Энергетика представляет собой группу отраслей, занятых добычей топлива, выработкой энергии и передачей ее потребителю. Главными источниками энергии (энергоресурсами) являются топливо (нефть, уголь, природный газ, горючие сланцы и дрова) и гидроэнергоресурсы. Огромное значение имеет атомная энергетика. Основная доля энергии получается путем преобразования получаемой при сгорании тепловой энергии в механическую и электрическую. К ним относятся (к чему?) двигатели внутреннего сгорания, турбины электростанций и т.д. Часть топливных энергоресурсов является ценным химическим сырьем.
Ценность тех или иных видов топлива определяется конечной стоимостью производимой энергии. Это зависит от теплотворной способности, условий добычи и дальности перевозок топлива. Естественно, что чем дешевле добыча топлива и меньше расстояние его перевозок, тем оно ценнее. Мы уже указывали на то, что на территории страны топливно-энергетические ресурсы размещены неравномерно. Наиболее выгодной является транспортировка природного газа и нефти по системе магистральных газо- и нефтепроводов. Добыча нефти и газа обходится до 25 раз дешевле добычи каменного угля. Перевозка угля также является выгодной в силу его высокой теплотворной способности.
При этом на протяжении последних десятилетий удельный вес угля в топливно-энергетическом балансе неизбежно сокращался. Уголь сохраняет свое значение как топливо для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях. Также он является ценным химическим сырьем. Он используется для получения кокса в черной металлургии, для производства удобрений, пластмасс, синтетических красителей и т.д. Главным достоинством угля как топлива является возможность его сжигания непосредственно после добычи, без переработки. Нефть же в сыром виде не сжигается. Из нее получают бензин, дизельное топливо, масла, мазут и керосин. Получаемые при крекинге нефти газы (пропан и бутан) используются в химической промышленности.
Добыча угля осуществляется открытым (карьеры) или закрытым способом. Добыча нефти осуществляется через скважины. Для того, чтобы заставить скважину фонтанировать, на границе месторождения закачивают под давлением воду, которая гонит нефть к скважине. С экономической точки зрения нефть выгоднее перекачивать к местам переработки, чтобы не строить несколько трубопроводов для перекачки нефтепродуктов. Природный газ, в отличие от нефти, удобен в использовании. Он является экологически чистым топливом, а его транспортировка обходится дешевле. Природный газ используется как топливо и химическое сырье.
Таким образом, основное назначение топливно-энергетических ресурсов состоит в том, что из них вырабатывается тепловая энергия, которая перерабатывается в электрическую, а также они служат ценным химическим сырьем. Электрическая энергия имеет большое преимущество перед другими видами энергии. Она преобразуется в механическую, тепловую и световую энергию, при развитой инфраструктуре она со скоростью света (330000 м/с) передается по проводам на большие расстояния. При современном уровне информатизации общества потребление электроэнергии растет опережающими темпами, поэтому надежность системы электроснабжения имеет огромное значение.
Все электрические станции подразделяются на типы в зависимости от вида топлива: тепловые, атомные, гидроэнергетические, приливные, ветровые, геотермальные и солнечные. Первые три типа наиболее широко распространены, так как используют традиционные виды источников получения энергии. Остальные типы электростанций распространены в районах с подходящими природными условиями. Тепловые электростанции являются наиболее широко распространенными. При сжигании угля, мазута или газа получают пар, который под давлением подается в паровую турбину, где вращает ротор турбины. Турбина соединена с электрическим генератором, который, вращаясь, преобразовывает механическую энергию в электрическую. Далее через повышающий трансформатор энергия подается к потребителям. Тепловые электростанции, работающие на угле, имеют крупный недостаток, связанный с наличием зольных отвалов – терриконов, обладающих определенной радиоактивностью.
Существует два основных вида тепловых электростанций: конденсационные и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Конденсационные электростанции предназначены для выработки электроэнергии, потому что отработанный пар вновь конденсируется с помощью холодной воды и поступает обратно в технологический цикл. Помимо электроэнергии, на ТЭЦ происходит выработка тепловой энергии (горячая вода и пар), которая направляется для обогрева задний и сооружений. Конденсационные электростанции целесообразнее строить вблизи мест добычи топлива и у источников воды. Перевозка топлива обходится дороже транспортировки электроэнергии по проводам. Ярким примером подобного рода подхода является строительство сети тепловых электростанций в районе Канско-Ачинского буроугольного бассейна. Бурый уголь плохо поддается транспортировке в силу своего самовоспламенения при механическом контакте. Поэтому здесь было построено несколько крупных тепловых электростанций. ТЭЦ сооружаются вблизи крупных потребителей тепла и электричества – предприятий и жилых кварталов, так как в этом случае пар и горячую воду можно передавать на расстояние до 20-25 км.
Для выработки электроэнергии широко используется энергия падающей воды. На гидроэлектростанциях турбина вращается падающей водой. Для создания разности в уровнях воды на равнинных реках сооружают плотины. Такие ГЭС называют приплотинными. В российской электроэнергетике строительство гидроэлектростанций осуществляется по каскадному принципу. Каскад ГЭС представляет собой группу электростанций, расположенных ступенчато по течению реки для последовательного использования ее энергии. Гидроэлектростанции связаны между собой общим водохозяйственным режимом, при котором водохранилища верхних ступеней имеют регулирующее влияние на нижние. Кроме плотины, на ГЭС имеются служебные здания, а сами турбины и генераторы устанавливают внутри плотины. На судоходных реках устраивают шлюзы для пропуска судов. Наибольшими гидроэнергоресурсами обладают крупные реки, преимущественно горных районов.
Атомные электростанции имеют огромные преимущества перед остальными их типами. Первая АЭС была запущена в СССР в 1954 г. в г. Обнинске. Принцип действия АЭС связан с выделением энергии полураспада радиоактивных изотопов. АЭС размещаются в бедных природными ресурсами регионах, так как затраты на доставку топлива ничтожны.
К потребителям электроэнергия подводится через систему электрических подстанций, служащих для преобразования электрического тока по напряжению (трансформаторная подстанция) или частоте (преобразовательная подстанция).
В России преобладают тепловые электростанции. Их работа является равномерной на протяжении года, ТЭС выдают постоянную мощность. ГЭС вырабатывают более дешевую электроэнергию, хотя уровень ее выработки связан с сезонными колебаниями уровня воды в водохранилищах. По мере его уменьшения часть агрегатов приходится отключать.
Электрическая энергия представляет собой уникальный продукт, который невозможно складировать в прямом смысле этого слова. Непосредственно после выработки он передается потребителям. В связи с этим огромное значение приобретает передача электричества на дальние расстояния потребителям. Для этого все типы электростанций в регионах соединены между собой высоковольтными линиями электропередачи. Региональные энергосистемы объединены в Единую энергетическую систему России.
Это создает огромные экономические преимущества. Объединение электростанций на совместную работу позволяет управлять энергосистемой из единого центра. При проведении ремонта оборудования отдельных электростанций можно избежать снижения мощности путем ее переброски из других энергосистем. Совместная работа электростанций позволяет более равномерно преодолевать суточные колебания потребляемой мощности.
Известно, что на Урале сумерки наступают на 2 часа раньше, чем в центральных регионах страны. Следовательно, на 2 часа раньше наступает пик вечерней нагрузки. Поэтому те же самые электростанции Сибири, Урала и Центра сначала вырабатывают энергию для Урала, затем, через час, пиковая нагрузка наступает в Поволжье, а еще через час – в Москве или Санкт-Петербурге.
Объединенная энергосистема имеет огромные преимущества для совместной работы тепловых и гидроэлектростанций. В многоводные сезоны за счет дополнительной выработки гидроэнергии имеется возможность разгрузить тепловые электростанции. В период пиковых нагрузок существует возможность быстро запустить ГЭС — для этого требуется несколько минут.
В Уральском федеральном округе топливная промышленность играет ведущую роль за счет вхождения в его состав Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов. Свыше 90 % общероссийской добычи газа и более 60 % нефти сосредоточено в этих регионах. Углеводородный потенциал недр региона с учетом запасов шельфа прилегающего Карского моря занимает второе место в мире после уникального бассейна в регионе Персидского залива. Для сравнения необходимо отметить, что Россия располагает 1/3 частью мировых разведанных запасов газа и является его крупнейшим планетарным производителем и экспортером (достоверные запасы – 48 трлн. м3, а общие потенциальные – 216 трлн. м3). Большой Урал, под которым в экономико-географическом аспекте понимается территориальное образование, включающее 10 регионов страны (Башкортостан, Удмуртия, Курганская, Оренбургская, Свердловская, Тюменская, Челябинская области, Ямало-Ненецкий, Ханты-Мансийский, Пермский край), по разведанным запасам газа (38 трлн.м3) практически троекратно превосходит запасы всех высокоразвитых стран. Остаточные запасы только Уренгойского месторождения превышают запасы всей Северной Америки. Пророческое предвидение, высказанное Михаилом Ломоносовым в ХVIII веке, о прирастании могущества России Сибирью и Крайним Севером становится действительностью в наше время. В долларовом эквиваленте уральские газовые “кладовые” можно оценить как минимум в 1,7 триллиона.
На территории Большого Урала находятся две крупнейшие нефтегазоносные провинции – Западно-Сибирская и Волго-Уральская. Сырьевая база газовой промышленности России характеризуется исключительно высокой концентрацией разведанных запасов в основных газоносных районах– в нескольких крупнейших и в 8 уникальных месторождениях. Следует отметить, что только 5 месторождений региона (Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье и Оренбургское) содержат 1/2 всех промышленных запасов России.
Специфика ресурсной базы определяет высокую концентрацию добывающей промышленности в регионе. С конца 1980-х гг. природный газ выходит на первое место в структуре топливно-энергетического баланса России. Во время экономического кризиса середины 1990-х гг., который в меньшей степени затронул газовую промышленность, бесперебойная подача газа позволила обеспечить надежное электро- и теплоснабжение предприятий и населения, что способствовало поддержанию политической стабильности в стране в трудный период экономических преобразований. В настоящее время РАО «Газпром», крупнейшая в мире компания по запасам и добыче природного газа, единственная в России транснациональная корпорация, имеющая стабильный выход на мировой рынок, не только гарантирует заказы на поставку традиционных материально-сырьевых ресурсов, но и вкладывает значительные средства в создание оборудования и техники нового поколения, в том числе в рамках соглашений о сотрудничестве с регионами.
Главной проблемой нефтегазового комплекса является дефицит инвестиций в условиях высокой изношенности основных фондов и, что самое главное, ухудшение воспроизводства сырьевой базы. В газовой отрасли резко сократилось строительство и ввод в действие новых мощностей на фоне вступления ведущих месторождений в завершающий период разработки. При степени выработанности разведанных запасов в целом по России – 16 %. Три базовых месторождения Большого Урала во многом выработаны: Медвежье – на 4/5, Уренгой – на 2/3, Ямбург – на 1/2. Кроме того, на отраслевые производственно-экономические характеристики влияют несбалансированное ценообразование продукции и налоговая политика, не нацеленная на достижение максимального инвестиционного эффекта. Тем не менее, в базовый рейтинг 100 крупнейших предприятий Большого Урала, наиболее успешно функционировавших в 2000 г., вошли 11 предприятий газового комплекса и 13 предприятий, тесно с ним взаимосвязанных.
Специфика ресурсной базы нефтегазоиндустрии заключается в огромном потенциале и удаленности от основных центров потребления. В этой связи приоритетное внимание получил трубопроводный транспорт – молодой и самый динамично развивающийся вид коммуникационной инфраструктуры. В отраслевом рейтинге 100 крупнейших предприятий транспорта Уральского региона в 2000 г. в первой пятерке были 4 газотранспортные компании. Из Западной Сибири проложены 6 основных магистральных газопроводов, а еще один – «Союз» – берет начало от Оренбургского газоконденсатного месторождения. Осуществляется новый проект – сооружение трансконтинентальной магистрали “Ямал-Европа” для покрытия газодефицита в расширяющемся Европейском Союзе. Учитывая, что месторождения Ямала расположены вблизи Карского моря, в зоне доступности морского транспорта, также целесообразным представляется строительство на данной территории завода по производству сжиженного природного газа (СПГ). К 2020 году страна должна выйти на уровень национальной добычи газа в 750 млрд. м3, 600 из которых будут ямальскими.
Природный газ – второй по значимости источник инвалютных поступлений, особенностью которого является крупномасштабная внешняя торговля, производимая на долгосрочной основе. Доля России в мировом газоэкспорте достигает 37% и такой же цифрой характеризуется экспортная квота.
Реализация нефтегазового потенциала требует огромных капиталовложений. Необходимо усиление государственной поддержки комплекса и улучшение регулирования недропользования. Как известно, политика президента В.Путина включает два элемента: с одной стороны – рецентрализацию, с другой – провозглашение принципа “равноудаленности” крупного бизнеса от федеральной власти. В этих условиях крупное предпринимательство заинтересовано в укреплении своих позиций в большей степени на региональном уровне, особенно в ключевых районах.
Энергетической стратегией является наращивание газодобычи, чтобы во время пролонгированной «газовой паузы» решать проблемы перевода хозяйства на энергосберегающий путь развития. Под влиянием улучшения общехозяйственной ситуации в стране и сохранении благоприятной конъюнктуры на мировых рынках энергоносителей мультипликационный эффект приведет к стимулированию роста спроса на товары инвестиционный группы.
Природный газ Большого Урала является энергетическим «фаворитом» сегодня и на перспективу . рассматривается как одно из звеньев, за которое можно вытащить значительную часть груза проблем, накопившихся в региональной экономике и топливно-энергетическом хозяйстве России.
Но интенсивная и не всегда технологически рациональная эксплуатация нефтегазовых ресурсов в предшествующие годы, резкое сокращение геологоразведочных работ на суше и полное прекращение на шельфе Карского моря, недостаточное внимание к ресурсам газового конденсата, к глубокорасположенным залежам ввели Западно-Сибирскую нефтегазовую провинцию в режим падающей добычи.
Резервы региона по нефтедобыче заключаются в ускорении ввода в эксплуатацию более 200 месторождений и участков, распределенных через систему лицензирования по нефтедобывающим компаниям.
В Уральском федеральном округе создана мощная нефтеперерабатывающая промышленность. Ее центры расположены в Тобольске, Нижневартовске и др. городах. Попутный нефтяной газ перерабатывается на 8 заводах в Ханты-Мансийском АО.
