Электроэнергетика — ведущая составляющая часть энергетики, обеспечивающая электрификацию хозяйства страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии. Электроэнергетика имеет важное значение в хозяйстве любой промышленно развитой страны, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Отличительной чертой электроэнергии является одновременность её генерирования и потребления.

Основная часть электроэнергии вырабатывается крупными электростанциями:

  • тепловыми (ТЭС):
    • конденсационными (КЭС),
    • теплофикационными (ТЭЦ),
    • атомными (АЭС);
  • гидравлическими (ГЭС):
    • гидравлическими (ГЭС),
    • гидроаккумулирующими (ГАЭС).

Электростанции, объединённые между собой и с потребителями высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП), образуют электрические системы.

Говорят, что мощность промышленного электрооборудования не может быть выше мощности электроэнергетики. Это связано с тем, что большинство силовых агрегатов промышленности работает от электричества.

Почему-то принято говорить об электроэнергетике как о комплексе генерации, передачи и распределения электроэнергии, что категорически не верно. Кроме перечисленных пунктов в электроэнергетику входит и потребление электроэнергии.

Альтернативные источники энергии

Нынешние проекты развития альтернативной энергетики выглядят не очень обнадеживающе. Однако практика показывает, что это впечатление может быть обманчивым. Месторождения нефти были впервые обнаружены в США в 1860-е годы. По тогдашним меркам они были абсолютно бесполезными: нефть была намного дороже угля, и до изобретения двигателя внутреннего сгорания существовало крайне мало способов ее использования. Даже после того, как керосин, вырабатываемый из нефти, в конце 19 века стал основным источником освещения, мало кто мог представить, что нефть превратится в основу глобальной экономики.

По меньшей мере, 43 государства разработали и реализуют планы по переходу на использование возобновляемых источников энергии. Переход на "чистую энергетику" запланировали все страны Европейского Союза. Кроме того, аналогичные программы существуют в 18 штатах США (плюс Федеральный Округ Колумбия - особая административная единица, включающая столицу страны - город Вашингтон) и трех провинциях Канады. Кроме индустриально развитых государств, аналогичные программы есть у Бразилии, Китая, Доминиканской Республики, Египта, Индии, Мали, Малайзии, Филиппин, ЮАР и Таиланда.

В среднем, страны, желающие избавиться от нефтяной, газовой и угольной зависимости, к 2010 году планируют получать от 5% до 30% электроэнергии за счет использования энергии воды, солнца, ветра, биомассы и пр. Наиболее амбициозные планы - у Австрии (планирует к 2010 году покрывать 78% своих нужд в электроэнергии за счет возобновляемых источников), Швеции (соответственно, 60%) и Латвии (49.3%).

Исследовательский Worldwatch Institute пришел к выводу, что в 2007 году в мире в возобновляемые источники энергии была инвестирована рекордная сумма - более $100 млрд. В 2007 году в мире было произведено 240 гигаватт "зеленой" электроэнергии - на 50% больше, чем в 2004-м. Ныне на долю "зеленого" производства электроэнергии, основанного на использовании возобновляемых ресурсов (без учета гидроэлектростанций), приходится примерно 5% мирового производства.

Крупнейшим источником "зеленой" электроэнергии ныне является энергия ветра. В 2007 году объем ее производства увеличился на 28% по сравнению с 2006 годом и достиг 95 гигаватт. Наиболее быстрыми темпами развивается солнечная энергетика: в 2007 году прирост производства составил 50% и достиг 7.7 гигаватт. Ныне солнце освещает, обогревает и иным образом поддерживает жизнь в 50 млн. домов. В 2007 году было произведено 53 млрд. литров биотоплива (спирт и биодизельное топливо), что на 43% больше, чем в 2005-м году.

В 2007 году инвесторы более всего интересовались ветряной и солнечной энергетикой, на долю которых пришлось, соответственно, 47% и 30% от общего количества инвестиций. В 2006 году в мире на предприятиях "зеленой" энергетики работали более 2.4 млн. человек. Ныне не менее 60-ти государств мира имеют государственные программы, нацеленные на увеличение производства возобновляемой энергии.

48 стран мира используют политику предоставления различных льгот в производстве "чистой" электроэнергии (то есть, таким образом поощряется отказ от ядерной и углеводородной электроэнергетики). 19 государств поощряют использование энергии Солнца для обогрева домов и производства горячей воды. Мировым лидером (по количеству введенных в строй солнечных обогревателей) является Китай. Три страны и, как минимум, 20 отдельных штатовпровинций и т.д. поощряют использование биотоплива (этанол и биодизельное топливо, которые используются в качестве автомобильного горючего) - первой страной, которая приняла подобное законодательство, стала Бразилия.

Согласно прогнозу Международного Энергетического АгентстваInternational Energy Agency, "биотопливо внесет значительный вклад в удовлетворение потребностей в энергии на автомобильном транспорте. В 2030 году на долю биотоплива будет приходиться 7% от потребления автомобильного топлива (ныне - 1%). Главными потребителями и производителями биотоплива останутся США, Европейский Союз и Бразилия. Ожидается, что на этанол будет приходиться основная часть роста потребления биотоплива в мире, так как затраты на его производство будут сокращаться быстрее, чем на производство биодизельного топлива. Растущий спрос на продовольствие станет ограничивающим фактором в производстве биотоплива. В настоящее время для производства биотоплива в мире используется около 14 млн. гектаров или 1% доступных пахотных земель. К 2030 году эта доля увеличится до 2- 3.5%, то есть, площадь необходимой для заправки "спиртовых автомобилей" пахотной земли в 2030 году превысит площадь Франции и Испании. Новые технологии в области производства биотоплива, в частности, производство этанола из лигноцеллюлозы, позволят решить эту проблему. Тем не менее, для того, чтобы эти технологии стали коммерчески жизнеспособными, необходимо решить значительные технические проблемы".

Подсчеты Университета штата ЮтаUtah State University показали, что в случае, если США полностью заменят бензин спиртом, для производства этого количества этанола потребуется использовать 75% всех земель сельскохозяйственного назначения, существующих на планете. В 2007 году экологическая организация Sierra Club опубликовала доклад, в котором призвала правительства стран мира поддерживать только те проекты производства биотоплива, которые рассчитаны на использование не сельскохозяйственных культур, а отходов целлюлозно-бумажных производств и пищевой промышленности.

Исследование Йельского УниверситетаYale School of Forestry & Environmental Studies показало, что постепенный отказ от использования традиционного углеводородного топлива и сокращение объемов эмиссии способно позитивно повлиять на мировую экономику. Сокращение подобных выбросов на 40% в течение ближайших 20-ти лет станет причиной увеличения темпов экономического роста. Этот вывод был сделан на основе изучения 25-ти экономических моделей. Автор исследования исходил из того, что высокие цены на нефть и газ неизбежно приведут к массовому использованию возобновляемых источников энергии и будут стимулировать потребителей более экономно расходовать энергию. Одним из последствий этого будет замедление процесса глобального потепления и улучшение экологической обстановки, другим - экономический бум, связанный с переходом мировой энергетики на "зеленые" рельсы. По данным этого исследования, в последние десятилетия средние темпы роста экономики США составляли 3% в год. Если процесс энергетической реформы будет идти по пессимистическому сценарию, то темпы роста снизятся до 2.4%, если по оптимистическому - составят те же 3%.

В 2007 году возобновляемые источники обеспечили 2% произведенной в США энергии. В том же году из федерального бюджета на научные исследования в этой области было выделено $600 млн. - примерно столько же средств ежедневно расходуется на войну в Ираке. Однако, в целом, в США объемы инвестиций в "зеленую" энергетику ныне составляют примерно 25% от инвестиций в энергетику нефтяную. Частный бизнес вложил в подобные проекты более $9.1 млрд. В США за последние пять лет производство ветровых электрогенераторов ежегодно увеличивалось на 17%, а панелей солнечных батарей - на 46%. В результате, объем производства ветряной электроэнергии удваивается каждые три года, "солнечного" электричества - удваивается каждые два года.

Экономия энергии

Фред КруппFred Krupp и Мириам ХорнMiriam Horn, авторы книги "Земля: Продолжение"Earth: The Sequel: The Race to Reinvent Energy and Stop Global Warming, отмечают, что энергетическая революция в мире началась в конце 19 века, когда началось массовое использование угля, газа, нефти и электроэнергии. С каждым годом темпы роста энергетического потребления росли (например, потому что в домах появлялось все больше электрических приборов, корабли отказались от парусов, появились автомобили пр.), но дефицита энергии не возникало. В ту пору никто не задумывался об экономичности приборов и машин, поскольку каждый раз, когда возникала энергетическая проблема, появлялся новый источник энергии. Так, например, природный газ изначально источником энергии не считался. В 1920-е годы в мире началось масштабное строительство гидроэлектростанций, в 1950-е годы - АЭС. В результате возникло широко распространенное убеждение, что человечеству не грозит энергетический голод, и что цены на энергию будут постоянно снижаться. Показательно, что в конце 1960-х годов лоббисты ядерной энергетики доказывали, что, если будет проведено массовое строительство АЭС, то электричество станет столь дешевым, что его будет невыгодно замерять.

В конце 1973 года впервые в мирное время индустриально развитые государства вынуждены были задуматься об экономии ресурсов. Причиной этого стало эмбарго, которое арабские страны-экспортеры ввели на поставки нефти в страны Запада. Цены на нефть выросли в два раза. Государства Европы и Северной Америки вступили в полосу экономического кризиса. Это привело к кардинальному изменению оценок. Если до эмбарго считалось, что новые источники энергии будут появляться до того, как в них возникнет нужда, то с середины 1970-х годов восторжествовала теория, что запасы энергии конечны. До этого кризиса дебаты об экономии энергии были уделом одиночек - после, эта тема стала одной из важных тем публичной политики. Если ранее экономичные машины и энергосберегающие технологии появлялись по воле случая, то после - многие государства и отрасли экономики объявили подобные разработки своими приоритетами.

Президент США Джимми КартерJimmy Carter в первые сделал экономию энергии одной из главных целей своей политики. Он был уверен, что США столкнулись с серьезнейшим дефицитом энергии и крайне зависят от ее импорта, что угрожает национальной безопасности страны. Картер инициировал начало масштабной пропагандистской кампании, нацеленной на то, чтобы побудить американцев экономить энергию. Он, например, произнес речь, призывающую несколько понизить температуру в жилых и рабочих помещениях, чтобы сократить объемы энергетического потребления - во время произнесения речи президент страны был одет в теплый свитер. Картер называл энергетический кризис "моральным эквивалентом войны", однако его призывы особых результатов не дали: потребление энергии в США несколько сократилось, но ненамного.

Этому были определенные причины. Так, например, жителям США было крайне сложно отказаться от массового использования личных автомобилей, несмотря на страшную дороговизну бензина - причиной этого является не их презрение к общественному транспорту, а цепочка событий. В 1940-1950-е годы в США произошла массовая миграция - жители городов начали переселяться в пригороды. Причин этого было много. Так, в частности, с 1920-х годов автомобиль перестал быть предметом роскоши и стал доступен большинству работающих жителей страны. В конце 1930-х годов началась массовая программа строительства скоростных шоссе, которые позволили обитателям пригородов быстро добираться до работы в городе и также быстро возвращаться домой вечером. После окончания Второй Мировой войны миллионы ветеранов получили льготные государственные кредиты на покупку домов, рассчитанные на неслыханно долгий срок (30 лет). В результате, за последующие десятилетия инфраструктура городов и пригородов в США сложилась таким образом, что без автомобиля американцу стало крайне сложно добраться на работу или до магазина. Марк НевинMark Nevin, исследователь из Вирджинского УниверситетаUniversity of Virginia, следующим образом иллюстрирует ситуацию :"С 1960-х годов автомобиль невозможно отделить от американца. Современный житель США зависит от автомобиля намного больше, чем житель страны 19-го века зависел от лошади".

В 1978 году Конгресс СШАUS Congress принял Закон об Общественной Политике в Области ЭнергоресурсовPublic Utilities Regulatory Policies Act, который был призван помочь развитию индустрии производства альтернативной энергии. Закон, в частности, обязывал местных коммунальщиков закупать энергию у мелких местных производителей. Эта мера оказалась полезной для быстрого строительства маломощных электростанций, особенно тех, которые работали на возобновляемых источниках энергии. В 1980 году президент Рональд РейганRonald Reagan принял решение, о том, что частный сектор экономики может быть более эффективными в финансировании разработок в области альтернативных источников энергии. Государственные программы поддержки такого рода исследований были значительно сокращены.

Администрация президента Джорджа Буша-старшегоGeorge H.W. Bush продолжала политику сокращения участия государства в регулировании процессов на энергетическом рынке. В 1992 году был принят Закон об Энергетической ПолитикеThe Energy Policy Act, предусматривающий снижение зависимости США от зарубежных поставщиков энергоносителей. Вместе с тем приоритетной отраслью энергетики по-прежнему выступала традиционная энергетика, основанная на использовании нефти и газа, а также атомной энергии. Администрация Билла КлинтонаBill Clinton снова сделала ставку на государственное участи в регулировании энергетического рынка, в частности акцентируя внимание на экологических аспектах использовании энергия. Внимание к использованию альтернативных видов энергии усилилось в связи с подписанием в 1998 году Киотского Протокола, предполагавшего снижение эмиссии газов, вызывающих парниковый эффект.

Однако в 2001 году, после появления в Белом Доме президента Джорджа Буша-младшегоGeorge W. Bush, США сделали ставку на использование традиционных источников энергии и отказались участвовать в выполнении Киотского Протокола. В 2005 году был принят Закон Энергетической ПолитикиEnergy Policy Act, который, в частности, предоставил государственные дотации и налоговые льготы производителям энергии (как "традиционной", так и альтернативной), несколько ужесточил стандарты потребления и т.п. Многие эксперты назвали этот закон половинчатым.

Майкл КлэрMichael Klare, профессор Колледжа ХэмпширHampshire College, автор нескольких книг о влиянии природных ресурсов на мир, в предисловии к своей последней книге "Растущие Силы, Уменьшающаяся Планета: Новая Геополитика Энергии"Rising Powers, Shrinking Planet: The New Geopolitics of Energy, декларирует, что ныне США переживают период краха "пузыря" дешевой энергии. В 1990-е годы нефть и энергия были дешевыми, благодаря этому американцы могли позволить себе покупать большие дома (расходы на их отопление и кондиционирование были относительно невелики), покупать большие (а значит неэкономные) автомобили и селиться вдалеке от городских центров. Благодаря этому, были отмечены рекордные темпы роста цен на недвижимость, а, по оценкам Бюро Переписи Населения СШАUS Census Bureau, наиболее быстрыми темпами росла численность населения графств, расположенных на расстоянии 70-80 км от крупных городов (ранее американцы предпочитали селиться в пригородах на расстоянии 30-50 км от городской черты). Однако, если в 1998 году баррель нефти стоил $11, то в 2008 году - около $100. Это, по мнению Клэра, и стало главной причиной экономических проблем в США и во многих других странах: потребители вынуждены больше тратить на нефть и меньше - на все остальное.

Исследование Института ЭнергииEnergy Institute показало, что в долгосрочной перспективе энергетические идеи Картера не сработали. Уже в 1980-е годы многие проекты консервации энергии, появившиеся в 1970-е годы, были отброшены. В 1990-е годы цены на нефть резко понизились, что стало причиной стагнации в этой сфере. Возрождение началось в 2000-е годы, к этому времени были разработаны более-менее удачные энергосберегающие технологии и технологии альтернативной энергетики. По оценкам Института, прогресс в этой сфере до сих пор весьма незначителен. Энергосберегающие нормы до сих пор не закладываются в проекты новых промышленных предприятий. В сфере гражданского строительства подобные нормы существуют, однако они не являются обязательными - поэтому их периодически игнорируют. Однако ныне энергосбережение вновь становится одним из приоритетов США и других индустриально-развитых государств.

Опросы общественного мнения показывают, что американцы все больше обращают внимание на проблему экономии энергии. Так, исследование телекомпании CBS и газеты New York Times показало, что 68% американцев считают, что главным приоритетом властей страны должны стать усилия по экономии энергии (21% считают, что власти должны сконцентрироваться на увеличении объемов добычи нефти, газа и угля) - по сравнению с уровнем 2004 года число сторонников экономии выросло вдвое. 64% респондентов готовы платить более высокие налоги, чтобы полученные таким образом дополнительные средства направлялись на разработку новых технологий "зеленой энергетики".

Исследование Kettering Foundation показало, что ныне широкая публика и экспертное сообщество сходятся в одном: что энергию необходимо экономить. Однако простые смертные предпочитают простые решения: то есть, ограничение потребления. Эксперты предлагают идти более сложным путем - повсеместно и постоянно внедрять энергосберегающие технологии.