Дулааны цахилгаан станцыг хөгжүүлэх. Усан цахилгаан станцын ирээдүй ба цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн бусад технологийн хэтийн төлөв Дулааны цахилгаан станцын хөгжлийн хэтийн төлөв

Сүүлийн хэдэн арван жилд уламжлалт бус эрчим хүчний үйлдвэрүүд эрчимтэй хөгжиж байгаа хэдий ч дэлхийн цахилгаан эрчим хүчний ихэнх хувийг дулааны цахилгаан станцууд үйлдвэрлэсээр байна. Үүний зэрэгцээ жил бүр өсөн нэмэгдэж буй цахилгаан эрчим хүчний хэрэгцээ нь дулааны эрчим хүчний хөгжилд түлхэц үзүүлж байна. Дэлхийн эрчим хүчний инженерүүд дулааны цахилгаан станцуудыг сайжруулах, найдвартай байдал, байгаль орчны аюулгүй байдал, үр ашгийг нэмэгдүүлэх чиглэлээр ажиллаж байна.

ДУЛААНЫ ЭРЧИМ ХҮЧНИЙ ДААЛГАВАР

Дулааны эрчим хүчний инженерчлэл нь дулааныг бусад төрлийн энерги болгон хувиргах үйл явцад гол анхаарлаа хандуулдаг эрчим хүчний салбар юм. Орчин үеийн дулааны эрчим хүчний инженерүүд нь шаталт ба дулаан дамжуулах онол дээр тулгуурлан одоо байгаа цахилгаан станцуудыг судлах, сайжруулах, дулааны тээвэрлэгчдийн термофизик шинж чанарыг судлах, дулааны цахилгаан станцуудын үйл ажиллагааны байгаль орчинд үзүүлэх хортой нөлөөллийг багасгахыг эрэлхийлдэг.

ЦАХИЛГААН СТАНЦУУД

Дулааны эрчим хүчний инженерчлэлийг дулааны цахилгаан станцгүйгээр төсөөлөхийн аргагүй. Дулааны цахилгаан станцууд дараах схемийн дагуу ажилладаг. Нэгдүгээрт, органик түлшийг зууханд хийж, шатааж, хоолойгоор дамжин өнгөрөх усыг халаана. Халсан ус нь уур болж хувирдаг бөгөөд энэ нь турбиныг эргүүлэхэд хүргэдэг. Турбины эргэлтийн ачаар цахилгаан үүсгүүр идэвхждэг бөгөөд үүний үр дүнд энэ нь үүсдэг. цахилгаан. Дулааны цахилгаан станцууд нь газрын тос, нүүрс болон бусад сэргээгдэхгүй эрчим хүчний эх үүсвэрийг түлш болгон ашигладаг.

Дулааны цахилгаан станцуудаас гадна дулааны энергийг цахилгаан үүсгүүрийн тусламжгүйгээр цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргадаг суурилуулалтууд бас байдаг. Эдгээр нь термоэлектрик, соронзон гидродинамик генераторууд болон бусад цахилгаан станцууд юм.

ДУЛААН ЭРЧИМ ХҮЧНИЙ БАЙГАЛЬ ОРЧНЫ АСУУДАЛ

дарга сөрөг хүчин зүйлдулааны эрчим хүчний инженерийн хөгжилд дулааны цахилгаан станцууд ажлын явцад байгаль орчинд учруулдаг хор хөнөөл болсон. Түлш шатаах үед асар их хэмжээний хортой ялгаруулалт. Эдгээрт дэгдэмхий органик нэгдлүүд, хатуу үнсний тоосонцор, хүхэр, азотын хийн исэл, хүнд металлын дэгдэмхий нэгдлүүд орно. Түүнчлэн дулааны цахилгаан станцууд нь шаар, үнс, түлш хадгалах газрыг зохион байгуулах шаардлагатай байгаагаас усыг их хэмжээгээр бохирдуулж, ландшафтыг сүйтгэдэг.

Мөн дулааны цахилгаан станцуудын үйл ажиллагаа нь хүлэмжийн хийн ялгаралтай холбоотой. Эцсийн эцэст, дулааны цахилгаан станцууд асар их хэмжээний CO 2 ялгаруулдаг бөгөөд энэ нь агаар мандалд хуримтлагдах нь манай гаригийн дулааны тэнцвэрт байдлыг өөрчилж, хүлэмжийн үр нөлөөг үүсгэдэг нь бидний цаг үеийн байгаль орчны хамгийн тулгамдсан, ноцтой асуудлын нэг юм.

Тийм ч учраас дулааны эрчим хүчний инженерийн орчин үеийн хөгжилд хамгийн чухал байр суурийг дулааны цахилгаан станцуудыг байгаль орчны аюулгүй байдлын чиглэлээр сайжруулах боломжтой шинэ бүтээл, инноваци хийх ёстой. Бид дулааны цахилгаан станцуудын хэрэглэж буй түлшийг цэвэрлэх шинэ технологи, дулааны цахилгаан станцуудад тусгай цэвэрлэх шүүлтүүр бий болгох, үйлдвэрлэх, суурилуулах, орчин үеийн байгаль орчны шаардлагыг харгалзан анхлан боловсруулсан шинэ дулааны цахилгаан станц барих тухай ярьж байна.

ХӨГЖЛИЙН ХӨТӨЛБӨР

Дулааны цахилгаан төхөөрөмжүүд нь хүн төрөлхтний цахилгаан эрчим хүчний гол эх үүсвэр бөгөөд маш удаан хугацаанд байх болно. Тиймээс дэлхийн дулааны эрчим хүчний компаниуд энэхүү ирээдүйтэй эрчим хүчний салбарыг эрчимтэй хөгжүүлсээр байна. Тэдний хүчин чармайлт нь юуны түрүүнд дулааны цахилгаан станцуудын үр ашгийг дээшлүүлэхэд чиглэгддэг бөгөөд хэрэгцээ нь эдийн засаг, байгаль орчны хүчин зүйлээс шалтгаалдаг.

Эрчим хүчний байгууламжийн байгаль орчны аюулгүй байдлын талаархи дэлхийн хамтын нийгэмлэгийн хатуу шаардлагууд нь инженерүүдийг дулааны цахилгаан станцаас ялгарах ялгарлыг зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнд хүртэл бууруулах технологийг хөгжүүлэхэд түлхэц өгдөг.

Шинжээчдийн үзэж байгаагаар орчин үеийн нөхцөл нь нүүрс эсвэл хийгээр ажилладаг дулааны цахилгаан станцууд ирээдүйд ирээдүйтэй байх болно. энэ чиглэлДэлхий даяар дулааны эрчим хүчний компаниуд хамгийн их хүчин чармайлт гаргадаг.

Дэлхийн хүн төрөлхтний цахилгаан эрчим хүчний хэрэгцээг хангахад дулааны эрчим хүчний инженерийн тэргүүлэх үүрэг удаан үргэлжлэх болно. Эцсийн эцэст, өндөр хөгжилтэй орнууд байгаль орчинд ээлтэй, боломжийн үнэтэй эрчим хүчний эх үүсвэрт аль болох хурдан шилжихийг хүсч байгаа ч эрчим хүч үйлдвэрлэх шинэ арга руу хурдан шилжих боломжгүй юм. . Энэ нь дулааны эрчим хүчний салбар идэвхтэй хөгжих болно гэсэн үг юм, гэхдээ мэдээж хэрэг ашигласан технологийн байгаль орчны аюулгүй байдлын шинэ шаардлагыг харгалзан үзнэ.

Дулааны цахилгаан станцын хэтийн төлөвийг үнэлэхийн тулд юуны түрүүнд цахилгаан эрчим хүчний бусад эх үүсвэртэй харьцуулахад тэдгээрийн давуу болон сул талуудыг ойлгох шаардлагатай.

Үр ашигт дараахь зүйлс орно.

• 1. Усан цахилгаан станцаас ялгаатай нь дулааны цахилгаан станцыг ашигласан түлшийг харгалзан харьцангуй чөлөөтэй байрлуулж болно. Хийн түлш, мазут тээвэрлэх нь харьцангуй хямд (нүүрстэй харьцуулахад) тул хийн түлшээр ажилладаг дулааны цахилгаан станцуудыг хаана ч барьж болно. Нунтагласан нүүрсний дулааны цахилгаан станцуудыг нүүрс олборлох эх үүсвэрийн ойролцоо байрлуулах нь зүйтэй. Өнөөдрийг хүртэл "нүүрс" дулааны эрчим хүчний салбар хөгжиж, бүс нутгийн шинж чанартай байдаг.
• 2. Суурилуулсан хүчин чадлын нэгжийн өртөг (1 кВт-ын суурилагдсан хүчин чадлын өртөг) болон ДЦС барих хугацаа нь АЦС, УЦС-ынхаас хамаагүй богино.
• 3. Дулааны цахилгаан станцын цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэл нь усан цахилгаан станцаас ялгаатай нь улирлаас хамаардаггүй бөгөөд зөвхөн түлшний нийлүүлэлтээр тодорхойлогддог.
• 4. Дулааны цахилгаан станцын эдийн засгийн газрыг өмчлөх талбай нь атомын цахилгаан станцынхаас хамаагүй бага бөгөөд мэдээжийн хэрэг, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө нь бүс нутгаас хол байж болох усан цахилгаан станцуудтай харьцуулах боломжгүй юм. Жишээлбэл, голын усан цахилгаан станцуудын каскадууд. Волга ба Днепр.
• 5. ДЦС-д бараг ямар ч түлш шатаах боломжтой, тэр дундаа үнс, ус, чулуугаар тогтворжсон хамгийн бага агуулгатай нүүрс.
• 6. Атомын цахилгаан станцаас ялгаатай нь дулааны цахилгаан станцыг ашиглалтын хугацаа нь дууссаны дараа устгалд оруулах асуудал байхгүй. Дүрмээр бол дулааны цахилгаан станцын дэд бүтэц нь түүн дээр суурилуулсан үндсэн тоног төхөөрөмж (уурын зуух, турбин), барилга байгууламж, турбины танхим, усан хангамж, түлшний хангамжийн систем гэх мэтийг ихээхэн "амьдарч" байдаг. сангууд, удаан хугацаанд үйлчилдэг. GOELRO төлөвлөгөөний дагуу 80 гаруй жил баригдсан ДЦС-уудын ихэнх нь одоо ч ажиллаж байгаа бөгөөд шинэ, илүү дэвшилтэт турбин, бойлер суурилуулсны дараа үргэлжлүүлэн ажиллах болно.

Эдгээр давуу талуудын зэрэгцээ ДЦС нь хэд хэдэн сул талуудтай.

• 1. Дулааны цахилгаан станцууд нь байгаль орчинд ээлтэй, ялангуяа үнслэг исгэлэн түлшээр ажилладаг цахилгаан эрчим хүчний хамгийн "бохир" эх үүсвэр юм. Агаар мандалд байнга ялгардаггүй, харин цацраг идэвхт бохирдлын байнгын аюул заналхийлдэг, ашигласан цөмийн түлшийг хадгалах, боловсруулах, цөмийн хаягдал булшлахтай холбоотой асуудалтай цөмийн цахилгаан станцууд гэж хэлэх нь үнэн. Ашиглалтын хугацаа дууссаны дараа цахилгаан станц өөрөө эсвэл эдийн засгийн асар том талбайг үерт автуулж, бүс нутгийн уур амьсгалыг өөрчилсөн усан цахилгаан станцууд нь экологийн хувьд илүү "цэвэр" байх нь зөвхөн ихээхэн хэмжээний уламжлалт байдлаар л боломжтой юм.
• 2. Уламжлалт дулааны цахилгаан станцууд нь харьцангуй бага үр ашигтай байдаг (цөмийн цахилгаан станцаас сайн, гэхдээ CCGT-ээс хамаагүй муу).
• 3. УЦС-аас ялгаатай нь ДЦС нь өдөр тутмын цахилгаан ачааллын хуваарийн хувьсах хэсгийг нөхөхөд бараг оролцдоггүй.
• 4. Дулааны цахилгаан станцууд нь ихэвчлэн импортоор авдаг түлшний нийлүүлэлтээс ихээхэн хамааралтай байдаг.

Энэ бүх дутагдлуудыг үл харгалзан дулааны цахилгаан станцууд дэлхийн ихэнх улс орны цахилгаан эрчим хүчний гол үйлдвэрлэгч бөгөөд ойрын 50-иас доошгүй жилийн хугацаанд ийм хэвээр байх болно.

Хүчирхэг конденсацын дулааны цахилгаан станц барих хэтийн төлөв нь ашигласан түлшний төрөлтэй нягт холбоотой. Шингэн түлш (газрын тос, мазут) нь эрчим хүч зөөгч (өндөр илчлэг, тээвэрлэлтэд хялбар) давуу талтай хэдий ч зөвхөн хязгаарлагдмал нөөцөөс гадна дулааны цахилгаан станцуудад хэрэглээ нь улам бүр буурах болно. нефть химийн үйлдвэрийн түүхий эд болох үнэ цэнэ. ОХУ-ын хувьд шингэн түлшний (газрын тос) экспортын үнэ нь бас чухал ач холбогдолтой юм. Иймд ДЦС-ын шингэн түлшийг (мазут) хийн түлшний ДЦС-д нөөц түлш, нунтагласан нүүрсний ДЦС-д туслах түлш болгон ашиглах бөгөөд энэ нь тодорхой горимд уурын зууханд нүүрсний тоосыг тогтвортой шатаана.

Конденсацийн уурын турбин дулааны цахилгаан станцуудад байгалийн хийг ашиглах нь үндэслэлгүй юм: үүний тулд өндөр температурт хийн турбин дээр суурилсан ашиглалтын төрлийн хосолсон циклийн станцуудыг ашиглах ёстой.

Тиймээс Орос болон гадаадад сонгодог уурын турбин дулааны цахилгаан станцуудыг ашиглах алс холын хэтийн төлөв нь нүүрс, ялангуяа бага агуулгатай нүүрс ашиглахтай холбоотой юм. Энэ нь мэдээжийн хэрэг хийн түлшний дулааны цахилгаан станцуудын үйл ажиллагааг зогсооно гэсэн үг биш бөгөөд аажмаар PTU-ээр солигдох болно.

21-р зууны эхэн үед Оросын эрчим хүчний салбарыг шинэчлэх, хөгжүүлэх асуудал дараахь хүчин зүйлсийг харгалзан маш хурцадмал болсон.

Эхний арван жилийн эцэс гэхэд цахилгаан станцын тоног төхөөрөмж, дулааны болон цахилгааны сүлжээний элэгдэл 50%-иас давж, 2020 он гэхэд элэгдэл 90%-д хүрч болзошгүй гэсэн үг;

Эрчим хүч үйлдвэрлэх, тээвэрлэх техник, эдийн засгийн шинж чанар нь эрчим хүчний анхдагч нөөцийн үр ашиггүй зардлаар дүүрэн байдаг;

Эрчим хүчний байгууламжуудыг автоматжуулалт, хамгаалалт, мэдээлэл зүйгээр хангах түвшин улс орнуудын эрчим хүчний байгууламжтай харьцуулахад хамаагүй доогуур түвшинд байна. баруун Европболон АНУ;

ОХУ-ын ДЦС-ын эрчим хүчний анхдагч нөөцийг 50% ба түүнээс дээш үр ашигтай уурын эрчим хүчний эргэлтийн дэвшилтэт технологийг ашигладаг орнуудаас ялгаатай нь 32-33% -иас ихгүй үр ашигтайгаар ашигладаг;

21-р зууны эхний таван жилд Оросын эдийн засаг тогтворжихын хэрээр эрчим хүчний салбар эдийн засгийн “зүтгүүр” байснаас “саад тотгор” болж хувирах нь тодорхой болсон. 2005 он гэхэд Москва мужийн эрчим хүчний систем ховордсон;

Нөхцөл байдалд Оросын эрчим хүчний баазыг шинэчлэх, хөгжүүлэх хөрөнгийг хайж олох зах зээлийн эдийн засагэрчим хүчний салбарыг зах зээлийн зарчимд тулгуурлан шинэчлэх.

Эдгээр нөхцөлд хэд хэдэн хөтөлбөр бий болсон боловч тэдгээрийн нэмэлт, "хөгжил" үргэлжилсээр байна.

Өнгөрсөн зууны сүүлчээр бий болсон хөтөлбөрүүдийн нэгийг энд үзүүлэв (Хүснэгт 6).

Хүснэгт 6. Цахилгаан станцуудын хүчин чадлыг ашиглалтад оруулах, сая кВт.

Хүснэгт 7. Цахилгаан эрчим хүчний салбарын хөрөнгө оруулалтын хэрэгцээ, тэрбум доллар

"Оросын ЕЭС" РАО-ийн мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар Оросын эдийн засаг, нийгмийн салбарын эрчим хүчний хангамжийн нөхцөл байдлын ноцтой байдлыг эрчим хүчний хомсдолтой бүс нутгууд (намар-өвлийн улиралд хамгийн их эрчим хүч) бий болгосноор харуулж байна. хэрэглээний ачаалал).

ГОЭЛРО-2 эрчим хүчний хөтөлбөр ингэж бий болсон юм. Янз бүрийн эх сурвалжууд бие биенээсээ эрс ялгаатай тоо баримт өгдөг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тийм ч учраас өмнөх хүснэгтүүдэд (Хүснэгт 6, Хүснэгт 7) нийтлэгдсэн үзүүлэлтүүдийн дээд хэмжээг харуулав. Энэхүү "тааз" түвшний урьдчилсан мэдээг удирдамж болгон ашиглаж болох нь ойлгомжтой.

Гол хэсгүүд нь:

1. Хатуу түлшээр дулааны цахилгаан станц байгуулахад чиглэнэ. Байгалийн хийн үнийг дэлхийн түвшинд хүргэснээр хатуу түлшээр ажилладаг дулааны цахилгаан станцууд эдийн засгийн үндэслэлтэй болно. Орчин үеийн аргууднүүрс шатаах (эргэлтийн шингэн давхаргад), дараа нь нүүрсийг урьдчилан хийжүүлэх замаар нүүрсээр галладаг хосолсон циклийн технологи эсвэл түүнийг даралтат шингэрүүлсэн бойлерт шатаах нь хатуу түлшээр ажилладаг дулааны цахилгаан станцуудыг ирээдүйн дулааны цахилгаан станцуудын “зах зээлд” өрсөлдөх чадвартай болгодог.

2. Шинээр баригдсан ДЦС-д байгалийн хийг "үнэтэй" ашиглах нь зөвхөн хосолсон циклийн станц ашиглах, түүнчлэн хийн турбин дээр суурилсан мини ДЦС байгуулах үед л үндэслэлтэй болно.

3. Бие махбодийн болон ёс суртахууны элэгдлийн улмаас одоо ажиллаж байгаа дулааны цахилгаан станцуудыг техникийн дахин тоноглох нь нэн тэргүүний зорилт хэвээр байх болно. Бүрэлдэхүүн хэсэг, угсралтыг солихдоо техникийн төгс шийдлүүдийг, тэр дундаа автоматжуулалт, мэдээлэл зүйн асуудлыг нэвтрүүлэх боломжтой болохыг тэмдэглэх нь зүйтэй.

4. Хөгжил цөмийн эрчим хүчбогино хугацаанд өндөр хүчин чадалтай блокуудыг барьж дуусгахаас гадна атомын цахилгаан станцын ашиглалтын хугацааг эдийн засгийн үндэслэлтэй хугацаанд уртасгах ажилтай холбоотой. Урт хугацаанд АЦС-ын хүчин чадлыг ашиглалтад оруулахдаа татан буулгасан блокуудыг хэрэгцээ шаардлагад нийцсэн шинэ үеийн эрчим хүчний нэгжээр солих замаар хийх ёстой. орчин үеийн шаардлагааюулгүй байдал.

Цөмийн эрчим хүчний ирээдүйн хөгжил нь хэд хэдэн асуудлыг шийдвэрлэхтэй холбоотой бөгөөд тэдгээрийн гол нь одоо ажиллаж байгаа болон шинээр баригдаж буй атомын цахилгаан станцуудын бүрэн аюулгүй байдлыг хангах, ашигласан атомын цахилгаан станцуудыг хаах, эдийн засгийн өрсөлдөх чадварыг хангах явдал юм. өөр эрчим хүчний технологитой харьцуулахад цөмийн энергийн .

5. Цахилгаан эрчим хүчний салбарын чухал чиглэл орчин үеийн нөхцөлжижиг цахилгаан станцууд, юуны өмнө CCGT, GTU бүхий бага хүчин чадлын ДЦС барих замаар түгээх хүчин чадлын сүлжээг хөгжүүлэх явдал юм.

Томоохон усан цахилгаан станцуудын бүтээн байгуулалтын байгаль орчин, нийгмийн сөрөг үр дагавар нь биднийг ирээдүйн цахилгаан эрчим хүчний салбарт эзлэх байр суурийг анхааралтай авч үзэхэд хүргэж байна.

Усан цахилгаан станцын ирээдүй

Томоохон усан цахилгаан станцууд эрчим хүчний системд дараахь үүргийг гүйцэтгэдэг.

1. цахилгаан үүсгэвэр;
2. эрчим хүчний хэрэглээтэй эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг хурдан зохицуулах, эрчим хүчний систем дэх давтамжийг тогтворжуулах;
3. хэлбэрээр эрчим хүчийг хуримтлуулах, хадгалах боломжит эрчим хүчямар ч үед цахилгаан болж хувирах дэлхийн таталцлын талбарт ус.

Ямар ч хэмжээтэй УЦС-д эрчим хүч үйлдвэрлэх, маневр хийх боломжтой. Мөн хэдэн сараас хэдэн жил хүртэл эрчим хүчний хуримтлал (өвөл, хуурай жилүүдэд) их хэмжээний усан санг бий болгохыг шаарддаг.

Харьцуулбал: 12 В-ын хүчдэлтэй, 85 ампер цагийн багтаамжтай 12 кг жинтэй машины зай нь 1.02 киловатт-цаг (3.67 MJ) хадгалах боломжтой. Ийм хэмжээний энергийг хуримтлуулж, 0.92-ын үр ашиг бүхий гидравлик төхөөрөмжид цахилгаан болгон хувиргахын тулд 4 тонн (4 шоо метр) усыг 100 м өндөрт эсвэл 40 тонн усыг өндөрт өргөх шаардлагатай. 10 м.

Ердөө 1 МВт-ын хүчин чадалтай усан цахилгаан станцыг нөөцөлсөн усаар жилд 5 сар өдөрт 6 цаг нөөцөлсөн усаар ажиллуулахын тулд 100 м-ийн өндөрт хуримтлуулж, дараа нь турбинаар дамжин өнгөрөх шаардлагатай. 3.6 сая тонн ус. Усан сангийн талбай нь 1 хавтгай дөрвөлжин км талбайтай бол түвшний бууралт 3.6 м байна.40% -ийн үр ашигтай дизель цахилгаан станцад ижил хэмжээний гарц гаргахад 324 тонн дизель түлш шаардлагатай болно. Тиймээс хүйтэн цаг агаарт өвлийн улиралд усны эрчим хүчийг хадгалахын тулд өндөр далан, том усан сан шаардлагатай байдаг.

Үүнээс гадна, b дээр тухайОХУ-ын ихэнх нутаг дэвсгэрт мөнх цэвдгийн бүсэд өвлийн улиралд жижиг, дунд гол мөрөн ёроол хүртэл хөлддөг. Эдгээр хэсгүүдэд өвлийн улиралд жижиг усан цахилгаан станцууд ашиггүй байдаг.

Томоохон усан цахилгаан станцууд нь олон хэрэглэгчдээс нэлээд зайд байрлах нь гарцаагүй бөгөөд цахилгаан дамжуулах шугам барих зардал болон эрчим хүчний алдагдал, халаалтын утас зэргийг тооцох ёстой. Тиймээс Транссибирийн (Шилкинская) УЦС-ын хувьд ердөө 195 км урттай Транссибирийн төмөр зам хүртэлх цахилгаан шугам-220 барих зардал (ийм бүтээн байгуулалтад маш бага) бүх зардлын 10% -иас давж байна. Цахилгаан дамжуулах сүлжээ барих зардал маш их тул Хятадад одоог хүртэл сүлжээнд холбогдоогүй салхин тээрмийн хүчин чадал нь Байгаль нуураас зүүн тийш Оросын нийт эрчим хүчний салбарын хүчин чадлаас давж байна.

Тиймээс усан цахилгаан станцын хэтийн төлөв нь технологи, үйлдвэрлэлийн дэвшил, эрчим хүчийг хамтдаа хадгалах, дамжуулах зэргээс шалтгаална.

Эрчим хүч бол маш их хөрөнгө шаарддаг, тиймээс консерватив салбар юм. Зарим цахилгаан станцууд, ялангуяа 20-р зууны эхээр баригдсан усан цахилгаан станцууд ажиллаж байна. Тиймээс хагас зууны хэтийн төлөвийг үнэлэхийн тулд тодорхой төрлийн эрчим хүчний эзлэхүүний үзүүлэлтүүдийн оронд технологи тус бүрийн ахиц дэвшлийн хурдыг авч үзэх нь илүү чухал юм. Үйлдвэрлэлийн техникийн дэвшлийн тохиромжтой үзүүлэлтүүд нь үр ашиг (эсвэл алдагдлын хувь), нэгжийн хүчин чадал, 1 киловатт үйлдвэрлэх хүчин чадал, 1 км тутамд 1 киловатт цахилгаан дамжуулах зардал, өдөрт 1 киловатт-цаг хадгалах зардал юм.

Эрчим хүчний хадгалалт

Хадгалах Цахилгаан эрчим хүч бол эрчим хүчний салбарын шинэ салбар юм. Удаан хугацааны туршид хүмүүс түлш (мод, нүүрс, дараа нь танканд газрын тос, газрын тосны бүтээгдэхүүн, даралтат саванд хий, газар доорх агуулах) хадгалдаг байв. Дараа нь механик эрчим хүч хадгалах төхөөрөмж (өндөр ус, шахсан агаар, супер нисдэг дугуй гэх мэт) гарч ирэв, тэдгээрийн дунд шахуургатай цахилгаан станцууд тэргүүлэгч хэвээр байна.

Мөнх цэвдгийн бүсээс гадна нарны ус халаагчаар хуримтлуулсан дулаанаа аль хэдийн газар доогуур шахаж, өвлийн улиралд байшингаа халаах боломжтой. ЗХУ задран унасны дараа нарны дулааны энергийг химийн хувиргалтанд ашиглах туршилтууд зогссон.

Мэдэгдэж байгаа химийн батерейнууд нь хязгаарлагдмал тооны цэнэглэх цэнэгийн циклтэй байдаг. Суперконденсаторууд илүү их байдаг тухай удаан эдэлгээтэй боловч тэдгээрийн хүчин чадал хангалтгүй хэвээр байна. Хэт дамжуулагч ороомог дахь соронзон орны энергийн аккумляторууд маш хурдацтай сайжирч байна.

Нэг киловатт/цагийн үнэ 1 доллар болтлоо буурах үед цахилгааны хуримтлалын хуваарилалтад ахиц гарах болно. Энэ нь тасралтгүй ажиллах боломжгүй (нар, салхи, түрлэгийн эрчим хүч) төрлийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг өргөнөөр ашиглах боломжтой болно.

өөр эрчим хүч

Технологоос үе Нарны эрчим хүч яг одоо хамгийн хурдацтай өөрчлөгдөж байна. Нарны хавтанутсаа цэнэглэхээс эхлээд мега хотуудыг нийлүүлэх хүртэл шаардлагатай хэмжээгээр эрчим хүч үйлдвэрлэх боломжийг танд олгоно. Дэлхий дээрх нарны энерги нь бусад төрлийн энергийн нийлбэрээс зуу дахин их байдаг.

Салхин цахилгаан станцууд үнэ буурах үеийг туулж, цамхаг, генераторуудыг ургуулах шатандаа явж байна. 2012 онд дэлхийн бүх салхин тээрмийн хүчин чадал ЗХУ-ын бүх цахилгаан станцын хүчин чадлаас давсан. Гэсэн хэдий ч 21-р зууны 20-иод онд салхин тээрэмийг сайжруулах боломж шавхагдаж, нарны эрчим хүч өсөлтийн хөдөлгүүр хэвээр байх болно.

Томоохон усан цахилгаан станцуудын технологи арваад жил тутам бага, бага хэмжээгээр баригдаж, том усан цахилгаан станцуудын технологи "хамгийн сайн цаг"-аа өнгөрөөжээ. Зохион бүтээгч, инженерүүдийн анхаарлыг далайн түрлэг, долгионы цахилгаан станцуудад хандуулдаг. Гэсэн хэдий ч далайн түрлэг, том давалгаа хаа сайгүй байдаггүй тул тэдний үүрэг бага байх болно. 21-р зуунд, ялангуяа Азид жижиг усан цахилгаан станцууд баригдсан хэвээр байх болно.

Дэлхийн гүнээс (гео дулааны эрчим хүч) дулаанаас цахилгаан эрчим хүч авах нь ирээдүйтэй, гэхдээ зөвхөн тодорхой бүс нутагт. Чулуужсан түлш шатаах технологи нь нар, салхины эрчим хүчтэй хэдэн арван жилийн турш өрсөлдөх болно, ялангуяа салхи, нар багатай газар.

Хог хаягдлыг исгэх, пиролиз эсвэл сийвэн дэх задралаар шатдаг хий авах технологи нь хамгийн хурдан сайжирч байна. Гэсэн хэдий ч хотын хатуу хог хаягдлыг хийжүүлэхээс өмнө ангилах (болж өгвөл тусад нь цуглуулах) шаардлагатай байдаг.

TPP технологи

Хосолсон цахилгаан станцуудын үр ашиг 60% -иас давсан. Бүх хийн түлшээр ажилладаг ДЦС-уудыг хосолсон циклд (илүү нарийвчлалтайгаар хий-уур) дахин тоноглосноор хийн түлшний шаталтыг нэмэгдүүлэхгүйгээр цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэл 50 гаруй хувиар нэмэгдэнэ.

Нүүрс болон газрын тосоор ажилладаг ДЦС нь үр ашиг, тоног төхөөрөмжийн үнэ, хорт утааны хэмжээ зэргээрээ хийн түлшээр ажилладаг станцуудаас хамаагүй муу юм. Түүнчлэн нүүрс олборлоход нэг мегаватт/цаг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд хамгийн их хүний ​​амь нас шаардагддаг. Нүүрсийг хийжүүлэх нь нүүрсний салбарын оршин тогтнох хугацааг хэдэн арван жилээр уртасгах боловч уурхайчны мэргэжил 22-р зуунд оршин тогтнох магадлал багатай юм. Энэ нь маш их магадлалтай уур болон хийн турбинуудхимийн энергийг дулааны болон механик энерги олж авах үе шатуудыг алгасаж цахилгаан энерги болгон хувиргадаг хурдацтай сайжруулсан түлшний эсүүдээр солигдох болно. Одоогоор түлшний эсүүд маш үнэтэй байдаг.

Цөмийн эрчим хүч

Атомын цахилгаан станцуудын үр ашиг сүүлийн 30 жилийн хугацаанд хамгийн удаан өссөн байна. Тус бүр нь хэдэн тэрбум долларын өртөгтэй цөмийн реакторууд аажмаар сайжирч, аюулгүй байдлын шаардлага нь барилгын зардлыг өсгөж байна. "Цөмийн сэргэн мандалт" болоогүй. 2006 оноос хойш дэлхийн хэмжээнд атомын цахилгаан станцуудыг ашиглалтад оруулах нь зөвхөн салхи төдийгүй нарны эрчим хүчийг ашиглахаас бага байна. Гэсэн хэдий ч цацраг идэвхт хог хаягдлын асуудлаас болж зарим атомын цахилгаан станцуудын төгсгөл нь гарцаагүй болсон ч 22-р зуунд оршин тогтнох магадлал өндөр байна. 21-р зуунд термоядролын реакторууд бас ажиллах боломжтой ч тэдний цөөн тоо нь мэдээжийн хэрэг "өөрчлөхгүй".

Өнөөг хүртэл "хүйтэн нэгдэл"-ийг хэрэгжүүлэх боломж тодорхойгүй хэвээр байна. Зарчмын хувьд хэт өндөр температургүй, цацраг идэвхт хаягдал үүсэхгүйгээр термоядролын урвал явагдах боломж нь физикийн хуультай зөрчилддөггүй. Гэхдээ ийм аргаар хямд эрчим хүч авах хэтийн төлөв маш эргэлзээтэй байна.

Шинэ технологиуд

Мөн зураг дээр бага зэрэг уран зөгнөл. Дулааныг цахилгаан болгон хувиргах гурван шинэ зарчмыг одоогоор Орос улсад туршиж байна. Эдгээр туршилтууд нь маш олон эргэлзээтэй байдаг: эцсийн эцэст термодинамикийн хоёр дахь хууль зөрчигдөж байна. Одоогоор микроваттын аравны нэгийг хүлээн аваад байна. Амжилттай бол цаг, цахилгаан хэрэгслийн батарейнууд эхлээд гарч ирнэ. Дараа нь утасгүй гэрлийн чийдэн. Гэрлийн чийдэн бүр сэрүүн байх болно. Агааржуулагч нь цахилгаан эрчим хүчийг хэрэглэхийн оронд үйлдвэрлэх болно. Гэрт байгаа утаснууд шаардлагагүй болно. Уран зөгнөл хэзээ биелэхийг дүгнэхэд эрт байна.

Энэ хооронд бидэнд утас хэрэгтэй. ОХУ-д нэг киловатт цагийн үнийн талаас илүү хувь нь цахилгаан шугам, дэд станц барих, засвар үйлчилгээ хийх зардалд унадаг. Үйлдвэрлэсэн цахилгааны 10 гаруй хувийг халаалтын утаснуудад зарцуулдаг. Олон тооны хэрэглэгчид болон эрчим хүч үйлдвэрлэгчдийг автоматаар удирддаг "ухаалаг сүлжээ" нь зардал, алдагдлыг бууруулж чадна. Ихэнх тохиолдолд алдагдлыг багасгахын тулд хувьсах гүйдэлтэй харьцуулахад шууд гүйдэл дамжуулах нь дээр. Ерөнхийдөө утсыг хэт дамжуулагч болгох замаар халаахаас зайлсхийх боломжтой. Гэсэн хэдий ч, дээр ажилладаг хэт дамжуулагч өрөөний температур, олдоогүй бөгөөд олдох эсэх нь тодорхойгүй байна.

Тээврийн зардал өндөртэй, хүн ам сийрэг суурьшсан бүс нутгийн хувьд эрчим хүчний эх үүсвэрийн тархалт, хүртээмж нь бас чухал юм.

Нарны энерги нь хамгийн түгээмэл боловч нар үргэлж харагддаггүй (ялангуяа Арктикийн тойргоос цааш). Гэхдээ өвөл, шөнөдөө салхи ихэвчлэн үлэдэг, гэхдээ үргэлж биш, хаа сайгүй. Гэсэн хэдий ч салхи, нарны цахилгаан станцууд алслагдсан тосгоны дизель түлшний хэрэглээг мэдэгдэхүйц бууруулах боломжийг аль хэдийн олгож байна.

Зарим геологичдын үзэж байгаагаар газрын доорхи нүүрстөрөгчийн давхар ислээс өнөөдөр бараг хаа сайгүй газрын тос, хий үүсдэг. Гидравлик хагарал ("фракинг") ашиглах нь газрын тос, хий хуримтлагдах байгалийн газрыг сүйтгэдэг нь үнэн. Хэрэв энэ үнэн бол геохимийн нүүрстөрөгчийн эргэлтийг алдагдуулахгүйгээр газрын тос, байгалийн хийг бага хэмжээгээр (одооноос хэдэн арав дахин бага) бараг хаа сайгүй үйлдвэрлэж болно, гэхдээ нүүрсустөрөгчийг экспортлох нь ирээдүйгээ харамлах гэсэн үг юм.

Дэлхийн байгалийн баялгийн олон талт байдал нь тогтвортой эрчим хүч үйлдвэрлэхэд орон нутгийн нөхцөл байдалд тохируулан өөр өөр технологиудын хослолыг шаарддаг гэсэн үг юм. Ямар ч тохиолдолд байгаль орчны болон нөөцийн шалтгаанаар дэлхий дээр хязгааргүй хэмжээний эрчим хүчийг олж авах боломжгүй юм. Тиймээс ирэх зуунд дэлхий дээрх цахилгаан, ган, никель болон бусад материаллаг зүйлсийн үйлдвэрлэлийн өсөлт нь оюуны болон оюун санааны үйлдвэрлэлийн өсөлтөөр зайлшгүй солигдох болно.

Игорь Эдуардович Шкрадюк