Особливості і стан існуючих систем централізованого тепло та електропостачання

На сьогодні у житлово-комунальному господарстві та в промисловості переважно використовуються централізовані системи електро та теплопостачання.

Системи електропостачання. В країнах Центральної та Східної Європи централізоване електропостачання більш розвинене, ніж в інших країнах. І в подальшому даний вид електропостачання в нашій країні буде домінуючим. Але, разом з тим, існує багато можливостей для реалізації децентралізованого енергопостачання [1,4,23-25,64-72].

В Україні проблемою існуючих систем електропостачання являються значні втрати в мережах, обумовлені технологічними проблемами, а також впливом людського фактору. Такі втрати майже втричі більші, ніж це технологічно доцільно, що вказує на необхідність приділяти значно більшої уваги до організаційних факторів, ніж зараз існує. Зазначені проблеми потребують вирішення на законодавчому рівні.

Протягом І кварталу 2008 року величина загальних технологічних витрат електроенергії на її транспортування електричними мережами Мінпаливенерго всіх класів напруги склала 7,0 млрд. кВт год, або 14,17% загального відпуску електроенергії в мережу. Порівняно з відповідним періодом 2007 року рівень загальних технологічних витрат на транспортування електроенергії збільшився на 0,04%.

Нормативна величина технологічних витрат електроенергії за 3 місяці 2008 року досягла 6,9 млрд. кВт год, або 13,94% величини відпуску електроенергії в мережу. Порівняно з відповідним періодом минулого року нормативна величина витрат збільшилася на 0,48%.

Понаднормативна (комерційна) складова величини технологічних витрат електроенергії протягом 3 місяців 2008 року склала 0,1 млрд. кВт год, або 0,23 % загального відпуску електроенергії в мережу. За 3 місяці 2007 року зазначена складова характеризувалася показниками відповідно 0,3 млрд. кВт год та 0,67%.

В Україні експлуатується близько 25 тис. км ЛЕП напругою 35-750 кВ. Значна частина цих ліній електропередачі побудована ще в 50-60 роках минулого століття на металевих та частково на залізобетонних опорах і потребує термінової реконструкції.

Лісами проходить 2340 км ЛЕП. Загальна площа просік, що потребують постійного розчищення, становить 9282 га. Для цього потрібні відповідна техніка і фахівці.

Високовольтні кабелі мають низку переваг над наземними ЛЕП. По-перше, втрати електроенергії значно менші. По-друге, підземний кабель не пошкодять обледеніння і сильний вітер. Він зручний в експлуатації і надійний.

Навіть пробій ізольованого кабелю, прокладеного в землі, легше усунути, ніж обрив проводу ЛЕП. До того ж вивільнюються значні площі відчуженої землі з обох боків ЛЕП від крайніх проводів на відстані до 25 метрів.

Енергогенеруючі компанії платять у місцеві бюджети щороку величезні податки на землю. Витрати на заміну чи нове прокладення кабельних ліній окупаються протягом 5-6 років.

В 2004 р. в Україні було освоєно виробництво силових кабелів з ізоляцією зі зшитого поліетилену на напругу до 110 кВ. Це дало змогу створити науково-технічну і виробничу базу для освоєння випуску в Україні кабелів на напругу 330 кВ і вище з експлуатаційними показниками на рівні світових стандартів.

Системи теплопостачання. Теплові мережі являються найуразливішим елементом систем централізованого теплопостачання. Середній строк їх служби складає 25 років. По завершенні цього часу тепломережі масштабно виходять з ладу, а витрати на капітальний ремонт можуть перевищувати витрати на нове будівництво. Втрати теплоти через корозійне пошкодження труб та неякісну ізоляцію складають 15..20 % усієї теплової енергії, яка виробляється. Також одним із недоліків централізованих систем теплопостачання є незадовільне управління режимами їх роботи.

Проблеми, що виникають при експлуатації електричних мереж:

Економіка. Розбалансування потреб в електроенергії по території і часу приводить до виникнення економічної проблеми, пов'язаної з високою динамікою протягом доби цін, які важко прогнозувати через особливі властивості електроенергії як товару. Електроенергія повинна миттєво поставлятися у момент попиту на неї, так само як і вироблена енергія не може накопичуватися — вона має бути миттєво продана і поставлена споживачеві. Економічні наслідки цих особливих властивостей енергії-товару почали проявлятися все виразніше останнім часом.

Надійність. Актуальною є проблема надійності електропостачання. В умовах збільшення енергетичних систем, ускладнення структури і зв'язків стає все важчим забезпечувати стійке функціонування великих систем енергетики.

Залежність споживачів. Будь-яке підприємство, виробництво, господарство стає заручником у залежності від дій енергопостачальних та енергогенеруючих компаній, які можуть припинити подачу енергії у будь-який момент з причин, не пов'язаних із даним конкретним об'єктом, а викликаних, наприклад, обґрунтованими суперечками з іншими об'єктами. Несприятливі дії чинників зовнішнього середовища, періодичні відключення електропостачання і незадовільна якість енергії роблять актуальною задачу мінімізації цієї залежності.

Керованість. Однією з головних стала проблема порушення керованості крупних мереж електропостачання, що охоплюють величезні території з високою концентрацією виробництв і населення. Нерівномірність навантаження, скачки і піки все важче контролювати навіть найсучаснішим системам диспетчеризації і управління. З цим фактором можна впоратися лише шляхом усунення енергодефіциту.

Екологія. Світова громадськість стривожена екологічними проблемами, які виникають при експлуатації крупних електростанцій, які у багатьох випадках не забезпечують екологічно прийнятних норм викидів шкідливих речовин в атмосферу.

Інерційність. Швидке нарощування генеруючих потужностей за допомогою існуючих технологій неможливе. Дефіцит електроенергії стає бар'єром на шляху економічного зростання. Попит на електроенергію випереджає приріст генеруючих потужностей. Будівництво крупних електростанцій триває протягом багатьох років і вимагає значних витрат, великих капіталовкладень, спорудження нових ліній електропередач і їх обслуговування.

Альтернатива. Альтернативою розвитку національних енергетичних інфраструктур стали локальні системи виробництва електричної і теплової енергії. Раніше автономні електрогенеруючі установки використовувалися лише у віддалених районах, а також як резервне або аварійне джерело електропостачання. Тепер визначальним вектором розвитку є принципи: незалежність, надійність, економічність, екологічність.

Таким чином, аналізуючи існуючу ситуацію, можна зробити наступні висновки. Промисловість нашої країни є досить енергоємною. Споживання енергії на одиницю продукції більшістю галузей суттєво перевищує відповідні показники в інших країнах, зокрема, в країнах ЄС.

Якщо розглянути загальний паливно-енергетичний баланс чорної металургії, видно, що ККД використання палива тут не перевищує 32 – 34%. Фактичне енергоспоживання на одиницю продукції в 1,5 рази перевищує аналогічний середній показник по країнах ЄС. Така ж невтішна ситуація і в інших галузях промисловості.

Екологічна ситуація України також несприятлива. В розрахунку на 1 км² території країни у повітря викидається близько 10 т шкідливих речовин на рік. Ці цифри у декілька разів перевищують показники розвинених країн.