Особенности структуры энергопотребления в Республике Казахстан

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 67 страниц
В избранное:

Содержание

Введение . . . 3

І. Энергетический комплекс Казахстана . . . 6

1. 1 Развитие электроэнергетической отрасли Казахстана . . . 6

1. 2 Особенности структуры энергопотребления в Республике Казахстан… . . . 8

ІІ. Нетрадиционные источники энергии в экономике Республики Казахстан . . . 10

2. 1 Нетрадиционные источники энергии . . . 10

2. 2 Использование нетрадиционных источников энергии в экономике

Казахстана . . . 11

2. 2. 1 Энергия солнца . . . 11

2. 2. 2 Энергия ветра . . . 13

2. 2. 3 Геотермальная энергия . . . 14

2. 2. 4 Энергия биомассы . . . 15

2. 2. 5 Водородная энергия . . . 16

ІІІ. Новейшие технологии электрооборудования для энергообъектов . . . 18

3. 1 Возобновляемые или так называемые альтернативные источники . . . 18

3. 2 Новейшие технологии и перспективные направления . . . 28

3. 3 Инновации в энергетике . . . 33

ІV. Перспективные технологии в области энергетики . . . 44

4. 1 Прогноз до 2050 г. и роль энергетических технологий . . . 44

4. 2 Энергоэффективность в зданиях, в промышленности и на транспорте . . . 46

V. Общие вопросы применения технологий комбинированной возобновляемой энергетики . . . 56

VІ. Требования охраны труда в аварийных ситуациях . . . 66

Заключение . . . 71
Список использованной литературы . . . 73

Введение

Энергетика - одна из ведущих, отраслей народного хозяйства нашей страны, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии.
Прошедшие 75 лет-это годы становления и развития мощной энергетики нашей страны, в полной мере освещались в журнале "Электрические станции", начавшем свою жизнь практически вместе с первыми успехами отрасли. Большую роль в этом процессе играла отечественная электротехническая промышленность. Практически все основное электрооборудование энергосистем нашей страны изготовлено заводами бывшего СССР.

В начале 30-х годов прошлого столетия в стране была успешно решена задача создания отечественного производства всех видов электрооборудования для электрических станций и сетей, что обеспечило полную независимость от иностранных фирм.
В последующие годы совершенствование конструкции, технологии изготовления и техники эксплуатации основного электрооборудования - генераторов, электродвигателей, трансформаторов, привело к тому, что нынешнее оснащение энергосистем находится по основным показателям на передовом мировом уровне и отвечает сегодняшним требованиям эксплуатации. Существенное отставание от достигнутого за рубежом уровня имеет место лишь в отношении коммутационной аппаратуры.
В области эксплуатации и ремонта основного электрооборудования в настоящее время происходит постепенный переход от системы обслуживания оборудования по графику к более экономичной и эффективной системе, опирающейся на оценку технического состояния аппаратов. Требования к совершенствованию системы ухода за электрооборудованием усугубляются тем, что большая его часть отработала установленный стандартами минимальный ресурс - к началу текущего столетия этот ресурс выработало 40 - 50% оборудования. В эксплуатации находится много морально и физически устаревшего оборудования, изготовленного в 40 - 50-е годы, а иногда и раньше. В последнее время наблюдается опасная тенденция повышения повреждаемости коммутационной аппаратуры и некоторых других видов оборудования.
Известные экономические ограничения не позволяют в короткие сроки осуществить замену морально и технически устаревшего электрооборудования на новое. На данном этапе целесообразно стремиться продлить его ресурс и только там, где это невыгодно или невозможно, заменить на новое. Это требует широко развернуть программу обследований длительно работающего электрооборудования с применением современных средств диагностики и оценки его работоспособности и проведения эффективных мероприятий по продлению срока службы (ремонты, модернизация и реконструкция) .

Аналогичные задачи стоят перед электроэнергетикой во всем мире, тем более, что степень либерализации рынка электроэнергии во многих странах уже весьма высока. Поспешное проведение реформ в ряде случаев привело к превалированию желания получать максимальные прибыли над обеспечением надежности электроснабжения. Такая политика отрицательно сказывается на работоспособности основного электрооборудования энергосистем, ограничивает возможности его использования, с чем, в частности, связана целая серия крупных аварий 2003 года за рубежом.

Управление высоковольтными электрическими сетями Казахстана обеспечивает государственная «Казахстанская компания по управлению электрическими сетями». По состоянию на начало 2014 года на балансе компании находилось 310 линий электропередачи напряжением 0, 4-1150 кВ. Протяженность сети составляет 24, 5 тыс. км, в том числе: - ЛЭП напряжением 1150 кВ - 1, 4 тыс. км; - ЛЭП напряжением 500 кВ - 6, 4 тыс. км; - ЛЭП напряжением 220 кВ - 16 тыс. км; - ЛЭП напряжением 110 кВ - 0, 6 тыс. км; - ЛЭП напряжением 0, 4 - 35 кВ - 0, 1 тыс. км.
Казахстан обладает крупными запасами энергетических ресурсов (нефть, газ, уголь, уран) и является сырьевой страной, живущей за счет продажи природных запасов энергоносителей (80% экспорта - сырье, а доля промышленного экспорта сокращается ежегодно) . До 2010 года Казахстан являлся нетто-экспортёром электроэнергии, а после 2010 года является нетто-импортером, то есть потребляет больше электроэнергии, чем производит.

Суммарная установленная мощность всех электростанций Казахстана составляет 20 тысяч МВт, а фактическая мощность - 15 тысяч МВт. Казахстан вырабатывает 91, 9 млрд. КВтчас электроэнергии в год (данные 2013 г., против 1045 млрд. КВтчас Россией, и 4058 млрд. КВтчас - США, 5320 млрд. КВтчас - Китаем), то есть электровооруженность Казахстана 4, 0 МВтчас/чел в год против 6, 7 - в России, 14 - США, 3, 5 - в КНР. К сожалению, выработка большинства электростанций не достигает установленной мощности. Только 2012 году Казахстан достиг уровня выработки электроэнергии 1991 года (87, 4 млрд. КВтчас) .

Цель моей работы - закрепить теоретические знания, исследовать новых техгологии в отрасли энергетики Республики Казахстан, эффекты от внедрения инновационных технологий в энергетику и модернизацию энергетической отрасли, овладеть методикой проведения экономического анализа на энергетических предприятиях.

В ходе работы я планирую рассмотреть следующие задачи:

1. Закрепить теоретические знания, подученные в процессе изучения дисциплины;

2. Проанализировать энергетическую отрасль Казахстана;

3. Проанализировать проблемы в энергетической отрасли;

4. Проанализировать дальнейшее развитие энергетической отрасли Казахстана;

5. Оценить эффективность инновационного подхода в энергетическую отрасль;

6. Овладеть методикой проведения экономического анализа энергетического предприятия.

Предмет исследования - вопрос о повышении экономической эффективности использования невозобновляемых и возобновляемых источников энергии.

Объект исследования - новые источники получения энергии.

І. Энергетический комплекс Казахстана

1. 1 Развитие электроэнергетической отрасли Казахстана

За годы экономических реформ электроэнергетическая отрасль, как и все другие отрасли экономики, испытала значительные трудности, связанные с общим экономическим кризисом, ростом транспортных тарифов, неудовлетворительным состоянием электросетей и, в основном, хроническими неплатежами, вызванной тяжелым финансовым состоянием многих потребителей электроэнергии. После дезинтеграции Союза единая энергетическая система распалась на несколько самостоятельно функционирующих энергетических хозяйств. Эти хозяйства не были способны удовлетворять возрастающие потребности образовавшихся суверенных государств, новые экономические условия заставили их прибегнуть к налаживанию разорванных связей и идти по направлению интеграции.

Хронический дефицит электроэнергии в Казахстане испытывали Западный и Южный регионы, многие районы северных областей республики находятся в энергетической зависимости от России.

На протяжении всего периода развития суверенного Казахстана производство электроэнергии стабильно уменьшалось - с 87 379, 2 млн. кВт. -час в 1990 году до 57 700, 0 млн. кВт. -час в 2001 году. В целом за 10 лет производство электроэнергии снизилось на 36, 1%.

По сравнению с 2000 годом выработка электроэнергии возросла на 3 256 млн. кВт. -ч., или на 10, 6%. Увеличение производства электроэнергии произошло по северной и западной зонам. По южной зоне выработка электроэнергии сократилась на 17%. Основная причина - остановка Жамбылской ГРЭС ввиду на оптовом рынке электроэнергии.

В последние годы производство электроэнергии в натуральном выражении имеет тенденцию к стабилизации и небольшим колебаниям. Вместе с тем, по мнению экспертов, такая динамика связана, в первую очередь, с колебаниями в сфере производства продукции черной и цветной металлургии, на обслуживание которой преимущественно направлены крупнейшие электростанции страны.

В электроэнергетической отрасли, как и во всех центрально азиатских государствах с обретением независимости наблюдаются следующие негативные явления в сфере энергетики:

- снижение объемов взаимопоставок энергоресурсов и сокращение геологоразведки и объемов добычи и переработки сырьевых ресурсов, вызванные, прежде всего, взаимными и внутренними неплатежами и резким сокращением инвестиций в отрасль;

- повышение аварийности оборудования в связи с высоким уровнем износа и несогласованными действиями отдельных энергетических хозяйств;

-снижение общего резерва мощностей при разъединении энергетических систем;

- недостаточный учет проблем решения межгосударственных взаимосвязей при проведении реструктуризации и приватизации отраслей топливно-энергетического комплекса;

- неэффективное использование энергоресурсов и т. д.

Финансовое положение отрасли - одно из самых сложных среди других отраслей. В 2000 году удельный вес прибыльных организаций составлял всего 33, 9%, а численность промышленно-производственного персонала в производстве и распределении электроэнергии составила 10% от общей численности промышленно-производственного персонала промышленности.

Непрерывное в течении 10 лет сокращение энергетического строительства при ухудшающемся техническом состоянии отрасли серьезно подрывает энергетическую безопасность страны. Приватизация не привела к реальным инвестициям, в результате чего имеет место серьезное отставание в техническом перевооружении предприятий. На многих предприятиях оборудование физически и морально устарело, однако не многие из них выбывают по причине ветхости из-за длительного отставания ввода мощностей. В 2001 году степень износа основных средств в производстве и распределении электроэнергии составила 45, 0%, при этом коэффициент обновления - 3, 6%, коэффициент ликвидации - 3, 4%. Износ оборудования электросетей составляет 52%, при этом потери энергии, по данным министерства энергетики и минеральных ресурсов, достигает 15%.

В связи с недостатком нового, современного оборудования остается высоким расход электроэнергии на ее транспортировку в сетях. Ежегодно при передаче электроэнергии в сетях общего пользования теряется в среднем - 17, 3% (для сравнения: в Беларуси - 11%, Украине - 16%, Молдове и Азербайджане - почти четверть, Кыргызстане - 40%, в странах запада этот показатель составляет: от 4% до 5% в Японии и Германии, до 7% - в США, Франции и Великобритании) .

В настоящее время на предприятиях электроэнергетической отрасли решаются сложные задачи по совершенствованию рынка, стабилизации энергоснабжения и оптимизации структуры управления. Складывающаяся ситуация в комплексах электроэнергетики и теплоснабжения свидетельствует о некоторой их стабилизации. Отмечается определенный рост производства и выработки электроэнергии, нормализована эксплуатация тепловых централей. Заключены долгосрочные договорные отношения с иностранными компаниями по инвестированию отрасли, отработана взаимосвязь с определенными государствами по совместному параллельному использованию отечественного энергетического ресурса. Восстановлено бесперебойное обеспечение электроэнергией южных регионов. Коэффициент эффективности использования мощности на тепловых электростанциях в 2000 году увеличился с 28, 2 до 31, 0%. Среднегодовая величина резерва мощности на ТЭС составила порядка 2650 МВт, что указывает на наличие значительного потенциала по производству электроэнергии собственными электростанциями и реальной возможности приобретения республикой энергетической независимости.

Таблица 1.

Производство важнейших видов промышленной продукции в натуральном выражении

2001

2002

: Нефть сырая (млн. тонн)

2001: 40, 3

2002: 43, 1

: Электроэнергия (млн. кВт/ч)

2001: 56000

2002: 59000

1. 2 Особенности структуры энергопотребления в Республике Казахстан

Потребности в энергии в будущем будут расти. По оценке экспертов, в развивающихся странах они должны увеличиться второе в ближайшие 30 лет. А их доля в мировом электро потреблении увеличится с 26% в 1995 г. до 40% в 2020 г. Потребности в энергии с 1990 годов растут примерно на 7% в год. Поэтому дальнейшее расширение энергетической инфраструктуры и удовлетворение потребности в энергии пойдет путем изыскания внутренних инвестиционных возможностей.

Основными потребителями энергии является индустриальный комплекс Казахстана. Затем, по мере убывания, - сельское хозяйство, коммунально-бытовой сектор, транспорт.

Таблица 2.

Структура потребления электроэнергии отраслями Республики Казахстан за 1998-2000 гг. (в %)

Годы

Потреблено энергии

Всего

Промыш-ленностью и строитель-ством

Транс-портом

Сельским хозяйством

Другими отраслями

Потери в сети общего пользо-вания

Годы: 1998

Потреблено энергии: 100, 0

59, 3

6, 2

2, 1

16, 4

16, 1

Годы: 1999

Потреблено энергии: 100, 1

64, 9

3, 2

4, 6

14, 8

12, 5

Годы: 2000

Потреблено энергии: 100, 0

61, 8

5, 6

4, 9

15, 0

12, 7

Основой дальнейшего развития топливно-энергетического комплекса Казахстана должно явиться энергосбережение, построенное на реализации научно-технических мероприятий. Цель создания комплекса научно-технических мероприятий - это разработка механизма реализации энергосбережения на конкретных предприятиях и у других потребителей энергоресурсов. Также одним из приоритетов развития современного энергетического комплекса является использование нетрадиционных источников энергии.

ІІ. Нетрадиционные источники энергии в экономике Республики Казахстан

2. 1 Нетрадиционные источники энергии

В мире существует ряд природных ограничений. Так, если брать оценку количества топлива по трем категориям: разведанные, возможные, вероятные, то угля хватит на 600 лет, нефти - на 90, природного газа - на 50 урана - на 27 лет. Иными словами, все виды топлива по всем категориям будут сожжены за 800 лет. Предполагается, что к 2010 г. спрос на минеральное сырье в мире увеличится в 3 раза по сравнению с сегодняшним уровнем. Уже сейчас в ряде стран богатые месторождения выработаны до конца или близки к истощению. Аналогичное положение наблюдается и по другим полезным ископаемым. Если энергопроизводство будет расти сегодняшними темпами, то все виды используемого сейчас топлива будут истрачены через 130 лет, то есть в начале ХХII в.

С развитием промышленности - основного потребителя энергетической отрасли, человечество начинает использовать все новые виды ресурсов, так называемые «нетрадиционные» источники энергии. К нетрадиционным источникам энергии относятся источник не применяемые для коммерческого производства, электрической и тепловой энергии - солнечная и геотермальная энергия, гидроэнергия приливов и отливов, ветряная и другие нетрадиционные источники.

Использование этих источников энергии вызвано необходимостью значительных финансовых затрат на разведку новых месторождений, так как часто эти работы связаны с организацией глубокого бурения (в частности, в морских условиях) и другими сложными и наукоемкими технологиями. А также экологическими проблемами, связанными с добычей энергетических ресурсов.

Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления. Суть ее заключается в том, что двуокись углерода (СО ₂ ), высвобождаемая при сжигании угля, нефти и бензина в процессе получения тепла, электроэнергии и обеспечения работы транспортных средств, поглощает тепловое излучение поверхности нашей планеты, нагретой Солнцем и создает так называемый парниковый эффект.

К нетрадиционным источникам энергии относятся следующие виды:

Солнечная энергия
Энергия ветра
Энергия приливов и отливов
Геотермальная энергия
Энергия биомассы
Водородная энергетика

2. 2 Использование нетрадиционных источников энергии в экономике

Казахстана

В связи с принятием «Стратегии индустриально-инновационного развития страны на 2003-2015гг. » перед государственной инвестиционной политикой ставятся принципиально новые задачи. В современных условиях она должна обеспечить переток капиталов в пользу развития не сырьевого сектора экономики и в особенности высокотехнологичных и наукоемких производств. Одним из видов таких производств являются нетрадиционные источники энергии. Сегодня в Казахстане существует возможность использования нескольких видов нетрадиционных источников энергии. К ним относятся: солнечная энергия, энергия ветра, геотермальная энергия, энергия биомассы, водородная энергетика. Рассмотрим каждый их них подробнее.

2. 2. 1 Энергия солнца

Основным видом “бесплатной” неиссякаемой энергии по справедливости считается Солнце. Оно ежесекундно излучает энергию в тысячи миллиардов раз большую, чем при ядерном взрыве 1 кг U ²³⁵ . Ежесекундно оно дает Земле 80 триллионов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий и ежесекундно 4 млрд. кг материи преобразуется в энергию, излучаемую Солнцем в космическое пространство в виде электромагнитных волн различной длины.

Впервые на практическую возможность использования людьми огромной энергии Солнца указал основоположник теоретической космонавтики К. Э. Циолковский в 1912 году.

Хотя солнечная энергия и бесплатна, получение электричества из нее не всегда достаточно дешево. Поэтому специалисты непрерывно стремятся усовершенствовать солнечные элементы и сделать их эффективнее. Новый рекорд в этом отношении принадлежит Центру прогрессивных технологий компании “Боинг”. Созданный там солнечный элемент преобразует в электроэнергию 37 процентов попавшего на него солнечного света.

Были разработаны параболо-цилиндрические концентраторы. Эти устройства концентрируют солнечную энергию на трубчатых приемниках, расположенных в фокусе концентраторов. Это привело к созданию первых солнечных электростанций (СЭС) башенного типа.

Широкое применение эффективных материалов, электронных устройств и параболо-цилиндрических концентраторов позволило построить СЭС с уменьшенной стоимостью - системы модульного типа. В качестве теплоносителя использовалась вода, а полученный пар подавался к турбинам. Первая СЭС, построенная в 1984 г., имела КПД 14, 5%, а себестоимость производимой электроэнергии 29 центов/(кВт-ч) . Д. Миле из университета Сиднея улучшил конструкцию солнечного концентратора, использовав слежение за Солнцем по двум осям и применив вакуумированный теплоприемник, получил КПД 25-30%. Стоимость получаемой электроэнергии составит 6 центов/(кВт-ч) . Считают, что подобная система позволит снизить стоимость получаемой электроэнергии до 5, 4 цента/(кВт-ч) . При таких показателях строительство СЭС станет экономичным и конкурентоспособным по сравнению с ТЭС.

Рисунок - 1. Карта-схема, наблюдавшегося в Казахстане солнечного сияния за год

Другим типом СЭС, получившим развитие, стали установки с двигателем Стирлинга, размещаемым в фокусе параболического зеркального концентратора. КПД таких установок "может достигать 29%. Предполагается использовать подобные СЭС небольшой мощности для электроснабжения автономных потребителей в отдаленных местностях.

По данной карте-схеме можно судить об эффективности использования

солнечных установок для производства электроэнергии, а также о наиболее целесообразном месторасположении данных станций. Как видно по карте наибольшее по длительности в течении года солнечное сияние наблюдалось в южном регионе Казахстана. Однако, в округах городов Шымкент, Тараз, Алматы наблюдалось меньшее сияние, чем по региону в целом. Это произошло из-за расположения данных городов в горных районах, где в течении года небо покрывается тучами чаще, чем в степи.

В настоящее время в Казахстане нет СЭС. Так как, во-первых, данная отрасль еще находится на стадии развития и современные СЭС имеют КПД не более 30-40%, что является экономически невыгодным, во-вторых, себестоимость получаемой электроэнергии довольно большая, что делает цену на энергию выше традиционных источников энергии.

2. 2. 2 Энергия ветра

На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он может “работать” зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер - это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала “месторождения” ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда “размазана” по огромным территориям.

Основные параметры ветра - скорость и направление - меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее “надежным”, чем Солнце.

Таким образом, встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность “ловить” кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом.

Выработка электроэнергии с помощью ветра имеет ряд преимуществ:

экологически чистое производство без вредных отходов;

экономия дефицитного дорогостоящего топлива (традиционного и для атомных станций) ;

доступность;

практическая неисчерпаемость.

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.