Elektricitet er en gren af energiindustrien , der omfatter produktion, transmission og distribution af elektricitet . Elkraftindustrien er den vigtigste gren af energiindustrien, hvilket forklares med fordelene ved elektricitet i forhold til andre energityper som den relative lette transmission over lange afstande.
For Den Russiske Føderation giver den føderale lov "Om elkraftindustrien" følgende definition af elkraftindustrien [2] :
Elkraftindustrien er en gren af økonomien i Den Russiske Føderation, som omfatter et kompleks af økonomiske relationer, der opstår i produktionsprocessen (herunder produktion i form af kombineret generering af elektrisk og termisk energi ), transmission af elektrisk energi, operationel afsendelseskontrol i elkraftindustrien, markedsføring og forbrug af elektrisk energi med brug af produktions- og andre ejendomsfaciliteter (inklusive dem, der er inkluderet i Unified Energy System of Russia ) ejes af ejendomsretten eller på et andet grundlag i henhold til føderale love til enheder i elkraftindustrien eller andre personer. Elkraftindustrien er grundlaget for økonomiens funktion og livsunderstøttelse.
Definitionen af elkraftindustrien er også indeholdt i GOST 19431-84:
Elkraftindustrien er en del af energisektoren, der sikrer elektrificeringen af landet på grundlag af en rationel udvidelse af produktion og anvendelse af elektrisk energi.
I lang tid var elektrisk energi kun et forsøgsobjekt og havde ingen praktisk anvendelse.
De første forsøg på nyttig brug af elektricitet blev gjort i anden halvdel af det 19. århundrede , de vigtigste anvendelsesområder var den nyligt opfundne telegraf , galvanisering , militært udstyr (for eksempel var der forsøg på at skabe skibe og selvkørende køretøjer med elektriske motorer ; miner med en elektrisk sikring blev udviklet ). Til at begynde med tjente galvaniske celler som kilder til elektricitet .
Et væsentligt gennembrud i massedistributionen af elektricitet var opfindelsen af elektriske maskinkilder til elektriske energigeneratorer . Sammenlignet med galvaniske celler havde generatorer mere effekt og brugbar levetid, var betydeligt billigere og gav dig mulighed for vilkårligt at indstille parametrene for den genererede strøm. Det var med fremkomsten af generatorer, at de første kraftværker og netværk begyndte at dukke op (før det var energikilderne direkte på forbrugsstederne) - elkraftindustrien blev en separat industri .
Den første transmissionslinje i historien (i moderne forstand) var Laufen - Frankfurt -linjen , som begyndte at fungere i 1891 . Linjens længde var 170 km , spænding 28,3 kV , transmitteret effekt 220 kW [3] .
På det tidspunkt blev elektrisk energi primært brugt til belysning i store byer. Elektriske selskaber var i alvorlig konkurrence med gasselskaber : Elektrisk belysning var gasbelysning overlegen på en række tekniske parametre, men på det tidspunkt var det væsentligt dyrere. Med forbedringen af elektrisk udstyr og en stigning i effektiviteten af generatorer faldt prisen på elektrisk energi, og i sidste ende erstattede elektrisk belysning fuldstændig gasbelysning.
Undervejs dukkede nye anvendelsesområder for elektrisk energi op: elektriske hejseværker, pumper og elektriske motorer blev forbedret. Et vigtigt skridt var opfindelsen af den elektriske sporvogn : sporvognssystemer var store forbrugere af elektrisk energi og stimulerede stigningen i kraftværkernes kapacitet . I mange byer blev de første elektriske stationer bygget sammen med sporvognssystemer.
Begyndelsen af det 20. århundrede var præget af den såkaldte "strømningskrig" - konfrontationen mellem industrielle producenter af jævnstrøm og vekselstrøm . Jævnstrøm og vekselstrøm havde både fordele og ulemper ved brug. Den afgørende faktor var evnen til at transmittere over lange afstande - transmissionen af vekselstrøm blev implementeret lettere og billigere, hvilket førte til hans sejr i denne "krig": i øjeblikket bruges vekselstrøm næsten overalt. Der er dog nu udsigt til udbredt brug af jævnstrøm til langdistancetransmission af høj effekt (se Højspændings jævnstrømslinje ).
Historien om den russiske, og måske verdens elkraftindustri, går tilbage til 1891 , hvor den fremragende videnskabsmand Mikhail Dolivo-Dobrovolsky udførte den praktiske transmission af elektrisk kraft på omkring 220 kW over en afstand på 175 km. Den resulterende transmissionslinjeeffektivitet på 77,4 % var sensationelt høj for et så komplekst multi-element design. En sådan høj effektivitet blev opnået ved brug af trefaset spænding , opfundet af videnskabsmanden selv.
I det førrevolutionære Rusland var kapaciteten af alle kraftværker kun 1,1 millioner kW, og den årlige elproduktion var 1,9 milliarder kWh. Efter revolutionen, efter forslag fra V. I. Lenin , blev den berømte plan for elektrificeringen af Rusland GOELRO lanceret . Den sørgede for opførelsen af 30 kraftværker med en samlet kapacitet på 1,5 millioner kW, som stod færdig i 1931, og i 1935 var den overopfyldt med 3 gange.
I 1940 udgjorde den samlede kapacitet på sovjetiske kraftværker 10,7 millioner kW, og den årlige elproduktion oversteg 50 milliarder kWh, hvilket var 25 gange højere end de tilsvarende tal i 1913. Efter en pause forårsaget af den store patriotiske krig genoptog elektrificeringen af USSR og nåede et produktionsniveau på 90 milliarder kWh i 1950 .
I 1950'erne blev sådanne kraftværker som Tsimlyanskaya , Gyumushskaya, Verkhne-Svirskaya , Mingachevirskaya og andre lanceret. Fra midten af 1960'erne var USSR nummer to i verden med hensyn til elproduktion efter USA [4] .
De første oplysninger om brugen af elektrisk energi i Hviderusland går tilbage til slutningen af det 19. århundrede, men selv i begyndelsen af forrige århundrede var Hvideruslands energibase på et meget lavt udviklingsniveau, hvilket bestemte tilbagestående af vareproduktionen og den sociale sfære: der var næsten fem gange mindre industriproduktion pr. indbygger end gennemsnittet for det russiske imperium. De vigtigste kilder til belysning i byer og landsbyer var petroleumslamper, stearinlys, fakler.
Det første kraftværk i Minsk dukkede op i 1894 . Hun havde en kapacitet på 300 hk. Med. I 1913 blev tre dieselmotorer fra forskellige firmaer installeret på stationen, og dens effekt nåede 1400 hk. Med.
I november 1897 gav DC-kraftværket i Vitebsk sin første strøm .
I 1913 var der kun ét topmoderne dampturbinekraftværk på Hvideruslands territorium, som tilhørte Dobrush papirfabrikken.
Udviklingen af energikomplekset i Hviderusland begyndte med implementeringen af GOELRO-planen , som blev den første langsigtede plan for udviklingen af den nationale økonomi i den sovjetiske stat efter revolutionen i 1917. I slutningen af 1930'erne havde den installerede kapacitet i det hviderussiske energisystem allerede nået 129 MW med en årlig elproduktion på 508 millioner kWh (i 1913 var kapaciteten på alle kraftværker kun 5,3 MW, og den årlige elproduktion var 4,2 millioner kWh) [5] .
Begyndelsen på den hurtige udvikling af industrien blev sat i drift ved idriftsættelsen af den første fase af det hviderussiske statsdistriktskraftværk med en kapacitet på 10 MW - den største station i førkrigstiden; BelGRES gav en kraftig impuls til udviklingen af 35 og 110 kV elektriske netværk - det hviderussiske energisystem blev skabt de facto.
Den 15. maj 1931 blev der truffet en beslutning om at organisere det regionale direktorat for statslige kraftværker og netværk i den hviderussiske SSR - " Belenergo ".
I mange år har det hviderussiske statsdistrikts kraftværk været det førende kraftværk i republikken. Samtidig, i 1930'erne, udviklede udviklingen af energiindustrien sig hurtigt - nye termiske kraftværker dukkede op , længden af højspændingsledninger steg betydeligt, og potentialet for professionelt personale blev skabt. Imidlertid blev dette lyse gennembrud krydset ud af den store patriotiske krig - krigen førte til den næsten fuldstændige ødelæggelse af republikkens elektriske kraftbase. Efter befrielsen af Hviderusland var kapaciteten af dets kraftværker kun 3,4 MW.
For at genoprette og overstige niveauet fra før krigen for den installerede kapacitet på kraftværker og produktionen af elektricitet, havde kraftingeniører brug for en heroisk indsats uden overdrivelse .
I de følgende årtier fortsatte industrien med at udvikle sig, dens struktur blev forbedret, nye energivirksomheder blev oprettet: i slutningen af 1964, for første gang i Hviderusland, blev en 330 kV krafttransmissionsledning, Minsk- Vilnius , sat i drift , som integrerede vores energisystem i det Unified Energy System of the North-West , forbundet med det Unified Energy System i de europæiske dele af USSR.
Kraftværkernes kraft i 1960-1970. steget fra 756 til 3464 MW, og elproduktionen steg fra 2,6 til 14,8 milliarder kWh; i 1975 nåede kraftværkets kapacitet 5487 MW, elproduktionen næsten fordoblet i forhold til 1970; i den efterfølgende periode aftog udviklingen af elkraftindustrien: Sammenlignet med 1975 steg kraftværkernes kapacitet i 1991 med lidt mere end 11%, og elproduktionen - med 7%.
I 1960-1990. den samlede længde af elnet steg med 7,3 gange. Længden af backbone luftledninger 220-750 kV er steget 16 gange over 30 år og nåede 5875 km.
Fra 1. januar 2010 var kapaciteten af republikkens kraftværker 8.386,2 MW, inklusive 7.983,8 MW under Belenergo. Denne kapacitet er tilstrækkelig til fuldt ud at dække landets behov for elektricitet. Samtidig importeres der årligt fra 2,4 til 4,5 milliarder kWh fra Rusland, Ukraine, Litauen og Letland for at belaste den mest effektive kapacitet og tage højde for reparation af kraftværker. Sådanne forsyninger bidrager til stabiliteten af den parallelle drift af Belarus' energisystem med andre energisystemer og pålidelig energiforsyning til forbrugerne [6] .
I 2020 blev det hviderussiske kernekraftværk lanceret .
Dynamikken i verdens elproduktion (år - mia. kWh):
Verdens største elektricitetsproducerende lande er Kina og USA , der genererer henholdsvis 25% og 18% af verdensproduktionen, og giver også efter for dem omkring 4 gange hver - Indien , Rusland , Japan .
| År | Kul | Gas | vandkraftværk | Atomkraftværk | Olie | Andet | I alt, 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 |
Ifølge US Energy Information Administration ( EIA ) i 2008 var det globale elforbrug omkring 17,4 billioner kWh . [12]
I 2019 blev 26,8% af det globale energiforbrug dækket fra vedvarende energikilder sammen med atomkraft - med 37,1%. [1] [10]
Elektricitetsproduktion er processen med at omdanne forskellige typer energi til elektrisk energi på industrielle faciliteter kaldet kraftværker. I øjeblikket er der følgende generationstyper:
IES og CHP har lignende teknologiske processer. I begge tilfælde er der en kedel , hvori brændstof brændes, og på grund af den frigivne varme opvarmes damp under tryk. Dernæst føres den opvarmede damp ind i en dampturbine , hvor dens termiske energi omdannes til rotationsenergi. Turbineakslen roterer den elektriske generators rotor - dermed omdannes rotationsenergien til elektrisk energi, som føres ind i netværket. Den grundlæggende forskel mellem kraftvarme og IES er, at en del af dampen opvarmet i kedlen går til varmeforsyningsbehov;
For nylig har undersøgelser vist, at havstrømmenes kraft overstiger kraften i alle verdens floder med mange størrelsesordener. I denne forbindelse er oprettelsen af eksperimentelle offshore vandkraftværker i gang.
Overførslen af elektrisk energi fra kraftværker til forbrugere sker gennem elektriske netværk . Elnetøkonomien er en naturlig monopolsektor i elkraftindustrien: forbrugeren kan vælge, hvem han vil købe elektricitet fra (det vil sige strømforsyningsselskabet), elforsyningsselskabet kan vælge blandt grossistleverandører (elproducenter), dog, det net, som el leveres igennem, er normalt ét, og forbrugeren kan teknisk set ikke vælge netselskab. Fra et teknisk synspunkt er det elektriske netværk en samling af elledninger (TL) og transformere placeret i transformerstationer .
Systemet for operationel afsendelseskontrol i el-kraftindustrien inkluderer et sæt foranstaltninger til centraliseret kontrol af de teknologiske driftsformer for elektriske kraftanlæg og strømmodtagende installationer af forbrugere inden for det Unified Energy System i Rusland og teknologisk isolerede territoriale elektriske kraftsystemer, udføres af subjekter af operationel forsendelseskontrol, der er autoriseret til at gennemføre disse foranstaltninger på den måde, der er fastsat i den føderale lov "On Electricity" [2] . Driftsstyring i elindustrien kaldes dispatching, fordi den udføres af specialiserede dispatchingstjenester. Ekspeditionskontrol udføres centralt og løbende i løbet af dagen under vejledning af elsystemets driftsledere [ 13] .
| Energi | |||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| struktur efter produkter og brancher | |||||||||||||||||||||||||||
| Elindustri : elektricitet |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Varmeforsyning : varmeenergi |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Brændstofindustri : brændstof _ |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Lovende energi : |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Portal: Energi | |||||||||||||||||||||||||||
| Industrier | ||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||