 | 1980 | 1990 | 1997 |
| Тепловые | 77 | 73 | 70 | 68 |
| Гидравлические | 22 | 21 | 20 | 19 |
| Атомные | 1 | 6 | 10 | 13 |
Показатели добычи нефти и газа указаны в Приложении 1.
2.2 Размещение отраслей энергетики России
Характерная особенность российского ТЭКа — практически полное территориальное несовпадение основных топливных баз и массовых потребителей топливно-энергетических ресурсов. Они удалены друг от друга на тысячи километров. На Европейскую часть (включая Урал) приходится 4/5 населения страны и лишь 1/10 всех топливно-энергетических ресурсов. В результате, чтобы доставить ресурсы к потребителям, требуются огромные транспортные затраты. Преобладающая часть российских энергоресурсов расположена в районах с суровыми климатическими условиями, очень трудных для освоения. Это обстоятельство определяет главную проблему освоения минеральных энергетических ресурсов страны — дорогая их добыча в условиях “ледяных изотерм”, отсутствия дорог, инфраструктуры и трудовых ресурсов, а также дорогая транспортировка добываемой продукции к потребителям. И эти трудности с течением времени все усугубляются. По мере исчерпания запасов на наиболее богатых и выгодно расположенных месторождениях за нефтью, газом, углем приходится идти все дальше на север и восток, в еще более сложные районы.
Перспективными районами нефтегазодобычи в России считаются шельфовые акватории Арктики и Охотского (северо-восток Сахалина) морей. В Баренцевом и Карском морях открыты десять месторождений, среди которых есть газовые супергиганты: Ленинградское, Русановское, Штокмановское и крупное нефтяное — Приразломное. Однако осваивать и эксплуатировать эти ресурсы будет очень непросто. Добычу придется вести в районах, где низкие температуры, быстрое оледенение и полутораметровый дрейфующий лед сохраняются свыше 200 дней в году, дуют ураганные ветры со скоростью более 50 м/с, а в Охотском море реальную опасность представляют землетрясения, доходящие до 10 баллов. Эти условия требуют строительства противосейсмических ледостойких и противоштормовых платформ, аналогов которым нет в мире.
Потенциальные ресурсы нефти выявлены и на шельфе Каспийского моря. Широко развернутая разведка и разработка здесь нефтяных месторождений сопряжена со значительным риском аварий, разливов нефти, что может нанести ущерб ценнейшим рыбным ресурсам этого водоема — он дает до 90% мирового улова осетровых рыб. Стоимость тонны черной икры более чем в 4000 раз выше, чем стоимость тонны нефти. России предпочтительнее использовать самовоспроизводящиеся рыбные ресурсы Каспия, чем превращать его в нефтяное озеро. А невозобновимые нефтяные ресурсы лучше оставить будущим поколениям россиян, которые разработают новые, экологически щадящие технологии их добычи.
Во многих районах страны разрабатываемые ресурсы ископаемого топлива используются на местах. Важное значение для обеспечения региональных нужд имеют, например, угли Подмосковного бассейна (Тульская обл. и соседние районы), Урала, Приморья, Сахалина и др.
В целом в России добыча угля открытым способом достигает около 55%; по бассейнам: в Канско-Ачинском — 100%, в Кузбассе — 46%, на месторождениях Урала – 61%, на Дальнем Востоке – 80%, в Подмосковном бассейне — 17%. Исключительно подземным (шахтным) способом ведется добыча в Печорском и Донецком бассейнах.
Открытый способ добычи угля считается наиболее производительным и дешевым. При этом, однако, не учитываются связанные с ним сильные нарушения природы — создание глубоких карьеров и обширных отвалов вскрышных пород. Шахтная добыча дороже и к тому же отличается высокой “жизнеемкостью” — в СССР добыча каждого миллиона тонн угля сопровождалась гибелью одного шахтера, в России 90-х — уже двух горняков. Высокая аварийность шахтной добычи у нас в стране во многом определяется изношенностью горного оборудования — 40% его устарело. Нужна срочная модернизация шахт.