El är en gren av energibranschen som omfattar produktion, överföring och distribution av el . Elkraftindustrin är den viktigaste grenen av energiindustrin, vilket förklaras av fördelarna med el framför andra energislag som den relativa lättheten att överföra över långa avstånd.
För Ryska federationen ger den federala lagen "Om elkraftindustrin" följande definition av elkraftindustrin [2] :
Elkraftindustrin är en gren av Ryska federationens ekonomi, som inkluderar ett komplex av ekonomiska relationer som uppstår i produktionsprocessen (inklusive produktion i form av kombinerad generering av elektrisk och termisk energi ), överföring av elektrisk energi, drift leveranskontroll inom elkraftindustrin, marknadsföring och förbrukning av elektrisk energi med användning av produktions- och andra fastighetsanläggningar (inklusive de som ingår i Unified Energy System of Russia ) som ägs av äganderätten eller på annan grund enligt federala lagar till elkraftsföretag eller andra personer. Elkraftindustrin är grunden för ekonomins funktion och livsuppehållande.
Definitionen av elkraftindustrin finns också i GOST 19431-84:
Elkraftindustrin är en del av energisektorn som säkerställer elektrifieringen av landet på grundval av en rationell expansion av produktion och användning av elektrisk energi.
Under lång tid var elektrisk energi bara ett föremål för experiment och hade ingen praktisk tillämpning.
De första försöken med nyttig användning av elektricitet gjordes under andra hälften av 1800-talet , de huvudsakliga användningsområdena var den nyligen uppfunna telegrafen , galvanisering , militär utrustning (till exempel gjordes försök att skapa fartyg och självgående fordon med elektriska motorer ; gruvor med en elektrisk säkring utvecklades ). Till en början fungerade galvaniska celler som källor till elektricitet .
Ett betydande genombrott i massdistributionen av elektricitet var uppfinningen av elektriska maskinkällor för elektriska energigeneratorer . Jämfört med galvaniska celler hade generatorer mer kraft och användbar livslängd, var betydligt billigare och tillät dig att godtyckligt ställa in parametrarna för den genererade strömmen. Det var med tillkomsten av generatorer som de första kraftverken och nätverken började dyka upp (innan det fanns energikällor direkt på ställena för dess förbrukning) - elkraftindustrin blev en separat industri .
Den första transmissionslinjen i historien (i modern mening) var Laufen - Frankfurt -linjen , som började fungera 1891 . Linjens längd var 170 km , spänning 28,3 kV , sänd effekt 220 kW [3] .
På den tiden användes elektrisk energi främst för belysning i storstäder. Elföretag var i allvarlig konkurrens med gasföretag : elektrisk belysning var överlägsen gasbelysning i ett antal tekniska parametrar, men på den tiden var det betydligt dyrare. Med förbättringen av elektrisk utrustning och en ökning av effektiviteten hos generatorer minskade kostnaden för elektrisk energi, och i slutändan ersatte elektrisk belysning helt gasbelysning.
Längs vägen dök nya användningsområden för elektrisk energi upp: elektriska hissar, pumpar och elmotorer förbättrades. Ett viktigt steg var uppfinningen av den elektriska spårvagnen : spårvagnssystem var stora förbrukare av elektrisk energi och stimulerade ökningen av kraftverkens kapacitet . I många städer byggdes de första elstationerna tillsammans med spårvagnssystem.
Början av 1900-talet präglades av det så kallade "strömningskriget" - konfrontationen mellan industriella producenter av likström och växelström . Lik- och växelström hade både fördelar och nackdelar vid användning. Den avgörande faktorn var förmågan att sända över långa avstånd - överföringen av växelström implementerades lättare och billigare, vilket ledde till hans seger i detta "krig": för närvarande används växelström nästan överallt. Det finns dock nu utsikter för en utbredd användning av likström för långdistansöverföring av hög effekt (se Högspänningslikströmslinje ).
Historien om den ryska, och kanske världens elkraftindustri, går tillbaka till 1891 , när den enastående vetenskapsmannen Mikhail Dolivo-Dobrovolsky genomförde den praktiska överföringen av elektrisk kraft på cirka 220 kW över ett avstånd av 175 km. Den resulterande transmissionsledningseffektiviteten på 77,4 % var sensationellt hög för en så komplex design med flera element. En sådan hög effektivitet uppnåddes genom användning av trefasspänning , uppfunnit av forskaren själv.
I det förrevolutionära Ryssland var kapaciteten för alla kraftverk endast 1,1 miljoner kW, och den årliga elproduktionen var 1,9 miljarder kWh. Efter revolutionen, på förslag av V. I. Lenin , lanserades den berömda planen för elektrifieringen av Ryssland GOELRO . Den förutsåg byggandet av 30 kraftverk med en total kapacitet på 1,5 miljoner kW, vilket var färdigställt 1931, och 1935 var det överuppfyllt med 3 gånger.
1940 uppgick den totala kapaciteten för sovjetiska kraftverk till 10,7 miljoner kW, och den årliga elproduktionen översteg 50 miljarder kWh, vilket var 25 gånger högre än motsvarande siffror 1913. Efter ett uppehåll orsakat av det stora fosterländska kriget återupptogs elektrifieringen av Sovjetunionen och nådde en produktionsnivå på 90 miljarder kWh 1950 .
På 1950-talet lanserades sådana kraftverk som Tsimlyanskaya , Gyumushskaya, Verkhne-Svirskaya , Mingachevirskaya och andra. Från mitten av 1960-talet rankades Sovjetunionen på andra plats i världen vad gäller elproduktion efter USA [4] .
Den första informationen om användningen av elektrisk energi i Vitryssland går tillbaka till slutet av 1800-talet, men även i början av förra seklet låg Vitrysslands energibas på en mycket låg utvecklingsnivå, vilket avgjorde efterblivenheten av varuproduktionen och den sociala sfären: det var nästan fem gånger mindre industriproduktion per invånare än genomsnittet för det ryska imperiet. De viktigaste belysningskällorna i städer och byar var fotogenlampor, ljus, facklor.
Det första kraftverket i Minsk dök upp 1894 . Hon hade en kapacitet på 300 hk. Med. År 1913 installerades tre dieselmotorer från olika företag på stationen och dess effekt nådde 1400 hk. Med.
I november 1897 gav DC-kraftverket i Vitebsk sin första ström .
1913 fanns det bara ett toppmodernt ångturbinkraftverk på Vitrysslands territorium, som tillhörde Dobrush pappersbruk.
Utvecklingen av energikomplexet i Vitryssland började med genomförandet av GOELRO-planen , som blev den första långsiktiga planen för utvecklingen av den nationella ekonomin i den sovjetiska staten efter revolutionen 1917. I slutet av 1930-talet hade den installerade kapaciteten i det vitryska energisystemet redan nått 129 MW med en årlig elproduktion på 508 miljoner kWh (1913 var kapaciteten för alla kraftverk endast 5,3 MW, och den årliga elproduktionen var 4,2 miljoner kWh) [5] .
Början av den snabba utvecklingen av industrin togs i drift genom idrifttagandet av den första etappen av det vitryska statens distriktskraftverk med en kapacitet på 10 MW - den största stationen under förkrigstiden; BelGRES gav en kraftfull impuls till utvecklingen av 35 och 110 kV elektriska nätverk - det vitryska energisystemet skapades de facto.
Den 15 maj 1931 fattades ett beslut om att organisera det regionala direktoratet för statliga kraftverk och nätverk i den vitryska SSR - " Belenergo ".
Under många år har det vitryska statens distriktskraftverk varit det ledande kraftverket i republiken. Samtidigt, på 1930-talet, utvecklades utvecklingen av energiindustrin snabbt - nya termiska kraftverk dök upp , längden på högspänningsledningar ökade avsevärt och potentialen för professionell personal skapades. Detta ljusa genombrott ströks emellertid ut av det stora fosterländska kriget - kriget ledde till den nästan fullständiga förstörelsen av republikens elektriska kraftbas. Efter befrielsen av Vitryssland var kapaciteten på dess kraftverk endast 3,4 MW.
För att återställa och överträffa nivån före kriget för den installerade kapaciteten hos kraftverk och produktion av el, behövde kraftingenjörer, utan att överdriva , heroiska ansträngningar .
Under de följande decennierna fortsatte industrin att utvecklas, dess struktur förbättrades, nya energiföretag skapades: i slutet av 1964, för första gången i Vitryssland, togs en 330 kV kraftöverföringsledning, Minsk- Vilnius , i drift , som integrerade vårt energisystem i det enhetliga energisystemet i nordväst , kopplat till det enhetliga energisystemet i de europeiska delarna av Sovjetunionen.
Kraften i kraftverken 1960-1970. ökade från 756 till 3464 MW, och elproduktionen ökade från 2,6 till 14,8 miljarder kWh; 1975 nådde kraftverkskapaciteten 5487 MW, elproduktionen nästan fördubblades jämfört med 1970; under den efterföljande perioden avtog utvecklingen av elkraftindustrin: i jämförelse med 1975 ökade kraftverkens kapacitet 1991 med lite mer än 11 % och elproduktionen - med 7 %.
1960-1990. den totala längden på elnäten ökade med 7,3 gånger. Längden på stamledningar 220-750 kV har ökat 16 gånger under 30 år och nått 5875 km.
Från och med den 1 januari 2010 var kapaciteten på republikens kraftverk 8 386,2 MW, inklusive 7 983,8 MW under Belenergo. Denna kapacitet är tillräcklig för att fullt ut tillgodose landets behov av el. Samtidigt importeras från 2,4 till 4,5 miljarder kWh årligen från Ryssland, Ukraina, Litauen och Lettland för att ladda den mest effektiva kapaciteten och ta hänsyn till reparation av kraftverk. Sådana leveranser bidrar till stabiliteten i den parallella driften av Vitrysslands energisystem med andra energisystem och tillförlitlig energiförsörjning till konsumenterna [6] .
År 2020 lanserades det vitryska kärnkraftverket .
Dynamiken i världens elproduktion (år - miljarder kWh):
Världens största elproducerande länder är Kina och USA , som genererar 25 % respektive 18 % av världsproduktionen, och ger också efter för dem med ungefär 4 gånger vardera - Indien , Ryssland , Japan .
| År | Kol | Gas | vattenkraftverk | kärnkraftverk | Olja | Övrig | Totalt, TWh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1973 | 38,3 | 12.1 | 20.9 | 3.3 | 24.8 | 0,6 | 6 131 |
| 2019 | 36,7 | 23.5 | 16,0 | 10.3 | 2.8 | 10.7 | 27 044 |
Enligt US Energy Information Administration ( EIA ) 2008 var den globala elförbrukningen cirka 17,4 biljoner kWh . [12]
Under 2019 täcktes 26,8 % av den globala energiförbrukningen från förnybara energikällor , tillsammans med kärnkraft - med 37,1 %. [1] [10]
Elproduktion är processen att omvandla olika typer av energi till elektrisk energi vid industrianläggningar som kallas kraftverk. För närvarande finns det följande typer av generationer:
IES och CHPP har liknande tekniska processer. I båda fallen finns en panna i vilken bränsle förbränns och på grund av den värme som frigörs värms ånga under tryck. Därefter matas den uppvärmda ångan in i en ångturbin , där dess termiska energi omvandlas till rotationsenergi. Turbinaxeln roterar den elektriska generatorns rotor - därmed omvandlas rotationsenergin till elektrisk energi, som matas in i nätverket. Den grundläggande skillnaden mellan CHP och IES är att en del av ångan som värms upp i pannan går till värmeförsörjningsbehov;
Nyligen har studier visat att kraften hos havsströmmar överstiger kraften i alla världens floder med många storleksordningar. I detta avseende pågår skapandet av experimentella vattenkraftverk till havs.
Överföringen av elenergi från kraftverk till konsumenter sker genom elnät . Elnätsekonomin är en naturlig monopolsektor inom elkraftsindustrin: konsumenten kan välja från vem han vill köpa el (det vill säga kraftföretaget), kraftföretaget kan välja bland grossistleverantörer (elproducenter), dock, nätet genom vilket el levereras är vanligtvis ett och konsumenten kan tekniskt sett inte välja nätbolag. Ur teknisk synvinkel är elnätet en samling kraftledningar (TL) och transformatorer placerade i transformatorstationer .
Systemet för operativ utsändningskontroll i elkraftindustrin inkluderar en uppsättning åtgärder för centraliserad kontroll av de tekniska driftssätten för elkraftanläggningar och kraftmottagande installationer för konsumenter inom Unified Energy System of Russia och tekniskt isolerade territoriella elkraftsystem, utförs av föremål för operativ sändningskontroll som har tillstånd att genomföra dessa åtgärder på det sätt som fastställts av den federala lagen "On Electricity" [2] . Verksamhetsledning inom elkraftsindustrin kallas dispatching, eftersom den utförs av specialiserade dispatchtjänster. Utsändningskontroll utförs centralt och löpande under dagen under ledning av elsystems- dispatchernas operativa chefer [13] .
| Energi | |||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| struktur efter produkter och branscher | |||||||||||||||||||||||||||
| Kraftindustri : el |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Värmetillförsel : värmeenergi |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Bränsleindustri : bränsle _ |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Lovande energi : |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Portal: Energi | |||||||||||||||||||||||||||
| industrier | ||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||