Атомная энергия в Беларуси.В настоящее время атомная энергия возвращается на повестку дня во многих странах мира, когда речь заходит о политике в области энергетики.

Энергия и ее виды. Назначение и использование.

Энергия (от греч. energeia – действие, деятельность) представляет собой общую количественную меру движения и взаимодействия всех видов материи. Это способность к совершению работы, т.е. работа – это энергия в действии.

Различают следующие виды энергии: механическая; электрическая; тепловая; магнитная; атомная. Во всех механизмах при совершении работы энергия переходит из одного вида в другой.

Электрическая энергия является одним из совершенных видов энергии. Её широкое использование обусловлено следующими факторами:

- получением в больших количествах вблизи месторождения ресурсов и водных источников;

- возможностью транспортировки на дальние расстояния с относительно небольшими потерями;

- способностью трансформации в другие виды энергии: механическую, химическую, тепловую, световую;

- отсутствием загрязнения окружающей среды;

- внедрением на основе электроэнергии принципиально новых прогрессивных технологических процессов с высокой степенью автоматизации.

Преобразование первичной энергии во вторичную, в частности, в электрическую, осуществляется на станциях, которые в своем названии содержат указания на то, какой вид первичной энергии преобразуется на них в электрическую:

- на тепловой электрической станции (ТЭС) – тепловая;

- на атомной электростанции (АЭС) – атомная (энергия ядерного топлива);

- на гидроэлектростанции (ГЭС) – механическая (энергия движения воды).

Тепловые и атомные электростанции, гидростанции. Котельные. Паротурбинные

Конденсационные электростанции и теплоэлектроцентрали с комбинированной

Выработкой тепла и электрической энергии

Тепловая электростанция включает комплект оборудования, в котором внутренняя химическая энергия топлива (твердого, жидкого или газообразного) превращается в тепловую энергию воды и пара, преобразующуюся в механическую энергию вращения, которая и вырабатывает электрическую энергию. К тепловым электрическим станциям относят также атомные станции.

Атомные электростанции представляют собой сложные электрические установки. На них используется тепловая энергия распада атомного ядра изотопа урана или тория. Чтобы получать тепловую энергию распада атомного ядра длительно, а не в виде взрыва, и управлять ею, применяют специальные атомные котлы, называемые реакторами, со специальными замедлителями. Пар вырабатывается непосредственно в реакторе и поступает в паровую турбину. Отработанный пар конденсируется в конденсаторе, и конденсат подается насосом в реактор. Схема проста, экономична. Однако пар (рабочее тело) на выходе из реактора становится радиоактивным, что затрудняет проведение контроля и ремонта оборудования.

Атомная энергия в Беларуси.В настоящее время атомная энергия возвращается на повестку дня во многих странах мира, когда речь заходит о политике в области энергетики.

Беларусь осталась практически единственной в центре Европы страной, которая не имеет атомной электростанции. Вместе с тем, атомная энергетика в настоящее время активно развивается во многих странах, поскольку пока не имеет альтернативы.

Возможность строительства в Беларуси АЭС заложена в Концепции энергетической безопасности и повышения энергетической независимости Беларуси на 2006-2010 гг., которая в августе 2005 г. утверждена президентским указом.

Сторонники строительства АЭС в Беларуси считают, что вовлечение в энергобаланс ядерного топлива позволит повысить экономическую и энергетическую безопасность Беларуси. Почти 99% импортируемых энергоресурсов Беларусь закупает в одной стране – России. Это даст возможность в первую очередь заместить значительную часть импортируемых органических энергоресурсов (4,1-4,2 млн. т условного топлива). Ввод в действие в перспективе атомной энергетической станции в Беларуси позволит ежегодно экономить до 4 млрд. куб. м газа.

Кроме того, ядерное топливо дешевле органического в несколько раз и может быть закуплено не только в России, но и в других странах.

Далее, есть возможность закупать ядерное топливо на 5-10 и более лет вперед с частичной перегрузкой топлива каждые 1,5-2 года. Наконец, это приведет к снижению себестоимости производимой электроэнергии по сравнению с другими вариантами за счет уменьшения затрат на топливо, несмотря на более высокие капитальные затраты.

По оценкам, оптимальным вариантом развития атомной энергетики в Беларуси является ввод в 2015-2020 гг. атомных энергоблоков суммарной электрической мощностью 2.000 МВт, что приведет к снижению себестоимости производимой энергосистемой электроэнергии на 20 процентных пунктов.

Ввод в Беларуси первого блока АЭС с 2015 г. позволит стране снизить долю импортируемого природного газа в общем объеме потребления топливно-энергетических ресурсов с 78,4% в 2005 г. до 53% к 2020 г.

В целом же, как ожидается, собственная АЭС позволит Беларуси экономить на закупках топлива 300-400 млн. USD в год.

Ученые Национальной академии наук страны уже подготовили технико-экономическое обоснование строительства АЭС. Согласно проекту, мощность АЭС, которая может быть построена в Беларуси, составит порядка 2 млн. кВт (это два блока по 1 тыс. МВт или 3-4 блока по 640 МВт). АЭС такой мощности сможет обеспечить 27% потребности страны в электроэнергии.

Стоимость строительства белорусской АЭС (если будут использованы российские технологии) составит порядка 2,5-3 млрд. USD. По предварительным оценкам, на строительство АЭС потребуется 7-8 лет.

В качестве наиболее предпочтительного места для строительства АЭС рассматривается Краснополянская площадка (Быховский пункт, Могилевская область). В качестве резервной площадки может быть рассмотрена Кукшиновская площадка (Шкловско-Горецкий пункт, Могилевская область).

Окончательное решение о возможности строительства в Беларуси АЭС может быть принято после 2008 г., когда завершится мораторий на рассмотрение этого вопроса.

В настоящее время в Национальной академии наук Беларуси формируется научная база для реализации проекта строительства АЭС. Для этого выполняется ряд программ: Государственная научно-техническая программа "Ядерно-физические технологии для народного хозяйства Беларуси" на 2006-2010 годы, Государственная комплексная целевая научно-техническая программа "Энергетика" на 2006-2010 годы, научное сопровождение которой осуществляется в рамках программ "Энергетика-2010", "Ресурсосбережение-2010", "Энергобезопасность", "Тепловые процессы", "Водород". Также ученые и специалисты знакомятся с опытом государств, лидирующих в развитии атомной энергетики, что заложено в нормах МАГАТЭ для стран, намеренных строить собственную АЭС.

В 2007 году Беларусь должна завершить теоретические изыскания и выбрать стратегического партнера для реализации проекта, начать переговоры с поставщиком технологий и оборудования. А к моменту ввода АЭС в эксплуатацию необходимо проработать весь спектр вопросов, связанных с АЭС - от подготовки специалистов до утилизации отработанного ядерного топлива.

Наиболее вероятными партнерами являются Россия и Франция. Из интервью с председателем Президиума НАН Владимиром Тимошпольским: "Сегодня практически нет выбора - на рынке атомной энергетики свои услуги помимо этих государств предоставляют лишь Германия, Япония и США". Россия особенно активно работает в данном направлении: ее специалисты задействованы в строительстве АЭС в Индии, Китае, Болгарии, Казахстане, а французская компания Areva является монополистом на рынке Западной Европы. Что касается стоимости предлагаемых разными странами проектов АЭС и технологий, то они держатся практически на одном уровне, сказал Владимир Тимошпольский. «Тепло- и электроэнергетика - дорогие удовольствия, но без них государство становится беспомощным и не имеет будущего. Исходя из этого, нам нужно построить свою экономику и энергетику так, чтобы они имели минимальную зависимость от внешних поставщиков энергоресурсов», - резюмировал заместитель председателя Президиума НАН.

Первый блок предполагается ввести в эксплуатацию в 2013-2014 годах, второй - к 2015 году. Их суммарная мощность составит 1 тыс. МВт. До 2025 года намечено построить еще два блока. Об этом в интервью корреспонденту БЕЛТА сообщил заместитель председателя Президиума Национальной академии наук Беларуси Владимир Тимошпольский.

16 февраля 2007 премьер-министр Беларуси Сергей Сидорский на встрече с председателем правления Евразийского банка развития Игорем Финогеновым сообщил, что Беларусь предполагает сократить срок строительства АЭС до 4 лет. Ранее проект по строительству атомного источника предполагалось осуществить за 9 лет.

Мини-ТЭЦ.Целесообразность использования мини-ТЭЦ в РБ определяется более высоким, чем при раздельном производстве тепловой и электрической энергии, коэффициентом использования энергии топлива. Современный уровень развития энергетического машиностроения в нашей стране позволяет полезно использовать более 90 % энергии топлива в тепловой схеме мини- ТЭЦ.

Мини-ТЭЦ – это электростанция с комбинированным производством электроэнергии и утилизации тепла.

В качестве источника энергии для мини-ТЭЦ, или газового генератора, используются двигатели внутреннего сгорания (ДВС): дизельные, газовые и газотурбинные. Энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, переходит в энергию электричества и энергию тепла. Кроме двигателя, в состав мини-ТЭЦ входят: генератор постоянного или переменного тока, котлы-утилизаторы отработавших газов, радиаторы, теплообменники, катализаторы, системы управления.

Кроме того, для работы мини-ТЭЦ требуются устройства связи с системой топливоподачи, теплотехническими и электрическими системами конечного пользователя и, при необходимости, с внешней электрической сетью. Средства автоматики мини-ТЭЦ обеспечивают надежную работу установки в рекомендованном диапазоне рабочих режимов и достижение наиболее эффективных характеристик. Работа мини-ТЭЦ может осуществляться и поддерживаться дистанционно, что также является достаточно перспективно для создания станции на территории нашей республики.

Наибольшей эффективностью, надежностью и универсальностью отличаются установки на основе газовых (газопоршневых) двигателей. Это вызвано, прежде всего, современными требованиями к экологической чистоте окружающей среды, а также к снижению эксплуатационных расходов на органическое топливо и доступностью его использования. Газовые двигатели используются для работы в составе генераторных установок, предназначенных для постоянной и периодической работы (снятие пиковых нагрузок) с комбинированной выработкой электроэнергии и тепла (когенерация). Кроме того, они могут использоваться для обеспечения работы абсорбционных холодильных установок (тригенерация) в системах кондиционирования. В газовых двигателях могут использоваться такие виды газов как: природный газ, пропан, факельный газ, биогаз, газ мусорных свалок, коксовый газ, попутный газ, пиролизный газ, древесный газ.

Тепловая энергия, выработанная на мини-ТЭЦ, может передаваться на расстояние до нескольких километров, поэтому более целесообразно строить мини-ТЭЦ вблизи небольших населенных пунктах в пределах РБ.

При невысоких капитальных и эксплуатационных затратах эти электростанции обеспечивают максимальную эффективность инвестиций за счет производства электроэнергии и тепла по весьма конкурентным ценам.

Типовые расчеты экономической эффективности установки и эксплуатации Мини-ТЭЦ показали целесообразность создания и использования мини-ТЭЦ на территории нашей страны, в особенности в небольших районных пунктах и городах с малой плотностью населения, так как современная мини-ТЭЦ – электростанция с комбинированным производством электроэнергии и тепла, расположенная в непосредственной близости от конечного потребителя.

Из основных достоинств создания мини-ТЭЦ на территории РБ можно выделить следующие достоинства:

-низкая стоимость вырабатываемой электроэнергии, тепла и холода;

-широкий выбор технологических схем;

-возможность быстрого возведения;

-быстрая окупаемость;

-низкий расход топлива;

-большой ресурс оборудования;

-экологическая безопасность.

Что касается экономической эффективности использования моно назвать следующие моменты:

-быстрый возврат инвестированного капитала;

-максимально возможные прибыли от инвестиций;

-отсутствие платы за подключение;

-минимум тепловых потерь и утечек при передаче горячей воды;

-возможность установки в помещениях действующих котельных;

-отсутствие необходимости строительства ЛЭП, ТЭП, протяженной кабельной сети.

С точки зрения экологии мини-ТЭЦ не представляют собой сильный загрязнитель, так как комбинированное производство энергии двух видов способствуют гораздо более экологичному использованию топлива по сравнению с раздельной выработкой электроэнергии и тепловой энергии на котельных установках. Замена котельных, нерационально использующих топливо и загрязняющих атмосферу городов и посёлков, на мини-ТЭЦ способствует не только значительной экономии топлива, но и повышению чистоты воздушного бассейна, улучшению общего экологического состояния, что является немаловажным для строительства станции на территории РБ.

Гидроэлектростанция представляет собой комплекс гидротехнических сооружений и энергетического оборудования, посредством которых энергия водных потоков или расположенных на относительно более высоких уровнях водоёмов преобразуется в электрическую энергию.

Гидроэлектростанции имеют ряд существенных преимуществ: легко поддаются автоматизации, обладают быстрым запуском, малыми эксплуатационными расходами, а значит, и низкой себестоимостью производимой электроэнергии. Недостатками ГЭС являются значительные капитальные вложения, вызванные большими объемами земляных и строительных работ, устройством водохранилищ, плотин, отводных каналов и другие.

Котельная установка представляет собой комплекс устройств для получения водяного пара под давлением или горячей воды. Она состоит из котлоагрегата и вспомогательного оборудования, газо- и воздухопроводов, трубопроводов пара и воды с арматурой, тягодутьевых устройств и др. Районные или производственные котельные предназначены для централизованного теплоснабжения жилищно-коммунального хозяйства или самого предприятия.

Газотурбинная установка – это двигатель, в лопаточном аппарате которого потенциальная энергия газа преобразуется в кинетическую энергию и затем частично превращается в механическую работу, которая преобразуется в электрическую энергию.

Парогазовая установка – это турбинная теплосиловая установка, в тепловом цикле которой используются два рабочих тела – водяной пар и дымовые газы, поступающие из котлоагрегата.

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) – это тепловая электростанция, вырабатывающая не только электрическую энергию, но и тепло, отпускаемое потребителям в виде пара и горячей воды для коммунально-бытового потребления. При такой комбинированной выработке тепловой и электрической энергии в тепловую сеть отдается главным образом теплота отработавшего в турбинах пара (или газа), что приводит к снижению расхода топлива на 25-30%.