Автор рассматривает следующие вопросы энергетической ситуации в республике Беларусь: производство электроэнергии, запасы энергоресурсов, передача электроэнергии, потребление электроэнергии. Цель данной статьи – помочь коллегам в информационном обеспечении соответствующего урока.

В настоящее время учебник физики для XI класса Г.Я. Мякишева «Физика-11» не содержит полной и актуальной информации по проблемам энергетики. Тем более этот учебник не отражает энергетической ситуации в Беларуси. Поэтому цель данной статьи – помочь коллегам в информационном обеспечении соответствующего урока.

I. Производство электроэнергии

Представляет интерес сравнение структуры производства электроэнергии в мире и Беларуси (данные 1992 г.):

Диаграмма 1

Как видно из диаграммы 1, большая часть энергии в мире (и почти вся в нашей стране) производится при сжигании органического топлива, запасы которого весьма ограничены (таблица 1).

Таблица 1

Как известно, запасы органического топлива в нашей стране невелики (15,5% от потребности), поэтому необходимо осуществлять исследования по использованию возобновляемых источников энергии и внедрять энергосберегающие технологии.

Диаграмма 2 иллюстрирует динамику производства электроэнергии в Беларуси:

Диаграмма 2

II. Передача электроэнергии

Типовая наиболее распространенная система электроснабжения как городских, так и сельских потребителей несколько отличается от приведенной в учебнике и выглядит так. От линии напряжением 110 кВ ток поступает на понижающую подстанцию 110/35 кВ, питающую линию в 35 кВ; последняя подключается к распределительным устройствам (РУ) районной подстанции-2, уменьшающей напряжение до 10 кВ. Далее ток идет на потребительскую подстанцию-3 10/0,4 кВ и от нее – непосредственно к потребителям (см.рис.).

Очень важная проблема – уменьшение потерь мощности в линии электропередач (эти потери составляют до 10% от передаваемой мощности). Основную часть таких потерь составляют тепловые. Складывается довольно парадоксальная ситуация: каждая десятая электростанция производит электроэнергию, идущую лишь на нагревание проводов линий электропередач. Создать линию без потерь можно лишь при наличии проводов без сопротивления, т.е. находящихся в состоянии сверхпроводимости. Сейчас разрабатываются проекты сверхпроводящих линий электропередач. Когда именно вступят в строй эти линии, зависит во многом от того, насколько они будут экономичны, т.е. будут ли расходы по их эксплуатации меньше потерь передаваемой мощности.

III. Потребление электроэнергии

Диаграмма 3.

Потребление электроэнергии в странах мира на душу населения

Сейчас в Беларуси расход энергии не единицу национального продукта в 2–3 раза превышает аналогичные затраты в западных странах. В сельском хозяйстве эффективность использования энергоресурсов в 3–4 раза ниже заграничного уровня.

Диаграмма 4.

Потребление электроэнергии в Беларуси

Снижение энергопотребления в 1994 г. составило 38,5% от уровня 1991 г. – года максимального потребления электроэнергии в Беларуси.

Структура потребления электроэнергии в Беларуси в 1994 году

1. Использование электроэнергии в промышленности. Прежде всего отмечаем, что существенная часть электроэнергии, используемой в промышленности, тратится на электропривод. Другим важным направлением использования электроэнергии в промышленности служит электротермия. Электротермические установки широко распространены в сталеплавильной промышленности. Плавление стали в индукционных электронагревательных печах выгодно отличается от других способов высокой скоростью плавки и возможностью довольно тонко регулировать технологический режим. Поэтому сталь, полученная этим способом, как правило, высокого качества.

Очень высокими темпами развивается электросварка. Все большее применение находят электросварочные автоматические аппараты.

2. Использование электроэнергии на транспорте. Учащимся интересно будет узнать, что первая попытка применить электрический двигатель на транспорте была предпринята в 30-х гг. прошлого века русским ученым Б.Якоби, который пустил по Неве шлюпку, приводимую в движение электродвигателем, питаемым гальваническими элементами. Однако в дальнейшем электротяга на речном транспорте практически не использовалась.

Широкое распространение получила электрификация железнодорожного транспорта. Первые электропоезда уже пошли в конце прошлого века. Однако протяженность всех электрифицированных дорог мира пока составляет только десятую часть от общей протяженности железных дорог.

В Беларуси электрифицированный участок железной дороги появился лишь 30 лет назад: в 1966 г. было открыто движение электропоездов на трассе Минск – Молодечно, хотя в бывшем СССР первая ветка электрифицированной железной дороги Баку – Сабунчи – Сураханы пропустила электропоезда в далеком 1926 г. Трамвай, троллейбус, метро – это тоже примеры применения электрической энергии на транспорте.

3. Электрификация сельского хозяйства. Сейчас в сельском хозяйстве электроэнергия идет в основном на следующие процессы: мелиорацию, водоснабжение животноводческих ферм, приготовление кормов, доение, обработку сельхозпродукции, для механизации работ в ремонтно-механических мастерских.

Безусловно, учитель не имеет времени для подробного разбора применения электричества в большом числе сельскохозяйственных производств. Поэтому можно рассмотреть лишь некоторые из них.

Применение электричества в животноводстве и птицеводстве связано с механизацией и автоматизацией процессов приготовления и раздачи кормов, водоснабжения, доения коров и первичной обработки молока, стрижки овец и прессования шерсти, с применением электрифицированных изгородей на пастбищах и специальных устройств, позволяющих автоматически регулировать микроклимат в помещениях для скота и производить их уборку.

Применение электроэнергии в растениеводстве включает автоматизацию выращивания овощей в защищенном грунте, автоматизацию орошения земель и послеуборочной обработки зерна. Электромеханизация пунктов послеуборочной обработки зерна повышает производительность труда на них более чем в 10 раз, снижаются потери, сокращается время на обмолот и очистку.

Большой интерес представляет для учащихся такое сравнение: за неполных два дня наше сельское хозяйство потребляет сейчас электроэнергии больше, чем за весь 1940 г.

В заключение необходимо сказать, что экономика Беларуси должна развиваться в направлении наукоемких, материало- и энергосберегающих технологий и производств. Опыт развитых стран показывает, что ни одна проблема не может быть решена положительно, если в должной степени не будет решен продовольственный вопрос. Поэтому приоритет должен быть отдан агропромышленному комплексу, занимающемуся решением продовольственной проблемы вплоть до изготовления продуктов питания, их хранения и сбыта в условиях рыночной экономики.

1. Глазунов А.Т. Изучение вопросов производства, передачи и использования электрической энергии // Физика в школе. – 1976, № 1. – С. 52–60.

2. Ермашкевич В.Н. Энергетика – ретроспективный взгляд в будущее // Фiзiка: праблемы выкладання. – 1995, вып.1.

3. «Энергiя – жыццё». Спецвыпуск «Звязды» iМiнiстэрства палiва iэнергетыкi Рэспублiкi Беларусь № 1 // Звязда. –1995, 27 снежня.

4. «Колькi энергii мы спажываем?» // Звязда. – 1996, 20 красавiка.