Влияние технологии на экономику энергетической отрасли.

Главной технологической особенностью элек­троэнергетики является совпадение во времени процессов производства и потреб­ления энергии, что

вызвано невозможностью аккумулирования энергии и высо­кой скоростью транспорта энергоносителей. Режим производства энергии определяется ре­жимом ее потребления. Значит, что при хро­нологической неравномерности потребления энергии спрос на нее в каждый момент времени должен покрываться в строгом соответствии с графиком нагрузки конкретного потребителя. Следовательно, в определенном периоде времени (сутки) потребитель должен быть обеспечен не только опре­деленным объемом энергии, но и соответствующей мощностью.

Режим энергопотребления, отражаемый графиками нагрузок потребителей, оказывает сильное влияние на издержки энерге­тического производства на отдельных энергопредприятиях. Чем больше неравномерность графика нагрузки, по которому вы­нуждена работать электростанция, котельная или районная энергосистема, тем выше себестоимость энергии, а значит, и ее отпускная цена.

Энергогенерирующие установки, функционирующие в пере­менном режиме, должны находиться в постоянной готовности к несению максимальных нагрузок. Издержки, связанные с под­держанием готовности энергооборудования, возмещаются по­требителями в виде отдельной платы за присоединенную мощ­ность (максимальную нагрузку) независимо от величины энер­гопотребления за расчетный период, т.е. уровня использования этой мощности.

Невозможность создания запасов готовой продукции в элек­троэнергетике требует наличия резервов генерирующих мощ­ностей, пропускной способности электрических и тепловых се­тей, а также запасов топливных ресурсов. Величина этих ре­зервов нормируется, а затраты на их формирование и содержа­ние включаются в стоимость энергии.

Одновременность производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии является основной причиной чет­кого разграничения вопросов хозяйственного и оперативно-тех­нологического (диспетчерского) управления в энергетических системах. Режим работы предприятия в электроэнергетике име­ет гораздо большее значение, чем в промышленном производстве. Поэтому ведение режимов передается самостоятельному аппарату диспетчерского управления энергосистемой, состоя­щему из ряда иерархических звеньев - от главного диспетчера до начальника смены электростанции, руководящего работой эксплуатационного (вахтенного) персонала. В результате уп­равления режимами достигается оптимальное распределение на­грузки между агрегатами, имеющими разную экономичность, что позволяет минимизировать издержки производства в целом по энергосистеме.

Технологическое единство производства и потребления энер­гии предопределяет необходимость тесного экономического взаимодействия энергокомпаний и потребителей. Основными направлениями такого взаимодействия являются:

рационализация режимов энергопотребления;

формирование взаимоприемлемых тарифов на энергию;

координация планов развития энергопотребляющих уста­новок, генерирующих и транспортных мощностей энерго­систем.

Непрерывный характер производственного процесса. Эта особенность обусловливает высокий уровень автоматизации производства и управления технологическим процессом. Как известно, высокоавтоматизированное производство отличает­ся высокими фондовооруженностью и производительностью труда. Таким образом, электроэнергетика принадлежит к чис­лу малотрудоемких отраслей народного хозяйства, а в произ­водственных издержках энергетических предприятий состав­ляющая по оплате труда занимает незначительную долго. При этом численность персонала определяется установленной мощ­ностью электростанций и не зависит от выработки электроэнер­гии, т.е. от режима использования этой мощности.

Между тем значительная сложность и высокая скорость осу­ществления технологического процесса вызывают большие психофизиологические нагрузки на оперативный персонал энер­гопредприятий и органов диспетчерского управления. Работ­ники должны иметь высокую профессиональную квалифика­цию, психологическую устойчивость, дисциплинированность. Причем важное значение имеют как производственный опыт отдельных работников, так и четко отлаженное взаимодействие различных подразделений и служб. Таким образом, очевидна особая роль человеческого фактора в электроэнергетике.

Отсюда следуют два вывода. Во-первых, по уровню оплаты труда персонал энергокомпаний должен занимать одно из ве­дущих мест в народном хозяйстве. Во-вторых, требуется регу­лярно выделять значительные средства для подготовки и повы­шения квалификации кадров электроэнергетики.

Сложность и особые условия работы энергетического оборудования. Энергетическое оборудование, особенно установ­ленное на электростанциях, отличается конструктивной сложностью и большой металлоемкостью. В процессе эксплуатации оно подвергается воздействию высоких температур, давлений, химически агрессивных сред, радиоактивности. Поэтому при его изготовлении применяются специальные дорогостоящие конструкционные материалы, способные в условиях нормаль­ной эксплуатации достаточно продолжительное время выдер­живать эти нагрузки без нарушения основных параметров тех­нологического процесса.

Указанные факторы определяют высокую капиталоемкость объектов электроэнергетики', а также весьма длительные сро­ки проектирования, строительства, монтажа и эксплуатации крупных энергоблоков. Капитальные ремонты основ­ного оборудования (парогенераторов, турбин) отличаются про­должительностью и большими издержками.

Взаимозаменяемость генерирующих установок. Установ­ки, вырабатывающие электрическую и тепловую энергию, мо­гут использовать различные первичные энергоресурсы:

органическое топливо разных видов (уголь, газ, мазут и др.);

ядерную энергию;

возобновляемые источники энергии (гидроэнергию, солнеч­ную, ветровую, геотермальную и др.).

Технология энергетического производства может быть осно­вана на различных тепловых схемах и энергетических циклах: конденсационной и теплофикационной выработке электроэнер­гии; паротурбинном, газотурбинном и парогазовом (комбини­рованном) циклах. При этом генерирующие установки могут отличаться единичными мощностями, параметрами пара (ГЭС и АЭС). В системах транспорта электроэнергии возможно при­менение переменного либо постоянного тока разных уровней напряжения.

Технологическая взаимозаменяемость энергоустановок пред­определяет многовариантность решения задачи энергоснабжения региона. Выбор наилучшего варианта осуществляется на основе специальных экономических расчетов. В то же время вза­имозаменяемость генерирующих энергоустановок ограничена их производственной специализацией, т.е. режимами использова­ния в энергосистеме. Например, газотурбинная и гидроаккумулирующая электростанции могут рассматриваться как взаимо­заменяемые и конкурирующие потому, что предназначены для работы в переменном режиме благодаря прежде всего своим ма­невренным качествам. Но газотурбинную станцию и крупную АЭС, предназначенную для работы в режиме постоянной нагруз­ки, неправомерно считать взаимозаменяемыми. АЭС следует со­поставлять с крупными паротурбинными ТЭС, работающими на разных видах топлива. Нельзя считать взаимозаменяемыми и энергоустановки, вырабатывающие энергетическую продукцию разного ассортимента. Например, ТЭЦ, на которой в установ­ках комбинированного производства генерируется электричес­кая и тепловая энергия, не может сравниваться с отдельной ко­тельной или отдельной КЭС. Установка комбинированного про­изводства может рассматриваться как взаимозаменяемая только с энергетическим комплексом: котельная + КЭС.

С учетом указанных ограничений взаимозаменяемость гене­рирующих энергоустановок дает возможность разрабатывать и оценивать различные сценарии развития районных энергоси­стем и формировать для каждой из них свою оптимальную струк­туру энергетических мощностей исходя из критериев надежно­сти, экологичности и экономичности энергоснабжения.

Низкий КПД генерирования электроэнергии. Электроэнер­гетика относится к весьма топливоемким отраслям народного хозяйства. На современных крупных ТЭС, оборудованных па­ротурбинными конденсационными энергоблоками, КПД в луч­шем случае несколько превышает 40 %. Переход на парогазо­вый цикл позволяет увеличить КПД примерно до 60 %. Тем не менее даже в этом случае около 40 % тепла (топлива) непроиз­водительно выбрасывается в окружающую среду.

Таким образом, основная составляющая издержек производ­ства на ТЭС связана с топливом (50 - 70 % себестоимости). В этих условиях для электростанций, использующих дальне­привозной качественный уголь, может обостриться проблема надежности топливоснабжения (крупная угольная ТЭС потреб­ляет в сутки несколько железнодорожных составов с топливом). Поэтому требуется создание больших оперативных и страхо­вых запасов топлива на ТЭС.

Так как возможности существенного роста КПД электростан­ций, а значит, снижения удельных расходов топлива на произ­водство электроэнергии в обозримой перспективе ограничены, надо стремиться по возможности сокращать использование в электроэнергетике высококачественных, дорогих и дефицит­ных видов органического топлива, прежде всего природного

газа и мазута. Естественно, что в каждом регионе эта проблема должна решаться с учетом местных условий формирования топ­ливно-энергетического баланса.

Взаимодействие с окружающей средой. Характерной осо­бенностью технологии производства энергии на ТЭС и АЭС яв­ляется непрерывный сброс огромного количества тепла в окру­жающую среду - реки, озера, пруды и другие водоохлаждающие бассейны, а также в атмосферу (посредством градирен, систем испарительного охлаждения). Это порождает трудности при раз­мещении вновь сооружаемых электростанций в подборе соот­ветствующих площадок, которые позволяли бы обеспечить сброс тепла в непосредственной близости от них (проточная вода или искусственные гидротехнические сооружения больших размеров в виде водохранилищ, испарительных прудов, градирен). Гид­ротехнические сооружения для системы охлаждения ТЭС и АЭС требуют больших капитальных затрат.

Более низкий, чем у ТЭС, коэффициент полезного использо­вания тепла у большинства современных АЭС приводит к зна­чительно большим для них потребностям в охлаждающей воде и соответственно большим затратам на гидротехнические со­оружения.

Тепловое " загрязнение" окружающей среды ТЭС, работаю­щими на органическом топливе, сопровождается огромным расходом кислорода из атмосферы, непрерывным выбросом газов, золы, а также вредных для растительного и животного мира окислов серы и азота. Это создает значительные экологи­ческие проблемы и влечет за собой крупные затраты на соору­жение и эксплуатацию специальных природоохранных техни­ческих устройств.