Иванова Ольга Васильевна (ф и. о., ученое звание, ученая степень) учебно-методический комплекс

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание Конденсационные электростанции (КЭС) К достоинствам Атомные электростанции. 6. Металлургический комплекс Черная металлургия Цветная металлургия 7. Химико-лесной комплекс 7.1. Химическая промышленность

Подобный материал:

• Иванова Ольга Васильевна (ф и. о., ученое звание, ученая степень) учебно-методический, 2462.64kb.
• Иванова Ольга Васильевна, старший преподаватель (ф и. о., ученое звание, ученая степень), 271.66kb.
• Иванова Ольга Васильевна ( Ф. И. О., ученая степень, ученое звание, должность) учебно-методический, 218.27kb.
• Смирнов Валентин Петрович, д т. н., доцент, профессор (Ф. И. О., ученая степень, ученое, 281.15kb.
• Иванов Валерий Александрович                                      (ф и. о., ученая, 357.59kb.
• Федотова Надежда Венедиктовна (ф и. о., ученое звание, ученая степень) учебно-методический, 785.46kb.
• Щекочихина Юлия Николаевна, к э. н., (ф и. о., ученое звание, ученая степень) учебно-методический, 452.42kb.
• Щекочихина Юлия Николаевна, к э. н. (ф и. о., ученое звание, ученая степень) учебно-методический, 422.88kb.
• Ситникова Олеся Владимировна, к э. н. (ф и. о., ученое звание, ученая степень) учебно-методический, 643.55kb.
• Трушина Ирина Александровна, ст преп. (ф и. о., ученое звание, ученая степень) учебно-методический, 996.52kb.

Электроэнергетика

Электроэнергетика обеспечивает генерирование (производ­ство), трансформацию и потребление электроэнергии, кроме того, она играет районообразующую роль (являясь стержнем материально-технической базы общества), а также способствует оптимизации территориальной организации производительных сил. Отличительная черта электроэнергетики заключается в том, что она производит продукцию (электроэнергию, тепло), которая не может храниться, накапливаться для последующего исполь­зования. Производство электроэнергии должно соответствовать размерам его потребления.

Сейчас Россия занимает четвертое место в мире по выработ­ке электроэнергии, пропуская вперед США, Китай, Японию. На Россию приходится десятая часть производимой в мире элек­троэнергии, но по среднедушевому производству электроэнергии Россия находится в третьем десятке государств.

В настоящее время установленные энергетические мощности России превышают 7% мировых и составляют свыше 220 млн. кВт, в том числе мощности ТЭС  около 70%, ГЭС  20% и АЭС  10%, что соответствовало структуре электроэнергетических мощностей промышленно развитых стран мира. В 1990-е гг. в РФ имело место уменьшение абсолютных показателей производства электроэнергии. В настоящее время наметился рост выработки электроэнергии с 878 млрд. кВт • ч в 2000 г. до 952 в 2005 г., с пла­нируемой ориентацией на достижение ее выработки в 2020 г. в объеме 1365 млрд. кВт • ч. (табл. 8).

Размещение предприятий электроэнергетики зависит в пер­вую очередь от наличия энергетических ресурсов (топливных, гидроэнергетических и других) и потребительского фактора. Степень обеспеченности всеми основными энергетическими ре­сурсами наиболее высокая на востоке страны.

Расположение топливно-энергетических и гидроэнергети­ческих ресурсов преимущественно за Уралом не совпадает с концентрацией населения и потребления электроэнергии в евро­пейской части России. По производству электроэнергии среди экономических районов выделяются Центральный, а по потребле­нию  Уральский. В числе электродефицитных районов: Ураль­ский, Северный, Центрально-Черноземный, Волго-Вятский.


Таблица 8

Производство электроэнергии в России, млрд. кВт. ч

Типы электростанций	1980	1985	1990	1995	2000	2005	2009
Россия в целом в том числе	805	962	1082	860	878	952
Тепловые электростанции	622	703	797	583	582	628
Гидроэлектростанции	129	160	167	177	165	175
Атомные электростанции	54	99	118	100	131	149

Источник: Российский статистический ежегодник. 2005. — М., 2006, Россия в цифрах. 2009.-М., 2010.


По виду используемой энергии выделяют электростанции:

1) тепловые, работают на традиционном топливе (уголь, мазут, природный газ, торф, сланцы); 2) атомные, используют энергию ядерного распада; 3) гидравлические, применяют энергию падаю­щей или передвигающейся воды; 4) нетрадиционные, в том числе: геотермальные, использующие энергию тепла земли; солнечные, работающие на солнечной энергии; ветровые, работающие на энергии ветра.

ТЭС подразделяют также по характеру обслуживания по­требителей на: 1) районные (государственные районные элек­тростанции  ГРЭС); 2) центральные, расположенные вблизи центра энергетических нагрузок. По признаку взаимодействия все электростанции делятся на: 1) системные; 2) изолированные, работающие вне энергосистем.

Степень воздействия факторов на размещение разных видов электростанций неодинакова. На конденсационные электростан­ции сильно влияют топливно-энергетический (топливно-энер­гетические ресурсы) и потребительский (районы потребления готовой продукции) факторы. На теплоэлектроцентрали решаю­щее значение оказывает потребительский фактор. На гидроэлектростанции  гидроэнергетический и водный факторы, а также природно-климатические условия. На атомные электростанции решающее значение оказывает потребительский фактор.

Основные задачи, которые предстоит решить для оптималь­ного развития электроэнергетического хозяйства: обеспечение повсеместного перехода на энерго- и электросберегающие техно­логии, определение реальных потребностей страны и ее регионов в электроэнергии, с учетом максимальной экономии потребления электроэнергии; осуществление модернизации энергетического оборудования; выработка научных основ комплексной эксплуа­тации электростанций разных видов и мощностей; реализация действенных мер по охране природы и рациональному природо­пользованию.

Намечаемые целесообразные направления в развитии элек­троэнергетического хозяйства: 1) преимущественное строитель­ство средних и больших по мощности ТЭС; 2) внедрение новых видов топлива и сокращение его расхода на единицу выработки электроэнергии; 3) развитие дальних высоковольтных электро­передач; 4) развитие безопасной атомной энергетики.

Тепловые электростанции. В России около 700 крупных и средних ТЭС. Они производят до 70% электроэнергии, в дальней­шем эта доля может увеличиться до 85%. ТЭС используют орга­ническое топливо  уголь, нефть, газ, мазут, сланцы, торф.

Среди ТЭС различают: конденсационные и теплоэлектроцен­трали. Конденсационные электростанции (КЭС) вырабатывают только электроэнергию. В советский период стремились созда­вать крупные тепловые электростанции (мощностью 46 млн. кВт), способные обеспечивать электроэнергией не отдельные населенные пункты, а целый район, т. е. область или группу об­ластей; их называют государственными районными электростан­циями (ГРЭС). ГРЭС обеспечивают основную долю производства электроэнергии в России. На теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) из одного и того же количества топлива получают электро- и тепло­вую энергию, что дает возможность нагревать воду и подавать ее в жилые дома и на производственные предприятия в пределах 20 км. Поэтому на ТЭЦ максимально высокий коэффициент по­лезного действия (КПД) использования топлива  до 70% про­тив 3539% на КЭС. Обычно ТЭЦ имеют меньшую единичную мощность, чем КЭС, хотя их суммарная установленная мощность превосходит мощность всех КЭС в 1,3 раза.

КЭС тяготеют одновременно к источникам топлива и к местам потребления электроэнергии, имеют самое широкое распростра­нение. В РФ насчитывается около 70 КЭС мощностью свыше 1 млн. кВт, среди которых крупнейшие (свыше 2 млн. кВт) ГРЭС: Костромская, Конаковская  по 3,6 млн. кВт; Рязанская  2,8; Киришская  2,1; Заинская  2,4; Рефтинская  3,8; Троиц­кая  2,4; Ириклинская  2,4; Сургутская  3,1; Нижневартовская, Назаровская  6,0; Нерюнгринская  4 млн. кВт и др.

Достоинства ТЭС заключаются в отсутствии жестких огра­ничений в размещении по территории, поскольку топливные ресурсы широко представлены в разных частях страны, а также круглогодичной выработке электроэнергии, без сезонных коле­баний. Недостатки ТЭС  в использовании невозобновляемых ресурсов и в относительно низком достигнутом КПД (у обычной ТЭС  до 40%, у ТЭЦ  не более 70%), а также серьезном загряз­нении окружающей среды.

Сейчас ТЭС работают, в основном, на газе и мазуте. В запад­ных частях России в топливном балансе ТЭС увеличивается потребление газа, а в восточных и дальше будут применять, главным образом, уголь, особенно там, где его добывают откры­тым способом, прежде всего в Канско-Ачинском буроугольном бассейне. Для небольших ТЭС можно использовать торф.

Крупные ТЭС размещаются как вблизи потребителя (напри­мер, Костромская ГРЭС в Центральном экономическом районе, работающая на поставляемом по газопроводу газе), так и вблизи сырья (например, Березовская ГРЭС в Канско-Ачинском бас­сейне с дешевым углем). При расположении ТЭС учитываются стоимость транспортировки топлива для получения электроэнер­гии вблизи потребителя и стоимость транспортировки электро­энергии при ее производстве у источников сырья (а также эколо­гические факторы). Мощные ТЭС размещают в местах добычи топлива. В центрах нефтеперерабатывающей промышленности обычно находятся ТЭС, работающие на мазуте.

В последнее время на ТЭС появились установки принципиаль­но новых типов, что позволило поднять КПД тепловых агрегатов почти вдвое. Это газотурбинные агрегаты, использующие газ не только как топливо, но и как теплоноситель (вместо пара), паро-газотурбинные установки (ПГУ) смешанного типа (используют тепло отработавшего газа для подогрева воды), а также магнито-гидродинамические генераторы (МГД генераторы), преобразую­щие тепловую энергию непосредственно в электрическую. Газо­турбинные установки действуют на Краснодарской и Шатурской ГРЭС, в Ставропольском крае и Кармановской ГРЭС на Урале, МГД генераторы  на Московской ТЭЦ-21 и Рязанской ГРЭС, новейшие парогазотурбинные агрегаты  на Северо-Западной ТЭЦ под Санкт-Петербургом и Сочинской ТЭЦ.

Гидравлические электростанции. На ГЭС вырабатывается электроэнергия, использующая естественную гидравлическую энергию рек, а также энергию, искусственно аккумулированную в водохранилищах. ГЭС дают около пятой части электроэнергии, производимой в России. Полная мощность ГЭС реализуется лишь в теплые месяцы и только в многоводные годы.

Россия обладает 12% мировых запасов гидроэнергии и огром­ными потенциальными гидроэнергетическими ресурсами, оце­ниваемыми почти в 300 млн. кВт по мощности и 2,5 трлн. кВт-ч по выработке электроэнергии. Однако экономический эффект гидроэнергоресурсов значительно меньше и всего лишь в не­сколько раз превосходит современное производство гидроэлек­троэнергии  155 млрд. кВт-ч.

Гидроресурсы неравномерно распределены по территории России. Примерно пятая часть экономического гидроэнергетичес­кого потенциала приходится на Западную зону и свыше 80%  на Восточную. Гидропотенциал Западной зоны использован при­мерно наполовину, а Восточной  менее чем на 20%.

Создание ГЭС имеет как свои преимущества, так и недо­статки.

К достоинствам ГЭС относятся следующие: 1) они использу­ют неисчерпаемые ресурсы; 2) просты в запуске и управлении; 3) не требуют большого числа работающих (в 1520 раз мень­ше, чем на ГРЭС, если они равной мощности); 4) имеют высокий КПД  более 80%; 5) производят самую дешевую электроэнергию (в 4 раза дешевле, чем на ТЭС); 6) улучшают условия судоходства на реках (благодаря повышению уровня воды в водохранилищах увеличивается глубина рек); 7) облегчают условия орошения близлежащих сельскохозяйственных угодий (по оросительным каналам и в засушливых районах вода отводится на поля).

Недостатки ГЭС: 1) требуют больших капиталовложений на строительство; 2) имеют длительные сроки строительства; 3) их возведение на равнинах связано со значительными потерями земель, причем лучших — пойменных, отличающихся высоким плодородием; 4) доля ГЭС в производстве электроэнергии мень­ше, чем их доля в суммарной мощности всех электростанций; 5) при сооружении водохранилищ неизбежным является переселение жителей из затапливаемых населенных пунктов, что требует очень больших расходов; 6) при создании плотин на равнинной ме­стности повышается уровень грунтовых вод, что ведет к забола­чиванию и засолению почвы; 7) плотины препятствуют миграции рыб (создаваемые рыбоходы дают малый эффект), в результате ухудшаются условия рыбоводства и рыболовства; 8) вода в во­дохранилищах (в отличие от речной, проточной) застаивается, здесь накапливаются грязь и вредные отходы (особенно опасно для густонаселенных промышленных районов); 9) негативные социально-психологические последствия от создания крупных водохранилищ; 10) выработка электроэнергии зависит от клима­тических условий и меняется по сезонам.

Имеется несколько видов ГЭС:1) традиционные  на реках, в первую очередь крупных равнинных, а также на горных; 2) гидроаккумулирующие (ГАЭС); 3) приливные (ПЭС) относят к альтернативным электростанциям  единственная экспериментальная Кислогубская ПЭС уже несколько десятилетий работает на побережье Кольского полуострова (Мурманская обл.).

Наиболее крупные ГЭС каскадного типа были построены на Волге и Каме, Ангаре и Енисее. В составе Ангаро-Енисейского каскада самыми мощными являются Саяно-Шушенская (6,4 млн. кВт), Красноярская (6,0 млн. кВт), Братская и Усть-Илимская ГЭС (4,5 и 3 млн. кВт), а на Волжско-Камском  ГЭС около Самары и Волгограда (2,5 и 2,3 млн. кВт).

В настоящее время развитие гидроэнергетики в России ориен­тируется на строительство средних и малых ГЭС, не требующих значительных инвестиций и не создающих экологической напря­женности. На Дальнем Востоке и в Восточной Сибири заверша­ется строительство крупных ГЭС, начало сооружения которых восходит к советскому периоду,  Бурейской на притоке р. Амура  р. Бурее и Богучанской на Ангаре. В обозримой пер­спективе необходимо осуществить техническое перевооружение и реконструкцию до половины установленных мощностей ГЭС.

Относительно новой разновидностью ГЭС являются гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), которые создают для покрытия пиковых нагрузок. Самой крупной ГАЭС является Сергиево-Посадская под Москвой (1,2 млн. кВт). Потребность европейской части России в высокоманевренных ГАЭС очень велика. Поэтому в Центральном районе ведется подготовка стро­ительства Центральной ГАЭС  3,6 млн. кВт.

Атомные электростанции. Атомная энергетика включает в свой состав 10 атомных электростанций (АЭС), горнодобываю­щие предприятия и научно-производственные объединения по производству ядерного топлива (бывшие закрытые города и цен­тры ядерных технологий) в Москве, Дубне, Санкт-Петербурге, Саровске (Нижегородская область), Снежинске (Челябинская область), Железногорске (Красноярский край) и других местах, включая действующий урановый рудник в Краснокаменске (Читинская область).

За последние 1015 лет доля производства электроэнер­гии на АЭС в России выросла более чем в 2 раза и достигла десятой части производства электроэнергии в стране  свыше 140 млрд. кВт • ч в 2002 г.

На АЭС процесс получения электроэнергии проходит так же, как и на ТЭС, только вместо органического топлива используется обогащенный уран. При этом 1 кг урана заменяет 2,5 тыс. т угля, т.е. урановое топливо может транспортироваться без больших затрат на значительные расстояния. В итоге сырьевой фактор не играет роли при размещении АЭС, они располагаются в рай­онах потребления электроэнергии.

Достоинства АЭС: 1) не требуют привязки к источнику сырья, их можно строить в любом районе, даже при полном отсутствии в нем энергетических ресурсов; 2) коэффициент ис­пользования установленной мощности равен 80% (у ГЭС и ТЭС он значительно меньше); 3) при нормальных условиях функцио­нирования они меньше наносят вред окружающей среде, чем иные виды электростанций; 4) не дают выбросов в атмосферу при безаварийной работе, не поглощают кислород. Главное преиму­щество АЭС заключается именно в независимости от транспор­тировки топлива. Если для ТЭС мощностью 1 млн. кВт требуется в среднем 2 млн. т условного топлива в год, то для работы такого же атомного блока нужно доставить всего 30 т обогащенного ура­на. Поэтому размещение АЭС зависит прежде всего от наличия крупных потребителей электроэнергии, а также достаточно крупных водных источников, необходимых для работы ядерных парогенераторов.

Недостатки АЭС: 1) трудно предсказать масштабы последст­вий при осложнении режима работы старых энергоблоков АЭС из-за форс-мажорных обстоятельств (землетрясений, ураганов, террористических актов и т.п.) и невозможно заранее их предот­вратить; 2) принципиально не решена проблема утилизации твер­дых радиоактивных отходов (их вывозят со станции с мощной за­щитой и системой охлаждения, они захораниваются на больших глубинах в геологически стабильных пластах и в остеклованных контейнерах на специальных предприятиях в удаленных частях России); 3) имеет место мощное тепловое загрязнение (выбросы тепла в атмосферу и в воду), гораздо большее, чем от ТЭС; сброс огромной массы нагретой воды в реку нарушает ее экологичес­кий баланс, вызывает гибель водной флоры и фауны; 4) реально пока не решены проблемы демонтажа отслуживших реакторов (максимальный срок работы ядерного реактора 2530 лет, по истечении которого его нужно заглушить и закрыть надежным саркофагом, что в отечественной практике не отработано); 5) несовершенная система защиты; 6) колоссальные трудности и огромные потери при ликвидации аварий, длительность преодо­ления их последствий  социальных, экологических и др.

Хотя авария на Чернобыльской АЭС вызвала сокращение программы атомного строительства, тем не менее, с 1986 г. в экс­плуатацию были введены четыре атомных энергоблока. В конце 1990-х гг. правительство России приняло специальное постанов­ление, утвердившее программу строительства новых АЭС. Эта программа имеет два этапа: на первом проводится модернизация действующих энергоблоков и ввод в эксплуатацию новых, кото­рые должны заменить выбывающие блоки, на втором  строи­тельство новых АЭС.

В настоящее время введена практика между­народной экспертизы проектируемых и действующих АЭС. Согласно международным рекомендациям, устанавливаются новые принципы размещения: не ближе 25 км от городов с чис­ленностью более 100 тыс. жителей для АЭС и не ближе 5 км для ACT; ограничение мощности АЭС до 8, a ACT до 2 млн. кВт.

Появляются новые типы АЭС. Наряду с традиционными АЭС создаются АТЭЦ  атомные теплоэлектроцентрали и ACT  атомные сети теплоснабжения. АТЭЦ производят элек­трическую и тепловую энергию, ACT  только тепловую.

Нетрадиционная электроэнергетика. Альтернативные ис­точники энергии  энергия солнца, ветра, морских приливов и отливов, тепла Земли. Важно подчеркнуть, что нетрадиционная энергетика, связанная с использованием именно возобновляемых источников энергии, пока имеет ограниченные реальные пер­спективы в России. По прогнозу на 2015 г., доля нетрадиционной энергетики в энергобалансе страны вряд ли превысит 2%.

Значение геотермальных ресурсов очень велико на Камчат­ке, в районе интенсивной вулканической деятельности. С 1967 г. здесь действует небольшая Паужетская ГеоТЭС, а в 2002 г. вве­ден первый агрегат Мутновской ГеоТЭС, что позволяет снизить зависимость Камчатской обл. от дорогостоящего завоза углеводо­родного топлива (мазута). Практический интерес представляет энергия морских приливов, наибольшая на побережье Кольского полуострова, где действует Кислогубская ПЭС,  1,2 тыс. кВт, а также в заливах Белого и Охотского морей. Еще в советские времена разрабатывались проекты строительства мощных Мезенской ПЭС на европейском Севере и Туггуртской ПЭС на Дальнем Востоке. Россия обладает колоссальным суммарным потенциалом энергии ветра  до 45 млрд. кВт, пока совершенно не используемым.

Основные проблемы развития электроэнергетики России связа­ны: с технической отсталостью и износом основных фондов отрасли, несовершенством хозяйственного механизма управления энергети­ческим хозяйством, включая ценовую и инвестиционную политику, ростом неплатежей энергопотребителей. В условиях кризиса эконо­мики сохраняется высокая энергоемкость производства.

В настоящее время более 1/5 электростанций полностью выра­ботали свой расчетный ресурс установленной мощности. Очень медленно идет процесс энергосбережения. Главный упор в Новой энергетической политике России делается не на объемные пока­затели энергопроизводства и энергопотребления, связанные с ог­ромными затратами, а на формирование стратегических направ­лений развития высокоэкономичной энергетики и механизмов их реализации. В числе таких направлений, помимо снижения энергоемкости производства, также оптимизация топливно-энер­гетического баланса, повышение КПД и технической надежности оборудования электростанций. Важным представляется форми­рование конкурентного рынка производителей электроэнергии.

Стратегической задачей электроэнергетики является органи­зация параллельной работы энергосистем Восточной и Западной Европы.

6. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Металлургия  отрасль тяжелой промышленности, произ­водящая разнообразные металлы. Металлургия включает до­бычу и подготовку руд, топлива, выпуск металла, производство вспомогательных материалов (огнеупоров, кислорода и другие). Металлургический комплекс включает две отрасли: черную и цветную металлургию. Металлургический комплекс играет большую роль в хозяйственном комплексе, особенно  в про­мышленности. Металлургический комплекс сосредоточивает около 12% промышленно-производственных фондов, в нем ра­ботает около 6% занятых в промышленности. Комплекс играет значимую роль во внешней торговле России.

Металлургия включает ряд технологических процессов, среди них: 1) добыча руд металлов; 2) обогащение руд металлов; 3) извлечение и рафинирование металлов; 4) получение изделий из металлических порошков; 5) кристаллофизические методы рафинирования металлов; 6) разливка металлов и сплавов и получение слитков; 7) обработка металлов давлением; 8) терми­ческая, термомеханическая и химико-термическая обработка металлов для получения заданных свойств.

На территориальную организацию металлургии существен­ное влияние оказывает ряд факторов:

1) материалоемкость производства. Для металлургии в целом характерна относительно большая материалоемкость. Для из­готовления 1 т стали, расходуется до 7 т сырья и топлива. Еще больше расход сырья и топлива в цветной металлургии. Для производства 1 т свинца или цинка нужно 16 т руды и 23 т топ­лива; для производства 1 т олова требуется более 300 т руды и 1 т топлива; на производство 1 т титана или магния расходуется до 1516 т руды и 3060 тыс. кВт • ч электроэнергии и т.д. Во всех затратах на выплавку чугуна 8590% приходится на сырье и топливо;

2) трудоемкость производства. Создавать и поддерживать функционирование металлургических предприятий можно только в достаточно больших городах. В среднем на каждом металлур­гическом заводе работают 2040 тыс. человек, что при среднем коэффициенте семейности означает определенную зависимость от данного завода не менее 90 тыс. человек. Черная металлур­гия  более трудоемкая отрасль, чем цветная металлургия;

3) энергоемкость производства. Доля полных энергозатрат в себестоимости отечественного проката составляет 30 – 40% (этот показатель в черной металлургии ФРГ – 22%, что свидетельствует о чрезмерной энергоемкости металлургии в России). Большинство производств в цветной металлургии являются более энергоемкими, чем в черной металлургии (исключение составляет электрометаллургический способ выплавки стали, также требующий значительных энергозатрат);

4) большая фондоемкость. Необходимы значительные материальные затраты на строительство и поддержание в рабочем состоянии металлургических предприятий;

5) негативное влияние на окружающую среду. Металлургия – один из самых главных загрязнителей окружающей среды. Практически все города – центры металлургии имеют существенные негативные изменения в их природной среде;

6) концентрация производства. Для металлургии характерен высокий уровень концентрации производства. В черной металлургии на долю восьми наиболее крупных предприятий приходится почти 3/5 всего объема выпускаемой продукции, а в цветной металлургии – около половины;

7) производственное комбинирование. Для металлургии характерно широкое развитие комбинирования. Например, в черной металлургии выделяющийся в процессе коксования угля коксовый газ используется в качестве сырья для химической промышленности (производство азотных удобрений). В цветной металлургии, получаемый в ряде технологических цепочек сернистый газ также служит сырьем для химической промышленности;

8) необходимость применения технологических новаций. Многие развитые страны уже давно отказались от устаревшего мартеновского способа выплавки стали из-за больших потерь при доменном производстве и низкого качества получаемой продукции (в России на него приходится ещё около 30% производства); расширяется производство конвертерной стали и электростали. Положительно оценивается непрерывный способ разливки стали, что позволяет сократить энергозатраты на производство 1 т стали на 45 – 50% (в общей выплавке стали на ее получение методом непрерывной разливки приходится: в России – 25%, Японии – более 94%, США – свыше 75%).


Черная металлургия

Черная металлургия включает: 1) добычу руд черных металлов; 2) процессы их обогащения и агломерации; 3) производство огнеупоров; 4) добычу нерудного сырья для черной металлургии; 5) коксование угля; 6) производство чугуна, проката черных металлов, электроферросплавов, вторичную обработку (передел) черных металлов; 7) производство метизов промышленного назначения; 8) выпуск металлических изделий производственного назначения; 9) утилизацию отходов. Динамика производства основных видов продукции отрасли за последние четверть века показана в табл. 9.

Таблица 9

Динамика производства продукции черной металлургии в России

Вид продукции	1980	1985	1990	1995	2000	2005
Железная руда, млн. т	92,4	104,0	107,0	78,3	86,8	94,5
Чугун, млн. т	55,2	57,1	59,4	39,8	44,6	48,4
Сталь, млн. т	84,4	88,7	89,6	51,6	59,2	66,2
Готовый прокат, млн. т	59,7	62,5	63,7	39,0	46,7	54,6
Стальные тубы, млн. руб.	10,7	11,5	11,9	3,8	5,0	6,7

Источник: Российский статистический ежегодник. 2006; Россия в цифрах. 2006. – М., 2006.


Технологическим стержнем черной металлургии является металлургический передел, т.е. последовательная, технологическая цепочка: чугун – сталь – прокат. Все остальные производства являются в черной металлургии смежными, сопутствующими; одни из них необходимы или способствуют основному технологическому процессу (металлургическому переделу), другие – имеют самостоятельное хозяйственное значение, функционируя на базе побочных результатов, основного технологического процесса, отходов сырья и топлива.

В черной металлургии выделяют три типа предприятий (про­изводств): 1) комбинат (завод) полного цикла, где осуществляет­ся полная цепочка технологических процессов в металлургии: производство чугуна, стали, проката; 2) заводы неполного цикла: доменные заводы (на которых выплавляют чугун), сталелитей­ные заводы (на которых выплавляют сталь), сталепрокатные заводы (на которых выпускают сталь и прокат), трубопрокатные заводы (производство труб), заводы по производству ферро­сплавов (сплавов чугуна с легирующими металлами — марган­цем, хромом и др.), электрометаллургические заводы (производ­ство стали и проката из железорудного концентрата без стадии чугуна); 3) «малая металлургия» — это металлургические цеха в составе машиностроительных заводов. При этом в России большая часть производства металла сосредоточена на крупных комбинатах полного цикла.

Высока также степень территориальной концентрации про­изводства черных металлов. Особенно явно она проявляется в добыче железной руды, 2/3 которой в России приходится на месторождения Курской магнитной аномалии в Центрально-Черноземном экономическом районе (Лебединское, Стойленское, Яковлевское, Михайловское). По 10—15% железной руды добывается в Северном (Костомукша и др.) и Уральском (Качканарское и др. месторождения) районах. В небольших масштабах ведется также добыча железной руды в Западносибирском и Восточносибирском районах. Производство товарной железной руды, стали, проката и стальных труб страны по экономическим районам представлено в таблице 10, из которой хорошо видно, что по всем главным видам продукции (кроме добычи железной руды) лидирует Уральский экономический район.

Таблица 10

Производство основных видов продукции черной металлургии по экономическим районам России в 2004 г., млн. т

Районы	Руда железная товарная	Сталь	Готовый прокат	Стальные трубы
Северный	16,9	10,5	9,1	0,2
Северо-Западный	—	0,4	0,4	0,07
Центральный	—	0,5	0,2	0,2
Волго-Вятский	—	0,8	0,5	0,9
Центрально-Черноземный	53,7	11,6	10,8	0,03
Поволжский	—	1,6	0,4	1,0
Северо-кавказский	—	0,6	—	0,6
Уральский	14,3	30,4	24,5	2,8
Западно-Сибирский	3,7	8,5	7,2	0,2
Восточно-Сибирский	8,5	0,06	0,03	—
Дальневосточный	—	0,6	0,6	—
Россия в целом	97,1	65,6	53,7	6,0

Источник: Российский статистический ежегодник. 2005. — М., 2006


Территориальная организация черной металлургии зави­сит от многих природных и экономических факторов, причем в разной степени влияющих на размещение черной металлургии полного цикла, передельной и малой металлургии. Предприятия черной металлургии полного цикла строились: 1) вблизи источ­ников сырья (металлургические комбинаты Урала, Черноземного Центра); 2) вблизи топливных ресурсов (комбинаты в Западной Сибири); 3) между источниками сырья и топливных ресурсов (Череповецкий комбинат). Предприятия передельной металлур­гии преимущественно размещены в районах с развитым маши­ностроением и значительным потреблением готовой продукции. Малая металлургия привязана к машиностроительным заводам. Производство стали электроспособом и ферросплавов тяготеет к центрам производства электроэнергии.

В конечном итоге в России можно выделить основные метал­лургические базы — это группы предприятий, которые исполь­зуют общие рудные или топливные ресурсы и обеспечивают главные потребности страны в металле. Всего к настоящему времени сформировалось три металлургических базы.

1. Уральская металлургическая база — самая старая и мощная в России, на нее приходится около половины выпус­ка производства стали, проката и труб в стране. Мощнейшие комбинаты полного цикла расположены в Магнитогорске, Че­лябинске, Нижнем Тагиле, Новотроицке (Орско-Халиловский). Крупные передельные заводы работают в Екатеринбурге, Ижевске. Самые мощные в стране трубные заводы находятся в Челябинске, Первоуральске, Полевском, Каменск-Уральском. Собственные месторождения железных руд не обеспечивают потребности металлургических предприятий Урала, поэтому основную массу сырья приходится завозить с месторождений КМА и из соседнего Казахстана (Соколово-Сарбайское и Лисаковское месторождения); запасов расположенных в регионе небольших месторождений марганцевых и хромовых руд также не хватает. Большая часть коксующегося угля поступает на Урал из Западной Сибири (Кузнецкий бассейн). Перспективы развития Уральской металлургической базы в значительной степени зависят от решения проблемы обеспечения ее качест­венным сырьем и топливом.

2. Центральная металлургическая база — вторая по объему производства (около 2/5 выпуска российской стали и проката, 1/5 — стальных труб), сформировалась в 1960-е гг. в европейской части страны. Главные комбинаты полного цикла расположены здесь в Череповце и Липецке. Выплавка литейного чугуна и доменных ферросплавов организована в Туле. В Старом Осколе действует единственный в России электрометаллургический завод, производящий сталь сразу из железорудного концентрата минуя доменный процесс. Передельные заводы расположены в Москве, Электростали, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и др. городах. На территории этой базы находятся крупнейшие в стране месторождения железных руд. Но уголь приходится завозить из Кузнецкого и Печерского бассейнов, а марганец и хром — из других государств. Тем не менее, эта база является наиболее перспективной, так как здесь расположены самые современные предприятия сравнительно близко от основных потребителей продукции.

3. Сибирская металлургическая база сформировалась в 1930-е гг. около месторождений коксующегося угля Кузнецкого бассейна. Главный ее центр — Новокузнецк, где находятся два мощных предприятия с полным металлургическим циклом — Куз­нецкий металлургический комбинат (КМК) и Западно-Сибирский металлургический завод (ЗСМЗ). Передельные заводы действует в Новосибирске, Гурьевске, Красноярске, Петровске-Забайкальском. База наиболее обеспечена сырьем, так как располагает необходимыми месторождениями железной и марганцевой руды. Не хватает только хрома (завозится из Казахстана). Недостатком базы является ее территориальная удаленность от основных по­требителей продукции в России и зарубежных странах.

Цветная металлургия

Цветная металлургия включает добычу руд цветных метал­лов, их обогащение, выплавку черновых металлов, их рафини­рование (очистка черновых металлов), производство сплавов и проката, а также добычу алмазов. В самом общем виде техноло­гическая цепочка в цветной металлургии выглядит так: добыча руд — обогащение руд (получение концентрата руд) — плав­ка в печах обогащенной руды (получение чернового цветного металла) — рафинирование (очищение от вредных примесей, получение рафинированного (очищенного) металла в виде про­ката). В состав цветной металлургии входят следующие основ­ные отрасли: медная, свинцово-цинковая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титаномагниевая, вольфраммолибденовая, а также производство благородных металлов, редких металлов и алмазов. Распределение цветных металлов по группам пока­зано на рис. 1.

Цветная металлургия России развивается, в основном, на собственной сырьевой базе, но обеспеченность отдельных от­раслей разными видами сырья не одинаковая, особенно при перспективной оценке. Обеспеченность сырьем составляет: бокситами — более чем на 100 лет, медью — 85, свинцом и цин­ком — около 100, оловом — 55, никелем — 70, вольфрамом — 58, молибденом— около 130 лет. В 1990-е гг. состояние сырьевой базы цветной металлургии ухудшалось, главным образом, из-за следующих причин: 1) выбытие мощностей по добыче руды не компенсировалось вводом новых; 2) произошло истощение запасов руд во многих крупных месторождениях из-за чрезмер­ной длительности их эксплуатации; 3) сократились масштабы геологоразведочных работ.

				Цветные металлы
Основные						Легирующие		Благородные		Редкие и рассеянные
Тяжелые		Легкие		Малые
медь		алюминий		висмут		вольфрам		золото		германий
свинец		магний		кадмий		молибден		серебро		галлий
цинк		титан		сурьма		ниобий		платина		селен
олово		натрий		мышьяк		ванадий				цирконий
никель		калий		кобальт ртуть		тантал				индий

Рис. 1. Группы и подгруппы цветных металлов


Руды тяжелых металлов имеют очень низкий процент со­держания металла в руде. Вот почему необходима работа по их обогащению и предпочтительность размещения в местах или районах их добычи. Например, медные руды содержат 1—5 и менее процентов меди, а в концентрате содержание меди уве­личивается до 35%. Содержание металла в свинцово-цинковых рудах 5—6% и менее, а в концентрате — 78%. Содержание олова в оловянных рудах — менее 1%, а в концентрате — 65% (для сравнения скажем, что содержание железа в железных рудах составляет обычно 20—25%, а в некоторых, например, в Курской магнитной аномалии, гораздо выше — 60—62%). Именно цветные тяжелые металлы имеют особенно низкий процент содержания металлов в руде. Поэтому размещение предприятий по произ­водству цветных тяжелых металлов определяется, главным образом, сырьевым фактором. Получение дорогостоящих кон­центратов руд цветных металлов позволяет транспортировать их на большие расстояния и тем самым территориально разобщить процессы добычи, обогащения и непосредственно металлурги­ческий передел.

Производства цветных металлов отличается большой топливоемкостью. Так, для производства 1 т никеля нужно до 55 т топлива, 1 т цинка — 3 т, 1 т черновой меди — до 3—4 т, глинозема — до 10—12 т. (табл. 11). При производстве многих цветных металлов потребляется большое количество электроэнергии. Особенно вы­сокая энергоемкость характерна для выплавки цветных легких металлов. Так, для выплавки 1 т титана или магния нужно соот­ветственно 30—60 тыс. кВт • ч и 18—20 тыс. кВт • ч. Вот почему размещение предприятий по выплавке цветных легких металлов определяется, в первую очередь, электроэнергетическим фак­тором. Самую дешевую электроэнергию вырабатывают на ГЭС, поэтому и многие центры выплавки цветных легких металлов созданы вблизи крупных ГЭС или в районах концентрации ГЭС. Именно поэтому по выплавке цветных легких металлов выделя­ется Восточно-Сибирский экономический район.

Таблица 11

Расход сырья, топлива и энергии на производство

1 т цветных металлов

Металлы	Расход руды, т	Расход топлива и электроэнергии
Тяжелые
Олово	Более 300	1 т
Медь	Более 100	2-3 т
Цинк	16	2-3 т
Свинец	16	2-3 т
Легкие
Титан	15-16	30—60 тыс. кВт.ч
Магний	15—16	18—20 тыс. кВт.ч
Алюминий	4-8	17 тыс. кВт.ч

Добыча и обогащение руд, выплавка некоторых металл он требует больших расходов воды. Так, чтобы получить 1 т медно-никелевых руд, нужно использовать 15—20 м³ воды. Развитие на базе предприятий цветной металлургии некоторых химических производств еще более увеличивает потребность этой отрасли промышленности в воде.

Руды некоторых цветных металлов имеют особо сложный со­став. Так, число сопутствующих веществ достигает в оловянных рудах — 4, медных — 11, свинцово-цинковых — 18, алюмини­евых — 7. В состав полиметаллических руд, например, входят свинец, цинк, медь, золото, серебро, кадмий, висмут. Чаще всего в месте добычи выгодно обеспечивать переработку 1—2 из всех компонентов, а остальные перерабатываются в других местах на специализированных предприятиях.

Организационной особенностью цветной металлургии явля­ется широкое развитие комбинирования. В цветной металлургии развито внутриотраслевое и межотраслевое комбинирование. Практикуется в одном пункте добыча, обогащение, выплавка ряда сопутствующих цветных металлов, их рафинирование, что определяет развитие внутриотраслевого комбинирования в цветной металлургии. Получило также распространение меж­отраслевое кооперирование, особенно с химической промыш­ленностью. В результате основных технологических процессов в цветной металлургии получают сернистый газ, серную кислоту, хлор, некоторые удобрения.

Для цветной металлургии характерна высокая концентрация производства в небольшом числе крупнейших компаний-моно­полистов. Так, на долю 8 организаций (компаний), составляющих менее 1% от общего числа действующих в отрасли, приходится 2/5 всего объема выпускаемой ею продукции. Особую роль играют ГМК «Норильский никель», который выпускает более 40% металлов платиновой группы, перерабатывает свыше 70% российской меди и контролирует около 35% мировых запасов никеля, и ОАО «Русал», на долю которого приходится 75% рос­сийского алюминия и 10% мирового.

Медная промышленность использует небогатые руды (со­держание металла не более 5%), поэтому обязательная стадия производства — обогащение. Самые крупные месторождения по объемам добычи находятся в районе Норильска (Красноярский край). Большое количество месторождений, но небольших,

В значительной степени уже выработанных, находится на Ура­ле — Медногорск, Гай, Сибай, Карабаш, Красноуральск, Ревда, Кировоград. В небольших количествах добывается медная руда также в Мурманской области (Печенга) и в Карачаево-Черкес­ской республике (Уруп). Производство черновой меди сосре­доточено в основном на Урале, где оно возникло еще в XVIII в. В настоящее время уральские заводы — Медногорский в Оренбургской области, Карабашский в Челябинской области, Ревдинский, Красноуральский и Кировоградский в Свердлов­ской области — не обеспечиваются местной рудой и работают на медных концентратах из Казахстана. Производят черновую медь также в Норильске (Красноярский край) и Мончегорске (Мурманская область). Рафинирование меди размещается как около крупных потребителей — в Москве, Санкт-Петербурге, так и на Урале — в городах Кыштым (Челябинская область) и Верхняя Пышма (Свердловская область).

Никелевая промышленность располагается на территории России в тех же районах, что и медная. Самое масштабное произ­водство около крупных месторождений находится в Норильске. Руды здесь добывается больше, чем имеется мощностей по про­изводству металла, кроме никеля из руды извлекают кобальт, платину и другие металлы. Избыточные медно-никелевые концентраты направляются в город Мончегорск (Мурманская область), где имеется и собственная небольшая добыча руды (месторождение Печенга). На третьем месте находится Урал с никелевыми заводами в городах Орск (Оренбургская область), Верхний Уфалей (Челябинская область) и Реж (Свердловская область), расположенных возле небольших месторождений.

Свинцово-цинковая промышленность использует полиме­таллические руды, месторождения которых находятся в горных районах. В России это Кавказ (Садон), предгорья Алтая (Салаирское и Орловское месторождения), Сихотэ-Алинь (Дальнегорск) и хребты Забайкалья (Нерчинский завод и др.). Производство металлов, как правило, привязано к месторождениям, но од­новременно свинец и цинк производят лишь во Владикавказе. В Забайкалье (Читинская область) производят только свин­цовые и цинковые концентраты, которые поступают в другие районы страны. В Приморском крае (Дальнегорск) производят свинец и цинковые концентраты, а в Кемеровской области (Бе­лове) — цинк и свинцовые концентраты. Цинк из привозных концентратов (российских, казахстанских и среднеазиатских) производят в Челябинске.

Оловянная промышленность в России сконцентрирована на Дальнем Востоке, где расположены основные месторождения — Депутатское и Эсэ-Хайя в Якутии, Солнечное в Хабаровском крае, Перевальное и Хрустальненское (Кавалерово) в Приморс­ком крае. Самое западное месторождения олова Шерловая Гора находится уже в Восточной Сибири (Читинская область). Произ­водство металлического олова расположено в Новосибирске по пути следования концентратов из районов добычи (восточных) в районы потребления (западные).

Производство легирующих металлов вольфрама и молибдена целиком приурочено к месторождениям, так как содержание металлов в руде составляет десятые доли процента. И воль­фрам, и молибден одновременно добываются на Джидинском (Республика Бурятия) и Тырныаузском (Кабардино-Балкарская Республика) месторождениях. Кроме этого молибден добывается в Читинской области и республике Хакасия, а вольфрам — в Приморском крае.

Так же территориально совпадают добыча и производство золота. Основные запасы золота на территории России сосре­доточены в рудных (коренных) месторождениях, но их освоение требует значительных затрат. Поэтому разрабатываются в ос­новном россыпные месторождения золота, на освоение которых требуется значительно меньше средств и времени. Свыше по­ловины добычи золота в России дает Дальневосточный район, в котором больше всего производится этого драгоценного металла в Республике Саха (Якутия) — в восточной части, Магаданской области и Чукотском АО. В основном это небольшие прииски, многие из которых разрабатываются еще с 1930-х гг. Но откры­ты и крупные коренные месторождения — Нежданинское и др. На втором месте (около 1/4 добычи) по производству золота находится Восточно-Сибирский район, в котором выделяются Иркутская область (с крупными месторождениями в районе г. Бодайбо) и Красноярский край. На третьем месте — Ураль­ский район с Кочкарским (Челябинская область) и Березовским (Свердловская область) месторождениями.

В России к цветной металлургии относится также добыча алмазов. В настоящее время 99% добычи алмазов приходится на западную часть Республики Саха (Якутия), где расположены месторождения Мирное, Айхал, Эбеляхское и др. Кроме этого имеется добыча алмазов на севере Пермской области. Крупные, но пока не разрабатываемые, месторождения открыты в Архан­гельской области (Ломоносовское и др.).

Особую специфику имеет размещение предприятий алю­миниевой промышленности. Сырьем для получения алюми­ния в России являются бокситы (месторождения в Северном и Уральском экономических районах) и нефелины (в Северном, Западно-Сибирском и Восточно-Сибирском экономических районах). Из алюминиевых руд вначале выделяют окись алю­миния — глинозем (Бокситогорск, Ачинск и др. центры). Разме­щение предприятий по производству глинозема (в связи с его материалоемкостью) определяется преимущественно сырьевым фактором. Затем глинозем доставляют в районы и центры, где вырабатывается большое количество дешевой электроэнергии, прежде всего в те, в которых функционируют мощные ГЭС. Там из глинозема с использованием огромного количества электро­энергии выплавляют металлический алюминий. По выплавке алюминия в России выделяются Восточно-Сибирский (Красно­ярск, Братск, Саяногорск, Шелехов), Поволжский (Волгоград), Северный (Кандалакша, Надвоицы), Северо-Западный (Волхов), Уральский (Краснотурьинск, Каменск-Уральский), Западно-Сибирский (Новокузнецк), экономические районы.


7. ХИМИКО-ЛЕСНОЙ КОМПЛЕКС

В состав химико-лесного комплекса входят химическая и нефтехимическая промышленность, а также лесная, деревооб­рабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность.


7.1. Химическая промышленность

Химическая промышленность играет важную роль в промыш­ленности и хозяйстве страны в целом. Эта отрасль оказывает су­щественное влияние на развитие научно-технического прогресса. На долю химической и нефтехимической промышленности при­ходится 4,5—5% всех промышленно-производственных основ­ных фондов. Развитие НТП и совершенствование размещения производительных сил тесно связаны с химической промышлен­ностью, технологические особенности которой позволяют полнее использовать природные и экономические ресурсы.

Химическая промышленность имеет в своем составе значи­тельное число отраслей и подотраслей, использующих разное сырье и выпускающих разную продукцию (по сложности внут­ренней структуры отрасль уступает только машиностроению), но имеющих сходные технологии производства. В итоге мож­но выделить несколько групп отраслей с разными ведущими факторами размещения производства: 1) горно-химическая промышленность; 2) основная (неорганическая) химия; 3) ор­ганическая химия: а) химия основного органического синтеза, б) химия полимеров, в) переработка полимерных материалов; 4) другие отрасли химической промышленности (бытовая химия и др.) (табл. 13). При этом степень влияния каждого из факторов не одинакова как для отдельных отраслей, так и для их групп.

О масштабах и динамике отечественного производства про­дукции химической промышленности можно судить по данным, приведенным в табл. 12.

Таблица 12

Состав химической промышленности и основные факторы, определяющие размещение предприятий

Группы отраслей химической промышленности	Добыча и производство	Основные факторы раз­мещения предприятий, выпускающих указанную продукцию
Горно-хими­ческая	Добыча основного химического сырья (твердые виды): серы (само­родной серы и серного колчедана), апатитов, фосфатов, калийной, поваренной, глауберовой соли	Сырьевой
Основная (неорганичес­кая) химия	Производство: соды, кислот, щелочей, минеральных удобрений в том числе: азотных калийных, фосфоритной муки, суперфосфата	Сырьевой и электроэнерге­тический Сырьевой и потребительский Потребительский и сырьевой Сырьевой Сырьевой Потребительский
Химия ос­новного органического синтеза	Производство исходных продуктов основного органического синтеза (органических кислот, спиртов) из нефти, газа, угля, лесохимического сырья	Сырьевой, водный, электроэнергетический
Химия поли­меров (поли­мерных материалов)	Производство: синтетических смол и пластмасс, химических волокон и нитей, синтетического каучука	Сырьевой, водный, электро­энергетический (для предприятий по произ­водству химических воло­кон — также трудовой)
Переработка полимерных материалов	Производство: изделий из пластмасс (пластичес­ких масс), шин, резинотехнических изделий	Потребительский
Разнородная группа мало связанных между собой отраслей	Производство: синтетических красителей, лаков и красок, товаров бытовой химии и др.	Потребительский