Тепловая энергетика России

Тепловая энергетика России — отрасль российской энергетики, обеспечивающая энергоснабжение электроэнергией и теплом при помощи тепловых электростанций (ТЭС) и котельных, работающих на органическом топливе. По состоянию на 1 января 2020 года, в Единой энергосистеме России эксплуатировались тепловые электростанции общей установленной мощностью 164 612 МВт, что составляет 66,8 % от общей мощности электростанций ЕЭС России. В 2018 году тепловые электростанции России (с учетом электростанций промышленных предприятий) выработали 692,7 млрд кВт·ч электроэнергии, что составляет 63,5 % всей выработки электроэнергии в стране[1].

Крупнейшие ТЭС России

Тепловые электростанции РоссииПравить

По состоянию на 1 января 2020 года, большинство тепловых электростанций эксплуатируется в объединённой энергосистеме (ОЭС) Урала — 50 ГВт. В ОЭС Центра работают ТЭС общей мощностью 37 ГВт, в ОЭС Сибири — 26,5 ГВт, в ОЭС Средней Волги — 16,3 ГВт, в ОЭС Северо-Запада — 15,7 ГВт, в ОЭС Юга — 13 ГВт и в ОЭС Востока — 6 ГВт[2]. Тепловые электростанции составляют основу изолированных от единой энергосистемы энергорайонов Сахалинской области, Камчатского края и Чукотского АО (за исключением Чаун-Билибинского энергоузла), а также зон децентрализованного энергоснабжения.

Крупнейшие тепловые электростанции России:

Название ТЭСУстановленная мощность, МВттопливоГоды ввода агрегатовСобственникРегион
1Сургутская ГРЭС-25657,1попутный нефтяной газ, природный газ1985—2011ЮнипроХанты-Мансийский АО
2Рефтинская ГРЭС3800каменный уголь1970—1980КузбассэнергоСвердловская область
3Костромская ГРЭС3600природный газ1969—1980Интер РАОКостромская область
4Пермская ГРЭС3363природный газ1986—2017Интер РАОПермский край
5Сургутская ГРЭС-13333попутный нефтяной газ, природный газ1972—1983ОГК-2Ханты-Мансийский АО
6Рязанская ГРЭС3130бурый уголь, каменный уголь, природный газ1973—2016Интер РАОРязанская область
7Киришская ГРЭС2595природный газ1969—2012ОГК-2Ленинградская область
8Конаковская ГРЭС2520природный газ1964—1968Энел РоссияТверская область
9Ириклинская ГРЭС2430природный газ1970—1979Интер РАООренбургская область
10Ставропольская ГРЭС2423природный газ1975—1983ОГК-2Ставропольский край
11Берёзовская ГРЭС2400бурый уголь1987—2015ЮнипроКрасноярский край
12Новочеркасская ГРЭС2258каменный уголь, природный газ1965—2016ОГК-2Ростовская область
13Заинская ГРЭС2204,9природный газ1963—1972ТатэнергоТатарстан
14Нижневартовская ГРЭС2031попутный нефтяной газ1993—2014Интер РАОХанты-Мансийский АО

ОборудованиеПравить

По состоянию на 1 января 2019 года, 79 % мощности тепловых электростанций России представлено электростанциями с паротурбинными установками, 15,5 % — с парогазовыми установками, 4,8 % — с газотурбинными установками, 0,7 % — с установками других типов (дизельные, газопоршневые)[2]. Расход условного топлива на выработку электроэнергии по итогам 2018 года составляет 309,8 грамм на кВт.ч[3]

ТеплоснабжениеПравить

Помимо электроэнергии, тепловая энергетика обеспечивает снабжение потребителей теплом и горячей водой. В России, в отличие от большинства стран мира, сложилась система преимущественно централизованного теплоснабжения (обеспечивает около 80 % теплоснабжения в стране), обеспечиваемого теплоэлектроцентралями (ТЭЦ) и крупными центральными котельными. По итогам 2016 года, объём производства тепловой энергии составил 1284 млн Гкал, 46,5 % этого объёма было произведено котельными и 45,9 % — ТЭЦ. В стране эксплуатировалось 175,5 тысяч км тепловых сетей (в двухтрубном исчислении), потери тепловой энергии при их передаче конечному потребителю составляют около 10 %[4].

ТопливообеспечениеПравить

Основным топливом российской тепловой энергетики является природный газ. По итогам 2016 года, тепловые электростанции израсходовали 163,5 млрд м³ природного газа (189,9 млн тонн условного топлива). Доля угля значительно меньше — в 2016 году тепловыми электростанциями было израсходовано 109,4 млн тонн угля (66,9 млн тонн условного топлива). Доля нефтяного топлива всех видов незначительна — 3,3 млн тонн (4,5 млн тонн условного топлива), в основном нефтептопливо (топочный мазут) используется в качестве растопочного и резервного топлива, дизельное топливо используется на небольших электростанциях в зонах децентрализованного энергоснабжения. Торф в качестве топлива используют только две электростанции — Кировская ТЭЦ-4 и Шарьинская ТЭЦ, доля торфа и прочего топлива составляет около 0,1 %[5].

ИсторияПравить

Первая тепловая электростанция (и вообще электростанция) в России была введена в эксплуатацию 1873 году. Она работала на Сормовском заводе (Нижний Новгород) и использовалась для освещения[6]. В 1883 году фирма Сименса запускает первую в России электростанцию общего пользования в Санкт-Петербурге, которую в целях экономии средств на аренду земли разместили на деревянной барже, пришвартованной к набережной. Электростанция мощностью 35 кВт обеспечивала освещение Невского проспекта[7]. В 1897 году завершено строительство Московской городской электростанции № 1, вырабатывающей трёхфазный переменный ток. Изначально МГЭС-1 имела мощность 3,7 МВт, но станция постоянно расширялась и к 1916 году ее мощность достигла 57 МВт. После многих реконструкций МГЭС-1 (ныне ГЭС-1 им. Н. Г. Смидовича) работает и по сей день[8].

Первой районной электростанцией России стала Богородская электростанция (теплоэлектростанция «Электропередача») в Подмосковье, введенная в эксплуатацию в 1913 году. Мощность станции составляла 15 МВт, в качестве топлива использовался торф. Электроэнергия с электростанции поступала в Москву по линии электропередачи длиной более 70 км напряжением 70 кВ, причем станция работала совместно с МГЭС-1, образуя самую крупную в Российской империи энергосистему[9]. Первая в России теплоэлектроцентраль была построена в Твери в 1912 году[10].

В 1921 году окончательно принимается план ГОЭЛРО, который предусматривал строительство к 1932 году 30 районных электрических станций (20 ТЭС и 10 ГЭС) общей мощностью 1750 МВт. Учитывая, что план разрабатывался в разгар топливного кризиса, особое внимание в плане уделялось использованию местного топлива, в первую очередь низкокачественных углей и торфа. Первыми тепловыми электростанциями, построенными в рамках плана ГОЭЛРО, стали Каширская и Шатурская ГРЭС[11][12].

В 1934 году пущен первый турбоагрегат Сталиногорской ГРЭС, а в 1940 году станция достигла мощности 350 МВт, став крупнейшей тепловой электростанцией в СССР. Суммарная мощность тепловых электростанций СССР к 1940 году составила 9,6 ГВт из общей мощности 11,2 ГВт[13].

В 1953 году была построена первая тепловая электростанция на сверхкритических параметрах пара (температура 550°С, давление 170 атм) — Черепетская ГРЭС, достигшая к 1959 году мощности 600 МВт (4х150 МВт). К 1957 году в СССР работало 12 тепловых электростанций мощностью более 400 МВт, было начато строительство ТЭС мощностью более 1000 МВт. Общая мощность тепловых электростанций СССР с 1945 по 1960 год выросла с 9,9 ГВт до 51,9 ГВт, то есть в 5 раз[14].

С начала 1960-х годов значительно увеличивается единичная мощность турбоагрегатов тепловых электростанций. В 1961 году была изготовлена паровая турбина мощностью 300 МВт (установлена на Черепетской ГРЭС), в 1964 году — двухвальная турбина мощностью 800 МВт (Славянская ГРЭС), в 1970 году — одновальная турбина мощностью 800 МВт. В 1977 году была изготовлена турбина мощностью 1200 МВт для Костромской ГРЭС, которая осталась в единственном экземпляре и до сих пор является крупнейшей турбиной, установленной на тепловых электростанциях России[15][16].

С 1970-х годов все большее значение приобретает использование природного газа. В 1985 году вводится в эксплуатацию Сургутская ГРЭС-2, крупнейшая тепловая электростанция СССР и впоследствии России. Проект станции предусматривал строительство восьми блоков мощностью по 800 МВт, таким образом станция должна была достигнуть мощности 6400 МВт и стать крупнейшей тепловой электростанцией в мире. В полном объеме эти планы реализовать не удалось, были построены только шесть блоков.

В 1958-1960 годах на электростанции в Шатске были смонтированы первые советские энергетические газовые турбины мощностью по 12 МВт. В 1970 году была пущена крупнейшая газотурбинная электростанция СССР — Якутская ГРЭС, которая к 1988 году достигла мощности 320 МВт. Но в целом газотурбинные электростанции не получили в СССР большого распространения по причине малой мощности и невысокой эффективности производимых газовых турбин. Проводились работы по созданию более мощных газотурбинных установок. В 1977—1980 году на Электрогорской ГРЭС были введены в эксплуатацию три газотурбинные установки мощностью по 100 МВт, но ввиду низкой эффективности и недоработанности они так и остались опытными образцами[17].

Проводились в СССР и эксперименты в области парогазовых электростанций. Первая такая опытная установка небольшой мощности испытывалась в Центральной ТЭЦ (Ленинград) в 1960-х годах. Затем были введены в эксплуатацию экспериментальные установки на Невинномысской ГРЭС (200 МВт, 1972 год) и Молдавской ГРЭС (250 МВт, 1980 год). В связи с несовершенством и низкой эффективностью газовых турбин это перспективное направление не получило в советской энергетике развития. Первая современная парогазовая электростанция в России, Северо-Западная ТЭЦ мощностью 450 МВт, была введена в эксплуатацию в 2000 году[18].

Для стимулирования строительства новых мощностей в 2000-х годах был создан механизм договоров предоставления мощности (ДПМ), обеспечивающий гарантированную окупаемость строительства новых электростанций. Механизмы стимулирования инвестиций в отрасль позволили активизировать строительство новых электростанций. Всего по программе ДПМ было обновлено около 15 % мощности электроэнергетики, большую часть новых мощностей обеспечили тепловые электростанции. Большинство тепловых электростанций, построенных по программе ДПМ, использовали парогазовую технологию. Крупнейшими построенными ПГУ стали блоки мощностью 800 МВт на Киришской и Пермской ГРЭС. В части угольной генерации таковыми стали 3-й энергоблок Берёзовской ГРЭС (800 МВт) и новый энергоблок Троицкой ГРЭС (660 МВт). Также стоит отметить 9-й энергоблок Новочеркасской ГРЭС мощностью 330 МВт, на котором был установлен первый в России котел с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС), позволяющий эффективно и с наименьшими экологическими последствиями сжигать низкокачественное твердое топливо[19][20].

ПримечанияПравить

  1. Основные характеристики российской электроэнергетики. Минэнерго России. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 26 февраля 2019 года.
  2. 1 2 Отчёт о функционировании ЕЭС России в 2018 году. Системный оператор ЕЭС России. Дата обращения: 14 сентября 2019. Архивировано 12 декабря 2021 года.
  3. Экономия ушла в полезный отпуск. Российская газета. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 27 мая 2019 года.
  4. Обзор электроэнергетической отрасли России. EY. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 19 июня 2018 года.
  5. Отчёт о функционировании электроэнергетики за 2016 год. Минэнерго России. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 30 августа 2020 года.
  6. Симонов, 2018, с. 105.
  7. Симонов, 2018, с. 42.
  8. ГЭС-1 им. П.Г. Смидовича. Музей истории Мосэнерго. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 8 января 2017 года.
  9. Симонов, 2018, с. 169—173.
  10. Симонов, 2018, с. 99.
  11. Симонов, 2018, с. 270-271.
  12. Симонов, 2018, с. 268-270.
  13. История филиала. Квадра. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 24 октября 2019 года.
  14. Черепетская ГРЭС. Интер РАО. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 27 февраля 2020 года.
  15. СКБ «Турбина» — 110 лет. Силовые машины. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 18 октября 2018 года.
  16. «Золотой век» конструкторской мысли. Силовые машины. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 15 июля 2019 года.
  17. 105 лет ГРЭС-3 им. Р.Э. Классона, часть 2. Музей истории Мосэнерго. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 15 сентября 2019 года.
  18. История парогазового цикла в России. Перспективы развития. ТриГенерация. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 5 сентября 2019 года.
  19. Путин одобрил модернизацию энергетики на 1,5 трлн руб.. РБК. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 22 октября 2019 года.
  20. Объекты ДПМ. ОГК-2. Дата обращения: 15 сентября 2019. Архивировано 12 июля 2019 года.

СсылкиПравить

ЛитератураПравить

  • Симонов Н. С. Развитие электроэнергетики Российской империи: предыстория ГОЭЛРО. — М.: Русский фонд содействия образованию и науке, 2018. — 320 с. — ISBN 978-5-91244-175-2.