Засідання дискусійного клубу "Енергетика України: сучасний стан і перспективи розвитку"

Структура засідання на тему

«Сучасний стан енергетики України та перспективи розвитку»

Тема: Сучасний стан енергетики України та перспективи її розвитку.

Мета: Розглянути сучасний стан та перспективи розвитку енергетики України; порівняти ефективність галузей енергетики та сформувати бачення енергонезалежного майбутнього України; виховувати відповідальне ставлення до природних ресурсів своєї держави; розвивати критичне та аналітичне мислення.

Зміст

1. Виступ вчителя

Сучасний стан енергетики України

Енергетика відіграє провідну роль в економічному розвитку країни та її економіки. У 2014—2015 рр. Україна опинилася в стані глибокої економічної кризи. Внаслідок воєнних дій на Південному Сході України значно постраждала її економіка і, зокрема, енергетичний сектор. У 2014 р. вперше у своїй історії країна виявилася залежною від імпорту всіх видів енергоресурсів, оскільки до імпорту природного газу і нафтопродуктів додався імпорт вугілля і періодичний імпорт електричної енергії. Енергоблоки пиловугільних ТЕС, що залишилися без донбаського антрациту, знизили навантаження, а в ряді випадків навіть були зупинені, тому країна була змушена закуповувати вугілля в ПАР, Австралії та Росії. Відомо, що для теплових станцій транспортувати вугілля на відстань, що перевищує 400 км, економічно не вигідно, тому закупівля вугілля в інших країнах пов’язана з великими додатковими витратами.

Основне навантаження в 2014—2015 рр. припало на атомні електростанції, через що було відкладено всі профілактичні і ремонтні заходи. У зв’язку з тимчасовою окупацією Криму перспективи подальшого зростання власного видобутку природного газу зійшли нанівець, а через бойові дії відбувся відплив фінансових коштів західних інвесторів з енергетичного ринку України. У 2014 р. Україна використала близько 43 млрд м3 природного газу, що на 14 % менше, ніж у 2013 р., але це, скоріше, пов’язано зі скороченням виробництва у багатьох промислових секторах економіки.

Крім того, в Енергостратегії зразка 2012 р. було допущено кілька серйозних помилок. Зокрема, у документі було закладено, що до 2030 р. споживання нафти зросте вдвічі, але збільшення її видобутку не було заплановано, оскільки левову частку потреби країни у нафті передбачалося задовольнити за рахунок імпорту. Забезпечити зростання атомної генерації планувалося завдяки створенню власного циклу виробництва ядерного палива, чого так і не сталося, а згодом бойові дії на Південному Сході України внесли свої додаткові корективи у виконання цього завдання. Розвивати вугільну генерацію передбачалося за рахунок зростання власного видобутку вугілля, але вже в 2014 р. він зменшився на 20 % і надалі продовжує знижуватися. Зростання газовидобутку на 7—9 млрд м3 газу до 2030 р. мало б забезпечити освоєння шельфу Чорного моря, але тепер це неможливо.

Через воєнний конфлікт на Південному Сході на неконтрольованій Україною території Луганської і Донецької областей залишилися 4 ТЕС загальною встановленою потужністю близько 5 ГВт, що становить 26,5 % технічно задіяних потужностей ТЕС України. На цих територіях перебуває близько 60 % вугільних шахт і збагачувальних фабрик, причому тільки 24 з них у 2014 р. працювали в нормальному режимі. Підприємства, які припинили роботу, раніше видобували майже 40 % вітчизняного вугілля. У 2014 р. в Україні видобуто лише 65,0 млн т вугілля, що на 22,4 % менше, ніж у 2013 р. Гостро постала проблема з постачанням вугілля на пиловугільні електростанції.

Як бачимо ці та інші події стали причиною важкого періоду в електроенергетиці України. Сьогодні ж ми розглянемо різні галузі виробництва електроенергії, залежно від джерел енергії, а саме: ядерного палива, вуглеводнів, а також відновлюваних джерел, і спробуємо визначити які з них доцільно використовувати на території України. А також з’ясувати яку стратегію розвитку електроенергетичної галузі краще обрати, щоб вивести країну з «Енергетичної кризи».

 

2. Виступи доповідачів:

2.1. Стан та перспективи розвитку атомної енергетики в Україні.

Атомна енергетика має ряд особливостей, які відрізняють її від усіх інших видів енергетики

Ядерне пальне набагато ефективніше, ніж звичайні види палива

Ядерні реактори не споживають органічного палива

Не забруднюють перевезенням вугілля залізничний транспорт

Для роботи АЕС потрібна зовсім мала кількість палива

АЕС не споживають атмосферний кисень

Не забруднюють середовище золою і продуктами згоряння

АЕС не потребує створення значних водосховищ

Як і будь-яка інша галузь, атомна енергетика має свої мінуси, а саме

Необхідність захисту людей від γ – випромінювання

В реакторі накопичується велика кількість радіоактивних речовин

В результаті роботи АЕС виникають ядерні відходи

Інфраструктура для створення ядерного палива досить дорога

Складність зупинки для планового ремонту

Складність виведення з експлуатації реакторів

Висока ціна будівництва нових реакторів

Атомна енергетика в Україні

В Україні діє 4 АЕС (15 енергоблоків)

Україна займає 10 місце в світі за кількістю діючих енергоблоків

Більшість енергоблоків майже вичерпали свій ресурс

У зв’язку з бойовими діями на сході профілактичні заходи відкладено

Необхідно розширювати потужності атомних станцій

Основні проблеми атомної енергетики України

Небезпека поховання великої кількості радіоактивних відходів

Вирішення питання поводження з відпрацьованим ядерним паливом

Нагальність створення стратегічного запасу ядерного палива

Проблеми з недостатньою пропускною спроможністю ЛЕП

Кошти державного бюджету використовують вкрай неефективно

Для вирішення перерахованих вище проблем потрібно забезпечити виконання наступних умов:

Підвищити рівень безпеки АЕС

Створити ядерно-паливний цикл в Україні

Створити власні сховища ядерних відходів в зоні відчуження

Надати право вільного і безперешкодного продажу електроенергії для АЕС

Впровадження сучасних систем роботи до європейських стандартів

Збільшити пропускну спроможність міждержавних ЛЕП

Можливі запитання

1. Як підвищити рівень безпеки на АЕС?

• Персонал, який працює на АЕС повинен бути висококваліфікованим
• Потрібно використовувати сучасні технології і обладнання
• Користуватися найсучаснішими системами прогнозування і захисту від аварій

2. Які небезпеки будівництва сховищ ядерних відходів на території України?

• Перш за все це небезпека радіоактивного забруднення території навколо сховища. Якщо при будівництві не прорахувати всі ризики чи допустити помилку в проектуванні чи будівельних роботах, наслідки можуть бути поганими. Відходи можуть потрапити в грунтові води, звідти в річки чи озера, а потім і в системи водопостачання населених пунктів. А це, як ви самі розумієте не зовсім приємна перспектива.

 

ОБГОВОРЕННЯ

2.        Стан та перспективи розвитку теплової енергетики України

Основні особливості теплової енергетики

ТЕС — основне промислове джерело електроенергії

Основні джерела первинної енергії для ТЕС це вугілля, природний газ і нафта

Найшвидше будуть розвиватися ТЕС на вугіллі і на природному газі

Малопотужні ТЕС широко використовуються в різних областях. (обігрів і подача електроенергії в школи і басейни, клініки і спортивні комплекси.)

Основними перевагами ТЕС є:

Порівняно низький ціновий показник теплового ресурсу

Будівництво ТЕС вимагає менше залучення грошових коштів.

ТЕС може територіально бути розташована в будь-якій географічній точці

Вартість палива, спожитого ТЕС, порівняно невисока.

Виробництво енергії не залежить від сезонного коливання потужності

Простота обслуговування та експлуатації

Досить легко піддати утилізації

Основними недоліками ТЕС є:

Порушення екологічної рівноваги і забруднення атмосфери

Порушення природного рельєфу

Порушення теплового балансу водойм

Паливо – невідновлюваний ресурс

Наявність порівняно низькою економічності і більш високих витрат по обслуговуванню в порівнянні з ГЕС

Атмосферні викиди можуть спричинити парниковий ефект

Основними напрямками розвитку ТЕС є:

• створення нових поколінь енергоустаткування;

• реконструкція і модернізація діючого обладнання;

• забезпечення необхідного рівня промислової безпеки енергетичного обладнання;

• високоефективне виробництво електроенергії і;

• розробка екологічно чистих вугільних технологій.;

• створення ефективних газоочисних систем;

• комплексна автоматизація устаткування блоків і електростанцій;

• створення невеликих установок з комбінованого виробництва електричної енергії і тепла (ТЕЦ малої та середньої потужності, міні-ТЕЦ).

 

Основними рисами теплової енергетики України є

ТЕС виробляє близько 47% електроенергії в Україні.

Основну частину електроенергії генерують великі теплові електростанції – державні районні електростанції (ДРЕС).

В Україні діють 15 великих ТЕС потужністю понад 1 ГВт кожна.

Основні теплові електростанції зосереджені в Донбасі

Найбільші ТЕС: Вуглегірська, Миронівська, Луганська, Старобешівська.

 

Можливі запитання

1. Яким чином можна зменшити негативний вплив ТЕС на екологію?

• Перш за все, потрібно використовувати найсучасніші методи видобутку енергоносіїв, розробка нових вугільних і газових технологій, встановлення нових фільтрів.
• Переходити на відновлюване паливо (біогаз і біопаливо)
• В перспективі взагалі відмовитися від ТЕС і перейти на генерацію електроенергії за допомогою відновлюваних джерел енергії.

2. Було сказано, що ТЕС досить прості в обслуговуванні, експлуатації і утилізації. Чому?

• Перш за все через те, що ТЕС мають досить просту конструкцію і простий принцип роботи
• Крім того, ТЕС – використовуються вже довгий час, і розібратися з тим як вона працює досить просто.

 

ОБГОВОРЕННЯ

3.        Стан та перспективи розвитку сонячної енергетики України

Сонячна енергетика є однією з найперспективніших галузей альтернативної енергетики в світі. Головними особливостями сонячної енергетики є:

Сонце - невичерпне джерело енергії

Енергія сонця безпечна для довкілля

Сонячна енергія широко використовується як для нагрівання води, так і для виробництва електроенергії

Фотоелектричні елементи можуть встановлюватися на транспорті

Основні переваги сонячної енергетики

Сонячна енергія є відновлюваним ресурсом

Не забруднює ні воду, ані повітря

Може використовуватися для опалення та освітлення

Надійність та можливість довготривалої експлуатації

Висока безпека

Простота монтування і розбирання

Стійкість до впливу природних факторів

Недоліки сонячної енергетики

Необхідність використання великих земельних площ

Не працює вночі і погано ефективно працює у ранкових і вечірніх сутінках

Потужність може стрімко і несподівано коливатися внаслідок змін погоди

Сонячні фотоелементи високовартісні

Недостатній ККД сонячних елементів

Ефективність фотоелементів значно знижується при їх нагріванні

Фотоелементи можуть містити отруйні речовини: свинець, кадмій, галій, миш'як

Сонячна енергетика залишається сегментом альтернативної енергетики в Україні, що найбільш інтенсивно розвивається

У 2017 році загальна потужність нових СЕС склала 645 МВт

У 2018 року загальна потужність СЕС в Україні склала 1388 МВт

За минулий рік введено в експлуатацію близько 4,5 тисяч приватних СЕС

У 2018 нараховувалось близько 7500 приватних СЕС

Фотоенергетичне обладнання максимально ефективно можна використовувати протягом семи місяців на рік – із квітня по жовтень.

Ось кілька найбільш великих об’єктів, які будуть здані в 2019 році:

Січень: здана в експлуатацію Нікопольська СЕС (246 МВт – найбільша в Україні та третя у Європі)

Лютий: У Вінниці відкрився завод, який випускатиме найсучасніші сонячні панелі. Завод здатен випускати сонячні батареї сумарною потужністю близько 200 МВт на рік, з можливістю зростання виробництва – до 400 МВт.

«Скіфія Солар -2» – потужністю 33 МВт

«Скіфія Солар – 1» – потужністю 13 МВт

«Порт Солар» – потужністю 8,4 МВт

В Житомирській області побудують СЕС, потужністю 55 МВт.

Японські компанії зацікавлені в будівництві СЕС в обсязі до 1,2 ГВт.

І наостанок карта об’єктів сонячної енергетики України.

Можливі запитання

1. Як можна вирішити проблему використання великих земельних площ для будівництва СЕС?

• Будувати СЕС вище над землею (на опорах)
• Будувати плавучі СЕС
• Інтегрувати фотоелементи в будівлі
• Підвищувати ККД фотоелементів, що зменшить кількість необхідних для будівництва панелей.

2. Яким чином позбутися недоліку низького виробництва СЕС ввечері і відсутності генерації електроенергії вночі?

• Використовувати акумулюючі станції
• Будувати гібридні енергогенеруючі установки

3. Який термін експлуатації сонячних панелей?

• 20-30 років

 

ОБГОВОРЕННЯ

4.        Стан та перспективи розвитку вітрової енергетики України

Головні особливості вітроенергетики

Ресурс вітру необмежений

Джерелом для вітроенергетики є сонце

Щоб використати вітрову енергію, потрібно враховувати:

• добове та сезонне змінювання вітру
• швидкість залежно від висоти над поверхнею землі
• кількість поривів вітру за короткі відрізки часу
• статистичні дані за певний період

Паралельна робота з мережею

Автономна робота ВЕС

Пряме перетворення електричної енергії в теплову

Головними перевагами вітроенергетики є:

Не приносить ніякого забруднення навколишньому середовищу

Вітрові електростанції можна будувати навіть на берегах водойм

Вітроенергетика не заважає веденню сільського господарства

Низька собівартість виробленої енергії

Нульова вартість паливної складової

Виробництво не су­проводжується викидами двоокису вуглецю

На вітроенергетику не впливають зміни цін на викопне паливо

Основні недоліки вітроенергетики

Енергія вітру є переривчастою

Великі вітрові електростанції можуть псувати пейзажі

Вітряні електростанції є джерелом низькочастотної вібрації

Вітрові електростанції створюють шум високої частоти

Вітрова енергетика залишається інвестиційно привабливим сегментом енергоринку в Україні

Перша вітрова електростанція – Новоазовська ВЕС (1996 рік, 50 МВт)

1997 рік — запрацювала Трускавецька ВЕС

У 1998-1999 роках розпочали роботу ще  три нові ВЕС

До 2000 року в Україні працювало вже 134 турбіни

з 2009 року пришвидшилося будівництво вітроелектростанцій

Найбільш привабливими для використання енергії вітру регіонами України:

• узбережжя Чорного та Азовського морів
• гірські райони тимчасово окупованої АР Крим
• територія Карпатських гір
• Одеська, Херсонська та Миколаївська області

Карта вітрів України

Станом на 2015 р. потужність ВЕС в Україні становила 514 МВт.

Частина вітростанцій розташовані в зоні АТО і окупованому Криму

Найбільша ВЕС України Ботієвська - потужністю 200 МВт

В розвитку вітроенергетики лідером є Запорізька область 

В Україні загальний потенціал вітрової енергетики оцінюється Міжнародним агенством з відновлюваної енергетики у вражаючі 320 ГВт – він є достатнім щоб забезпечити нас електроенергією чотири рази.

Можливі запитання

1. Яким чином подолати проблему нестабільної генерації енергії ВЕС?

• Будувати вітряки на більшій висоті
• Будувати вітряки у регіонах з більш стабільним вітровим потоком
• Використовувати акумулятори для накопичення електроенергії

2. Для чого при будівництві враховувати добове та сезонне змінювання вітру, швидкість залежно від висоти над поверхнею землі, кількість поривів вітру за короткі відрізки часу, статистичні дані за певний період?

• На більшій висоті над поверхнею землі вітровий потік сильніший і стабільніший
• Статистика дасть змогу визначити чи доцільно будувати ВЕС на даній території
• Дослідження поривів дасть можливість уберегти вітряки від пошкодження і руйнування.

 

ОБГОВОРЕННЯ

5.        Стан та перспективи розвитку геотермальної енергетики України

Головними особливостями геотермальної енергетики є:

Основним джерелом енергії є постійний потік теплоти з надр

Запаси геотермальної енергії величезні

Постійний залишок енергоресурсів

Достатньо простий рівень автоматизації

Наслідки можливих аварій обмежують

Геотермальна енергія є дешевшою у порівнянні з іншими видами альтернативних джерел:

• в 2 рази дешевше вітрової енергії
• в 10 разів дешевше сонячної

ГеоТЕС можна розділити на три основні типи:

• станції на родовищах сухої пари;

• станції з пароутворювачем, на родовищах гарячої води під тиском;

• станції з бінарним циклом, де теплота передається іншій рідині

Основними перевагами ГеоТЕС є:

Не виділяє шкідливих побічних продуктів

Після будівництва, електростанцію вже не потрібно контролювати

Геотермальні електростанції, як правило, невеликі і мають незначний вплив на природний ландшафт

Недоліки геотермальної енергетики

Якщо все зроблено неправильно, геотермальна енергетика може привести до забруднення

Неправильне буріння в землі може виділити небезпечні мінерали і гази

Геотермальні пари можуть вичерпатися

Геотермальна енергетика в Україні

В Україні є досить високий потенціал геотермальної енергетики.

Багато територій України має гарячі води та породи близько до поверхні.

Запаси термальних вод виявлено на території:

Чернігівської, Полтавської, Харківської, Луганської та Сумської областей

Тут геотермальну енергію краще використовувати для опалення будівель

Районами використання геотермальної енергетики є:

Крим, Закарпаття, Прикарпаття, Донецька, Запорізька, Полтавська, Харківська, Херсонська та Чернігівська області.

Тут геотермальні станції можуть задовольнити місцеві потреби в електроенергії

Будівництво великої кількості термальних електростанцій призведе до зниження температур ґрунтів та падіння потужності електростанцій.

Тому оптимальним є спорудження десятків невеликих електростанцій

В Україні на даний момент побудовані 11 геотермальних електростанцій

На території АР Крим розміщенні чотири гідротермальні електростанції

Можливі запитання

1. В чому небезпека будівництва ГеоТЕС?

• Перш за все це небезпека екологічного забруднення навколишнього середовища. А саме:
  • Забруднення вод мінеральними сполуками (термальні води містять у своєму складі багато різних мінералів)
  • Теплове забруднення ґрунтів і водойм, і як наслідок – порушення екологічного балансу регіону
  • Надмірне використання термальних ресурсів може призвести до вичерпання запасів пари і охолодження навколишніх ґрунтів

 

ОБГОВОРЕННЯ

6.        Стан та перспективи розвитку гідроенергетики України

ГЕС– це найпоширеніший тип установок, в яких застосовується енергія води, що падає і чим вище різниця висот, тим потужніше електростанція. Гідроенергетика забезпечує близько 20 % світового виробітку електроенергії

Основними превагами гідроенергетики є:

Низька вартість одержуваної електроенергії

Можливість плавного регулювання потужності станції

Екологічна чистота одержуваної електроенергії

Сталість, стабільність роботи незалежно від часу доби і сезонних змін

Недоліки ГЕС

Затоплення великих територій

Застоювання води

Греблі можуть бути дуже дорогими

Повинен бути достатній запас води для вироблення енергії

Зміна екосистем і втрата біорізноманіття

Досить поширеною в світі є мала гідроенергетика. Її переваги:

Електроенергію виробляють, без викопного та ядерного палива;

Значний термін використання та висока надійність експлуатації;

Передбачуваність та забезпеченість режимів роботи;

Висока маневреність і коефіцієнт готовності;

Можливість повної автоматизації процесу експлуатації;

Мінімальний вплив на навколишнє середовище;

Мінімальний вплив на ландшафт;

Додаткові можливості для ведення рибного господарства, зрошення, водопостачання;

Україна має значний потенціал використання ресурсів малих річок

Мікро-, міні- та малі ГЕС - основа енергозабезпечення Західної України

Зараз в Україні працює 102 малих ГЕС і можна швидко і дешево відновити близько 100 міні-ГЕС

Україна може виробляти 3,7 ГВт-годин електрики щорічно

Вартість однієї кіловат-години електроенергії в 4 рази дешевше, ніж у ТЕС

Будівництво нових міні-станцій, дешевше, ніж реконструкція старих споруд

Змонтувати міні гідроелектростанцію можна всього за місяць

Станція може працювати повністю автономно і керуватися через Інтернет

Одна мала ГЕС потужністю 1 МВт здатна забезпечити електроенергією до 250 будинків

Найбільший потенціал для будівництва міні-ГЕС — Карпатський регіон

На Закарпатті, можна побудувати близько 300 малих гідроелектростанцій.

Карта малих ГЕС України.

Можливі запитання

1. Які переваги є і малих ГЕС у порівнянні з великими ГЕС?

• Не потрібно затоплювати великі земельні території
• Розміри конструкції дозволяють будувати їх практично на всіх малих річках, що в свою чергу дозволить розширити можливості енергогенерації для віддалених населених пунктів
• Більш дешеве і швидше будівництво
• Можливість автономної роботи і управління через інтернет
• Чинять менший вплив на ландшафт і екологію
• Є можливість для водопостачання, зрошування і розведення риби.

 

ОБГОВОРЕННЯ

 

3. Підведення підсумків

Що ж, ми з вами розглянули найпоширеніші в Україні галузі виробництва електроенергії і побачили, що кожна з них має як позитивні, так і негативні сторони. Кожна галузь особлива по своєму: одна – виробляє дуже дешеву енергію, але негативно впливає на екологію, інша – не чинить жодного впливу на екологічний стан місцевості, проте ціна на вироблену нею електроенергію дуже висока, одні дуже прості в експлуатації, інші ж набагато складніші і, як наприклад атомна, вимагають десятки років на зупинку і виведення з експлуатації.

Ми бачимо, що альтернативна енергетика в Україні розвивається досить стрімкими темпами. Перш за все цьому сприяє діючий «Зелений тариф» на вироблену електроенергію. Та з іншого боку цей же тариф є причиною підвищення тарифів на електроенергію для населення.

Звичайно, всі ми хочемо бачити нашу державу енергонезалежною, багатою і розвинутою з одного боку, і зеленою країною з густими лісами, родючими полями і чистими ріками і озерами з іншого боку. Це все можливо здійснити. Але на це потрібно багато часу та інвестицій в енергетичний сектор.

«Хто володіє інформацією, той володіє світом», – сказав колись Уїнстон Черчілль. Я б хотів трішки перефразувати її в контексті сьогоднішнього нашого засідання. «Хто володіє інформацією, той може змінити світ». І я сподіваюся, що ті дані, які ви сьогодні дізналися дадуть вам змогу вплинути на розвиток України і, в подальшому, змінити світ.