Электроэнергетика США

По основным количественным показателям электроэнергетика США прочно занимает первое место в мире. Это относится и к установленной мощности электростанций (около 1 млн кВт), и к выработке электроэнергии (4,25 трлн кВтч), и к ее суммарному потреблению. А по выработке электроэнергии из расчета на душу населения (14,0 тыс. кВт•ч) США уступают только таким сравнительно небольшим по населению странам, как Норвегия, Канада, Исландия и Швеция. Данные таблицы 61 свидетельствуют о том, что во второй половине XX и начале XXI в. эта отрасль в США развивалась вполне динамично. Производство электроэнергии в стране в 1950–2006 гг. увеличилось в 10,9 раза.

Таблица 61

ВЫРАБОТКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В США В 1950–2006 гг.

Структура выработки электроэнергии в США в целом довольно типична для экономически развитых стран Запада: около 70 % ее дают ТЭС, работающие на угле (56 %), природном газе и мазуте. Остальная электроэнергия производится на атомных (17 %) и гидравлических (10 %) станциях.

Это означает, что США входят в ту группу стран, для которой характерно преобладание теплоэнергетики.

Самые крупные ТЭС в стране обычно имеют мощность в 2,5–3,5 млн кВт. Распространены они фактически повсеместно. Еще в 1950– 1960-х гг. среди них резко преобладали традиционные угольные ТЭС, работавшие на углях Аппалачского, Иллинойского и Западного Внутреннего бассейнов. Затем сотни ТЭС, расположенных в районах Атлантического побережья США, были переведены с угля на мазут, получаемый при переработке импортной нефти. Крупные ТЭС на природном газе и мазуте были построены также в юго-западных штатах с расчетом на использование местных ресурсов углеводородного топлива. После энергетического кризиса крупные угольные ТЭС появились также в осваиваемых угольных бассейнах Горных штатов (например, ТЭС «Навахо» в Аризоне).

Атомная энергетика в США стала развиваться с конца 1950-х гг. Динамику этого развития показывает таблица 62.

Как вытекает из данных таблицы 62, наиболее быстро атомная энергетика США росла до середины 1970-х гг. Согласно расчетам того времени, доля АЭС в выработке электроэнергии уже к 1980 г. должна была достигнуть 25 %, а мощность АЭС – 300 млн кВт. Но эти расчеты не оправдались. И через десять лет после этого срока, в 1990 г. суммарная мощность АЭС составила только 111млн кВт, а доля их в выработке электроэнергии – 20 %. С начала 1979 г. в США не было заказано строительство ни одной новой АЭС. Достраивались только те, сооружение которых было начато раньше. А строительство нескольких десятков АЭС было отменено. Так, образно говоря, прилив в развитии атомной энергетики сменился отливом. В 2008 г. мощность АЭС составила 99 млн кВт.

Конечно, на такой пересмотр атомно-энергетической политики США повлиял комплекс разных причин. Первым толчком послужила серьезная авария на АЭС Три-Майл-Айленд в Гаррисберге (штат Пенсильвания) в марте 1979 г. Правительственная комиссия по расследованию причин аварии тогда же рекомендовала в корне реорганизовать систему рассмотрения и утверждения заявок частных компаний на строительство и эксплуатацию АЭС. Выдача разрешений на эксплуатацию новых АЭС на некоторое время вообще была прекращена. Затем добавились и другие причины: снижение общей энергоемкости ВВП США в результате внедрения ресурсосберегающих технологий, удорожание строительства АЭС, повышение масштабов возможных аварий по мере увеличения их мощности, обострение проблемы захоронения радиоактивных отходов, рост антиядерного движения в стране.

Таблица 418

АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА США

Развитие отрасли в 1980—1990-егг. также скорее напоминало отлив, чем прилив (хотя администрация президента Дж. Буша-старшего в начале 1990-х гг. разработала такую энергетическую стратегию страны, в которой атомной энергетике отводилась приоритетная роль). Число действующих атомных реакторов не только перестало расти, но даже начало уменьшаться, так как некоторые АЭС уже выработали свой срок эксплуатации. Однако в начале XXI в. была разработана новая программа, предусматривающая как доведение общего числа АЭС до 300, так и создание атомных реакторов четвертого поколения.

Общее представление о размещении атомных электростанций США дает рисунок 184. Он показывает, что большинство АЭС расположено на Севере, включая индустриальный Северо-Восток и Средний Запад. На первом этапе развития атомной энергетики почти ³/₄ суммарной мощности АЭС концентрировалось на Северо-Востоке, затем их стали сооружать и на Среднем Западе. В 1990 г. в обоих этих районах было сосредоточено почти 50 % всей мощности АЭС страны, а их доля в выработке электроэнергии на Севере была равной среднему показателю для США (19–20 %). На Юге АЭС стали строить только в начале 1970-х гг., но тем не менее этот макрорайон довольно быстро превратился во второй по значению атомно-энергетический район США. Ныне на Юге сосредоточено уже 38 % общей мощности АЭС страны; особенно выделяются Южноатлантические штаты. Третье место (12 % общей мощности АЭС) занимает Запад, где особенно выделяется Калифорния. В 1990-егг. больших изменений в этой «расстановке сил» не произошло.

Характерная черта размещения АЭС в США – их ориентация прежде всего на крупных потребителей электроэнергии. Поэтому большинство из них расположено в пределах метрополитенских ареалов и шире – трех мегалополисов. Однако в 1970—1980-х гг. начался сдвиг АЭС в районы, более удаленные от крупных промышленных центров. Теперь в США действует закон о размещении АЭС в районах с низкой плотностью населения; в первую очередь это относится к 30-мильной зоне в непосредственном окружении АЭС. Еще одна важная черта, характерная и для других стран, – размещение АЭС у источников воды. Как показывает рисунок 185, большинство из них расположено на побережьях Атлантического и Тихого океанов, на берегах Великих озер, на Миссисипи и других крупных реках.

Гидроэнергетика ныне занимает в электроэнергетическом балансе США третье место. По общей выработке электроэнергии на ГЭС страна делит первое-второе места с Канадой. Всего насчитывается более 1300 ГЭС, они есть в каждом или почти в каждом штате. Однако на этом фоне особо выделяются два района, два гидроэнергетических каскада. Один из них находится на Тихоокеанском Северо-Западе, а второй – на так называемом Верхнем Юге.

Ядром каскада первого из этих районов стала ГЭС Гранд-Кули, относящаяся к числу крупнейших в мире. Ее сооружение на р. Колумбия (штат Вашингтон) было начато еще в 1933 г., в период Великой депрессии. Сначала плотина предназначалась не столько для получения дешевой гидроэнергии, сколько для орошения и ввода в сельскохозяйственный оборот ранее не использовавшихся земель. Но затем на первое место вышла электроэнергия. Мощность ГЭС Гранд-Кули постепенно наращивалась, достигнув сначала 7,1, а в дальнейшем 10,8 млн кВт: это уже давно самая большая гидростанция страны. Затем на р. Колумбия и ее притоках было построено еще несколько крупных ГЭС. Всего же в бассейне этой реки сооружено более 50 плотин и действует 80 ГЭС. Это самый большой гидроэнергетический каскад в мире суммарной мощностью более 21 млн кВт. Он «притянул» к себе многие электроемкие производства, включая военные.

Строительство второго крупнейшего каскада ГЭС на р. Теннесси, левом притоке Огайо, также началось в 1933 г. на государственные средства. Тогда же была создана Администрация долины Теннесси (ТВА), являвшая собой, по существу, первый крупный проект региональной политики в США, охватывавший территорию семи прилегающих к реке штатов. До Второй мировой войны здесь строили в основном плотины и гидростанции, число которых теперь приближается к 30. Во время войны был создан крупнейший в стране центр по производству ядерного оружия в Ок-Ридже. А после войны в системе ТВА стали сооружать преимущественно ТЭС и АЭС (рис. 185). В наши дни суммарная мощность всех электростанций ТВА уже превысила 40 млн кВт. Как и каскад на р. Колумбия, этот комплекс «притянул» к себе самые электроемкие производства.

Кроме Колумбии и Теннесси крупные ГЭС построены на реках Колорадо и Ниагара. На первой из них еще в 1936 г. было завершено сооружение самой высокой в США арочной плотины (221 м) и ГЭС, которые были названы в честь президента Гувера. Сначала эта ГЭС имела мощность немногим более 1 млн кВт, но затем она была увеличена до 1,4 млн кВт. В 1966 г. на этой же реке было завершено строительство плотины и ГЭС Глен-Каньон (около 1 млн кВт). ГЭС Роберт Мозес на Ниагаре имеет мощность около 2 млн кВт, строительство ее было завершено в начале 1960-х гг.

Рис. 184. Размещение АЭС в США

Хотя доля нетрадиционных источников энергии в общей выработке электроэнергии в США пока еще очень невелика, они также заслуживают внимания. Во-первых, потому, что по масштабам их использования США занимают лидирующее положение в мире. И во-вторых, потому, что для размещения работающих на них станций и установок характерен четкий географический рисунок.

Наибольшую роль среди них играют ГеоТЭС, число которых достигает 70, а суммарная мощность 2,7 млн кВт. ГеоТЭС работают во многих штатах, среди которых выделяются Невада, Юта, Гавайи и в особенности Калифорния. Развитию геотермальной электроэнергетики длительное время способствовало введение налоговых льгот, а также проведение научных исследований и разработок, субсидировавшихся правительством. Однако в 1990-х гг. рост этой отрасли резко замедлился, что связано в первую очередь с ухудшением условий работы ГеоТЭС в Калифорнии.

Широкое распространение получила в США и солнечная электроэнергетика. В первую очередь это относится к «Солнечному поясу», в пределах которого солнечные батареи используются практически повсеместно. Главная причина, сдерживающая распространение таких батарей, заключается в их высокой стоимости. Но в перспективе, по мере внедрения новых технологий, она должна снизиться.

Рис. 185. Электроэнергетический район в бассейне р. Теннесси

Использование ветровой энергии в США началось в Калифорнии в 1981 г. K началу 1993 г. общая мощность ВЭС в стране достигла 2,7 млн кВт, а затем еще более возросла. И по количеству ВЕС (около 2000), и по их суммарной мощности США занимают первое место в мире, хотя в последнее время испытывают все более сильную конкуренцию со стороны Германии. В этом отношении особо выделяется также штат Калифорния.

Определенные перспективы открывает и использование приливной энергии. Первая промышленная ПЭС была построена США совместно с Канадой в заливе Фанди, на северном отрезке Атлантического побережья.