Учебная работа. Разработка программы по развитию нетрадиционной энергетики в России (Камчатский край)

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Разработка программы по развитию нетрадиционной энергетики в России (Камчатский край)

Курсовая работа

На тему: "Разработка программы по развитию нетрадиционной энергетики в России (Камчатский край)"

Подготовила: студентка ИЭФ 753 группы (ВО)

Печурина Мария Игоревна

Проверил: доцент, кандидат технических наук

Гаврилов Николай Николаевич

Введение

Целью данной работы является исследование энергопотребления Камчатского края, и разработка программы по развитию нетрадиционной энергетики в данной области на основе мини атомных электростанций (далее — мини АЭС).

Значение электроэнергетики в экономике россии, так же, как и в её общественной жизни трудно переоценить — это основа всей современной жизни.

По важному показателю — выработке на одного жителя в 2005 году страна находилась приблизительно на одном уровне с такими энергоимпортирующими государствами как Германия и Дания, имеющими меньшие транспортные потери и затраты на отопление. однако после спада в 90-х с 1998 года потребление постоянно растёт, в частности в 2007 году выработка всеми станциями единой энергосистемы составила 997,3 млрд кВт·ч (1 082 млрд кВт·ч в 1990 году).

В структуре потребления выделяется промышленность — 36 %, ТЭК — 18 %, жилой сектор — 15 % (несколько заместивший в 90-х провал потребления в промышленности), значительны потери в сетях, достигающие 11,5 %. По регионам структура резко отличается — от высокой доли ТЭК в западной Сибири и энергоёмкой промышленности в Сибирской системе, до высокой доли жилого сектора в густонаселённых регионах европейской части.

В 2003 году начат процесс реформирования "ЕЭС россии". Основными вехами реформирования электроэнергетики стали завершение формирования новых субъектов рынка, переход к новым правилам функционирования оптового и розничных рынков электроэнергии, принятие решения об ускорении темпов либерализации, размещение на фондовом рынке акций генерирующих компаний. Осуществлена государственная регистрация семи оптовых генерирующих компаний (ОГК) и 14 территориальных генерирующих компаний (ТГК). В отдельную Федеральную сетевую компанию (ФСК ЕЭС), контролируемую государством, выделена основная часть магистральных и распределительных сетей.

железнодорожный транспорт — крупный и особенно важный для хозяйства страны потребитель энергии

Кроме того действуют и более независимые или изолированные энергокомпании "Янтарьэнерго", "Якутскэнерго", "Дальневосточная энергетическая компания", "Татэнерго", "Башкирэнерго", "Иркутскэнерго" и "Новосибирскэнерго".

крупными игроками российской электроэнергетики с конца 2007 года стали германская компания E.ON, теперь контролирующая один из крупнейших энергоактивов — ОГК-4, итальянская ENEL теперь ключевой акционер ОГК-5. С 2008 года финский концерн Fortum контролирует бывшую ТГК-10.

Техническое развитие классической электроэнергетики, связываемое с реформой, предполагается введением в энергосистему более эффективных и маневренных парогазовых установок, и замещением выработки базовой составляющей с газа на уголь.

Глава 1. анализ Камчатского края

.1 Общие сведения

Камчатский край — субъект российской Федерации, входит в состав Дальневосточного федерального округа.

Административный центр — город Петропавловск-Камчатский.

Численность населения края составляет 319 864 чел. (2013 год).

Образован 1 июля 2007 в результате объединения Камчатской области и Корякского автономного округа.

Граничит на северо-западе с Магаданской областью, на севере — с Чукотским автономным округом, на юге через первый Курильский пролив c Сахалинской областью.

Экономика Камчатского края.

основные отрасли: рыбная промышленность (лов рыбы и переработка морепродуктов), сельское хозяйство, добыча природного газа, угля, цветных металлов; электроэнергетика, в том числе освоение нетрадиционных геотермальных источников энергии; транспорт и связь. Развивается туризм.

Камчатка издавна славилась пушным промыслом. Меха, добываемых здесь соболя, лисицы, голубого песца, морского котика высоко ценятся на международных аукционах. Также развито оленеводство, использующее отличные пастбища на севере Камчатки.

В регионе находятся крупные военно-морские базы, в частности базы подводных лодок, а также авиабазы и радарные станции — часть населения занята в сфере обслуживания военного хозяйства.

Регион обладает значительным гидроэнергопотенциалом:

·Пенжинская губа Охотского моря обладает колоссальным приливным потенциалом, оценённым в советское время в рамках проекта Пенжинской ПЭС мощностью в 87 ГВт

·Значителен потенциал рек полуострова, реализованный лишь несколькими объектами, в частности — Толмачевскими ГЭС суммарной мощностью 45,2 МВт. Суммарный же потенциал рек оценивается в размере до 20 ГВт рабочей мощности.

·Также велик потенциал парогидротерм Камчатки, в том числе и низкотемпературных, способных стабильно обеспечивать теплоэнергией, а суммарно оцениваемый электропотенциал достигает 1 ГВт. Среди основных месторождений:

·Мутновское (вырабатывается до 413,6 млн кВт·ч электроэнергии в год на Мутновской и Верхне-Мутновской ГеоЭС)

·Паужетское (вырабатывается до 60 млн кВт·ч электроэнергии в год на Паужетской ГеоЭС)

·Высок ветропотенциал побережья, особенно в Усть-Камчатском, Соболевском районах и на м. Лопатка. Действуют две ветроэлектростанции: в селе Никольское на Командорских островах и посёлке Октябрьский.

В 2010 году на Камчатке электроэнергии вырабатывалось на 40 % больше необходимого, однако в одних местах наблюдался её излишек, а в других — недостаток.

1.2 Анализ потребления электроэнергии в Камчатском крае

Энергетика Камчатского края характеризуется следующими особенностями: изолированность от Федерального оптового рынка электрической энергии, функционирование в сложных природно-климатических условиях (сейсмичность территории, ветровые нагрузки, циклоны и пр.), высокой стоимостью привозного топлива, сложной транспортной доступностью и как следствие высокими тарифами на тепловую и электрическую энергию и состоит из центрального энергоузла и объектов дизельной генерации в отдаленных районах Камчатского края. Общая установленная мощность электростанций составляет 573,3 МВт, что в два раза превышает современную потребность.

В 2011 году в Камчатском крае произведено 1, 646 млрд. кВт*часов электроэнергии, объём проданной электроэнергии составляет 26 % валового регионального продукта.

В структуре потребления электроэнергии в Камчатском крае доля населения составляет 38,1%, бюджетных организаций 22,8%, доля промышленных потребителей — 7 %, прочие потребители — 32,1%.

При производстве электроэнергии доля станций работающих на традиционных видах топлива составляет 68%, на возобновляемых ресурсах — 32%.

Энергетика Камчатского края должна своевременно отреагировать на требования региональной экономики и выработать меры для своего устойчивого и эффективного развития.

Темпы роста электропотребления в Камчатском крае ниже, чем на дальнем Востоке и по всей России. Среднегодовой темп роста электропотребления в Камчатском крае ожидается 1-1,5 % (по дальнему Востоку- до 4 %, по Российской Федерации — 5 % до 2010 года по базовому варианту).

Таблица 1. Электростанции на Камчатке

NЭлектростанцииЭлектрическая мощность, МВтИспользуемый энергоресурс1Камчатская ТЭЦ-1235мазут2Камчатская ТЭЦ-2160мазут3Мутновская ГеоЭС50геотермальный теплоноситель4Верхне-Мутновская ГеоЭС12геотермальный теплоноситель5Паужетская ГеоТЭС14,5геотермальный теплоноситель6Каскад малых Толмачевских ГЭС: — ГЭС-1 — ГЭС-2 (ввод в 2010 году) — ГЭС-345,2 2,0 24,8 18,4гидроресурсы7Быстринская малая ГЭС1,7гидроресурсы8Газо-дизельная электростанция (ГДЭС7)4,3природный газ9Ветровая электростанция0,5ветроресурсы10мини-ТЭЦ "Палана" (построена, но не введена в эксплуатацию)4уголь11Дизельные электростанции- 342 электростанции136,4дизельное топливоИТОГО:634,8 в том числе 72 в КАО.без учета строящихся ГЭС-2 и мини-ТЭЦ "Палана"

Спрос на электроэнергию по изолированным энергоузлам региона неравномерен, что связано как с их экономическим потенциалом, так и с демографической ситуацией. наиболее динамичный ожидается рост в Центральном энергоузле, в связи с ожидаемым ростом промышленного производства: судоремонта, рыбопереработки, цветной металлургии, переработки сельхозпродукции, стройиндустрии и стройматериалов.

Износ оборудования тепловых электростанций на современном этапе становится одной из основных проблем камчатской энергетики.

значительная доля оборудования электростанций и электрических сетей выработала свой расчетный срок службы (около 30 лет), 70% генерирующего оборудования введено в эксплуатацию до 1985 года, 50% установленного оборудования имеют возраст выше 30 лет. Все это ухудшает общие экономические показатели работы электростанций.

Опасность массового выхода из строя оборудования ДЭС заставляет самым серьезным образом отнестись к этой проблеме.

Более 60% выработки электро- и теплоэнергии обеспечивается разнотипными энергоблоками небольшой мощности, которые нельзя отнести к современным ни по уровню мощности, ни по уровню экономичности.

сегодня технический уровень оборудования, установленного на Камчатских ТЭЦ, ДЭС, существенно ниже современного, и последствия этого выражаются, прежде всего, в значительном пережоге топлива и соответственно в ухудшенных экономических показателях электростанций (основной — повышение себестоимости производства энергии), а также низком уровне надежности.

Камчатская энергосистема функционирует на полуострове Камчатка на территории двух субъектов Российской Федерации: Камчатской области и Корякского автономного округа (КАО) и находится в управлении Акционерного общества " Камчатскэнерго".

Камчатская энергосистема состоит из Центрального энергорайона, обеспечивающего централизованное электроснабжение юго-восточной части полуострова Камчатка и 10 изолированно работающих небольших энергоузлов, сформированных на базе Паужетской ГеоЭС, ДЭС Южных и Центральных электрических сетей и имеющих территориальное деление по границам муниципальных образований.

Акционерное общество "Камчатскэнерго" является основным поставщиком электрической энергии на территории Камчатского края, а также вырабатывает более половины тепловой энергии для нужд города Петропавловска-Камчатска.

Основные проблемы Камчатской энергосистемы:

Камчатка оторвана от остальной части России, имеет изолированную энергосистему, которая зависит от поставок с материка, так как камчатские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 работают на мазуте. топливо с учетом транспортных издержек обходится более чем в 300 долл. за тонну. В результате киловатт/час на полуострове — самый дорогой в россии — свыше 3 руб.; все энергообъекты функционируют в сейсмоопасной зоне со сложными природно-климатическими условиями, поэтому Камчатка не входит и объективно не может входить в состав какой-либо объединенной энергосистемы россии, в том числе и в энергосистему Дальнего Востока;

на полуострове не могут надежно эксплуатироваться линии электропередачи высоких классов напряжения, что исключает возможность создания единой территориальной энергосистемы и вынуждает обеспечивать потребителей электроэнергией локальных энергоузлов, энергетический комплекс — один из определяющих факторов освоения промышленного потенциала края; его активное развитие — потенциальный стимул социально-экономического развития всего региона, так как Камчатский край создан 1 июля 2007 г. объединением двух глубоко дотационных регионов — Камчатской области и Корякского автономного округа; электропотребление Камчатки вышло к на-стоящему времени на стабильный уровень, не достигнув еще, однако, уровня 1991 г.; в структуре потребления электроэнергии высока доля населения (38,1 %) и бюджетных организаций (22,8%), в то время как доля промышленного потребления составляет всего 7 %; низкий платежеспособный спрос потребителей, обусловленный низким доходом в расчете на душу населения;

среди электростанций преобладают топливные (84 %) — это работающие на мазуте ТЭЦ в Центральном энергоузле и расположенные в изолированных энергоузлах дизельные электростанции. доля электрических мощностей края на возобновляемых источниках энергии составляет 17 %, а объем произведенной на них электроэнергии в общем объеме производства — 33 %; Камчатка обладает уникальными запасами геотермальных и энергетических вод, из которых 60 источников имеют температуру свыше 60° С, что позволяет рассматривать их в качестве энергетического ресурса; главной проблемой энергетики Камчатки является устаревшее оборудование электростанций и электрических сетей, отслужившее расчетный срок эксплуатации. Половина установленного оборудования имеет возраст не менее 30 лет, причем более 60 % выработки электро- и теплоэнергии обеспечивается разнотипными энергоблоками небольшой мощности. В результате — значительный пережог топлива, увеличение затрат на ремонт и техническое обслуживание; разведанные запасы газа на полуострове составляют около 16 млрд м3, а предполагаемые объемы достигают 49 млрд м3. основные перспективы обнаружения месторождений нефти и газа связываются с Охотской нефтегазоносной провинцией, и особенно с ее морской частью. По плотности ресурсов (до 50тыс. т на км2) эта акватория на дальнем Востоке уступает лишь шельфу Северного Сахалина. завершение строительства газопровода Соболево-Петропавловск-Камчатский позволит осуществить газоснабжение столицы края, а также перевести на газ камчатские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 и котельные по пути газопровода;

основные причины неэффективности камчатской энергетики — дорогой уголь и дорогое привозное топливо. Топливная составляющая в тарифе в полтора раза выше, чем в среднероссийском, и это основной удорожающий фактор.

Глава 2. Установка мини АЭС

2.1 Общие сведения

электроэнергетика изношенность тепловой атомный

Энергетическими источниками Земли, на сегодняшний день, выступают природные органические ресурсы (например, природный газ и нефть) и энергетические источники возобновляемого типа — древесное топливо, энергия солнца и ветра, энергия воды (рек и прочих пригодных водоемов). Однако, запасы природного газа и нефти постепенно истощаются, что приводит к повышению стоимости энергии, получаемой с помощью данных ресурсов. Энергия, добываемая с помощью ветра и солнца — весьма затратное удовольствие, так как стоимость электростанций солнечного или ветрового типов является весьма дорогостоящей. возможности получения энергии с помощью эксплуатации водного ресурса тоже имеют свои ограничения. таким образом, по мнению большинства исследователей, в случае, если на территории России закончатся природные запасы ресурсов, альтернативы полного отказа от атомной энергетики в пользу прочих источников добычи энергии весьма и весьма малы. Официально доказано, что мировой ресурс ядерного топлива (например, плутоний и уран) во много крат превышает уровень природных органических топливных запасов. Эксплуатация непосредственно АЭС представляет ряд преимуществ по сравнению с использованием прочих видов энергетических станций. например, подобные проекты могут быть возведены практически везде, не имея зависимости к энергетическим ресурсам района. топливо, необходимое для работы АЭС имеет высокий запас энергии. АЭС не загрязняет атмосферу вредными выбросами (Чернобыльская АЭС и "Фукусима" стали исключениями), как, например, ядовитые вещества или парниковый газ, и производит наиболее дешевую энергию. Мировой рейтинг сообщает, что россия сильно отстает по уровню ТЭС, однако занимает лидирующую позицию по показателям АЭС. таким образом, отказ от атомной энергетики может стать для страны причиной масштабной экономической катастрофы. Также, следует учитывать, что именно на территории России отдельную актуальность имеет вопрос в области развития энергетики атомного типа — возведение мини АЭС.

Атомные реакторы малых мощностей (от 100 до 180 МВт) уже на протяжении нескольких десятков лет широко используются в отрасли судоходства страны. В последнее время особенно часто начал затрагиваться вопрос о необходимости эксплуатации данной технологии для энергетического обеспечения отдаленных российских районов. Таким образом, малые АЭС — это решение проблемы, остро стоявшей для многих труднодоступных регионов страны. Прежде всего, речь идет о Дальнем Востоке и крайнем Севере. В данных регионах уровень жизни населения во многом зависит от энергообеспечения. Также, данные регионы являются стратегическими объектами, так как богаты на полезные ископаемые. Добыча природных ресурсов зачастую мало развита или вовсе остановлена именно по причине масштабных затрат в сфере энергообеспечения и транспортной доступности. Энергия в данных регионах поступает за счет эксплуатации автономных источников, использующих топливо органического характера. А процесс транспортировки данного рода топлива в труднодоступные участки местности — весьма дорогостоящий процесс, так как расстояние слишком большое, а необходимый объем топлива — огромен.

Существует несколько видов уже вышедших в свет Мини АЭС.4S — мини-АЭС, мини атомный реактор.

Мощность 10 мегаватт. топливо — металлический сплав урана, плутония и циркония. Габариты 22 x 16×11 м.- необычайно компактная установка, питаемая низкообогащённым ураном. Она способна выдавать электрическую мощность 25-27 мегаватт, которых хватит на 20 тысяч среднестатистических домохозяйств или не слишком крупное промышленное предприятие. Цена "ядерного" электричества от этого устройства составит 10 центов за киловатт-час. Производство модулей Hyperion должно начаться в течение пяти лет. Первый экземпляр уйдёт в Румынию на одно из предприятий чешской компании TES, которая уже приобрела шесть реакторов, что называется, "с ватманского листа" и намечает купить ещё 12. Интерес к Hyperion проявили и на Каймановых островах, в Панаме, на Багамах.

внутри основного модуля нет подвижных частей, что повышает надёжность системы. И эта АЭС не нуждается в обслуживании в течение месяцев, а то и лет. Она автоматически настраивает генерируемую мощность в зависимости от текущей нагрузки в сети. А срок работы на одной заправке составляет (по разным данным) от 5 до 10 лет. При этом ядерные отходы за один цикл оказываются по размеру вдвое меньше футбольного мяча.

Что касается россии, то здесь над созданием малых АЭС работают достаточно давно. Учеными Курчатовского института 30 лет назад была разработана мини — АЭС "елена", которая вообще не нуждается в обслуживающем персонале. Ее прототип функционирует на территории института до сих пор. электрическая мощность станции — 100 КВт., она представляет собой цилиндр весом в 168 тонн, диаметром — 4,5 и высотой — 15 метров. "елена" устанавливается в шахте на глубине 15-25 метров и закрывается бетонными перекрытиями. Ее электроэнергии хватит на обеспечение теплом и светом небольшого поселка. В России разработано еще несколько проектов, подобных "Елене". Все они соответствуют необходимым требованиям надёжности, безопасности, недоступности для посторонних, нераспространении ядерных материалов и т.д., но требуют немалых строительных работ при установке и не соответствуют критериям мобильности.

В 60-е годы прошла испытания малая передвижная станция "ТЭС-3". Она состояла из четырех гусеничных самоходных транспортеров, поставленных на усиленную базу танка Т-10. На двух транспортерах были размещены парогенератор и водяной реактор, на оставшихся поместили турбогенератор с электрической частью и систему управления станцией. Мощность такой станции составила -1,5 МВт.

Также недавно стало известно, что одна из подконтрольных Олегу Дерипаске компаний — "Евросибэнерго", вместе с Росатомом объявила об организации предприятия "АКМЭ-Инжиниринг", которое будет работать над созданием АСММ и заниматься их продвижением на рынке. В работе этих станций хотят использовать реакторы на быстрых нейтронах со свинцововисмутовым теплоносителем, которыми в советское время были оснащены атомные подлодки. Обеспечивать энергией они призваны отдаленные районы, неподключенные к электросетям. организаторы предприятия планируют заполучить 10-15% мирового рынка мини-АЭС.

2.2 Разработка программы по развитию нетрадиционной энергетики в Камчатском крае на основе мини атомных электростанций

На основе вышеприведенных данных было принято решение по разработке программы по развитию нетрадиционной энергетики в Камчатском крае на основе мини АЭС.

Первый шаг — разработка необходимых работ.

Второй шаг — построение WBS и назначение ответственных отделов.

третий шаг — назначение ответственных сотрудников на вышеуказанные работы, с назначением заработной платы для них.

полученный график на основе проделанных шагов.

четвертый шаг — расчёт и контроль расписания.

Список использованной литературы

.HTTP://ru.wikipedia.org/

.Численность населения Российской Федерации по муниципальным образованиям на 1 января 2013 года. — М.: Федеральная служба государственной статистики Росстат, 2013. — 528 с. (Табл. 33. Численность населения городских округов, муниципальных районов, городских и сельских поселений, городских населенных пунктов, сельских населенных пунктов)

.http://www.ng.ru/regions/2011-02-25/6_kamchatka.html

.Распоряжение от 17 ноября 2010 года № 561-РП "Об утверждении стратегии развития энергетики Камчатского края на период до 2025 года"

.На Камчатке разработана стратегия развития энергетики до 2015 года // независимая газета. 2008. 14 мая.

.Стратегия развития энергетики Камчатской области на долгосрочную перспективу — Материалы кзаседанию НТС РАО "ЕЭС россии" 14.08.2001 г. — Владивосток. 2001.

.http://energorussia.ru/yadernaya-energetika/146-novaya-stupen-evolyutsii-atomnoj-energetiki-mini-aes

.HTTP://novostienergetiki.ru/pro-pates-i-drugie-mini-aes-perspektivy-malogo-atoma/ — "новости энергетики" — отраслевое информационное агентство.

Учебная работа. Разработка программы по развитию нетрадиционной энергетики в России (Камчатский край)