Энергия Казахстана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Энергия Казахстана

Казахстан обладает крупными запасами энергетических ресурсов (нефть, газ, уголь, уран) и является сырьевой страной, живущей за счет продажи природных запасов энергоносителей. До 2010 года Казахстан являлся нетто-экспортёром электроэнергии, а после 2010 года является нетто-импортером, то есть потребляет больше электроэнергии, чем производит. Север Казахстана экспортирует электроэнергию, производимую на построенной еще в советское время Экибастузской ГРЭС_1, в Россию, а юг покупает её у Киргизии и Узбекистана.

Энергетическая проблема связана с сырьевой. Это проблема обеспечения человечества топливом и сырьем. Решение проблемы заключается в использовании достижений НТР для уменьшения потери топлива и сырья, использование альтернативных источников энергии, вовлечение в эксплуатацию новых месторождений.

Решение электросырьевой проблемы на современном этапе развития мирового хозяйства должно идти интенсивным путем, который заключается в более рациональном использовании ресурсов или в осуществлении политики ресурсосбережения.

В настоящее время технологическое оборудование многих действующих электростанций сильно изношено. На начало этого года установленная генерирующая мощность всех электростанций Казахстана составляет 19 272 МВт, а располагаемая - 15 927 МВт, то есть разрыв мощности - 3 345 МВт.

Производство электроэнергии

Суммарная установленная мощность всех электростанций Казахстана составляет 18 992.7 МВт электроэнергии. К сожалению, выработка большинства электростанций не достигает установленной мощности. Выработка по типу электростанций распределяется следующим образом:

· ТЭС (тепловые электростанции) - 87,7 %;

· КЭС (конденсационная электростанция) - 48,9 %;

· ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) - 36,6 %;

· ГТЭС (газотурбинная электростанция) - 2,3 %;

· ГЭС (гидроэлектростанции) - 12,3 %.

Около 70 % электроэнергии в Казахстане вырабатывается из угля, 14,6 % - из гидроресурсов, 10,6 % - из газа и 4,9 % - из нефти.

Возможности возобновляемых источников энергии в Казахстане

Развитие и совершенствование возобновляемых источников энергии обусловлено сегодня необходимостью формирования новой энергетической модели, диверсификации технологической базы электрогенерации, восполнения энергодефицита и решения мировых экологических проблем.

Потенциальные возможности

Мировой спрос на возобновляемые источники энергии постоянно растет. К 2050 году увеличение их доли в глобальном энергетическом балансе прогнозируется уже до 35 %. Практически во всех развитых странах сегодня формируются и реализуются программы развития альтернативной энергетики. Привлекательность этой энергии связана с неисчерпаемостью ресурсов, независимостью от конъюнктуры цен на мировых рынках энергоносителей, а также, что немаловажно, экологической чистотой.

Основное преимущество возобновляемых источников энергии - неисчерпаемость и экологичность. Эти качества и послужили причиной бурного развития возобновляемой энергетики за рубежом и весьма оптимистических прогнозов их развития в ближайшие десятилетия.

Главными причинами, обусловившими развитие альтернативной энергии, выступают обеспечение энергетической безопасности, сохранение окружающей среды и обеспечение экологической безопасности, завоевание мировых рынков возобновляемых источников энергии, сохранение запасов собственных энергоресурсов для будущих поколений, а также увеличение потребления сырья для неэнергетического использования топлива.

Тем самым на сегодняшний день возобновляемые источники энергии выступают необходимым направлением развития энергетики будущего. Казахстан же в этом плане обладает всеми необходимыми ресурсами для использования этой энергии. Учитывая дефицит электроэнергии в стране, особенно в южных регионах, вопрос о расширении применения альтернативных ис-точников стоит сегодня наиболее остро. Неэффективность централизации электроснабжения в условиях огромной территории Казахстана, занимающей 2,7 млн. км2, и низкой плотности населения Казахстана - 5,5 чел./км2 - приводит к существенным потерям энергии при ее транспортировке удаленным потребителям. Поэтому использование альтернативной энергетики поможет уменьшить затраты на энергоснабжение удаленных населенных пунктов и строительство новых линий электропередачи.

В соответствии со Стратегическим планом развития Ре-спублики Казахстан до 2020 года доля ВИЭ в общем объеме электропотребления должна составить 1,5 % к 2015 году и более 3 % - к 2020 году. Приоритеты, поставленные Государственной программой по форсированному индустриально-инновационному развитию Республики Казахстан на 2010-2014 годы, предусматривают увеличение объема выработки возобновляемой энергии до 1 млрд. кВт_ч в год., что превысит 1 % в энергобалансе Казахстана.

Малые ГЭС - наиболее активно развивающееся направление ВИЭ в Казахстане. В период с 2007 по 2010 годы в Алматинской области было введено в работу 5 малых ГЭС с суммарной установленной мощностью около 20 МВт. Строительство малых ГЭС, работающих без подпорных плотин на небольших реках, является одним из важных направлений повышения энергоэффективности казахстанской экономики. По оценкам экспертов, наибольший результат принесет сооружение каскадов безопасных малых ГЭС на реках Южного Казахстана.

В долгосрочной перспективе наибольший потенциал имеет ветроэнергетика. На территории 50 тыс. кв. км, что составляет 2 % площади Казахстана, среднегодовая скорость ветра превышает 7 м/с. Потенциала только этих территорий достаточно для выработки 1 трлн. кВт_ч в год, что во много раз перекрывает потребности республики в электроэнергии. Суммарный годовой энергетический потенциал ветра в Казахстане оценивается на уровне 1,8 трлн. кВт_ч, причем плотность ветрового потенциала в ряде мест составляет 10 МВт на кв. км.

Значительным ресурсом обладают районы Северного, Центрального, западного и Юго-Восточного Казахстана, особенно Джунгарские ворота и Шелекский коридор, где средние годовые скорости ветра составляют 7-9 м/с и 5-9 м/с соответственно, а также Астана, форт Шевченко и Аркалык. Их возможности для использования в генерации электроэнергии воздушных потоков уникальны.

За последние годы в развитии солнечной энергетики также наблюдается динамичный рост. Однако применение солнечной электроэнергетики сегодня невозможно без государственной поддержки. Среди стран, проводящих подобную политику, самую заметную роль играют США, Германия, Испания, Южная Корея и Япония, где программы развития этого направления энергетики стали национальными. Именно они и формируют сегодня мировой рынок солнечной энергетики.

Перспективная картина

В соответствии со Стратегическим планом развития ожидается увеличение мощности вырабатываемой ВИЭ к 2020 году до 1040 мегаватт, из которых 13 ветростанций на 793 мегаватт, 14 ГЭС - 170 мегаватт и 4 солнечных станции на 77 мегаватт.

К 2020 году в республике в эксплуатацию введут 34 объекта возобновляемых источников энергии, куда входят ветро-, гидро- и солнечные электростанции. Общая мощность новых электростанций составит 1362,34 мегаватта. Больше всего энергии будут вырабатывать 13 ветроэлектростанций - 1081 мегаватт. 17 ГЭС будут давать 205,45 мегаватта, 4 солнечные электростанции - 76 мегаватт.

В этом году в эксплуатацию будут введены ветроэлектро-станции в Восточно-Казахстанской и Северо-Казахстанской областях. В следующем году энергия ветра будет использоваться двумя станциями в пригороде Ерементау в Акмолинской области. В Алматинской области в период с 2014 по 2018 год в экс-плуатацию введут 3 ветроэлектростанции, 2 из которых будут построены в Шелекском коридоре и еще одна - в знаменитых Джунгарских воротах.

Самая мощная электростанция (300 мегаватт) будет построена в Карагалинском районе Актюбинской области. В Жамбыл-ской области в 2015 году будет введена в эксплуатацию Кор-дайская ВЭС, в Сарысуском районе построят ВЭС мощностью 100 мегаватт. В 2015 году заработают ветряные электростанции в Карагандинской и Костанайской областях. Также ВЭС будет построена в городе Форт-Шевченко в Мангистауской области.

Основной потенциал гидроэлектростанций будет сосредо-точен в Алматинской области. Всего к 2020 году планируется построить 11 ГЭС. Крупнейшая ГЭС мощностью 60,8 мегаватта появится на реке Шелек в Алматинской области. Также к этому времени ГЭС заработают в Восточно-Казахстанской, Жамбылской и Южно-Казахстанской областях. Солнечная энергия для производства электричества будет использоваться в Алматин-ской, Жамбылской и Кызылординской областях. Самая мощная электростанция - 24 мегаватта - будет построена в Жамбыл-ской области.

Ответственными за реализацию проектов ВИЭ являются аки-маты областей и товарищества с ограниченной ответственностью. Для строительства электростанций будут привлекаться собственные и заемные средства инвесторов. Кроме того, государство будет субсидировать установку ветроэлектростанций фермерами. В частности, физическим лицам, не имеющим подключения к энергосистеме, установлена финансовая поддержка: субсидирование 50 % от стоимости установки мощностью до 5 киловатт будет за счет бюджета государства. По общим оценкам, на сегодняшний день в стране насчитывается 1200 фермерских хозяйств и отгонных пастбищ, которые не имеют подключения к электрическим сетям.

Финансирование ряда проектов уже активно осуществляется. Так, ТОО «Первая ветровая электрическая станция» (дочерняя организация ТОО «Samruk-Green Energy») и Евразийский банк развития подписали договор на открытие кредитной линии на сумму 14,2 млрд. тенге на финансирование проекта строительства «под ключ» первой крупной в Казахстане ветровой электрической станции на площадке Ерементау в Акмолинской области мощностью 45 МВт. Выработка электрической энергии в объеме более 172 млн. кВт.ч. в год без расхода углеводородного топлива позволит сэкономить более 60 тыс. тонн угля и повысить надежность поставок электроэнергии в регионе. В рамках проведения предстоящей выставки EXPO_2017 планируется обеспечить электроснабжение объектов выставки за счет энергии, выработанной данной ветроэлектростанцией.

Тем самым роль ВИЭ в энергетике будущего будет определяться возможностями разработки новых технологий, материалов и конструкций для создания, прежде всего, конкурентоспособных энергетических станций. Сегодня стоимость ВИЭ остается высокой, однако при последовательном развитии и удешевлении альтернативная энергетика займет свое место в энергобалансе мира.

Сегодня мы поговорим о Гидроэлектроэнергии…

Гидроэнергетика - область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования энергии водного потока в электрическую энергию.

Гидроэлектроэнергия вырабатывается за счет движения воды. Это относится к электроэнергии, вырабатываемой морскими приливными электростанциями или речными гидростанциями, либо гравитацией.

Морская гидроэлектроэнергия включает в себя энергию волн, приливов и отливов, а также энергию, получаемую от разности солености и температур океана.

Гидроэлектроэнергия получается при естественном круговороте воды или стоков, которые собираются в реках и озерах в результате дождей и снегопадов. Электричество вырабатывается либо от естественного течения реки, образуя электроэнергию непрерывно, и изменяется в зависимости от природной скорости потока, либо путем выборочного спуска воды из водохранилищ в зависимости от необходимости.

Гидроэнергетика мира

На 2006 год гидроэнергетика обеспечивает производство до 88 % возобновляемой и до 20 % всей электроэнергии в мире, установленная гидроэнергетическая мощность достигает 777 ГВт.

Абсолютным лидером по выработке гидроэнергии на душу населения является Исландия. Кроме неё этот показатель наиболее высок в Норвегии (доля ГЭС в суммарной выработке - 98 %), Канаде и Швеции. В Парагвае 100 % производимой энергии вырабатывается на гидроэлектростанциях.

Наиболее активное гидростроительство на начало 2000_х ведёт Китай, для которого гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии. В этой стране размещено до половины малых гидроэлектростанций мира, а также крупнейшая ГЭС мира «Три ущелья» на реке Янцзы и строящийся крупнейший по мощности каскад ГЭС. Ещё более крупная ГЭС «Гранд Инга» мощностью 39 ГВт планируется к сооружению международным консорциумом на реке Конго в Демократической Республике Конго (бывший Заир).

На 2008 год крупнейшими производителями гидроэнергии (включая переработку на ГАЭС) в абсолютных значениях являются следующие страны:

сырьевой месторождение энергоноситель топливо

Крупнейшие ГЭС в мире

ГЭС Казахстана

Основные реки: Иртыш, Или и Сырдарья. Экономически эффективные гидроресурсы сосредоточены в основном на востоке (горный Алтай) и на юге страны. Крупнейшие ГЭС: Бухтарминская, Шульбинская, Усть-Каменогорская (на реке Иртыш) и Капчагайская (на реке Или) обеспечивающие 10 % потребностей страны.

В Казахстане планируется увеличение использования гидроресурсов в среднесрочном периоде. В стадии строительства находится Мойнакская ГЭС (300 МВт), проектируются Булакская ГЭС (78 МВт), Кербулакская ГЭС (50 МВт) и ряд малых ГЭС.

Список гидроэлектростанций Казахстана

Принцип работы

Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.

Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией - естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию.

Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля над работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.

Гидроэлектрические станции разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности:

· мощные - вырабатывают от 25 МВт и выше;

· средние - до 25 МВт;

· малые гидроэлектростанции - до 5 МВт.

Мощность ГЭС зависит от напора и расхода воды, а также от КПД используемых турбин и генераторов. Из-за того, что по природным законам уровень воды постоянно меняется, в зависимости от сезона, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принято брать цикличную мощность. К примеру, различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы гидроэлектростанции.

Гидроэлектростанции также делятся в зависимости от максимального использования напора воды:

· высоконапорные - более 60 м;

· средненапорные - от 25 м;

· низконапорные - от 3 до 25 м.

В зависимости от напора воды, в гидроэлектростанциях применяются различные виды турбин. Для высоконапорных - ковшовые ирадиально-осевые турбины с металлическими спиральными камерами. На средненапорных ГЭС устанавливаются поворотнолопастные и радиально-осевые турбины, на низконапорных - поворотнолопастные турбины в железобетонных камерах. Принцип работы всех видов турбин схож - вода, находящаяся под давлением (напор воды) поступает на лопасти турбины, которые начинают вращаться. Механическая энергия, таким образом, передается на гидрогенератор, который и вырабатывает электроэнергию. Турбины отличаются некоторыми техническими характеристиками, а также камерами - стальными или железобетонными, и рассчитаны на различный напор воды.

Гидроэлектрические станции также разделяются в зависимости от принципа использования природных ресурсов, и, соответственно, образующейся концентрации воды. Здесь можно выделить следующие ГЭС:

Русловые ГЭС

Русловые ГЭС вырабатывают гидроэлектроэнергию для немедленной передачи и / или потребления с ограниченной возможностью или без возможности хранения. Хранение, которое доступно в ограниченном виде, называется «водохранилищем». Станции без водохранилища обычно служат в качестве пиковых электростанций, а станции с водохранилищем могут служить либо базовыми, либо пиковыми генераторами.

Русловые ГЭС идеально подходят для рек с минимальным стоком в сухую погоду или регулируемых большими по размеру плотинами при наличии водохранилища, расположенного вверх по течению.

Плотинные ГЭС

Принцип работы плотинных ГЭС основан на хранении воды в водохранилищах, которая может быть спущена для выборочного электроснабжения. Когда затворы плотины открываются, сила притяжения тянет воду через «напорный водовод» (канал между резервуаром и турбиной). Плотины увеличивают давление потока посредством наращивания хранимого объема воды. Спущенная вода проходит через «напорный водовод». Как только вода проходит через турбину, она возвращается в реку вниз по течению.

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС)

ГАЭС работает посредством перемещения воды между бассейнами, расположенными на разных уровнях. В периоды низкого спроса на электроэнергию дополнительная выработка мощности используется для перекачки воды в верхний бассейн; при наличии спроса вода спускается обратно в нижний бассейн, вращая турбину.

Гидроаккумулирующие электростанции используются в основном для выработки электроэнергии в периоды максимального спроса. Такие схемы в настоящее время обеспечивают наиболее коммерчески важную крупномасштабную систему накопления энергии и улучшение суточного коэффициента нагрузки энергосистемы.

Приплотинные ГЭС

Строятся при более высоких напорах воды. В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода, в этом случае, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели, а не непосредственно, как в русловых ГЭС.

Деривационные гидроэлектростанции

Такие электростанции строят в тех местах, где велик уклон реки. Необходимая концентрация воды в ГЭС такого типа создается посредством деривации. Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы. Последние - спрямлены, и их уклон значительно меньший, нежели средний уклон реки. В итоге вода подводится непосредственно к зданию ГЭС. Деривационные ГЭС могут быть разного вида - безнапорные или с напорной деривацией. В случае с напорной деривацией, водовод прокладывается с большим продольным уклоном. В другом случае в начале деривации на реке создается более высокая плотина, и создается водохранилище - такая схема еще называется смешанной деривацией, так как используются оба метода создания необходимой концентрации воды

В состав гидроэлектрических станций, в зависимости от их назначения, также могут входить дополнительные сооружения, такие как шлюзы или судоподъёмники, способствующие навигации по водоему, рыбопропускные, водозаборные сооружения, используемые для ирригации, и многое другое.

Ценность гидроэлектрической станции состоит в том, что для производства электрической энергии они используют возобновляемые природные ресурсы. Ввиду того, что потребности в дополнительном топливе для ГЭС нет, конечная стоимость получаемой электроэнергии значительно ниже, чем при использовании других видов электростанций

Размещено на Allbest.ru