Tepelná energetika Ruska je odvětvím ruského energetického průmyslu , které zajišťuje dodávky energie a tepla pomocí tepelných elektráren (TPP) a kotelen na fosilní paliva . K 1. lednu 2020 byly v Jednotném energetickém systému Ruska provozovány tepelné elektrárny o celkovém instalovaném výkonu 164 612 MW , což je 66,8 % z celkového výkonu elektráren UES Ruska. V roce 2018 vyrobily tepelné elektrárny v Rusku (včetně elektráren průmyslových podniků) 692,7 miliardy kWh elektřiny , což je 63,5 % veškeré výroby elektřiny v zemi [1] .
Od 1. ledna 2020 je většina tepelných elektráren provozována v jednotném energetickém systému (IPS) Uralu - 50 GW. TPP s celkovou kapacitou 37 GW pracují v IPS Centra, v IPS Sibiře - 26,5 GW, v IPS Střední Volha - 16,3 GW, v IPS Severozápad - 15,7 GW, v IPS IPS na jihu - 13 GW a v IPS na východě — 6 GW [2] . Tepelné elektrárny tvoří základ energetických čtvrtí Sachalinské oblasti , Kamčatského kraje a Čukotského autonomního okruhu izolovaného od jednotného energetického systému (s výjimkou energetického uzlu Chaun-Bilibino), jakož i zón decentralizovaného zásobování energií.
Největší tepelné elektrárny v Rusku:
K 1. lednu 2019 představují 79 % kapacity ruských tepelných elektráren elektrárny s parními turbínami , 15,5 % - elektrárny s kombinovaným cyklem , 4,8 % - elektrárny s plynovou turbínou , 0,7 % - ostatní typy zařízení ( diesel , plynový píst ) [2] . Ekvivalentní spotřeba paliva pro výrobu elektřiny v roce 2018 je 309,8 gramů na kWh [3]
Tepelná energie zásobuje spotřebitele kromě elektřiny také teplem a teplou vodou. V Rusku se na rozdíl od většiny zemí světa rozvinul systém převážně centralizovaného zásobování teplem (zabezpečuje cca 80 % zásobování teplem v zemi), které zajišťují kogenerační jednotky (KVET) a velké centrální kotelny. Na konci roku 2016 činil objem výroby tepelné energie 1284 milionů Gcal, z toho 46,5 % vyrobily kotelny a 45,9 % tepelné elektrárny. Země provozovala 175,5 tis. km tepelných sítí (ve dvoutrubkovém vyjádření), ztráty tepelné energie při jejich předání konečnému spotřebiteli jsou cca 10 % [4] .
Hlavním palivem ruské tepelné energetiky je zemní plyn. Tepelné elektrárny spotřebovaly na konci roku 2016 163,5 miliardy m³ zemního plynu (189,9 milionu tun referenčního paliva). Podíl uhlí je mnohem menší - tepelné elektrárny v roce 2016 spotřebovaly 109,4 mil. tun uhlí (66,9 mil. tun referenčního paliva). Podíl ropných paliv všech druhů je nevýznamný - 3,3 mil. tun (4,5 mil. tun referenčního paliva), jako startovací a rezervní palivo se používá především olejové palivo ( topný olej ), motorová nafta se používá v malých elektrárnách v oblastech decentralizované zásobování energií. Rašelinu jako palivo využívají pouze dvě elektrárny - Kirovskaya CHPP-4 a Sharyinskaya CHPP , podíl rašeliny a ostatních paliv je asi 0,1 % [5] .
První tepelná elektrárna (a elektrárna obecně) v Rusku byla uvedena do provozu v roce 1873. Pracovala v závodě Sormovsky (Nižnij Novgorod) a byla používána pro osvětlení [6] . V roce 1883 Siemens spustil v Petrohradě první veřejnou elektrárnu v Rusku, která byla kvůli úspoře peněz za pronájem půdy umístěna na dřevěné bárce kotvící k nábřeží. Osvětlení Něvského prospektu zajišťovala elektrárna o výkonu 35 kW [7] . V roce 1897 byla dokončena stavba Moskevské městské elektrárny č. 1 , která vyrábí třífázový střídavý proud . Zpočátku měla SHPP-1 kapacitu 3,7 MW, ale stanice se neustále rozšiřovala a do roku 1916 její kapacita dosáhla 57 MW. Po mnoha rekonstrukcích funguje SHPP-1 (nyní HPP-1 pojmenovaná po N. G. Smidovichovi) dodnes [8] .
První regionální elektrárnou v Rusku byla Bogorodskaja elektrárna (tepelná elektrárna „Elektroperedacha“) v Moskevské oblasti, uvedená do provozu v roce 1913. Výkon stanice byl 15 MW, jako palivo byla použita rašelina. Elektřina z elektrárny byla do Moskvy dodávána přes elektrické přenosové vedení o délce více než 70 km o napětí 70 kV a stanice spolupracovala s MGES-1, tvořící největší energetický systém v Ruské říši [9] . První tepelná elektrárna v Rusku byla postavena v Tveru v roce 1912 [10] .
V roce 1921 byl nakonec přijat plán GOELRO , který do roku 1932 počítal s výstavbou 30 regionálních elektráren (20 tepelných elektráren a 10 vodních elektráren) o celkovém výkonu 1750 MW. Vzhledem k tomu, že plán vznikl v době vrcholící palivové krize, věnoval plán zvláštní pozornost využívání lokálního paliva, především nekvalitního uhlí a rašeliny. První tepelné elektrárny postavené podle plánu GOELRO byly Kashirskaya a Shaturskaya GRES [11] [12] .
V roce 1934 byl uveden do provozu první turbínový blok Státní okresní elektrárny Stalinogorsk a v roce 1940 dosáhla stanice výkonu 350 MW a stala se největší tepelnou elektrárnou v SSSR. Celková kapacita tepelných elektráren v SSSR do roku 1940 byla 9,6 GW z celkové kapacity 11,2 GW [13] .
V roce 1953 byla postavena první tepelná elektrárna na nadkritické parametry páry (teplota 550 °C, tlak 170 atm) - Cherepetskaya GRES , která v roce 1959 dosáhla výkonu 600 MW (4x150 MW). Do roku 1957 pracovalo v SSSR 12 tepelných elektráren s výkonem nad 400 MW a byla zahájena výstavba tepelných elektráren s výkonem nad 1000 MW. Celková kapacita tepelných elektráren v SSSR od roku 1945 do roku 1960 vzrostla z 9,9 GW na 51,9 GW, tedy 5krát [14] .
Od začátku 60. let výrazně vzrostla jednotková kapacita turbínových jednotek tepelných elektráren. V roce 1961 byla vyrobena parní turbína o výkonu 300 MW (instalována v Cherepetskaya GRES), v roce 1964 - dvouhřídelová turbína o výkonu 800 MW ( Slavyanskaya GRES ), v roce 1970 - jednohřídelová turbína s výkonem 800 MW. V roce 1977 byla pro Kostromskaja GRES vyrobena turbína o výkonu 1200 MW, která zůstala v jediném exempláři a dodnes je největší turbínou instalovanou v tepelných elektrárnách v Rusku [15] [16] .
Od 70. let 20. století nabývá využití zemního plynu na významu. V roce 1985 byla uvedena do provozu Surgutskaja GRES-2 , největší tepelná elektrárna v SSSR a následně v Rusku. Projekt stanice počítal s výstavbou osmi bloků o výkonu 800 MW, takže stanice měla dosáhnout výkonu 6400 MW a stát se největší tepelnou elektrárnou na světě. Tyto plány nebylo možné realizovat v plném rozsahu, bylo postaveno pouze šest bloků.
V letech 1958-1960 byly v elektrárně v Šatsku instalovány první sovětské energetické plynové turbíny o výkonu 12 MW . V roce 1970 byla spuštěna největší elektrárna s plynovou turbínou v SSSR, Jakutská státní okresní elektrárna , která v roce 1988 dosáhla výkonu 320 MW. Ale obecně se v SSSR elektrárny s plynovou turbínou příliš nepoužívaly kvůli nízkému výkonu a nízké účinnosti vyráběných plynových turbín. Byly provedeny práce na vytvoření výkonnějších jednotek s plynovou turbínou. V letech 1977-1980 byly ve Státní okresní elektrárně Elektrogorsk uvedeny do provozu tři plynové turbínové bloky o výkonu 100 MW, které však z důvodu nízké účinnosti a nedostatečnosti zůstaly prototypy [17] .
Experimenty byly prováděny také v SSSR v oblasti elektráren s kombinovaným cyklem. První takový pilotní závod malého výkonu byl testován v Centrální tepelné elektrárně (Leningrad) v 60. letech 20. století. Poté byly uvedeny do provozu pilotní elektrárny v Nevinnomysskaya GRES (200 MW, 1972) a Moldavskaya GRES (250 MW, 1980). Kvůli nedokonalosti a nízké účinnosti plynových turbín se tento slibný směr v sovětské energetice nerozvinul. První moderní elektrárna s kombinovaným cyklem v Rusku, CHPP Severo-Zapadnaya s výkonem 450 MW, byla uvedena do provozu v roce 2000 [18] .
Za účelem stimulace výstavby nových kapacit byl v roce 2000 vytvořen mechanismus kontraktů na dodávku kapacit (CDA), který poskytuje garantovanou návratnost výstavby nových elektráren. Mechanismy stimulující investice do průmyslu umožnily zintenzivnit výstavbu nových elektráren. Celkem bylo v rámci programu ČSA aktualizováno cca 15 % kapacity elektroenergetiky, většinu nové kapacity poskytly tepelné elektrárny. Většina tepelných elektráren vybudovaných v rámci programu ČSA využívala technologii kombinovaného cyklu. Největšími postavenými CCGT bloky byly 800 MW bloky v Kirishskaya a Permskaya GRES . Z hlediska výroby uhlí se jednalo o 3. blok elektrárny Berezovskaya GRES (800 MW) a nový blok elektrárny Troitskaya GRES (660 MW). Za povšimnutí stojí také 9. energetický blok Novočerkaskaja GRES o výkonu 330 MW, kde byl instalován první kotel v Rusku s cirkulačním fluidním ložem (CFB), který umožňuje spalovat nekvalitní pevná paliva efektivně a s nejmenší dopady na životní prostředí [19] [20] .
| Průmysl Ruska | |
|---|---|
| Energetický průmysl | |
| Pohonné hmoty |
|
| Hutnictví |
|
| Strojírenství a kovoobrábění |
|
| Chemikálie |
|
| petrochemický |
|
| Lesní komplex |
|
| stavební materiály | cement |
| Snadný |
|
| jídlo | |
| Ostatní průmyslová odvětví |
|