Топливно-энергетический комплекс

ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Хозяйство области может успешно функционировать лишь при хорошей обеспеченности топливом и электроэнергией. Роль ТЭК области усиливается преобладанием в ней энергоемких производств. Однако топливно-энергетический комплекс не имеет хорошей сырьевой базы и не обеспечивает потребности хозяйства в топливных ресурсах.

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) представлен сле­дующими отраслями:

— топливная промышленность (добыча угля);

— электроэнергетика;

— магистральный трубопроводный транспорт.

В общем объеме валовой промышленной продукции области доля топливно-энергетического комплекса составляет более 16%.

Доля местных видов топливно-энергетических ресурсов в общем энергопотреблении Челябинской области составляет в настоящее время менее 20%. В ресурсах угля собственная добыча не превышает 1/3, и в перспективе она будет снижаться.

Основными потребителями топлива являются металлургия и теплоэнергетика. Объем энергопотребления в прогнозируемый период будет расти, особенно на транспорте и в сельском хо­зяйстве. Доля промышленности в общем потреблении энергии снизится. При большой энергоемкости основных производств в области имеются широкие перспективы для внедрения энерго­сберегающих технологий. На энергоснабжение областных адми­нистративных, общественных и гражданских зданий расходует­ся до 25% потребляемых энергоресурсов.

Топливная промышленность области, с общей долей в про­мышленной продукции менее 2%, представлена угольной. Бу­рые угли Челябинского бассейна, имеющего только региональ­ное значение, добываются и открытым способом, и в шахтах, используются как энергетическое (до 80%) и бытовое топливо. Уголь Челябинского бассейна был открыт в начале 19-го века, а добыча его в незначительном количестве началась в 1907 г., с созданием шахтерского поселка Челябинские копи, ставшего ныне главным центром угольного бассейна — г. Копейском. Поскольку уголь залегает на небольшой глубине, часть его до­бывается открытым способом в Коркинском карьере, глубиной 460 м, который дает совместно с шахтами г. Коркино почти половину добычи угля. Всего в Челябинском бассейне работает 5 шахт, 3 разреза и 3 обогатительные фабрики.

Об изменении добычи угля дает представленная ниже таблица.

Таблица 13

Динамика добычи угля по годам в млн т

1913	1940	1950	1965	1985	1989	1990	1995	1996	1997	1998	1999	2000
0,13	5,7	12,4	23,7	13,6	12,4	12,2	6,06	61	57	48	47	44

В 1913 г. добыча угля составляла 0,13 млн т, а спустя 87 лет — 4,4 млн т. Доля добычи угля шахтным и открытым способами одинакова. На сегодня Челябинский бассейн в значительной мере выработан, запасы его оцениваются в 542 млн т. Коэффициент извлечения угля из недр составляет более 85%. И поэтому добы­ча угля снизилась с 1990 г. почти в 2,7 раза, а по сравнению с 1965 г. — в 5,4 раза. Уголь является основным видом топлива (50%) в структуре потребления топливных ресурсов. Для по­крытия потребности в энергии в область завозятся значительные объемы топливно-энергетических ресурсов, в том числе уголь и природный газ, составляющий около 40% в структуре потребле­ния. В перспективе в топливном балансе все большую роль отво­дят природному газу, поставляемому из других районов.

Электростанции области работают в системе энергокольца Урала и Единой Европейской энергосистемы, высоковольтные линии передач которой пересекают территорию области по всем направлениям. В состав Челябэнерго входят 7 крупных электро­станций области: Троицкая, Южноуральская и Челябинская ГРЭСы, Аргаяшская и Челябинские ТЭЦы (№1, 2, 3), блок-станции, имеющиеся у 10 крупнейших промышленных пред­приятий, в основном металлургического комплекса.

Таблица 14

Производство электроэнергии в области по годам в млрд кВт/ч

1940	1950	1965	1985	1990	1996	1997	1998	1999	2000
1,85	5,4	20,4	33,0	30,6	17,5	22,2	21,5	17,8	20,4

Максимальной мощности, 5,1 млн кВт, и производства элек­троэнергии все электростанции достигли в 1985 г., а затем на­чался спад мощности до 4,3 млн. кВт. Производимая в области электроэнергия обеспечивает 55% ее потребностей, к тому же она более дорогая, чем в других, соседних, регионах страны. Де­фицит электроэнергии покрывается за счет федерального опто­вого

рынка электроэнергии. Так как приходится завозить значительное количество электроэнергии, то в целом наша территория относится к числу энергодефицитных, хотя в структуре промыш­ленного производства на нее приходится 14,5%.

Общее производство электроэнергии к 2005 г. планируют резко увеличить до 28—30 млрд. кВт/ч, а для этого в области принята специальная программа, по которой на первом этапепроводится техническое пе­ревооружение и модернизация всего энергетического комплекса области, рекон­струкция и техническое перевооружение перспективных угледобывающих предприятий

и достижение бездотационной работы Челябинско­го угольного бассейна, создание базы для энергосбережения и развития газификации. На втором этапе (2001—2005 гг.) плани­руется реконструкция объектов электроэнергетики на основе прогрессивных газотурбинных технологий, создание высокотех­нологичных объектов малой энергетики, развитие газификации. В период до 2001 г. введены парогазовые блоки на Челябин­ской ТЭЦ-3 и Южноуральской ГРЭС. Через Челябинскую об­ласть проходит система магистральных газопроводов из Запад­ной Сибири, что делает возможным рост поставок газа для эко­номики области и позволяет провести газификацию вначале Южноуральской ГРЭС и Челябинской ТЭЦ-3, а затем к 2005 г. увеличение потребления газа за счет расширения газификации коммунально-бытового сектора и ввода в эксплуатацию газо­турбинных ЭС на крупнейших предприятиях металлургического комплекса области. Кроме того, исходя из федеральной целе­вой программы, предполагается реструктуризация угольной промышленности области с ликвидацией убыточных предпри­ятий угледобычи и углепереработки, а также строительство Южно-Уральской АЭС с вводом первого энергоблока до 2010 г., строительство мини-ТЭЦ в Копейске, использующей на осно­ве новых технологий сжигания топлива в циркулирующем ки­пящем слое высокозольные угли и отходы углеобогащения. Воз­можность использования низкокачественного топлива позво­ляет продлить срок эксплуатации до 30 лет предприятий угле­добычи, неконкурентоспособных в настоящее время, с сохра­нением рабочих мест в угледобывающей и смежных отраслях. Имеется проект строительства газотурбинной электростанции в Катав-Ивановске, которая, по сравнению с действующими котельными, более надежная и экологичная.

Атомэнергопромышленный комплекс (АЭПК) является частью топливно-энергетического комплекса, но в силу присущих ему спе­цифических особенностей выделяется как особая отрасль — от до­бычи и переработки радиоактивных материалов до получения энер­гии и захоронения радиоактивных отходов. Весь производственный процесс состоит из трех блоков: горно-обогатительного, радиохи­мического и энергетического. Второй, радиохимический, блок — первичный и вторичный передел* урана — имеет более сложные закономерности размещения, но решающим его фактором явилось геостратегическое положение (глубинное размещение).

Первый из трех созданных в стране локальных АЭПК и един­ственный, имеющий все блоки производств, — Южно-Ураль­ский, расположенный в основном на территории Челябинской области. Его строительство началось в середине 1940 гг. в связи с работами по созданию ядерного оружия и к концу 1940-х гг. были уже все необходимые производства. 19 июня 1948 г., ставшим днем рождения химкомбината «Маяк», был пущен первый в Евразии промышленный атомный реактор для наработки ору­жейного плутония.

Основой комплекса является Кыштымский, группирующий добычу урановой руды, ее переработку, радиохимическое про­изводство, производство плутония на промышленных реакто рах. В сложившемся комплексе более развит вторичный передел урана, а обогащение играет второстепенную роль. Он располо­жен в 70 км от Челябинска, в 15 км восточнее Кыштыма. Осно­вой его является производственное объединение (ПО) «Маяк», с восемью реакторами, шесть из которых в данный момент за­консервированы, производившее оружейный плутоний*. В на­стоящее время производится только энергетический плутоний, наработчиками которого являются расположенные на «Маяке» легководный реактор «Людмила» и тяжеловодный «Руслан». С 1977 г. в составе «Маяка» начал действовать завод мощностью 400 т/в год по переработке и регенерации отработанного ядер­ного топлива старых моделей реакторов с атомных электростан­ций стран-членов СЭВ и Финляндии, а также топлива реакто­ров на быстрых нейтронах, транспортных установок ледоколов и атомных подлодок, исследовательских реакторов и других уста­новок. Результатом пуска этого завода является приближение к замыканию топливного цикла в линии урана. Переработанный уран вновь идет в потребление в реакторы на быстрых нейтронах. Другая часть отработанного топлива поступает на хранение (на­коплено уже более 2000 т), переработка его возможна, но нужно завершение второго радиохимического блока в Красноярске-26.

Замкнутый топливный цикл предполагает также рециклиро­вание плутония, которое планируется в будущем. Его накоплено здесь в разных формах до 30 т. На ПО «Маяк» строится комплекс по производству смешанного уран-плутониевого топлива для будущих АЭС с реакторами на быстрых нейтронах. В опытах уже использовано до 200 кг плутония-239. Идут опытные работы по вовлечению плутония в топливный цикл тепловых реакторов. Варианты обращения с плутонием стали возможны в результате создания на ПО «Маяк» Ядерного Энергетического Центра.

В состав комплекса входит и радиоизотопный завод, в 1958— 1961 гг. преобразованный из опытно-промышленного цеха, со­зданного в 1955 г., в производящий радиоизотопы. К оборонной деятельности «Маяка» относится производство трития и тритиевых узлов ядерных боеприпасов. В составе комплекса предполага­ется пока приостановленное строительство еще и Южно-Ураль­ской АЭС (в состав Южно-Уральского АЭПК входит Белоярская АЭС с самым крупным в мире реактором на быстрых нейтронах). Это позволит использовать уникальные кадры и технические возможности комплекса, его мощную строительную базу, в том числе и для утилизации плутония, которая планируется на «Маяке».

Одной из важнейших, жгучих, проблем АЭПК является про­блема обращения с опасными радиоактивными отходами (РАО), хранения расщепляющихся оружейных материалов и тритие-вых компонентов с демонтированного оружия и захоронения их. Минатомом России разработана программа по утилизации и захоронению РАО до 2005 г. Количество РАО, накопленных при производстве ядерного оружия, на порядок выше отходов ядер­ной энергетики. Уже много лет разрабатываются методы окон­чательного захоронения в глубоких формациях, не подлежаще­го переработке отработанного ядерного топлива (ОЯТ) и остеклованных высокоактивных блоков, а также создания вре­менных и долговременных хранилищ низко - и среднеактивных отходов. Предусмотрено создание на «Маяке» подземной лабо­ратории по отработке методов захоронения РАО в глубокие гео­логические формации и намечены работы по консервации ем­костей — хранилищ отходов и пульпохранилищ, и здесь же — первой очереди подземного хранилища РАО.

Разработка, опытное и серийное производство ядерных бо­еприпасов России осуществлялись не только в Арзамасе-16, Пензе-19, Свердловске-44, 45, но и в Челябинске-70 (Снежинск), Златоусте-36 (Трехгорный).

Летом 1954 г. решился вопрос о создании второго федераль­ного ядерного центра страны для сохранения оборонного по­тенциала страны в случае выведения одного из них из строя и для состязательности, без которой трудно поддерживать на дол­жном уровне их качественные характеристики. Место для НИИ-1011, позднее Российский федеральный ядерный центр, — Все­российский научно-исследовательский институт технической фи­зики (РФЯЦ—ВНИИТФ) — выбрали между Свердловском и Челябинском, на месте лаборатории «Б»*, вблизи от ПО «Маяк». В то же время сравнительно недалеко от предполагаемого места размещения нового объекта завершалось строительство серийного завода (Златоуст-36), который должен был работать в тесном взаимодействии с новым НИИ.

В 1957 г. по предложению и в НИИ был создан еще один отдел под эгидой физиков радиологичес­кой биологии для изучения проблем генетики. Структурное раз­витие института как научно-исследовательского комплекса с теоретическими, исследователь­скими, проектно-конструктор-скими и производственными подразделениями, вспомога­тельными службами, управлен­ческим аппаратом закончилось в 1961 г. За это время были пост­роены его объекты, общей пло­щадью в 85 тыс. м2, созданы два крупных специализированных завода, введены в строй иссле­довательские и испытательные полигоны. Уральский ядерный центр создавал и испытывал* атомные и водородные заряды (в том числе и для баллистической и стратегических ракет); наря­ду с этим разрабатывались и разнообразные боевые «изделия», в составе которых использовались ядерные заряды: бомбы, го­ловные части ракет, боевые блоки и другие. Так, коллектив цен­тра разработал корпус и аппаратуру для супербомбы со следу­ющими параметрами: диаметр максимального поперечного се­чения — около 2 м, длина — 8м, масса — почти 25 т; а также сверхзвуковые бомбы для вооружения как истребителей путем наружной подвески, так и стратегических бомбардировщиков. Еще в 1960 г. НИИ оснастил зарядом морскую ракету, стартую­щую с подводной лодки из надводного положения, а в 1963 г. флот получил новую ядерную головную часть для новой балли­стической ракеты, которая стартовала уже из-под воды. Завер­шение создания этого ракетного комплекса означало, что на Урале успешно начала функционировать база морского ракето­строения с ядерными боевыми частями. Таким образом, страна получила надежный ядерный щит — замкнутую триаду страте­гических оборонительных сил, — включающий:

— межконтинентальные баллистические ракеты наземного базирования,

— баллистические ракеты подводных лодок;

— стратегическую авиацию.

Вклад коллектива РФЯЦ—ВНИИТР во все компоненты ядер­ного щита весьма значителен. Что же касается морского компо­нента, то вклад института и уникален, и исчерпывающ, так как разработка специальных боевых частей для морских балли­стических ракет подводных лодок является исключительно его прерогативой.

Не менее важным в деятельности института было еще одно направление — мирное использование ядерной энергии, в том числе и энергии взрыва. Ядерные взрывы в мирных целях в СССР проводились с 1965 г. по 1988 г. Рекордными по числу взрывов стали годы: 1983-й — 9 взрывов и 1984-й — 10, в том числе 6 взрывов с интервалом 5 минут вблизи Астрахани для создания парка хранилищ газового конденсата в слое каменной соли на глубине 1 км. С помощью ядерных взрывов тушили направляе­мые фонтаны, в которых сгорали каждый день миллионы кубо­метров газа. Впервые в мире газовый фонтан был потушен с помощью ядерного взрыва 30 сентября 1966 г. на месторожде­нии Урта-Булан в Узбекистане. Создавались подземные емкости для хранения нефтепродуктов и захоронения биологически вред­ных отходов. Обеспечивалось глубинное сейсмическое зондиро­вание земной коры, ставшее последним 6 сентября 1988 г. у Котласа Архангельской области.

Ядерный центр Урала, как и вся страна, сейчас переживает трудные времена, но его огромные научно-технические воз­можности должны быть сохранены и востребованы во благо народа, для возрождения экономики страны и, в первую оче­редь, Южного Урала.

Магистральные трубопроводы представляют проходящие по территории области четыре нефтепровода республиканского назначения, один нефтепровод и два нефтепродуктопровода регионального значения, общая протяженность которых со­ставляет 400 км. Имеется 17 нефтебаз емкостью около 220 тыс. м3 и более 150 АЭС, принадлежащих только АО «Лукойл». По системе магистральных трубопроводов Челябинское, Красно­горское, Карталинское и Магнитогорское управления «Урал-трансгаза» поставляют природный газ его потребителям. Уровень газификации области был ниже, чем в целом по России и в соседних областях Урала. Учитывая это, администрация области выработала программу газификации, реализация ко­торой началась в 1997 г. За три года построено 1180 км га­зопроводов и газовых сетей, газифицировано 61* промыш­ленное предприятие, 63** котельных, из них 24 — в сель­ской местности, почти 29 тыс. квартир, а также более 18 тыс. квартир переведено со сжиженного газа на природный. С окончанием газопровода Сим — Миньяр — Аша природный газ пришел в горнозаводскую зону области. В 1999 г. была доведена до п. Петропавловка газовая перемычка Ургала — Куваши, что позволило газифицировать Кусинский район. Впервые получили природный газ Троицкий и Уйский рай­оны, поселки Кулевчи Варненского района, Мирный, Ху­торка и Рождественский Увельского района. Газифицируют­ся Верхний Уфалей и Чебаркуль, райцентры — Аргаяш, Бреды, Еткуль и Увелка, поселки Коелга Еткульского и Ка­лининский Брединского районов. В результате выполненного за три года объема газификации Челябинская область вошла в группу 20 наиболее газифицированных регионов России. Продолжая реализацию программы газификации, планиру­ется прокладка не менее тысячи километров газопроводов и газовых сетей, в том числе закладываются основы газифика­ции Верхнеуральского, Октябрьского и Нязепетровского районов.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Происходят ли изменения топливно-энергетического баланса области?

2. Во время экскурсии на ближайшее промышленное предприятие ус­тановите его связи по энергии.

3. Составьте диаграмму выработки электроэнергии в области.

4. Дайте характеристику какой-либо ЭС области.

5. Что такое АЗЛК? С какой целью он создан?

6. Назовите основные звенья Южно-Уральского АЭПК.

* Переработка отработанного топлива, переработка и захоронение радио­активных отходов.

* Для простейшего ядерного устройства на плутониевой базе требуется 5—6 кг оружейного плутония-239 и соответствующая технология.

* В 1946 г. на базе санатория «Сунгуль» создан объект «Б» МВД СССР — лаборатория «Б» с двумя отделами: биофизический (отдел «А») и радиохими­ческий (отдел «В»). В их состав входили 7 научно-исследовательских лаборато­рий. Отдел «А» возглавлял выдающийся ученый-биолог -Ресов­ский, а отдел «В» — профессор . В лаборатории впервые в мире были сформированы направления и проведены исследования по радио­биологии, радиомедицине, некоторым разделам генетики, радиоэкологии.

* Только в 1961 г. провели 14 ядерных испытаний, из них 9 — на Семи­палатинском полигоне и 5 — на Новоземельском, в 1962-м — 30 ядерных зарядов и ядерных взрывных устройств: 15 на Семипалатинском и 15 на Но­воземельском.

* Ашинские металлургический и пиролизно-химический заводы, завод «Агрегат» в Симе, завод точных технических камней и машзавод в городе Кусе, Троицкий жиркомбинат, Миньярский метизно-металлургический завод, 2 котла Аргаяшской ТЭЦ и другие.

** В городах Миньяре и Аше, в поселках Борисовка и Новотроицком горо­да Пласта, в поселках Петропавловка Кусинского р-на, Балканы Нагайбак-ского р-на, Мирного и Рождественского Увельского р-на и др.