Конаковская ГРЭС — enelrussia.ru

Конаковская ГРЭС расположена на берегу реки Волги (город Конаково Тверской области) и является одним из крупнейших поставщиков электроэнергии и тепла в регионе. Установленная электрическая мощность электростанции составляет 2520 МВт, тепловая мощность — 120 Гкал*час. Основным топливом является природный газ, резервным — мазут.

Конаковская ГРЭС расположена на берегу реки Волги (город Конаково Тверской области) и является одним из крупнейших поставщиков электроэнергии и тепла в регионе. Установленная электрическая мощность электростанции составляет 2520 МВт, тепловая мощность — 120 Гкал*час. Основным топливом является природный газ, резервным — мазут. В состав электростанции входят 8 энергоблоков мощностью от 300 до 325 МВт.

История строительства

Строительство Конаковской ГРЭС началось в 1962 году, а уже 10 января 1965 года был введен в эксплуатацию первый энергоблок. Именно эта дата считается днем образования КГРЭС. Электростанция возводилась в две очереди по 4 энергоблока с турбоагрегатами мощностью 300 Мвт каждый. Установленная мощность каждой очереди составляет 1200 МВт. В 1966 году пущен четвёртый энергоблок электростанции, на котором закончилось сооружение первой очереди ГРЭС. 5 октября 1969 году пущен последний восьмой энергоблок. С 1972 года электростанция начала давать полную проектную мощность — 2400 МВт.

С конца 60-х годов и до середины 80-х (до 1982 года) Конаковская ГРЭС работала на мазуте. С середины-конца 80-х годов электростанция переведена на природный газ и работает на нём по настоящее время. Мазут является резервным топливом.

В настоящее время благодаря модернизации энергоблоков № 1 , № 2 , № 3 и № 8 установленная мощность ГРЭС достигла 2520 МВт.

Конаковская ГРЭС сегодня

С 2005 по 2015 год на Конаковской ГРЭС проходила программа технического развития, в результате которой на энергоблоках № 1, 2, 3 и 8 были проведены работы по повышению мощности, снижению удельного расхода условного топлива и сокращению расхода электроэнергии на собственные нужды. Таким образом, установленная мощность ГРЭС достигла 2520 МВт.  В настоящее время вырабатываемая компанией Энел Россия электрическая энергия составляет 0.7% от общего количества энергии, производимой в России.

Впервые в России на Конаковской ГРЭС на энергоблоке мощностью 300 МВт была создана полномасштабная система автоматического контроля и управления (АСУ ТП).  Её функции заключаются в выполнении операций по программно-логическому управлению, в управлении с операторских станций механизмами и арматурой,  автоматическом регулировании параметров технологического процесса.

АСУ ТП выполняет технологические блокировки между механизмами и арматурой, технологические защиты энергоблока при работе на любых нагрузках, обеспечивает эффективное управление модернизированным оборудованием. Благодаря новой системе удалось достичь максимальной автоматизации технологического процесса энергоблоков.

В 2011 году впервые был проведен сертификационный аудит на филиале «Конаковская ГРЭС» и подтверждено соответствие интегрированной системы менеджмента требованиям международных стандартов ОHSAS 18001:2007 «Системы менеджмента охраны здоровья и обеспечения безопасности труда» и ISO 14001:2004 «Системы экологического менеджмента». Начиная с 2011 года, филиал ежегодно проходил внешний аудит и подтверждал эффективность управления внутренними процессами.

В 2012 году на Конаковской ГРЭС было решено очистить шламовые карты. Это решение было принято в связи с изменением законодательства, которое отныне обязывало утилизировать шлам, а также с прекращением массового использования мазута, сжигание которого и образовывало шлам. Таким образом, в 2012 году была очищена первая шламовая карта, а в 2014 – вторая.

Одним из важнейших проектов, осуществленных Энел Россия в 2015 году, является введение в эксплуатацию современного рыбозащитного сооружения на Конаковской ГРЭС. Ежедневно станция забирает воду для охлаждения отработанного пара. Один мощный насос прогоняет за секунду пять кубометров.

Воздушно-пузырьковый поток отбивает рыбу в безопасную зону. С введением новых технологий угроза негативного воздействия на обитателей Иваньковского водохранилища сведена к минимуму.

Первый этап работ на ГРЭС был выполнен в 2012 году. Теперь сдан в эксплуатацию второй рыбозащитный комплекс.

В 2013, в год 48-летия с момента пуска первого энергоблока, Конаковская ГРЭС преодолела рубеж в  500 млрд. киловатт часов электроэнергии.

В 2017 году руководством компании было принято решение проводить сертификацию уже не в периметре ПАО «Энел Россия», а в составе Глобальной Тепловой Генерации Enel S.r.L. Осенью 2017 года по итогам аудита подтверждена эффективность и управляемость процессов интегрированной системы менеджмента охраны труда (OHSAS 18001:2007), промышленной безопасности, экологии (ISO 14001:2004) и качества (ISO 9001:2008). Система менеджмента качества была сертифицирована в 2017 году впервые.

В сентябре 2018 года вместе с переходом на новые версии стандартов ISO 14001:2015 (экология) и ISO 9001:2015 (качество) был подтвержден переход ИСМ на рискоориентированный подход.

Руководство электростанции:

Новожилов Илья Борисович – директор филиала «Конаковская ГРЭС» Энел Россия.

Сычев Евгений Иванович – Заместитель директора по производству — главный инженер филиала «Конаковская ГРЭС» Энел Россия.

Тепловая электростанция ТЭС — Что такое Тепловая электростанция ТЭС?

Тепловая электростанция — это энергоустановка для преобразования энергии топлива в механическую энергию

ИА Neftegaz.RU. Тепловая электростанция ( тепловая электрическая станция) — энергетическая установка, на которой вырабатывается электрическая энергия за счет преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.

Уголь транспортируется (14) из внешней шахты и измельчается в очень мелкий порошок крупными металлическими сферами в мельнице (16).  

Там он смешивается с предварительно подогретым воздухом (24), нагнетаемым вентилятором поддува (20). 

Горячая воздушно-топливная смесь принудительно, при высоком давлении, попадает в котел, где быстро воспламеняется. 

Вода поступает вертикально вверх по трубчатым стенкам котла, где превращается в пар и поступает в барабан котла (17), в котором пар отделяется от оставшейся воды. 

Пар проходит через коллектор в крышке барабана в подвесной подогреватель (19), где его давление и температура быстро возрастают до 200 бар и 570°С, достаточных для того, чтобы стенки труб светились тускло-красным цветом. 

Затем пар поступает в турбину высокого давления (11), первую из трех в процессе генерации электроэнергии. 

Клапан регулировки подачи пара (10) обеспечивает как ручное управление турбиной, так и автоматическое по заданным параметрам. 

Пар выпускается из турбины высокого давления как со снижением давления, так температуры, после чего он возвращается на подогрев в промежуточный пароперегреватель (21) котла.

ТЭС — основной тип электростанций в России, доля вырабатываемой ими электроэнергии составляет 67% на 2000 г.

В промышленно развитых странах этот показатель доходит до 80%.

Тепловая энергия на ТЭС используется для нагрева воды и получения пара — на паротурбинных электростанциях или для получения горячих газов — на газотурбинных (ГТЭС).

Для получения тепла органическое топливо сжигают в котлоагрегатах ТЭС.

В качестве топлива используется:

• уголь, торф, 
• природный газ, 
• мазут, горючие сланцы.

Типы ТЭС

1.Котлотурбинные электростанции

1.1. Конденсационные электростанции (КЭС, исторически получили название ГРЭС — государственная районная электростанция)

1.2.Теплоэлектроцентрали (теплофикационные электростанции, ТЭЦ)

2.Газотурбинные электростанции

3. Электростанции на базе парогазовых установок

4.Электростанции на основе поршневых двигателей

5. Комбинированного цикла

Предприятие «СГК» — Беловская ГРЭС

Беловская ГРЭС – одна из крупнейших угольных электростанций Кузбасса с установленной электрической мощностью 1260 МВт и установленной теплофикационной мощностью 229 Гкал/час.

Беловская ГРЭС располагается в центральной части Кузнецкого угольного бассейна, в 12 км восточнее города Белово на левом берегу реки Иня. Оборудование Беловской ГРЭС рассчитано на выработку тепловой и электрической энергии. Станция строилась для покрытия базовых нагрузок Кузбасса и соседних регионов. Сегодня на долю ГРЭС приходится около трети всей вырабатываемой в области электроэнергии. Через высоковольтные линии электроэнергия поступает в Кемерово, Новокузнецк, Белово и другие города, а также в соседние регионы. Электростанция обеспечивает основное потребление электрической энергии промышленными предприятиями Кемеровской области.

Сегодня на станции установлено 6 энергоблоков мощностью 200 и 230 МВт, 6 прямоточных симметричных двухкорпусных котлов ПК-40-1 паропроизводительностью 640 тонн в час, 6 турбогенераторов ТВВ-200-2АУЗ, подстанция 500 кВ, ОРУ 110 и 220 кВ.

Историческая справка Решение о строительстве Беловской ГРЭС принималось в начале 50-ых годов прошлого века – тогда промышленный Кузбасс испытывал серьезный дефицит электроэнергии.

Вариантов расположения крупного энергообъекта предлагалось несколько. Но выбран был, пожалуй, самый удачный – Беловский район, левый берег реки Иня, центральная часть Кемеровской области – между севером и югом. Именно такое территориальное расположение станции впоследствии позволило улучшить режим эксплуатации всей энергосистемы региона, до минимума сокращать потери электроэнергии при ее перераспределении между северными и южными районами.

Старт к строительству был дан в сентябре 1955 года. Сотни строителей – инженеров, проектировщиков, разнорабочих съезжались в Белово из разных уголков страны. Приезжали буквально на голое поле – из дерева и шифера строили жилые бараки, готовили складские хранилища для стройматериалов и техники.

В августе 1962 года было перекрыто русло Ини, и началось заполнение водохранилища для будущей электростанции. Пруд-охладитель Беловской ГРЭС сегодня больше известен как Беловское море и давно стал излюбленным местом отдыха не только жителей поселка Инской, но и любителей рыбалки со всего Кузбасса – в море водятся рыбы самых разных видов.

К марту 1963 года был готов фундамент главного корпуса, активно развернулось его строительство и монтаж оборудования. Возведение станции шло стремительными темпами. Уже 1 июня 1964 года под нагрузку был поставлен первый энергоблок, а 29 июня Беловская ГРЭС дала первый миллион киловатт-часов электроэнергии.

Дальнейшая работа станции – это не знающее перерывов наращивание и освоение мощностей.

В год своего полувекового юбилея Беловская ГРЭС получила особый подарок – ввод в эксплуатацию после реконструкции сразу двух энергоблоков – № 4 и №6.

Это событие стало важнейшей вехой в современной истории станции. Учитывая объем проделанной работы, замененного оборудования, внедренных технологий, уместнее говорить о строительстве новых энергоблоков – производительных, эффективных, современных, надежных.

С 1 января 2015 года установленная мощность станции была увеличена до 1240 МВт (на 40 МВт), а с 1 ноября 2015 года, после переаттестации новых энергоблоков с 220 до 230 МВт каждый – установленная электрическая мощность станции возросла до 1260 МВт.

Предприятие «СГК» — ГТЭС «Новокузнецкая»

ГТЭС «Новокузнецкая» — самая молодая электростанция Сибирской генерирующей компании. Пуск ее в эксплуатацию состоялся в октябре 2014 года. Это абсолютно новый объект в сфере генерации и первая станция, возведенная в Кемеровской области с нуля за последние полвека. ГТЭС стала одним из объектов, которые Сибирская генерирующая компания построила по Договору о предоставлении мощности (ДПМ).

ГТЭС «Новокузнецкая» состоит из двух энергоблоков в составе: две газотурбинные установки ГТЭ-145 установленной электрической мощностью 149 МВт каждая, два турбогенератора ТЗФГ-160-2М мощностью 160 МВт, пункт подготовки газа, воздушно-конденсационная установка («сухая» градирня), комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией 220 кВ (КРУЭ-220 кВ), вспомогательный корпус и оборудование.

Новая электростанция призвана решать сразу несколько важных и сложных задач для энергосистемы Кузбасса да и всей Сибири — покрывать пиковые нагрузки, уменьшить зависимость от внешних поставок, увеличить собственную выработку электроэнергии, сократить дефицит энергомощностей в регионе. Заметный дефицит мощностей наблюдается как раз на юге региона, и его проявление, особенно в момент возникновения пиковых нагрузок, призвана покрывать ГТЭС «Новокузнецкая».

ГТЭС «Новокузнецкая» работает не в постоянном, базовом, а так называемом «пиковом» режиме — когда потребление электроэнергии в энергосистеме за короткое время значительно возрастает и быстро падает.

Проектное время работы станции — до 2000 часов в год, выработка электроэнергии — до 596 миллионов киловатт-часов. В восточной части страны таких газотурбинных электростанций, способных столь оперативно выдавать электроэнергию (время набора мощности — всего 18 минут) в единую национальную энергосистему, нет. ГТЭС является самой мощной из всех станций, работающих на природном газе в Сибирском федеральном округе. Это 297,44 МВт электрической мощности.

Летом 2021 года ГТЭС «Новокузнецкая» присвоено имя Юрия Владимировича Шейбака, который длительное время возглавлял Кузбасский филиал СГК. Такое решение руководство Сибирской генерирующей компании приняло в знак глубокого уважения и признания его заслуг перед отраслью и регионом.

ГЭС-1 им. П.Г. Смидовича

• Дата ввода в эксплуатацию — 28 ноября 1897 года
• Установленная электрическая мощность — 76 MВт
• Установленная тепловая мощность — 691 Гкал/ч
• Основное топливо — газ

Адрес: 115035, г. Москва, ул. Садовническая, д.11, Центральный административный округ

Государственная электрическая станция № 1 им. П.Г. Смидовича — старейшая действующая электростанция России. ГЭС-1 является объектом культурного наследия города Москвы как уникальный памятник промышленной архитектуры.

Строительство станции началось в 1896 году, а 28 ноября 1897 года состоялся пуск первой очереди Раушской электростанции суммарной мощностью 3,3 МВт.

Электростанция всегда считалась кузницей энергетических кадров. До 1917 года на ней работали такие известные энергетики, как Роберт Классон — руководитель строительства первых центральных электростанций общего пользования, Глеб Кржижановский — председатель комиссии ГОЭЛРО.

В 1920-е годы ГЭС-1 выполняла функции регулирующей станции, поддерживающей нормативную частоту и напряжение в Московской энергосистеме. В 1933 году на станции была введена в эксплуатацию первая отечественная теплофикационная турбина мощностью 12 МВт.

С началом Великой Отечественной войны на ГЭС-1 были образованы команды противовоздушной обороны и аварийно-восстановительные бригады, благодаря чему даже в 1941 году коллектив электростанции ни на минуту не прекращал работу, обеспечивая москвичей светом и теплом.

В 1946 году ГЭС-1 перешла на сжигание природного газа, став первой в российской энергетике электростанцией, использующей газ в качестве топлива.

В 1990-2000-х годах на ГЭС-1 была проведена масштабная реконструкция основного оборудования. Старые турбогенераторы заменены на отечественные производства Калужского турбинного завода

В 2001 году на станции введена в эксплуатацию первая в российской энергетике полностью автоматизированная водоподготовительная установка (ВПУ), позволяющая увеличить срок службы основного оборудования. В этом же году котлоагрегат № 1 производства «Бабкок-Вилькокс» заменен на отечественный П-95 производства Подольского машиностроительного завода (ЗиО). В 2012 году котлоагрегат № 2 «Бабкок-Вилькокс» также заменен на П-95.

В настоящее время на ГЭС-1 продолжается внедрение современного оборудования, позволяющего повысить эффективность работы электростанции, улучшить ее экологические показатели.

ПАО Фортум — тепловая и электрическая энергии в России

ПАО «Фортум»

ПАО «Фортум» является одним из ведущих производителей и поставщиков тепловой и электрической энергии на Урале и в Западной Сибири. В структуру компании входят восемь теплоэлектростанций. Пять из них – в Челябинской области, три – в Тюменской области, в том числе Няганская ГРЭС (г. Нягань, ХМАО-Югра) – одна из самых крупных и современных тепловых электростанций России. Портфель производственных активов компании также включает ветропарк в Ульяновской области и три солнечные электростанции, которые находятся в Оренбургской области и Республике Башкортостан.

Суммарная мощность генерирующих объектов «Фортум» по электрической энергии составляет 4 928 МВт. Совокупная мощность электростанций компании по тепловой энергии – 8 437 МВт.

С 2010 по 2016 год «Фортум» реализовал в России обширную инвестиционную программу. Компания построила 11 современных и высокоэффективных энергоблоков общей мощностью 2,4 ГВт, 8 из которых в рамках программы ДПМ. За 10 лет работы мощность энергообъектов компании увеличилась практически в два раза.

Сегодня основное направление инвестиций связано с развитием возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Фонд развития ветроэнергетики (совместный инвестиционный фонд, созданный на паритетной основе ПАО «Фортум» и Группой «РОСНАНО») в 2017 и 2018 гг. получил право на строительство почти 2 ГВт ветрогенерации.

В декабре 2020 года «Фортум» и Российский фонд прямых инвестиций (РФПИ, суверенный фонд Российской Федерации) объявили о создании совместного предприятия для инвестиций в сектор возобновляемой энергетики России и об инвестировании в приобретение полностью готовых и введенных в эксплуатацию ветроэлектростанций в Ульяновской и Ростовской областях суммарной мощностью более 350 МВт. В марте 2021 года совместное предприятие начало строительство солнечной электростанции (СЭС) мощностью 116 МВт в Республике Калмыкии. Станция станет крупнейшим объектом солнечной генерации на территории России.

ПАО «Фортум» входит в дивизион «Россия» корпорации Fortum, который включает также участие Fortum в ПАО «ТГК-1» (29,5 %). Возглавляет дивизион «Россия» Александр Чуваев, исполнительный вице-президент Fortum, генеральный директор ПАО «Фортум».

Росатом Госкорпорация «Росатом» ядерные технологии атомная энергетика АЭС ядерная медицина

Балаковская АЭС
№1	ВВЭР-1000	В эксплуатации	г. Балаково, Саратовская обл.	1000	28.12.1985
№2	ВВЭР-1000	В эксплуатации		1000	08.10.1987
№3	ВВЭР-1000	В эксплуатации		1000	24.12.1988
№4	ВВЭР-1000	В эксплуатации		1000	04.11.1993
Белоярская АЭС
№1	АМБ-100	Остановлен для вывода из эксплуатации	г. Заречный, Свердловская обл.	100	26.04.1964
№2	АМБ-200	Остановлен для вывода из эксплуатации		200	29.12.1967
№3	БН-600	В эксплуатации		600	08.04.1980
№4	БН-800	В эксплуатации		800	01.11.2016
Билибинская АЭС
№1	ЭГП-6	Остановлен для вывода из эксплуатации	г. Билибино, Чукотский АО	12	12.01.1974
№2	ЭГП-6	В эксплуатации		12	30.10.1974
№3	ЭГП-6	В эксплуатации		12	22. 12.1975
№4	ЭГП-6	В эксплуатации		12	27.12.1976
Калининская АЭС
№1	ВВЭР-1000	В эксплуатации	г. Удомля, Тверская обл.	1000	09.05.1984
№2	ВВЭР-1000	В эксплуатации		1000	11.12.1986
№3	ВВЭР-1000	В эксплуатации		1000	16.12.2004
№4	ВВЭР-1000	В эксплуатации		1000	24.11.2011
Кольская АЭС
№1	ВВЭР-440	В эксплуатации	г. Полярные Зори, Мурманская обл.	440	29.06.1973
№2	ВВЭР-440	В эксплуатации		440	08.12.1974
№3	ВВЭР-440	В эксплуатации		440	24.03.1981
№4	ВВЭР-440	В эксплуатации		440	11.10.1984
Курская АЭС
№1	РБМК-1000	В эксплуатации	г. Курчатов, Курская обл.	1000	19.12.1976
№2	РБМК-1000	В эксплуатации		1000	28.01.1979
№3	РБМК-1000	В эксплуатации		1000	17.10.1983
№4	РБМК-1000	В эксплуатации		1000	02. 12.1985
Курская АЭС-2
№1	ВВЭР-ТОИ	Сооружается		1255
№2	ВВЭР-ТОИ	Сооружается		1255
Ленинградская АЭС
№1	РБМК-1000	Остановлен для вывода из эксплуатации	г. Сосновый Бор, Ленинградская обл.	1000	21.12.1973
№2	РБМК-1000	Остановлен для вывода из эксплуатации		1000	11.07.1975
№3	РБМК-1000	В эксплуатации		1000	07.12.1979
№4	РБМК-1000	В эксплуатации		1000	09. 12.1981
Ленинградская АЭС-2
№1	ВВЭР-1200	Сооружается	г. Сосновый Бор, Ленинградская обл.	1200
№2	ВВЭР-1200	Сооружается		1200
Нововоронежская АЭС
№1	ВВЭР-210	Остановлен для вывода из эксплуатации	г. Нововоронеж, Воронежская обл.	210	30.09.1964
№2	ВВЭР-365	Остановлен для вывода из эксплуатации		365	27.12.1969
№3	ВВЭР-440	Остановлен для вывода из эксплуатации		440	27.12.1971
№4	ВВЭР-440	В эксплуатации		440	28. 12.1972
№5	ВВЭР-1000	В эксплуатации		1000	31.05.1980
Нововоронежская АЭС-2
№1	ВВЭР-1200	В эксплуатации	г. Нововоронеж, Воронежская обл.	1200	27.02.2017
№2	ВВЭР-1200	В эксплуатации		1200	31.10.2019
Ростовская АЭС
№1	ВВЭР-1000	В эксплуатации	г. Волгодонск, Ростовская обл.	1000	30.03.2001
№2	ВВЭР-1000	В эксплуатации		1000	16.03.2010
№3	ВВЭР-1000	В эксплуатации		1000	27. 12.2014
№4	ВВЭР-1000	В эксплуатации		1000	02.02.2018
Смоленская АЭС
№1	РБМК-1000	В эксплуатации	г. Десногорск, Смоленская обл.	1000	09.12.1982
№2	РБМК-1000	В эксплуатации		1000	31.05.1985
№3	РБМК-1000	В эксплуатации		1000	17.01.1990
Академик Ломоносов
№1	КЛТ-40	В эксплуатации	г. Певек, Чукотский автономный округ	35	22.05.2020
№2	KLT-40	В эксплуатации		35	22. 05.2020
Обнинская АЭС
№1	АМ	Остановлен для вывода из эксплуатации	г. Обнинск, Калужская обл.	5	26.06.1954

Производство, мощность и продажа электроэнергии в США

• Генерация — это показатель выработки электроэнергии с течением времени. Большинство электростанций используют часть производимой электроэнергии для работы электростанции.
• Мощность — это максимальный уровень электроэнергии (электричества), которую электростанция может поставлять в определенный момент времени при определенных условиях.
• Продажи — это количество электроэнергии, проданной потребителям за период времени, и на них приходится большая часть U.S. потребление электроэнергии.

Вырабатывается больше электроэнергии, чем продается, потому что некоторая часть энергии теряется (в виде тепла) при передаче и распределении электроэнергии. Кроме того, некоторые потребители электроэнергии вырабатывают электроэнергию и используют ее большую часть или всю, и количество, которое они используют, называется прямого использования . Эти потребители включают промышленные, производственные, коммерческие и институциональные предприятия, а также домовладельцев, у которых есть собственные генераторы электроэнергии. Соединенные Штаты также экспортируют и импортируют часть электроэнергии в Канаду и Мексику и из них.Общее потребление электроэнергии в США конечными потребителями равно розничным продажам электроэнергии в США плюс прямое использование электроэнергии.

• Шкала коммунальных услуг включает производство электроэнергии и мощность генерирующих блоков (генераторов), расположенных на электростанциях, с общей производственной мощностью не менее одного мегаватта (МВт).
• Малый масштаб включает генераторы с генерирующей мощностью менее 1 МВт, которые обычно находятся в местах потребления электроэнергии или поблизости от них. Большинство солнечных фотоэлектрических систем, установленных на крышах зданий, представляют собой небольшие системы.

• Мегаватт (МВт) = 1000 кВт; мегаватт-час (МВтч) = 1000 кВтч
• ГВт (ГВт) = 1000 МВт; гигаватт-час (ГВтч) = 1000 МВтч

Нажмите для увеличения

Производство электроэнергии

В 2020 году чистая выработка электроэнергии генераторами коммунальных предприятий в США составила около 4 009 миллиардов киловатт-часов (кВтч) (или около 4 триллионов кВтч).По оценкам EIA, дополнительные 41,7 миллиарда кВтч (или около 0,04 триллиона кВтч) были произведены с помощью небольших солнечных фотоэлектрических (PV) систем.

В 2020 году около 60% выработки электроэнергии коммунальными предприятиями США было произведено из ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти), около 20% — за счет ядерной энергии и около 20% — из возобновляемых источников энергии.

• природный газ 40%
• уголь 19%
• ядерная 20%
• • негидроэлектрические возобновляемые источники энергии 13%
  • гидроэлектростанция 7%
• нефть и прочее 1%

Электроэнергетическая мощность

Чтобы обеспечить стабильную поставку электроэнергии потребителям, операторы электроэнергетической системы или сеть призывают электростанции производить и размещать в сети необходимое количество электроэнергии в любой момент, чтобы мгновенно удовлетворить и сбалансировать спрос на электроэнергию. .

• Генераторы базовой нагрузки обычно полностью или частично удовлетворяют минимальную или базовую потребность (нагрузку) в электросети. Генератор базовой нагрузки работает непрерывно, вырабатывая электричество с почти постоянной скоростью в течение большей части дня. Атомные электростанции обычно работают в режиме базовой нагрузки из-за их низких затрат на топливо и технических ограничений на работу в зависимости от нагрузки. Геотермальные установки и установки, работающие на биомассе, также часто работают с базовой нагрузкой из-за их низких затрат на топливо.Многие крупные гидроэлектростанции, несколько угольных электростанций и все большее количество генераторов, работающих на природном газе, особенно в комбинированных энергетических установках, также обеспечивают мощность базовой нагрузки.
• Генераторы пиковой нагрузки помогают удовлетворить спрос на электроэнергию, когда спрос наивысший или пиковый, например, ближе к вечеру и когда потребление электроэнергии для кондиционирования воздуха и отопления увеличивается в жаркую и холодную погоду соответственно. Эти так называемые пиковые агрегаты обычно представляют собой генераторы, работающие на природном газе или нефти.В общем, эти генераторы относительно неэффективны и дороги в эксплуатации, но обеспечивают полноценное обслуживание в периоды пикового спроса. В некоторых случаях гидроаккумулирующие гидроэлектростанции и обычные гидроэлектростанции также поддерживают работу сети, обеспечивая электроэнергию в периоды пикового спроса.
• Блоки генерации промежуточной нагрузки составляют крупнейший сектор генерации и обеспечивают работу в зависимости от нагрузки между базовой нагрузкой и пиковым режимом работы. Профиль спроса меняется со временем, и промежуточные источники в целом технически и экономически подходят для отслеживания изменений нагрузки.Многие источники энергии и технологии используются в промежуточных операциях. Установки комбинированного цикла, работающие на природном газе, которые в настоящее время вырабатывают больше электроэнергии, чем любая другая технология, обычно работают как промежуточные источники.

Дополнительные категории производителей электроэнергии включают

• Генераторы возобновляемых источников энергии с прерывистым режимом работы , работающие на ветровой и солнечной энергии, которые вырабатывают электроэнергию только тогда, когда эти ресурсы доступны (то есть, когда ветрено или солнечно).Когда эти генераторы работают, они имеют тенденцию уменьшать количество электроэнергии, требуемой от других генераторов для обеспечения электросети.
• Системы / объекты накопления электроэнергии , включая гидроаккумулирующие накопители, солнечно-тепловые накопители, батареи, маховики и системы сжатого воздуха. Эти системы обычно используют (или покупают) и хранят электроэнергию, которая генерируется в периоды непикового спроса на электроэнергию (когда цены на электроэнергию относительно низкие), и они обеспечивают (или продают) сохраненную электроэнергию в периоды высокого или пикового спроса на электроэнергию (когда цены на электроэнергию относительно высоки). Некоторые объекты используют электроэнергию, произведенную с помощью периодически возобновляемых источников энергии (ветра и солнца), когда доступность возобновляемых ресурсов высока, и обеспечивают накопленную электроэнергию, когда возобновляемые источники энергии недостаточны или недоступны. Негидроаккумулирующие системы также могут оказывать вспомогательные услуги электросети. Приложения для хранения энергии по своей природе потребляют больше электроэнергии, чем обеспечивают. В гидроаккумулирующих системах для перекачки воды в водохранилища используется больше электроэнергии, чем в системах накопления воды, а в негидроаккумулирующих системах возникают потери при преобразовании и хранении энергии.Таким образом, склады электроэнергии имеют отрицательный чистый отрицательный баланс выработки электроэнергии. Общее поколение обеспечивает лучший индикатор уровня активности технологий хранения и приводится в выпусках данных отчета EIA-923 Power Plant Operation Report.
• Распределенные генераторы подключены к электросети, но в основном они обеспечивают часть или всю потребность в электроэнергии отдельных зданий или сооружений. Иногда эти системы могут вырабатывать больше электроэнергии, чем потребляет объект, и в этом случае излишки электроэнергии отправляются в сеть.Большинство небольших солнечных фотоэлектрических систем представляют собой распределенные генераторы.

В конце 2020 года в Соединенных Штатах было 1117 475 МВт — или около 1,12 миллиарда киловатт (кВт) — общей производственной мощности коммунальных предприятий и около 27 724 МВт — или почти 0,03 миллиарда кВт — малых солнечных фотоэлектрических установок. генерирующая мощность.

Энергоблоки, работающие в основном на природном газе, составляют самую большую долю генерирующих мощностей коммунальных предприятий в США.

• природный газ 43%
• уголь 20%
• • негидроэлектрический 16%
  • гидроэлектростанция 9%
• ядерная 9%
• нефть 3%
• прочие источники 0,5%

Существует три категории генерирующих мощностей. Паспортная мощность , определяемая производителем генератора, представляет собой максимальную выработку электроэнергии блоком без превышения установленных тепловых ограничений. Чистая летняя мощность и Чистая зимняя мощность — это максимальная мгновенная электрическая нагрузка, которую генератор может поддерживать летом или зимой, соответственно. Эти значения могут отличаться из-за сезонных колебаний температуры охлаждающей жидкости генератора (воды или окружающего воздуха). В большинстве своих отчетов по электроэнергии EIA указывает мощность производства электроэнергии как чистую летнюю мощность.

Источники энергии для СШАпроизводство электроэнергии

Состав источников энергии для производства электроэнергии в США со временем изменился, особенно в последние годы. На природный газ и возобновляемые источники энергии приходится все большая доля производства электроэнергии в США, в то время как выработка электроэнергии на угле снизилась. В 1990 году на угольные электростанции приходилось около 42% от общей мощности по выработке электроэнергии коммунальными предприятиями США и около 52% от общей выработки электроэнергии. К концу 2020 года доля угля в генерирующих мощностях составляла 20%, а доля угля в общем объеме производства электроэнергии коммунальными предприятиями составляла 19%.За тот же период доля генерирующих мощностей, работающих на природном газе, увеличилась с 17% в 1990 году до 43% в 2020 году, а их доля в производстве электроэнергии более чем утроилась с 12% в 1990 году до 40% в 2020 году.

Большинство атомных и гидроэлектростанций в США были построены до 1990 года. Доля ядерной энергии в общем объеме производства электроэнергии в США с 1990 года стабильно составляла около 20%. Производство электроэнергии за счет гидроэлектроэнергии, исторически являвшейся крупнейшим источником общего годового производства электроэнергии из возобновляемых источников в коммунальном масштабе (до 2019), колеблется из года в год из-за режима осадков.

Общее производство электроэнергии в США за счет негидро возобновляемых источников энергии увеличивается

Производство электроэнергии из возобновляемых источников, помимо гидроэнергетики, в последние годы неуклонно увеличивалось, в основном за счет увеличения ветряных и солнечных генерирующих мощностей. С 2014 года общее годовое производство электроэнергии из негидро возобновляемых источников коммунальных услуг превышает производство гидроэлектроэнергии.

Доля энергии ветра в общих генерирующих мощностях коммунальных предприятий в США выросла с 0.2% в 1990 г. до почти 11% в 2020 г., а его доля в общем годовом производстве электроэнергии коммунальными предприятиями выросла с менее 1% в 1990 г. до примерно 8% в 2020 г.

Несмотря на относительно небольшую долю в общей мощности и выработке электроэнергии в США, мощность и выработка солнечной электроэнергии значительно выросли за последние годы. Мощность производства солнечной электроэнергии в коммунальном масштабе выросла с 314 МВт (или 314 000 кВт) в 1990 году до примерно 47 848 МВт (или около 48 миллионов кВт) в конце 2020 года, из которых около 96% приходились на солнечные фотоэлектрические системы, а 4% — на солнечные. теплоэлектрические системы.Доля солнечной энергии в общей выработке электроэнергии коммунальными предприятиями США в 2020 году составила около 2,3% по сравнению с менее 0,1% в 1990 году. Кроме того, по оценкам EIA, в конце 2020 года было 27 724 МВт малых солнечных фотоэлектрических генераторов. мощность, а выработка электроэнергии от малых фотоэлектрических систем в целом составила около 42 миллиардов кВтч.

Количество небольших распределенных солнечных фотоэлектрических (PV) систем, таких как те, что устанавливаются на крышах зданий, значительно выросло в Соединенных Штатах за последние несколько лет.Оценки малых солнечных фотоэлектрических мощностей и генерации по штатам и секторам включены в Electric Power Monthly . По состоянию на конец 2020 года почти 38% от общего объема малых солнечных фотоэлектрических генерирующих мощностей США приходилось на Калифорнию.

Различные факторы влияют на сочетание источников энергии для производства электроэнергии

• Падение цен на природный газ
• Государственные требования по увеличению использования возобновляемых источников энергии
• Наличие государственных и других финансовых стимулов для создания новых возобновляемых мощностей
• Федеральные правила выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для электростанций
• Снижение спроса на электроэнергию

• Может добавляться с меньшими приращениями для удовлетворения требований к генерирующей мощности сети
• Может быстрее реагировать на изменения почасовой потребности в электроэнергии
• Обычно меньше затрат на соблюдение экологических норм

Розничная продажа электроэнергии

U. S. Розничные продажи электроэнергии конечным потребителям составили около 3664 млрд кВтч или 3,7 трлн кВтч в 2020 году, что на 147 млрд кВтч меньше, чем в 2019 году. Розничные продажи включают чистый импорт (импорт минус экспорт) электроэнергии из Канады и Мексики. .

• жилая 1462 млрд кВтч 50%
• коммерческие 1,276 млрд кВтч 45%
• промышленные 920 млрд кВтч 35%
• транспорт 7 млрд кВтч 0,2%

Кто продает электроэнергию?

Существует две основные категории поставщиков электроэнергии: поставщиков полного спектра услуг , которые продают комплексные электрические услуги — энергия (электричество) и доставка конечным пользователям, и других поставщиков .

Поставщики полного спектра услуг могут вырабатывать электроэнергию на собственных электростанциях и продавать электроэнергию своим клиентам, а также могут продавать часть электроэнергии другим типам поставщиков. Они, в свою очередь, могут покупать электроэнергию у других поставщиков полного спектра услуг или у независимых производителей электроэнергии, которую они продают своим клиентам. Существует четыре основных типа поставщиков полного спектра услуг:

• Коммунальные предприятия, принадлежащие инвестору — это электроэнергетические компании, акции которых обращаются на бирже.
• Государственные учреждения включают муниципалитеты, органы государственной власти и муниципальные органы сбыта.
• Федеральные субъекты либо принадлежат федеральному правительству, либо финансируются им.
• Кооперативы — это электроэнергетические компании, принадлежащие членам кооператива и управляемые ими.

Другие поставщики реализуют и продают электроэнергию клиентам поставщиков полного спектра услуг или предоставляют потребителям только услуги по доставке электроэнергии.В основном они включают продавцов электроэнергии, которые работают в штатах, где есть выбор потребителей для выбора поставщиков электроэнергии. Поставщики полного спектра услуг поставляют электроэнергию для продавцов электроэнергии потребителям. Существуют также прямые сделки с электроэнергией от независимых производителей электроэнергии к (обычно крупным) потребителям электроэнергии.

• ЖКХ, принадлежащие инвестору 57%
• государственных и федеральных образования 16%
• кооператива 12%
• другие провайдеры 16%

Помимо продажи конечным потребителям, электроэнергия также часто продается на оптовых рынках или по двусторонним контрактам.

Последнее обновление: 18 марта 2021 г.

Объяснение природного газа — Управление энергетической информации США (EIA)

Что такое природный газ?

Природный газ — это ископаемый источник энергии, который образовался глубоко под поверхностью земли. Природный газ содержит множество различных соединений. Самый крупный компонент природного газа — это метан, соединение с одним атомом углерода и четырьмя атомами водорода (Ch5). Природный газ также содержит меньшие количества сжиженного природного газа (ШФЛУ, который также является сжиженным углеводородным газом) и неуглеводородных газов, таких как диоксид углерода и водяной пар. Мы используем природный газ в качестве топлива и для производства материалов и химикатов.

Как образовался природный газ?

От миллионов до сотен миллионов лет назад и за долгие периоды времени остатки растений и животных (например, диатомовых водорослей) образовали толстые слои на поверхности земли и на дне океана, иногда смешанные с песком, илом и карбонатом кальция. . Со временем эти слои оказались погребенными под песком, илом и камнями. Давление и тепло превратили часть этого богатого углеродом и водородом материала в уголь, часть в нефть (нефть), а часть в природный газ.

Где находится природный газ?

В некоторых местах природный газ проникал в большие трещины и промежутки между слоями вышележащей породы. Природный газ, обнаруженный в этих типах пластов, иногда называют условным природным газом . В других местах природный газ находится в крошечных порах (пространствах) в некоторых формациях из сланца, песчаника и других типов осадочных пород. Этот природный газ называется сланцевый газ или плотный газ , а иногда его называют нетрадиционный природный газ .Природный газ также встречается с месторождениями сырой нефти, и этот природный газ называется , попутный природный газ . Залежи природного газа находятся на суше, а некоторые находятся на шельфе и глубоко под дном океана. Тип природного газа, обнаруженного в угольных месторождениях, называется метаном угольных пластов .

Источник: адаптировано из информационного бюллетеня Геологической службы США 0113-01 (общественное достояние)

Нажмите для увеличения

Операторы готовят скважину для взрывных устройств, используемых при сейсморазведке

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Как мы находим природный газ?

Поиски природного газа начинаются с геологов, изучающих строение и процессы на Земле.Они определяют типы геологических формаций, которые могут содержать залежи природного газа.

Геологи часто используют сейсмические исследования на суше и в океане, чтобы найти подходящие места для бурения газовых и нефтяных скважин. Сейсмические исследования создают и измеряют сейсмические волны в земле, чтобы получить информацию о геологии горных пород. Для сейсморазведки на суше может использоваться самосвал , который имеет вибрирующую подушку, которая ударяет по земле для создания сейсмических волн в подстилающей породе.Иногда используются небольшие количества взрывчатки. Сейсмические исследования, проводимые в океане, используют взрывы звука, которые создают звуковые волны, чтобы исследовать геологию под дном океана.

Если результаты сейсморазведки показывают, что на участке есть потенциал для добычи природного газа, проводится бурение и испытания разведочной скважины. Результаты теста предоставляют информацию о качестве и количестве природного газа, доступного в ресурсе.

Бурение скважин на природный газ и добыча природного газа

Если результаты испытательной скважины показывают, что в геологической формации достаточно природного газа для добычи и получения прибыли, пробурены одна или несколько эксплуатационных (или эксплуатационных) скважин. Скважины природного газа могут быть пробурены вертикально и горизонтально в пластах, содержащих природный газ. В традиционных месторождениях природного газа природный газ обычно легко течет вверх через скважины на поверхность.

В США и некоторых других странах природный газ добывается из сланцев и других типов осадочных пород путем вытеснения воды, химикатов и песка в скважину под высоким давлением. Этот процесс, называемый гидроразрывом или гидроразрывом , и иногда называемый нетрадиционной добычей, разрушает пласт, высвобождает природный газ из породы и позволяет природному газу течь в скважины и вверх на поверхность.В верхней части скважины на поверхности природный газ подается в сборные трубопроводы и направляется на заводы по переработке природного газа.

Поскольку природный газ не имеет цвета, запаха и вкуса, газовые компании добавляют меркаптан к природному газу, чтобы придать ему отчетливый и неприятный запах, чтобы помочь обнаружить утечки в трубопроводах природного газа. Меркаптан — безвредное химическое вещество, пахнущее тухлыми яйцами.

Переработка природного газа для продажи и потребления

Природный газ, забираемый из скважин природного газа или сырой нефти, называется влажным природным газом , потому что наряду с метаном он обычно содержит ШФЛУ — этан, пропан, бутаны и пентаны — и водяной пар.Устьевой природный газ может также содержать неуглеводороды, такие как сера, гелий, азот, сероводород и диоксид углерода, большая часть которых должна быть удалена из природного газа перед его продажей потребителям.

Из устья скважины природный газ направляется на перерабатывающие предприятия, где удаляются водяной пар и неуглеводородные соединения, а ШФЛУ отделяется от влажного газа и продается отдельно. Некоторое количество этана часто остается в обработанном природном газе. Отделенный ШФЛУ называется жидкостями завода по производству природного газа (NGPL), а переработанный природный газ называется сухой , потребительского качества или трубопроводного качества природным газом. Часть устьевого природного газа достаточно сухая и без обработки удовлетворяет стандартам трубопроводной транспортировки. Химические вещества, называемые одорантами, добавляются в природный газ, чтобы можно было обнаружить утечки в газопроводах. Сухой природный газ по трубопроводам направляется в подземные хранилища или в распределительные компании, а затем потребителям.

В местах, где нет трубопроводов природного газа для отвода попутного природного газа, добываемого из нефтяных скважин, природный газ может быть повторно закачан в нефтеносный пласт, либо его можно сбросить или сжечь (сжигать на факеле).Повторная закачка нерыночного природного газа может помочь поддерживать давление в нефтяных скважинах для увеличения добычи нефти.

Метан из угольных пластов может быть извлечен из угольных месторождений до или во время добычи угля, и его можно добавлять в трубопроводы природного газа без какой-либо специальной обработки.

Большая часть природного газа, потребляемого в Соединенных Штатах, производится в Соединенных Штатах. Часть природного газа импортируется по трубопроводам из Канады и Мексики. Небольшое количество природного газа также импортируется в виде сжиженного природного газа.

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Какие типы электростанций используются для выработки энергии?

По мере того, как ряд стран продолжает отходить от ископаемых видов топлива с высоким уровнем загрязнения в сторону низкоуглеродных альтернатив, динамика того, как и где работают электростанции, постоянно меняется.

Производство угля в Индии — третьей по величине стране-источнике выбросов — снизилось на 8% в 2020 году по сравнению с 2018 годом (Источник: Wikimedia Commons / TJBlackwell)

Ядерная энергия, уголь и ветер — это всего лишь три типа энергии, которые используются для выработки электроэнергии в электростанции по всему миру.

Но по мере того как ряд стран продолжает отходить от высоко загрязняющих ископаемых видов топлива к альтернативам с низким содержанием углерода, динамика того, как и где работают электростанции, постоянно меняется.

По данным BloombergNEF, мировой спрос на электроэнергию вырастет с 25 000 тераватт-часов (ТВтч) в 2017 году до примерно 38700 ТВтч к 2050 году, что приведет к новым инвестициям в генерирующие мощности в ближайшие годы.

Здесь NS Energy описывает различные типы электростанций, которые необходимы каждому источнику энергии для выработки энергии.

Типы электростанций для выработки энергии

Атомные электростанции

Используя реакцию ядерного деления и уран в качестве топлива, атомные электростанции вырабатывают большое количество электроэнергии.

Поскольку атомные электростанции считаются источником энергии с низким содержанием углерода, эта технология широко считается более экологически чистой.

По сравнению с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнце и ветер, производство электроэнергии на атомных электростанциях также считается более надежным.

Хотя для ввода атомной электростанции в эксплуатацию требуются значительные инвестиции, затраты, связанные с их эксплуатацией, относительно невелики.

Ядерные источники энергии также имеют более высокую плотность, чем ископаемое топливо, и выделяют большое количество энергии.

Из-за этого атомные электростанции требуют небольшого количества топлива, но вырабатывают огромное количество энергии, что делает их особенно эффективными после ввода в эксплуатацию.

Атомная генерирующая станция Брюса, крупнейшая атомная электростанция в мире по количеству реакторов.Предоставлено: Чак Шмурло / Википедия

.

Гидроэлектростанции

Гидроэлектроэнергия вырабатывается за счет использования гравитационной силы текущей воды.

По сравнению с электростанциями, работающими на ископаемом топливе, гидроэлектростанции выбрасывают меньше парниковых газов. Но строительство гидроэлектростанций и плотин требует огромных вложений.

Согласно отчету Международной гидроэнергетической ассоциации о состоянии гидроэнергетики за 2017 год, в 2016 году было введено в эксплуатацию около 31,5 гигаватт (ГВт) гидроэнергетических мощностей, в результате чего совокупная установленная мощность в мире составила 1246 ГВт.

На долю одного только Китая приходилось почти треть мировых гидроэнергетических мощностей, и в 2016 году было добавлено около 11,74 ГВт новых мощностей.

Угольные электростанции

По данным Всемирной угольной ассоциации, в 2018 году на угольные электростанции приходилось около 37% мировой электроэнергии, при этом Китай обладает крупнейшим в мире парком техники.

Угольные электростанции используют энергетический уголь в качестве источника для выработки электроэнергии и, следовательно, выбрасывают в атмосферу значительное количество вредных газов.

Стремясь сократить выбросы парниковых газов, многие развитые страны уже объявили о планах поэтапного отказа от угольных электростанций.

Канада планирует поэтапно отказаться от своих угольных электростанций к 2030 году, в то время как Великобритания установила крайний срок 2025 года, а Германия намерена удалить технологию из своей электросети к 2038 году. Ожидается, что ряд других европейских стран вскоре последуют этому примеру.

Дизельные электростанции

Этот тип электростанции, использующий в качестве топлива дизельное топливо, применяется для мелкосерийного производства электроэнергии.

Они устанавливаются в местах, где нет доступа к альтернативным источникам питания, и в основном используются в качестве резервного источника бесперебойного питания в случае перебоев в работе.

Дизельные установки требуют только небольшой площади для установки и предлагают более высокий тепловой КПД по сравнению с угольными электростанциями.

Из-за высоких затрат на техническое обслуживание и цен на дизельное топливо электростанции не стали популярными с той же скоростью, что и другие типы электростанций, такие как паровые и гидроэлектростанции.

Геотермальные электростанции

Три основных типа геотермальных электростанций включают электростанции с сухим паром, мгновенные паровые электростанции и электростанции с двойным циклом, все из которых используют паровые турбины для производства электроэнергии.

Установленная мощность геотермальной энергии постепенно увеличивалась во всем мире за последнее десятилетие, с чуть менее 10 ГВт в 2010 году до почти 14 ГВт в 2019 году.

Геотермальные электростанции считаются экологически чистыми и выделяют более низкие уровни вредных газов по сравнению с угольными электростанциями.

Геотермальная электростанция Домо-де-Сан-Педро в Мексике (Источник: Grupo Dragon / Mitsubishi Hitachi Power Systems)

Газовые электростанции

Газовая электростанция сжигает природный газ — быстрорастущий источник энергии во всем мире — для выработки электроэнергии.

Хотя природный газ является ископаемым топливом, выбросы при его сжигании намного ниже, чем при сжигании угля или нефти, согласно исследованию Союза обеспокоенных ученых.

Данные Международного энергетического агентства (МЭА) показывают, что производство электроэнергии на газе увеличилось на 3% в 2019 году, в результате чего производство электроэнергии в общемировом соотношении достигло 23%.

Другой тип установок, использующих газ, — это парогазовые установки. Используя как газовые, так и паровые турбины, они производят больше электроэнергии из одного источника топлива по сравнению с традиционной электростанцией.

Они улавливают тепло от газовой турбины для увеличения выработки электроэнергии, а также выделяют небольшое количество вредных газов в атмосферу.

Солнечные электростанции

Солнечные электростанции преобразуют солнечную энергию в тепловую или электрическую, используя один из самых чистых и распространенных возобновляемых источников энергии.

Как правило, они не требуют особого ухода и служат от 20 до 25 лет.

По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), мировая мощность солнечной энергетики будет увеличиваться на 9% каждый год в период с 2018 по 2050 год, за это время она вырастет с 480 ГВт до более чем 8000 ГВт.

Но первоначальные затраты на финансирование солнечных электростанций высоки, а для их установки требуется много места.

Еще одна похожая технология — гелиотермическая.Это система гигантских зеркал, размещенных соответствующим образом, чтобы концентрировать солнечные лучи на очень небольшой площади для создания значительного количества тепла, которое затем производит пар для питания турбины, вырабатывающей электричество.

Ветряные электростанции

В последние годы в мире наблюдается стремительный рост количества ветряных электростанций, поддерживаемый технологическими достижениями.

Установленная мощность ветрогенераторов

Global на суше и на море увеличилась почти в 75 раз за последние два десятилетия, по сравнению с 7.По данным IRENA, от 5 ГВт в 1997 г. до 564 ГВт к 2018 г.

После того, как ветряные турбины построены, эксплуатационные расходы, связанные с обслуживанием ветряных электростанций, низки, и они обычно считаются относительно рентабельными.

Ветряные электростанции также могут быть построены на сельскохозяйственных землях, не прерывая сельскохозяйственных работ.

Но обслуживание ветряных турбин может варьироваться, так как некоторые из них необходимо часто проверять, а проекты ветроэнергетики обычно требуют огромных капитальных затрат.

Приливные электростанции

Приливная энергия генерируется путем преобразования энергии сильных приливов в энергию, и ее производство считается более предсказуемым по сравнению с энергией ветра и солнечной энергии.

Но приливная энергия до сих пор не получила широкого распространения, хотя первая в мире крупномасштабная установка такого типа была введена в эксплуатацию в 1966 году.

Ожидается, что повышенное внимание к производству энергии из возобновляемых источников ускорит разработку новых методов использования энергии приливов и отливов.

Хотя развитие приливной энергии находится на начальной стадии, у нее есть потенциал для значительного роста в ближайшие годы.

Электростанция — Энергетическое образование

Электростанция — это промышленный объект, который вырабатывает электроэнергию из первичной энергии. Большинство электростанций используют один или несколько генераторов, которые преобразуют механическую энергию в электрическую энергию ^[1] для подачи энергии в электрическую сеть для электрических нужд общества.Исключение составляют солнечные электростанции, в которых для выработки электроэнергии используются фотоэлементы (вместо турбины).

Тип первичного топлива или потока первичной энергии, который обеспечивает электростанцию ​​ее первичной энергией, варьируется. Наиболее распространенными видами топлива являются уголь, природный газ и уран (ядерная энергия). В основном, поток первичной энергии, используемый для производства электроэнергии, представляет собой гидроэлектроэнергию (воду). Другие потоки, которые используются для выработки электроэнергии, включают ветровые, солнечные, геотермальные и приливные.

Разные страны получают электроэнергию от разных типов электростанций. Например, в Канаде большая часть электроэнергии вырабатывается гидроэлектростанциями, на долю которых приходится около 60% всей электроэнергии, вырабатываемой в Канаде. ^[5] Просмотрите визуализацию данных ниже, чтобы узнать, как страны по всему миру получают электроэнергию.

Типы электростанций

Тепловой

Большинство тепловых электростанций используют топливо для нагрева воды из резервуара, в результате чего образуется пар (обычно под высоким давлением).Затем пар под высоким давлением проходит по трубам, чтобы вращать лопасти турбины, похожие на вентилятор (дополнительную информацию см. В цикле Ренкина). Когда турбина начинает вращаться, она заставляет вращаться гигантские проволочные катушки внутри генератора. Это создает относительное (непрерывное) движение между катушкой с проволокой и магнитом, которое толкает электроны и запускает электрический ток. ^[9]

Рисунок 2. Атомная электростанция с кипящей водой. ^[10]

Все тепловые электростанции ограничены вторым законом термодинамики, что означает, что они не могут преобразовать всю свою тепловую энергию в электричество. Это ограничивает их эффективность, о чем можно прочитать на страницах эффективности и энтропии Карно.

Возобновляемый

Электростанции, использующие возобновляемые источники энергии, получают энергию непосредственно из соответствующих потоков для производства электроэнергии. Эти первичные источники энергии со временем восполняются, но их количество ограничено по количеству энергии, доступной в любое время и в любом месте. Поэтому они часто бывают прерывистыми и неуправляемыми. ^[9]

• Гидроэлектростанции используют энергию падающей воды в реках и водохранилищах для вращения генератора и выработки электроэнергии.Этот источник энергии имеет тенденцию быть более надежным (управляемым), чем другие возобновляемые ресурсы, особенно когда объект выходит из резервуара. ^[11]

Транспортировка электроэнергии

Как только электричество вырабатывается, трансформаторы «повышают» электрическую мощность до более высокого напряжения, чтобы преодолевать большие расстояния с минимальными потерями энергии. Затем он проходит через «пилоны» по воздушным силовым кабелям к месту назначения, где трансформаторы впоследствии «понижают» электрическую мощность до безопасного напряжения для домов и коммунальных служб.Для более полной истории см. Электрическая передача.

Мировое производство электроэнергии

На карте ниже показано, из каких первичных источников энергии разные страны получают энергию для выработки электроэнергии. Нажмите на регион, чтобы увеличить группу стран, затем нажмите на страну, чтобы увидеть, откуда поступает электричество.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

1. ↑ А. Аткинс и М. Эскудье, Словарь машиностроения.Оксфорд: Издательство Оксфордского университета, 2013 г.
2. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bb/Gundremmingen_Nuclear_Power_Plant.jpg
3. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/Fermi_NPP. jpg
4. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8b/GreenMountainWindFarm_Fluvanna_2004.jpg
5. ↑ Канадская электроэнергетическая ассоциация.(4 апреля 2015 г.). Электроэнергетическая промышленность Канады [Интернет]. Доступно: http://www.electricity.ca/media/Electricity101/Electricity101.pdf
6. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ab/ThreeGorgesDam-China2009.jpg
7. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cb/Lake_Side_Power_Plant.jpg
8. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https: //upload.wikimedia.org / wikipedia / commons / 4/45 / Giant_photovoltaic_array.jpg
9. ↑ ^{9,0 9,1} Entergy. (4 апреля 2015 г.). Электростанции [Интернет]. Доступно: http://www.entergy.com/energy_education/power_plants.aspx
10. ↑ http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/students/animated-bwr. html
11. ↑ First Hydro Company, Dinorwig Power Station [Online], Доступно: http://www.fhc.co.uk/dinorwig.htm

Электричество 101 | GE Газ Пауэр

1) Топливо производит энергию:

• Производство электроэнергии начинается с источника топлива, которое можно использовать для производства энергии.
• Типы топлива включают ископаемое (уголь, нефть, природный газ), ядерное и возобновляемое (например, солнечная энергия, энергия ветра, падающая вода для гидроэнергетики и даже мусор и сельскохозяйственные отходы). Возобновляемые источники энергии также сокращают выбросы при производстве электроэнергии.

2) Турбина и генератор преобразуют энергию:

• На электростанции турбина и генератор преобразуют механическую энергию в электрическую.
• Сначала топливо производит пар, газ или жидкость, которые вращают лопасти турбины, поэтому они вращаются быстро — более 3000 раз в минуту.
• Вращающаяся турбина соединена со стержнем генератора, который вращает большой магнит, окруженный витками медной проволоки.

3) Магнит генератора заставляет электроны двигаться и создает электричество:

• Быстро вращающийся магнит генератора заставляет электроны вокруг медных катушек двигаться.
• Движение этих электронов по проводу — это электричество.

4) Трансформатор увеличивает напряжение питания:

• Толстые провода передают электрический ток от генератора к трансформатору, который увеличивает напряжение электрического тока до 500 000 вольт или более, прежде чем электричество можно будет отправить в электросеть.

5) Линии высокого напряжения проводят ток к подстанциям в электросети:

• От электростанции электрический ток проходит по высоковольтным линиям электропередачи к взаимосвязанной сети подстанций по всей стране, называемой сетью.
• На каждой подстанции трансформаторы снижают напряжение электрического тока до уровней, которые могут использоваться фабриками, торговыми центрами и другими потребителями.

6) Линии электропередач распределяются между местными трансформаторами:

• Распределительные линии, проложенные под землей или смонтированные на опорах, передают электроэнергию от подстанций к местным трансформаторам меньшего размера.
• Местные трансформаторы, установленные на столбах или на бетонных основаниях, дополнительно снижают электрическое напряжение до 110–220 вольт, что позволяет безопасно использовать их на предприятиях и в жилых домах.

7) Измерители и средства управления для электроэнергии потребителя:

• Электроэнергия обычно поступает в ваш офис или дом через счетчик, который измеряет количество потребляемой вами электроэнергии. Там панель управления распределяет мощность по проводам в стенах, а затем к настенным выключателям и розеткам.
• Когда вы включаете или подключаете оборудование или бытовой прибор, вы замыкаете цепь от электростанции, а электричество управляет вашими приборами и освещением.

Нормы сбросов при производстве паровой электроэнергии

EPA обнародовало Руководящие принципы и стандарты по сбросам паровой электроэнергии (40 CFR, часть 423) в 1974 году и внесло поправки в правила в 1977, 1978, 1980, 1982, 2015 и 2020 годах. Правила охватывают сбросы сточных вод с электростанций, работающих в качестве коммунальных услуг. Правила Steam Electric включены в разрешения NPDES .

На этой странице:

Что такое пар для производства электроэнергии?

Паровые электростанции используют ядерное или ископаемое топливо (например, уголь, нефть и природный газ) для нагрева воды в котлах, которые генерируют пар.Пар используется для привода турбин, подключенных к электрогенераторам. На станциях образуются сточные воды в виде химических загрязнителей и теплового загрязнения (нагретая вода) в результате их водоочистки, энергетического цикла, систем удаления золы и контроля загрязнения воздуха, а также из угольных штабелей, дворовых и напольных дренажных систем и других различных отходов.

Эти действия включены в следующие коды NAICS :

Примечание: списки групп NAICS приведены в качестве руководства и не определяют охват нормативов Steam Electric.Точные определения покрытия см. В разделах применимости в 40 CFR Part 423.

Обслуживаемые объекты

Рекомендации по сбросам при производстве паровой электроэнергии применяются в большей части электроэнергетики. Это заводы, в основном занимающиеся производством электроэнергии для распределения и продажи, которая является результатом процесса, в котором используется ископаемое топливо или ядерное топливо в сочетании с тепловым циклом, использующим пароводяную систему в качестве термодинамической среды.Примерно 914 таких заведений расположены по всей территории Соединенных Штатов.

2021 Дополнительное нормотворчество

EPA инициировало нормотворчество, чтобы усилить определенные ограничения на выбросы в категории Steam Electric. EPA намерено опубликовать предлагаемое правило осенью 2022 года.

Правило о пересмотре 2020 г.

EPA пересмотрело требования к двум потокам отходов: сточные воды десульфуризации дымовых газов (FGD) и транспортная вода зольного остатка (BA); пересмотрела программу добровольных льгот для очистки сточных вод ДДГ; добавлены подкатегории; и установили новые даты соблюдения.

Окончательное правило 2015 г. — поправка

Окончательное правило 2015 года устанавливает первые федеральные ограничения на уровни токсичных металлов в сточных водах, которые могут сбрасываться с электростанций.

Справочные документы

2009 Детальное исследование

Агентство

EPA провело исследование, которое предоставило обзор отрасли, данные о характеристиках сточных вод угольных электростанций, описание применимых технологий очистки сточных вод, обсуждение тенденций в использовании средств контроля загрязнения воздуха и описание воздействия на окружающую среду.

Лабораторный анализ сточных вод от десульфуризации дымовых газов (FGD)

История нормотворчества

Поправка 2020 г.

2015 Поправка

1982 Поправка

Пересмотренные требования BPT , BAT , BCT , NSPS , PSES и PSNS

• Документы, в том числе:
  • Окончательное правило (19 ноября 1982 г.)
    • Документ разработки
      Описание отрасли, характеристика сточных вод, технологии очистки, оценка затрат на соответствие нормативным требованиям и нагрузки загрязняющих веществ для окончательного правила
  • Предлагаемое правило (14 октября 1980 г.)

Поправки 1978 и 1980 годов

Измененная оговорка об отклонении BPT

• Документы, в том числе:
  • Окончательное решение (17 сентября 1980 г. )
  • Окончательное правило (29 сентября 1978 г.)

Поправка 1977 г.

Установленные требования PSES

• Документы, в том числе:
  • Окончательное правило (23 марта 1977 г.)
    • Документация по разработке (Приложение к предварительной обработке)
  • Предлагаемое правило (8 октября 1974 г.)

1974 Первоначальное нормотворчество

Установленные требования BPT, BAT, NSPS и PSNS

• Документы, в том числе:
  • Окончательное правило (8 октября 1974 г.)
    • Документ разработки
      Описание отрасли, характеристика сточных вод, технологии очистки, оценка затрат на соответствие нормативным требованиям и нагрузки загрязняющих веществ для окончательного правила
  • Предлагаемое правило (4 марта 1974 г.)

Дополнительная информация

Для получения дополнительной информации о нормах выбросов паровых электростанций, вырабатываемых паром, обращайтесь к Ричарду Бенваре (benware. [email protected]) или 202-566-1369.

Угольные электростанции мира в 2020 году

ИНФОГРАФИКА | 26 марта 2020. 6:01

На карте: угольные электростанции мира

С 2000 года мировая мощность угольных электростанций увеличилась вдвое до примерно 2 045 гигаватт (ГВт) после резкого роста в Китае и Индии. Еще 200 ГВт строятся и планируется 300 ГВт.

Совсем недавно 268GW закрылась из-за волны выходов на пенсию в ЕС и США.Анализ Carbon Brief предполагает, что в сочетании с быстрым сокращением количества строящихся новых электростанций это означает, что количество угольных блоков, работающих по всему миру, впервые в 2018 году сократилось.

Еще один 213 ГВт уже выведен из эксплуатации, и 19 из 80 угольных стран мира планируют полный отказ от топлива, включая Великобританию и Германию.

Между тем, с 2014 года объем выработки электроэнергии из угля снизился, поэтому увеличивающийся автопарк работает меньше часов. Это подрывает чистую прибыль угля, как и конкуренция со стороны других видов топлива. Теперь было бы дешевле построить новые ветряные и солнечные электростанции, чем поддерживать половину существующих угольных электростанций.

То, как разворачивается следующая глава об угле, является ключом к решению проблемы изменения климата. Согласно недавнему анализу Carbon Brief, глобальное неослабленное использование угля должно сократиться примерно на 80% в этом десятилетии, если потепление будет ограничено уровнем ниже 1,5 ° C по сравнению с доиндустриальными температурами.

Чтобы пролить свет на эту историю, Carbon Brief нанесла на карту прошлое, настоящее и будущее всех угольных электростанций в мире.На интерактивной временной шкале, приведенной выше, показаны заводы, работающие каждый год в период с 2000 по 2019 год, а также расположение запланированных новых мощностей.

Эта карта была полностью обновлена ​​с момента ее первоначальной публикации в 2018 году с использованием последних данных Global Energy Monitor (ранее CoalSwarm) Global Coal Plant Tracker. Он включает около 10 000 выведенных из эксплуатации, действующих и планируемых угольных блоков общей мощностью около 3 000 гигаватт (ГВт) в 99 странах. Версии этой статьи за 2018 и 2019 годы заархивированы.

Как читать временную шкалу

На временной шкале выше показаны кружки для каждой угольной электростанции в мире, пропорциональные генерирующей мощности в мегаваттах (МВт). Каждая установка может состоять из нескольких агрегатов — отдельных котлов и паровых турбин. Примечания в конце этой статьи объясняют, как были обработаны данные.

На приведенном ниже рисунке поясняется, как использовать функции карты. Выберите год, регион и базовую карту, включая спутниковый снимок, с помощью информационного поля слева.

Масштабируйте, вращайте и наклоняйте карту с помощью инструментов навигации в правом верхнем углу и колеса прокрутки мыши. Используйте поле поиска, чтобы найти местоположения по городу, региону, почтовому индексу или почтовому индексу. Кнопка «Домой» вернет карту в исходное состояние.

Угольные заводы на карте имеют цветовую маркировку в зависимости от того, работают ли они (желтый), новые или расширенные в этом году (красный) и закрываются или сокращаются в следующем году (белый).

Перетащите ползунок временной шкалы с 2000 по 2019 год, чтобы увидеть, где и когда угольные электростанции добавляются и выводятся из эксплуатации.В 2019 году заводы будут окрашены в белый цвет, если ожидается, что они закроют некоторые или все свои подразделения.

В правом конце ползунка («Будущее») показаны заводы, у которых нет известных планов вывода из эксплуатации (желтый), строящиеся в настоящее время (розовый) и заводы, находящиеся на различных стадиях планирования (фиолетовый).

Обратите внимание, что в период с 2010 по 2019 год только 35% запланированной мощности было построено или начато строительство (993 ГВт), тогда как 1815 ГВт были отменены или отложены, согласно данным Global Energy Monitor. Например, тендер на строительство одного нового завода может привлечь несколько заявок, каждая из которых будет засчитана в «запланированную» сумму.

На карте показаны мощности по углю, тогда как производство электроэнергии и выбросы CO2 зависят от ряда других факторов. Важнее всего то, как часто работают угольные электростанции — их коэффициент загрузки. Средние глобальные нагрузки начали падать в 2007 году, а с 2014 года выбросы углекислого газа стабилизировались. Подробнее об этом ниже.

Наконец, обратите внимание, что дизайн карты адаптивный и имеет меньше функций на небольших мобильных устройствах. Карта использует WebGL и не будет работать в некоторых старых браузерах. Карта также может не загрузиться, если вы используете плагин для блокировки рекламы в браузере; попробуйте внести в белый список веб-сайт Carbon Brief.

Растущие угольные мощности

Мировые мощности по добыче угля росли каждый год в период с 2000 по 2019 год, почти удвоившись с 1066 ГВт до 2045 ГВт. Еще в 1950 году мощности по добыче угля только увеличивались, хотя эти более старые данные менее надежны. Однако темпы роста резко замедляются, при этом чистый прирост на 20 ГВт в 2018 году стал наименьшим за несколько десятилетий.

Обещание дешевой электроэнергии для стимулирования экономического роста стимулировало это расширение. Но новый уголь сейчас дороже возобновляемых источников энергии на всех основных рынках по всему миру, согласно недавно опубликованному анализу от Thinktank Carbon Tracker.

Уголь

производит почти 40% мировой электроэнергии, что близко к самой высокой доле за последние десятилетия. А сейчас угольную энергию используют 80 стран, по сравнению с 66 в 2000 году. Еще 13 планируют присоединиться к клубу, особенно Египет и Объединенные Арабские Эмираты, хотя в прошлом году их было 16.

выбросов CO2 от существующих заводов достаточно, чтобы нарушить углеродный баланс на 1,5 или 2 ° C. Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш призывает к прекращению строительства новых угольных электростанций.

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), весь объем угля в неизмененном виде должен быть закрыт к 2040 году, чтобы оставаться «значительно ниже» 2C.Это будет означать закрытие 100 ГВт угольных мощностей каждый год в течение 20 лет или примерно одну угольную установку каждый день до 2040 года.

Для более амбициозного предела в 1,5 ° C, глобальное использование угля для всех целей должно сократиться примерно на 80% в этом десятилетии, согласно анализу Carbon Brief путей, собранному Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК). Это было бы равносильно закрытию всех угольных электростанций в мире.

Тем не менее, заголовки газет и прогнозы энергетики предполагают, что рост угля не остановится.

Столь мрачная перспектива климата смягчается признаками быстрых изменений. Количество строящихся (розовый) или предлагаемых (фиолетовый) заводов сократилось на две трети с 2015 года, как показано на диаграмме ниже. Выводы на пенсию (серый цвет) также ускоряются, достигнув в совокупности 268 ГВт в период с 2010 по 2019 год.

Глобальные мощности по выработке угля, работающие с 2010 по 2019 год (желтый), а также кумулятивные выбытия (красный) и мощности, которые строятся (фиолетовый) или планируются (серый). Источники: Global Coal Plant Tracker 2014-2020; Глобальная оценка риска угля Института мировых ресурсов, 2012 г.Планы на 2010, 2011 и 2013 годы интерполированы из других лет. Диаграмма от Carbon Brief с использованием Highcharts.

Однако, как и в случае с глобальными выбросами CO2, мировая добыча угля должна достичь пика, прежде чем она сможет начать падать.

Замедление роста угля

МЭА заявляет, что глобальные инвестиции в уголь уже достигли своего пика и сейчас «резко замедляются». В нем говорится, что Китаю, который строит большую часть нынешнего трубопровода, не нужны новые заводы.

Это сокращение инвестиций означает, что рост угольных мощностей замедляется, как показано на диаграмме ниже слева.В 2011 году мировые угольные мощности увеличились на 82 ГВт. В 2018 году этот показатель был на 80% ниже и составил 16 ГВт, хотя в 2019 году он снова вырос до 34 ГВт.

Слева: добавление и вывод из эксплуатации угольных мощностей (гигаватт) в период с 2000 по 2019 год (цветные столбцы) и глобальное чистое изменение (черная линия). Справа: количество добавленных и списанных единиц угля по странам (цветные столбцы) и глобальное чистое изменение (черная линия). Источник: Global Coal Plant Tracker и Carbon Brief. Диаграмма от Carbon Brief с использованием Highcharts.

Согласно последнему ежегодному отчету Global Energy Monitor, количество новых строящихся станций ежегодно сокращается еще быстрее, на 66% в 2019 году по сравнению с 2015 годом. Между тем, выбытие угля находится на исторически беспрецедентном уровне: закрытие 34 ГВт в 2019 году почти на треть меньше, чем в 2015 (37 ГВт) и 2018 (35 ГВт).

В своем отчете о состоянии дел за 2018 год GEM предположил, что мировая мощность угольной энергетики может достичь пика уже в 2022 году. Тем не менее, новый и потенциально гораздо более высокий предел мощности угля в Китае, который обсуждается в рамках его 14-го пятилетнего плана на 2021 год — 25, может поставить под сомнение эту точку зрения, подробнее см. Ниже.

Интересно, что количество угольных единиц в мире могло уже достигнуть своего пика, как показывает диаграмма вверху справа. В 2017 году количество единиц сократилось на четыре по сравнению с чистым увеличением на 260 единиц в 2006 году. В 2018 году количество единиц уменьшилось на 40, а в 2019 году произошло еще одно сокращение — на 29 единиц.

На диаграмме показано, как несколько стран, особенно Китай, закрывают сотни небольших, старых и менее эффективных установок, заменяя их более крупными и эффективными моделями.

Пиковые выбросы угля CO2

Данные МЭА и недавний анализ Carbon Brief показывают, что выбросы CO2 от угольной энергетики стабилизировались, хотя угольные мощности продолжают расти. Выбросы угля CO2 в течение 2014-2019 гг. Оставались неизменными (красная линия), несмотря на рост выработки угля на 1,4% (желтая линия), как показано на диаграмме ниже.

Поскольку мощность угля продолжает увеличиваться (розовый), существующие угольные электростанции работают меньше часов (фиолетовый). В среднем угольные электростанции в мире работали примерно вдвое меньше в 2019 году с коэффициентом загрузки 53.5%. Аналогичная тенденция наблюдается в США (49%), ЕС (37%), Китае (49%) и Индии (57%).

Левая ось: мировое производство электроэнергии на угле (желтый, тераватт-час), выбросы CO2 (красный, миллионы тонн CO2) и мощность (розовый, гигаватт) в период с 2000 по 2019 год. Правая ось: средние коэффициенты загрузки для глобального угольного парка. (фиолетовый, %). Источник: Перспективы мировой энергетики МЭА и краткий анализ выбросов углерода. В отличие от остальной части этой статьи, данные МЭА включают небольшие угольные электростанции мощностью менее 30 МВт. Диаграмма от Carbon Brief с использованием Highcharts.

Помимо часов наработки, на соотношение между мощностью угля и выбросами CO2 влияет ряд других факторов. К ним относятся тип угля и технология сжигания, которую использует каждый завод.

Установки, сжигающие низкокачественный бурый уголь, могут выделять до 1200 тонн CO2 на гигаватт-час (ГВтч) вырабатываемой электроэнергии, при этом ниже 1000 тоннCO2 / ГВтч для более твердых и менее загрязняющих сортов угля от полубитуминозного до битуминозного. (Редко используемый антрацит тверд, но имеет высокие выбросы CO2, так как он содержит меньше водорода, чем другие сорта.)

Технология сжигания также важна, от менее эффективных «докритических» установок до сверх- и сверхсверхкритических систем, которые повышают эффективность за счет работы котла при более высоких давлениях.

Самые старые и наименее эффективные подкритические блоки могут превращать менее 35% энергии угля в электричество. На новых подкритических установках этот показатель увеличивается до 40%, а на сверхсверхкритических установках — до 45%.

Некоторые предприятия угольной промышленности называют сверхсверхкритические агрегаты «высокоэффективными с низким уровнем выбросов» (HELE).

Однако, по данным Всемирной угольной ассоциации, даже угольные электростанции HELE выбрасывают около 800 тCO2 / ГВтч. Это примерно вдвое больше, чем выбросы электроэнергии, работающей на газе, и примерно на 50-100 больше, чем выбросы ядерной, ветровой или солнечной энергии. МЭА видит небольшую роль угольной энергии в сценариях 2C, поскольку остаточные выбросы слишком высоки, даже при использовании улавливания и хранения углерода (CCS).

Обратите внимание, что приведенная выше диаграмма содержит последнюю доступную информацию от МЭА, дополненную недавно опубликованным анализом Carbon Brief.Это привело к рекордному снижению выработки угля на 3% в 2019 году, вызванному резким сокращением в Европе и США, а также падением в Индии. См. Ниже более подробную информацию о статусе угля в ключевых странах.

Разрушение угольной экономики

Низкие коэффициенты нагрузки вызывают коррозию экономики угольных электростанций. Как правило, установки рассчитаны на работу не менее 80% времени, потому что у них относительно высокие постоянные затраты. Это также основа для оценки затрат на строительство нового угля, в то время как сокращение рабочего времени увеличивает затраты на единицу электроэнергии.

Эта динамика особенно токсична для операторов угольных электростанций, которые конкурируют с быстро падающими ценами на возобновляемые источники энергии, дешевым газом в США и ростом цен на углерод в ЕС. Ограничения на поставку угля приводят к росту цен на уголь, что еще больше подрывает любое остающееся преимущество в стоимости перед альтернативами.

Новые правила загрязнения воздуха также увеличивают затраты на угольные электростанции во многих юрисдикциях, от ЕС до Индии и Индонезии. Операторы должны вкладывать средства в оборудование для борьбы с загрязнением, чтобы соответствовать более высоким стандартам выбросов, или полностью закрыть свои самые грязные предприятия.

Такое сочетание факторов означает, что значительная часть существующего угольного парка в ЕС и даже Китае или Индии сталкивается с серьезными экономическими проблемами, что недавно было отмечено финансовым аналитическим центром Carbon Tracker.

В отчете, опубликованном в марте 2020 года, было обнаружено, что сегодня более 60% угольных электростанций в мире вырабатывают более дорогую электроэнергию, чем можно было бы получить, построив новые ветряные или солнечные электростанции. В нем говорится, что к 2030 году эта цифра вырастет до 100% заводов на основных мировых рынках.

Это вторая из двух «переломных точек» для угля, предсказанных основателем Bloomberg New Energy Finance Майклом Либрайхом в 2017 году.

Первый опрокидыватель прошел в большинстве регионов, где новые возобновляемые источники энергии уже сейчас дешевле нового угля. Второй переломный момент заключался в том, что новые возобновляемые источники энергии были дешевле, чем существующий уголь, как показано в анализе Carbon Tracker для большинства мировых электростанций.

Обратите внимание, что угольные электростанции могут оставаться открытыми перед лицом неблагоприятных экономических условий по другим причинам, например, из-за платежей на рынке мощности.

Ключевые страны и регионы

Около 80 стран используют уголь для производства электроэнергии по сравнению с 66 в 2000 году. С тех пор 15 стран добавили угольные мощности впервые, а одна страна — Бельгия — отказалась от них.

Еще 19 стран, на которые приходится 5% текущих мощностей, обязались отказаться от угля в рамках «Powering Past Coal Alliance», возглавляемого Великобританией и Канадой. Теперь это официально включает Германию, где находится пятый по величине угольный флот в мире и около 2% от общего количества угля в мире.Между тем, 13 стран надеются присоединиться к клубу угольной энергетики в будущем, включая Египет, как показано в таблице ниже.

В этой картине доминируют несколько ключевых стран. На 10 стран мира с наибольшим объемом угольных мощностей, показанных в таблице внизу слева, приходится 86% от общего числа действующих на сегодняшний день. Топ-10 по планируемой или строящейся мощности — это немного другой список, но он также составляет 86% от общего объема трубопровода.

Китай имеет самый большой угольный флот на сегодняшний день, а также самую большую в мире концентрацию угольных электростанций, мощностью около 100 ГВт в радиусе 250 км вдоль дельты реки Янцзы вокруг Шанхая. Это больше, чем у всех, кроме трех стран (Китая, Индии и США), как показано в таблице выше.

Китай

Как видно из слайдера ниже, с 2000 года самые драматические изменения произошли в Китае. Его угольный парк вырос в пять раз с 2000 по 2019 год и достиг 1005 ГВт, что составляет почти половину от общемирового объема.

Китай является крупнейшим в мире источником выбросов CO2 и потребляет половину угля, потребляемого ежегодно, поэтому его будущий путь непропорционально важен для глобальных усилий по борьбе с изменением климата.

Промышленная деятельность и использование угля были стимулированы расходами на стимулирование экономики до назначения президента Си «пожизненным лидером» в 2018 году.В 2019 году общий рост спроса на электроэнергию замедлился, и рост в основном удовлетворялся за счет низкоуглеродных источников, что означает сокращение использования угля.

В первые несколько месяцев 2020 года из-за пандемии коронавируса и последующих блокировок по всему Китаю производство угля резко упало до многолетних минимумов. В более долгосрочной перспективе главный вопрос будет заключаться в характере ожидаемых государственных стимулов в ответ на кризис.

Между тем ведутся жаркие дебаты по поводу того, разрешить ли строительство сотен новых угольных электростанций в соответствии с 14-м пятилетним планом Китая на 2021-2025 годы.Сильные интересы в энергетическом секторе продвигают более высокие цели по углю, что противоречило бы целям Китая в области климата.

С другой стороны, сектор находится под давлением возобновляемых источников энергии, замораживания цен на электроэнергию и предстоящих реформ рынка электроэнергии, а также национальной схемы торговли квотами на выбросы углерода. Типичные электростанции в Китае в настоящее время работают менее чем на половину своей номинальной мощности, что еще больше снижает прибыль.

В прошлом году в секторе произошли первые банкротства, и можно ожидать, что государственный орган по надзору за активами Китая, предложивший радикальную реорганизацию отрасли, будет препятствовать дальнейшему росту.

В целом, согласно данным Global Energy Monitor, с конца 2015 года количество строящихся или планируемых заводов в Китае сократилось более чем на 70%. Его данные показывают, что только в 2019 году было отменено около 134 ГВт запланированной мощности, хотя некоторые ранее приостановленные схемы также были восстановлены.

Индия

Второе по величине увеличение мощности с 2000 года произошло в Индии (см. Новый подробный обзор страны), где угольный парк увеличился более чем втрое до 229 ГВт.Это расширение можно увидеть на слайдере ниже.

Согласно правительственному национальному плану в области электроэнергетики, добыча угля в Индии (

) будет продолжать расти и в 2027 году достигнет 238 ГВт. Другие аналитики и индикаторы предполагают, что это увеличение может вызывать сомнения.

Темпы роста угольных мощностей в Индии снизились более чем вдвое с 2016 года, как показывает диаграмма выше, и есть признаки того, что они продолжат замедляться. В 2019 году производство угольной электроэнергии в Индии упало впервые как минимум за три десятилетия.

МЭА резко снизило свои прогнозы относительно спроса в Индии из-за более медленного, чем ожидалось, роста спроса на электроэнергию и падения цен на возобновляемые источники энергии.

«С экономической точки зрения имеет смысл заменить существующий уголь новыми возобновляемыми источниками энергии», — говорится в отчете Института энергетики и ресурсов в Нью-Дели за 2019 год.

В феврале 2019 года обозреватель Reuters по сырьевым товарам Клайд Рассел написал: «Основная причина, по которой уголь может бороться за удовлетворение будущих потребностей Индии в энергии, заключается в том, что он просто становится слишком дорогим по сравнению с возобновляемыми альтернативами, такими как энергия ветра и солнца.Точно так же консультант Wood Mackenzie предполагает, что солнечная энергия в стране на 14% дешевле угля.

Действительно, около 10 ГВт существующего угля уже были «нежизнеспособны», а еще 30 ГВт «перегружены», по словам министра энергетики Индии, опрошенного Bloomberg Quint в мае 2018 года. процесс разрешения.)

Тем временем премьер-министр Нарендра Моди объявил еще более амбициозные цели по расширению использования возобновляемых источников энергии.Если они будут выполнены, они еще больше ограничат возможности для новых угольных мощностей.

По данным Global Energy Monitor, только в 2019 году в Индии было отменено около 47 ГВт запланированной мощности по углю. В настоящее время в стране разрабатывается всего 66 ГВт новых угольных мощностей, что на 30% меньше за последние два года — и 80% по сравнению с 311 ГВт в 2015 году.

Текущий газопровод включает 37 ГВт в стадии строительства, половина из которых приостановлена, чаще всего из-за финансовых проблем, по данным Global Energy Monitor.

США

Волна вывода на пенсию привела к сокращению угольных мощностей в США на 105 ГВт с 2010 года, и, по данным Global Energy Monitor, уже планируется закрыть еще 71 ГВт. Это сократит американский флот вдвое, с 327 ГВт в 2000 году до 175 ГВт в будущем, как показывает ползунок ниже.

Один из шаблонов — это постоянное желание администрации Трампа поддержать убыточные угольные электростанции. В 2018 году он спланировал то, что Bloomberg назвал «беспрецедентной интервенцией на энергетические рынки США» по ​​соображениям национальной безопасности.Он также отказался от усилий во имя «устойчивости энергосистемы».

С другой стороны, рыночные условия по-прежнему благоприятствуют газовым электростанциям и возобновляемым источникам энергии. Планов по вводу новых угольных мощностей в США нет. Выводы на пенсию в 2019 году достигли 16 ГВт, уступая только 2015 году, а закрытие в среднем составляло 14 ГВт в год за время правления Трампа до настоящего времени.

В 2019 году выработка угля в США упала на рекордные 18% до самого низкого уровня с 1975 года, отметив конец десятилетия, в течение которого выработка электроэнергии из топлива сократилась вдвое.

Согласно анализу Energy Innovation, аналитическому центру Energy Innovation, около 74% угольных электростанций в США имеют более высокие эксплуатационные расходы, чем стоимость строительства новых возобновляемых источников энергии поблизости.

См. Более раннюю карту всех электростанций в США на карте Carbon Brief.

ЕС

В ЕС и Великобритании также наблюдается волна отказа от угля. С учетом планов по поэтапному отказу от угля, парк парка в регионе должен упасть ниже 50 ГВт, что составит четверть от его мощности в 2000 году, как показано на слайдере ниже.

Наряду с Канадой европейские страны возглавляют глобальные усилия по поэтапному отказу от угля. Великобритания, Франция, Италия, Нидерланды, Португалия, Австрия, Ирландия, Дания, Швеция, Финляндия, Венгрия, Словакия и Греция заявили о прекращении производства до 2030 года. Это включает в себя несколько недавно построенных АЭС.

Теперь пятый по величине национальный угольный парк в мире — 44 ГВт Германии — тоже будет выведен из эксплуатации, но не позднее 2038 года. После этого 31 ГВт Польши является десятым по величине показателем в мире.

Польша заявила, что не будет строить новые угольные месторождения сверх того, что уже строилось. Одна из этих схем, «Остроленка С», теперь может быть переведена с угля на газ.

Около 66 ГВт угля закрыто в ЕС и Великобритании с 2010 года, в том числе 8 ГВт только в 2019 году. Исследование, проведенное в 2017 году, показало, что все угольные электростанции в ЕС должны быть закрыты к 2030 году, чтобы достичь цели

.

Другие ключевые страны

Другие азиатские страны, включая Южную Корею, Японию, Вьетнам, Индонезию, Бангладеш, Пакистан и Филиппины, коллективно удвоили свой угольный флот с 2000 года, достигнув 202 ГВт в 2019 году.

Вместе эти страны строят 47 ГВт новых станций и планируют еще 87 ГВт, хотя последняя цифра примерно на 38 ГВт ниже, чем была два года назад. Многие проекты в более бедных странах финансируются или строятся Китаем, Японией и Южной Кореей.

Участники кампании рассматривают быстро развивающуюся Азию как ключевой риск для угольной экспансии. Лаури Мюллювирта, ведущий аналитик Центра исследований энергетики и чистого воздуха, рассказывает Carbon Brief:

«Китай и Индия по-прежнему имеют большое значение, но, мегаватт за мегаватт, я бы поставил гораздо большее значение другим частям Азии.”

В отношении угля во многих из этих стран существуют смешанные признаки. Например, в последнем национальном энергетическом плане Японии отводится значительная роль углю в 2030 году, тогда как Парижское соглашение означает, что к тому времени уголь в основном должен быть прекращен, по данным научной неправительственной организации Climate Analytics.

Недавно обновленное Парижское обязательство Японии по климату не упоминает о топливе, и около 9 ГВт мощностей все еще находятся в стадии строительства. Однако, как сообщается, в марте 2019 года министерство окружающей среды страны заявило, что в принципе не будет налагать санкции на новые крупные угольные электростанции.Министр окружающей среды Синдзиро Коидзуми заявил в феврале 2020 года, что правила экспорта угольных электростанций будут пересмотрены.

Против крупных планов строительства новых угольных мощностей выступают сообщества, НПО и некоторые газеты. Более трети новых заводов, запланированных на начало 2016 года, были отменены или отложены.

Вьетнам занимает пятое место в мире по объему добычи нового угля — 31 ГВт, из которых 9 ГВт уже строятся. «Тем не менее, правительство все больше инвестирует в изменение этой траектории», — пишет Алекс Перера, заместитель директора по энергетике аналитического центра World Resources Institute.Он продолжает:

«Вьетнам предоставляет интересное и важное сочетание условий, которые могут сделать возможным значимый переход к чистой энергии: обязательства правительства в отношении возобновляемых источников энергии и частный сектор, стремящийся достичь все более жестких целей в области экологически чистой энергии».

В марте 2019 года агентство Bloomberg сообщило, что амбициозные планы по расширению газовой энергетики во Вьетнаме могут заменить некоторые угольные электростанции. Сейчас в стране больше солнечных мощностей для коммунальных предприятий, чем в Австралии.

В Индонезии правительство продолжает планировать масштабную экспансию угля.Однако ранее в 2020 году агентство Reuters сообщило, что страна планирует заменить около 11 ГВт старых угольных и газовых электростанций на возобновляемые источники энергии. Государственное коммунальное предприятие подверглось критике за «чрезмерную переоценку вероятного роста спроса [на электроэнергию]», чтобы оправдать новый уголь. (Более подробную информацию см. В подробном обзоре Индонезии по стране, подготовленном компанией Carbon Brief.)

Турция также имеет значительные планы по расширению своего угольного флота (см. Краткий обзор политики Турции в области климата и энергетики). Примечательно, однако, что в настоящее время строится менее 2 ГВт из общего трубопровода мощностью 33 ГВт нового угля, и этот трубопровод сократился на 10 ГВт за два года.

Еще одна страна с большими планами — Египет, у которого нет угольных электростанций и внутренних угольных месторождений. Обратите внимание, что ни одна из 13 ГВт запланированной мощности не вышла за пределы самых ранних этапов разработки, ни одна из них не прошла процесс выдачи разрешений, ни одна из них еще не разрешена, и ни одна из них не строится.

Южная Африка располагает крупными угольными месторождениями и седьмым по величине парком угольных электростанций в мире. Он строит 5 ГВт нового угля и планирует еще 6 ГВт. Однако политические настроения несколько изменились после избрания Сирила Рамафосы и давно откладываемых сделок с возобновляемыми источниками энергии на сумму 4 доллара.В 2018 году подписано 7 млрд.

Что необычно, тяжелая промышленность Южной Африки отдает предпочтение возобновляемым источникам энергии, а не продолжающемуся росту угля. Согласно отдельным исследованиям, новый уголь будет намного дороже, чем альтернативы. В марте 2019 года государственная энергетическая компания Eskom заявила, что намеревается оставить две огромные угольные электростанции незавершенными.

Методология

Временная шкала

Carbon Brief основана на Global Coal Plant Tracker, составленном Global Energy Monitor. Текущая карта использует данные за январь 2020 года.Эта база данных включает все угольные блоки мощностью 30 МВт или более, охватывающие действующие и выведенные из эксплуатации станции, а также предложенные с 2010 года. (Как отмечалось выше, предполагается, что примерно 27 ГВт угольных станций меньшего размера.)

Это включает в общей сложности 2045 ГВт действующих сегодня мощностей, 200 ГВт в стадии строительства, 300 ГВт в стадии планирования, 315 ГВт списанных и 1522 ГВт, которые были предложены, но затем отменены с 2010 года.

Carbon Brief сделал ряд предположений для составления карты, описанных ниже.

По состоянию на март 2019 года 27 стран присоединились к Powering Past Coal Alliance по поэтапному отказу от угольной энергетики, 13 из которых все еще имеют действующие электростанции. Предполагается, что каждая из этих стран завершит поэтапный отказ к объявленному году. Предполагается, что Германия соберет крайний срок отказа к 2038 году.

Угольные агрегаты — отдельные котлы, перечисленные в базе данных — сгруппированы вместе с использованием перечисленного названия «Завод». Однако на некоторых участках есть два или более растений с слегка разными названиями, например «Завод-1», «Завод-2».Эти растения снова группируются на втором автоматическом этапе в зависимости от их широты. В этих случаях для карты сохраняется только имя (Завод-1).

На некоторых сгруппированных заводах есть блоки, использующие различные технологии сжигания, такие как подкритические и сверхкритические котлы. На этапе группировки данных некоторые из этих различий будут потеряны. Для сгруппированных заводов карта показывает диапазон лет, когда агрегаты начали работать.

Заводы в трубопроводе представляют собой смесь участков в стадии строительства, уже разрешенных, предварительно разрешенных и находящихся на ранней стадии планирования («объявленных»).На некоторых сайтах размещаются проекты на разных этапах этого процесса, которые будут наполовину скрыты на карте, поскольку их расположение одинаково. Случайное смещение порядка ± 50 м применяется к местоположению всех блоков в трубопроводе, чтобы искусственно разделить их на карте.

На карте не указаны 13 единиц в базе данных, в которых отсутствует информация о мощности, а также 98 действующих или списанных единиц общей мощностью 4,6 ГВт, для которых отсутствуют данные о местоположении. 12 ГВт мощности помечены как «законсервированные», что означает, что они временно не используются.Они включены в «рабочую» емкость, поскольку нет информации о сроках или продолжительности консервации.

144 выведенных из эксплуатации блока (8,6 ГВт) и 151 действующий блок (9,5 ГВт) без указанного «Года запуска». На карте предполагается, что эти агрегаты работают с 2000 года. Шесть единиц (0,3 ГВт) указаны с «годом начала» 1960-х, 1970-х годов или аналогичным. Они отнесены к 1965, 1975 и так далее.