Сравнение тарифов на электроэнергию в Российской Федерации в середине 2009 г. с тарифами, которые были в СССР в 1980-х гг., в сопоставимых ценах на основные продукты питания (молоко, сливочное масло, мясо, картофель и хлеб), показало, что население платит за электроэнергию не больше, чем до реформы (в сопоставимых ценах). Этот же вывод подтвердило и сравнение доли затрат на электроэнергию в размере пенсий и зарплат педагогов. Таким образом, "реформа Чубайса" не разорила население.
Сравнение доли затрат на электроэнергию в себестоимости выпускаемой однотипной продукции в России в 2009 г. (после реформирования электроэнергетической отрасли) и в СССР в 1986 г. выявило, что затраты на электроэнергию у промышленных потребителей возросли. Анализ тарифов на электроэнергию в России показал, что для населения они меньше, чем для промышленных потребителей. А для поддержания конкурентоспособности выпускаемой продукции и, соответственно, экономики в целом необходима про-52 тивоположная тенденция. § В развитых странах Евро-г союза цены на электроэнер-I гию для населения выше, § чем для промышленности. ® Таким образом, текущие ре-| зультаты реструктуризации ® электроэнергетической от-I расли Российской Федера-1 ции в целом признать полно-1 стью удовлетворительными | с точки зрения развития ® экономики нельзя.
о
С Л
СТАНУТ ПИ ДИЗЕПЬНЫЕ ЭПЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ АПЬТЕРНАТИВОЙ АЭС В БПИЖАЙШЕЙ ПЕРСПЕКТИВЕ?
V_)
Доктор технических наук Г. Б. ГОРЕЛИК (Тихоокеанский государственный университет, г. Хабаровск)
В статье освещены основные проблемы атомной энергетики и предлагается альтернативный путь замены АЭС дизельными электростанциями большой мощности с обеспечением безопасной, надёжной и эффективной работы, а также задачи, которые при этом необходимо решить.
В энергетике упор делался на тепловые электростанции (ТЭС), работающие на угле и, в меньшей степени, на нефти и газе, а также на гидроэлектростанции. Атомные электростанции (АЭС) промышленного типа появились в конце шестидесятых годов прошлого века, когда частично были выработаны топливные ресурсы ряда стран.
К началу XXI в. атомными электростанциями мира производилось уже 16% электроэнергии. Такие электростанции работают в 31 стране и строятся ещё в 6 странах. Ядерный сектор энергетики наиболее значителен в Японии, Германии, Франции, Бельгии, Финляндии, Швеции, Болгарии и Швейцарии, т.е. в тех промышленно развитых странах, где недостаточно природных энергоресурсов. Эти страны производят от четверти до половины своей электроэнергии на АЭС. США же производят на АЭС только восьмую часть электроэнергии, но и это составляет пятую часть её мирового производства.
Однако в настоящее время в мире заканчивается эйфория, связанная с использованием атомной энергии для выработки тепла и электричества. В связи с рядом серьёзных аварий на большинстве АЭС и катастроф (Чернобыль и Фукусима) начался отход от уже утвердившейся точки зрения, что атомная энергия - главная альтернатива традиционным и возобновляемым источникам энергии. В условиях активизации движения противников ядерной энергетики и защитников окружающей сре-
30
© Г. Б. Горелик
ды ужесточились требования к строительству новых атомных электростанций, тем более что АЭС - чрезвычайно дорогой вид производства энергии и существуют большие финансовые риски по срокам и процедурам планирования, по допускам на строительство, которое является затяжным и дорогостоящим процессом. Помимо этого остро стоит вопрос об утилизации отходов атомного производства после завершения его жизненного цикла.
Известно, что затраты на обычную ТЭС складываются из прямых и косвенных капиталовложений, затрат на топливо, эксплуатационных расходов и расходов на техническое обслуживание. За срок службы ТЭС, работающей на угле, затраты на топливо составляют в среднем 50-60% всех затрат. В случае же АЭС доминируют капиталовложения, составляя около 70% всех затрат. Капитальные затраты на ядерные реакторы значительно превышают расходы на топливо угольных ТЭС за весь срок их службы и этим сводится на нет преимущество кажущейся экономии на атомном топливе. А ведь само получение ядерного топлива - дорогой и экологически вредный процесс, в котором участвуют многочисленные предприятия.
Не менее проблематичным аспектом являются угрозы природных воздействий, атомного терроризма и применения топливных элементов АЭС в составе ядерного оружия. Каждая атомная электростанция таит в себе огромную опасность, представляя собой "бомбу замедленного действия". Сегодня стало ясно, что ни в одной стране граждане не могут быть уверены в возможности защиты их от катастрофических последствий вероятных аварий на АЭС (чему есть три "ярких" подтверждения: АЭС "Three Mile Island" (США), Чернобыльская АЭС (СССР), АЭС "Фукусима-1" (Япония)).
Таким образом, атомная энергетика не выдержала испытаний на экономичность, безопасность и расположение общественности. Её будущее теперь зависит от того, насколько эффективно и надёжно будет осуществляться контроль за строительством и экс-
плуатацией АЭС, насколько успешным будет решение проблемы удаления и захоронения радиоактивных отходов и, главное, безопасности эксплуатации, а также от жизнеспособности и экспансии сильных конкурентов - ТЭС, работающих на угле, газе и на новых энергосберегающих технологиях и возобновляемых энергоресурсах.
Во Франции к 2025 г. будут остановлены 26 из 58 реакторов и доля атомной энергетики в производстве электроэнергии сократится с 75% до 50% (поддержка старых АЭС обходится Франции в 3.7 млрд евро в год). Бельгия, Германия, Швейцария будут останавливать старые и опасные реакторы, и развивать возобновляемую энергетику. Участники совещания Кабинета министров Японии в августе 2012 г. пришли к выводу, что новая стратегия развития энергетики страны будет предусматривать полный отказ от применения АЭС.
И только в США, России и Китае сохраняется прежний подход к развитию атомной энергетики. В США сегодня 80 АЭС вырабатывают 13% от производимой энергии, но планируют её довести до 25%. КНР имеет 11 реакторов ядерной энергетики, было построено 4 отдельных АЭС (25 станций находятся в стадии строительства и 54 запланированы). Росатом продолжает эксплуатацию двенадцати старых и опасных реакторов, построенных в 1970-е годы. На сегодняшний день в России эксплуатируются 10 атомных электростанций (в общей сложности 013 32 энергоблока установленной мощ- § ностью 24.2 ГВт), которые вырабаты- £ вают около 16% всего производимого н электричества. Согласно Федеральной 1 целевой программе "Развитие атомно- ! го энергопромышленного комплекса I России" к 2025 г. доля электроэнергии, ® выработанной на АЭС, должна увели- ! читься с 16 до 25%. I
Безусловно, атомная энергетика - 1 это высокотехнологичная отрасль, но ® пока не будут решены её проблемы и ^ вопросы безопасности рано ориентироваться на неё как на главную аль-
тернативу другим способам получения энергии.
На наш взгляд, в ближайшие 3040 лет к приоритетам модернизации энергетики следует отнести замену АЭС на дизельные электростанции (ДЭС) с малооборотными двухтактными двигателями (МОД) особо большой мощности (по 30-50 МВт каждый дизель-генератор (ДГ)), работающими параллельно. Тогда 4-6 ДЭС, расположенные по периметру города, в составе которых до шести ДГ каждая, по суммарной мощности заменяют один энергоблок АЭС. При этом используются имеющиеся линии электропередачи и теплоцентрали, так как ДЭС вырабатывают ещё и достаточное количество теплоты для отопительных целей. При необходимости может быть использовано низкотемпературное тепло с введением утилизационных котлов. КПД дизельных электростанций с учётом утилизации вырабатываемого тепла уже превышает 70%-й порог, т.е. фактически это теоретический предел использования энергии топлива. При этом исключается парниковый эффект (как у АЭС, сосредоточенной локально). ДЭС не нуждается в капитальных сооружениях, сроки ввода её в работу на порядок меньше, чем АЭС (см. ниже), при условии, что производство ДГ, средств автоматизации и электрооборудования выполняется серийно на специально созданном предприятии (например, Брянском машиностроительном заводе, который уже сегодня выпускает мощные г: двухтактные МОД). Подошёл момент, ко-ь гда следует отказаться от высоковольт-I ных ЛЭП, которые отчуждают огромные Н территории и теряют много энергии при
I её трансформации и передаче на боль-
II шие расстояния. Особенно это важно
1 при создании новых производств на тер-
2 ритории Сибири и Дальнего Востока. На | наш взгляд, потребности в электроэнер-1 гии и тепле могут обеспечивать ДЭС 1 той или иной мощности. К тому же ди-® зели на данный момент являются самы-^ ми эффективными преобразователями
энергии при минимальном воздействии на окружающую среду.
Почему целесообразен именно двухтактный процесс? Дизель-генераторы ДЭС работают параллельно. Сцепленные между собой электрической связью ДГ представляют собой разветвлённую крутильную систему, которая имеет различные формы собственных колебаний (одноузловые, двухузловые, трёхузловые и т.д.). Здесь наиболее важна одноузловая форма колебаний, имеющая наименьшую частоту порядка нескольких Герц, что определяется в основном геометрическими размерами ДГ, конструкцией генератора, массами вращающихся деталей. При наличии возмущающих сил в дизеле (низшая частота которых в 4-тактных - это половинная (моторная) гармоника по рабочему процессу при разложении диаграммы газовых и инерционных сил, в 2-тактных дизелях это гармоника 1-го порядка) крутильная система на конкретных частотах вращения коленчатого вала может приходить в резонансные колебания. Эти колебания того или иного порядка предопределяют перетекание электрической мощности между параллельно работающими ДГ и существенно ухудшают качество вырабатываемой электроэнергии (работа типа "пуш-пул"). Известно1, что топливная аппаратура при малых нагрузках работает с периодической нестабильностью подач от цикла к циклу, и это вызывает появление субгармонического источника возмущения с частотой п/240 Гц (гармоника 0.25 порядка для 4-тактного процесса, а для
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.