Мирный атом
Старшеклассники узнали об электроэнергетике много нового. Именно эта отрасль занимается производством электроэнергии и транспортировкой ее по линиям электропередачи (ЛЭП). Помимо тепловых (ТЭС), атомных (АЭС) и гидроэлектростанций (ГЭС) существуют альтернативные электростанции — приливные, ветровые, солнечные и геотермальные.
— Большими преимуществами обладают ТЭС, которые можно строить в различных районах. Стоимость и сроки строительства ТЭС невелики, но они отличаются большой мощностью и могут работать на разных видах топлива — нефти, газе, угле, торфе, мазуте. Крупнейшими в России являются такие тепловые электростанции, как Костромская ГРЭС, Рефтинская ГРЭС, Сургутские ГРЭС-1 и ГРЭС-2, — отметил Т.В. Петрищев.
Но наряду с преимуществами у ТЭС (ГРЭС) есть и ряд недостатков. Например, ТЭС используют невозобновляемые источники энергии и производят много твердых и газообразных отходов. Кроме того, размещение ТЭС зависит от качества топлива, на котором они работают.
Существует и особая разновидность тепловой электростанции — теплоэлектроцентраль (ТЭЦ), на которой помимо электроэнергии вырабатывается тепло (горячая вода и пар). ТЭЦ строятся в крупных городах, поскольку передача тепла возможна только на расстояние 20-30 км. В качестве примера инженер привел Тюменские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2.
Своими преимуществами и недостатками обладают и ГЭС. Учащиеся посмотрели слайды крупнейших гидроэлектростанций России: Саяно-Шушенской, Красноярской, Братской и Усть-Илимской. Эти монолитные конструкции поражают своими масштабами и мощью.
Школьники узнали, что ГЭС вырабатывают самую дешевую электроэнергию и снижают выбросы в атмосферу, используя в производстве возобновляемый вид энергоресурсов. К сожалению, строительство ГЭС обходится дорого, а его сроки составляют порядка 15-20 лет. Кроме того, ГЭС требуют создания крупных водохранилищ, вода из которых используется населением, а также в промышленности и сельском хозяйстве. При этом водохранилища затапливают ценные земли, пагубно влияют на гидрологический режим и климат прилегающей территории. Создание каскадов ГЭС снижает скорость течения рек, способствует загрязнению воды и нарушает естественную миграцию рыб.
Преимуществами АЭС, которые работают на ядерном топливе — уране или плутонии, являются низкая себестоимость электроэнергии и экологически чистое производство. АЭС в России очень много. К числу наиболее мощных относятся Балаковская, Белоярская, Курская, Смоленская, Ленинградская и Билибинская.
Говоря о недостатках АЭС, связанных с проблемой утилизации и захоронения отходов, ребята узнали о наиболее крупных авариях — на Чернобыльской АЭС (1986 г.) и японской АЭС «Фукусима-1» (2011 г.), которые унесли множество человеческих жизней. Действительно, в случае аварии на атомных электростанциях происходит экологическая катастрофа, и последствия этих аварий люди ощущают еще многие годы.
От Древнего Китая до наших дней
В последнее время все большую популярность завоевывают возобновляемые источники электроэнергии. Силу ветра человек использовал с древнейших времен: сначала в судоходстве, затем для замены своей мускульной силы. Первые простейшие ветродвигатели применяли в глубокой древности в Китае и Египте. В настоящее время повсеместно используются ветряные мельницы.
Еще одним возобновляемым источником является солнечная энергия. Она вырабатывается с помощью гелиоустановки, которая фокусирует свет и тепло при помощи линз или зеркал, причем зеркала меняют локацию в зависимости от положения светила. Солнечная энергия используется не только в Европе и США, но и в нашей стране. И вот тут слушателей ждала неожиданность.
— Как вы думаете, в каком регионе России установлены солнечные батареи? — прозвучал вопрос к ребятам. — Никогда не догадаетесь! Они стоят там, где полгода держатся морозы минус 50, — в Якутии. Оказывается, ясных дней в поселке Батамай не меньше, чем в Сочи, и теперь планируется установить солнечные батареи во многих районах республики.
Школьники узнали также о геотермальной энергии, которая уже используется в ряде стран — в Исландии, России, Италии и Новой Зеландии. В качестве примера были показаны фотографии Паужетской и Мутновской геотермальных электростанций, использующих энергию недр Земли.
Однако электростанции существуют не сами по себе, а объединяются в энергосистемы, управляемые из единого центра. В России действуют 73 крупные энергосистемы. Из них в свою очередь слагаются объединенные энергосистемы: Центральная, Уральская, Сибирская и другие. Большая часть объединенных энергосистем входит в состав Единой энергосистемы (ЕЭС) России. ЕЭС России работает в параллельном режиме с энергосистемами Беларуси, Казахстана, Прибалтики и других стран.
Как достичь экономического эффекта
Что касается энергоэффективности и энергосбережения, то они заключаются, прежде всего, в бережном отношении к энергии.
— Кто эффективно использует энергию, тот предотвращает злоупотребление ресурсами и охраняет окружающую среду, — отметил Тимофей Викторович. — На сегодняшний день энергоемкость российской экономики вдвое выше, чем мировой экономики в целом, и в три раза выше, чем в странах Евросоюза и Японии. На это влияют множество факторов — это и особенности климата, и низкое развитие энергосберегающих технологий, и большие потери в процессе передачи электрической и тепловой энергии.
Но самыми главными причинами высокой энергоемкости являются неэффективное использование производственных площадей и низкий уровень культуры потребления энергоресурсов. Поэтому работы по повышению энергоэффективности не только полезны для экологии и экономики, но еще и выгодны.
Сегодняшние технологии позволяют экономить до 30% энергии. Как можно уменьшить затраты на электроэнергию и на функционирование различных инженерных систем? На этот счет энергетик высказал свое мнение.
— Сегодня наблюдается настоящий прорыв в использовании энергоемких устройств в жилых и административных зданиях. Это приводит к резкому возрастанию энергопотребления. Необходимо использовать менее энергоемкое оборудование, в частности, применять энергосберегающее освещение, — отметил специалист.
Инженер рассказал, что достичь экономического эффекта можно, применяя люминесцентные лампы вместе с электронными пускорегулирующими аппаратами и современными светодиодными светильниками. Это позволит значительно снизить энергопотребление и повысит светоотдачу, а экономия составит 70%.
Школьники узнали, как научиться эффективнее управлять освещением, чтобы сэкономить до 50% средств. Эффективные решения по управлению освещением имеют широкий диапазон — от местных и простых систем, тех же таймеров, до очень сложных и специализированных, применяемых в качестве элементов общей системы автоматизации здания. Как это применяется на практике, Т.В. Петрищев наглядно продемонстрировал с помощью видеороликов.
Ждём в гости снова
В заключение урока энергетик рассказал об участии делегации МЭС Западной Сибири в IV международном форуме по энергоэффективности и развитию энергетики ENES-2015, который проходил 19-21 ноября в Москве. Форум является крупнейшим событием в области разработки, внедрения и реализации энергоэффективных технологий и развития энергетики. В его работе приняли участие заместитель министра энергетики РФ Антон Инюцын и председатель правления ОАО «Роснано» Анатолий Чубайс.
Делегация филиала МЭС Западной Сибири в составе команды ПАО «ФСК ЕЭС» представила проект «по отбору и утилизации тепла силового трансформатора для последующего использования при отоплении зданий и сооружений подстанции» и завоевала диплом первой степени, который вручил югорчанам заместитель министра энергетики РФ Антон Инюцын.
В ходе урока школьники узнали о правилах экономии энергоресурсов в быту и теперь могут применить свои познания на практике. Многие из них поделятся полученными знаниями с родителями и помогут сэкономить семейный бюджет.
По окончании урока старшеклассники единодушно отметили, что полученная информация была для них крайне полезна.
— Презентация была интересной, — считает Вениамин Маньков. — Я узнал о перспективах энергетики и способах сохранения электроэнергии, а самое главное — после окончания школы можно продолжить образование и получить профессию энергетика.
— Урок понравился, теперь буду всегда выключать из розетки зарядные устройства гаджетов, ведь это приводит к растрате энергии, — пообещала Екатерина Лыскова. — Очень интересной была информация об энергии, которая вырабатывается разными типами электростанций. Было бы здорово, если бы в России было больше ветряных мельниц!
— Меня привлекла тема экономии электроэнергии в доме различными способами. После урока энергоэффективности я считаю, что профессия энергетика довольно интересная, — отметил Данила Брехов.
— Урок получился интересным и познавательным. Мы специально выбрали кабинет физики, в котором старшеклассники проходят тему электроэнергии. От всего педагогического коллектива школы выражаю слова благодарности филиалу МЭС Западной Сибири и лично Тимофею Викторовичу Петрищеву. Мы всегда рады видеть представителей компании у нас в гостях. Хочется, чтобы энергетики провели подобный урок и для учеников 11-х классов, — высказала пожелание учитель физики Галина Творогова.