Энергияның қайнар көзін қаншалықты тиімді пайдаланып жүрміз?

Тіршілік көзі туралы айтқанда ойымызға бірінші кезекте су келеді. Әрине, сусыз тіршілік кешу мүмкін емес. Ал, бүгінгідей өркениетті заманда судан асып түспесе де одан кем түспейтін қажетті құндылықтар қатары көбейіп келеді. Бұлардың ішінде, әсіресе, электр энергиясының орны бөлек. Рас, бұрынғы заманда ата-бабаларымыз шақпақ тастан шоқ шығарып, керек-жарағын оттың қызуымен-ақ кәдеге жаратып жүрген. Тіпті, тас дәуірінде оттың не екенін білмегендер де өмір сүрген. Бірақ, біз ол кезеңнен өтіп, өркениетке қарай көш түзеп бара жатқан білімді ұрпақ емеспіз бе?! Демек, біздің бүгінгі тыныс-тіршілігімізді қуаттың қайнар көзі болып саналатын электр энергиясынсыз елестету мүмкін емес. 

Иә, елімізде электр энергетикасы экономиканың базалық саласы болып саналады. Энергияны тұтыну іскерлік белсенділік деңгейімен және халықтың өмір сүру деңгейімен тығыз байланысты. Сенімді және үздіксіз түрде энергиямен қамтамасыз ету арқылы ғана экономиканың жаңа салаларын дамытуға, ғылыми-техникалық прогресті қамтамасыз етуге және халықтың өмір сүру сапасы мен жағдайын жақсартуға мүмкіндіктер туындайды.

Энергетика саласы тұтастай алғанда мемлекет экономикасының хал-ахуалының қаншалықты екендігін анықтайды. Бұл – экономиканың барлық салаларының инфрақұрылымы және халықтың өмірін қамтамасыз ету жүйесі. Сонымен қатар, бұл жалпы ішкі өнімнің шамамен 

30  пайызын, елдің бюджет жүйесі кірісінің 50-60 пайызын және барлық валюталық түсімдердің 65 пайызын қамтамасыз ететін бизнес екенін де естен шығармауымыз керек. 

Энергияға сұраныс негізгі факторлармен анықталады: экономиканың даму деңгейі, энергия тиімділігі және энергия бағасының динамикасы. Энергетикалық кәсіпорындарға электр стансалары, қазандықтар, жылу және электр желілері жатады. Энергетикалық кәсіпорынның өнімі – электр және жылу энергиясы. Тұтынушыларды қажетті мөлшерде электр және жылу энергиясымен үздіксіз қамтамасыз ету басты міндет болып табылады.

Энергия өндіру процесі: электр қосалқы стансалары, электр, жылу және газ желілері, оттегі және ацетилен стансалары, тоңазытқыш қондырғылары, АТС, оның ішінде ток шеберханасы, электр стансалары, сондай-ақ отын нысандарын жөндеумен айналысатын шеберханалар арқылы жүзеге асады.

Еліміздегі энергия өндірісінің үлкен үлесі жылу электр стансаларына тиесілі – 77,4 пайыз. Ол отын (шымтезек, көмір, мазут немесе газ) жағу кезінде электр және жылу энергиясын өндіреді. Еліміздегі ЖЭЦ (жылу электр орталықтары) және ГРЭС (мемлекеттік аудандық электр стансалары) осы жылу электр стансаларының түрлері болып табылады. Одан кейінгі энергия өндірісінің үлкен үлесі су электр стансаларына (ГЭС) тиесілі. Мұнда судың қозғалысы энергия көзі ретінде пайдаланылады. 

Шамамен қазіргі кезеңде Қазақстанда қырыққа жуық ГЭС, алпыстан астам ЖЭС және Жамбыл, Қарағанды, Ақмола, Алматы, Ұлытау облыстарында 13 күн, жел стансалары жұмыс істейді. Электр стансалары ұлттық электр стансалары, өндірістік электр стансалары және аймақтық электр стансалары болып бөлінеді.

Жалпы ел экономикасы үшін сенімді және қолжетімді энергия көзінің болуы өте маңызды. Энергетика экономикалық дамудан бір қадам алда, өйткені энергиясыз өнеркәсіп те, өндіріс те, инвестиция да болмайды.

Елдің электр энергиясына деген қажеттілігін қанағаттандыру үшін жаңа электр стансаларын салу қажет, бұл инвестиция қайтарымының лимитін арттыруды талап етеді. Жүйелік оператордың айтуынша, Қазақстанда жылу электр стансаларының 55 пайызының, су электр стансаларының 68 пайызының жұмыс істеп тұрғанына 30 жылдан асқан. Электр энергиясының төмен тарифтері жаңа қуаттарды жаңарту, кеңейту және салу, жоғары білікті кадрларды ұстап тұру үшін қажетті ресурстарды қамтамасыз ете алмайтынын көрсетеді.

Шамамен электр энергиясының 42 пайызын өнеркәсіп саласы тұтынады (электр энергиясын ең көп қажет ететін салалардың кейбірі машина жасау, металлургия және химия өнеркәсібі), 27 пайызын тұрғын үй секторы тұтынады. Дәлірек айтсақ, 22 пайыз – қызмет көрсету саласына, 2 пайызға жуығы көлік  саласына жұмсалады. Ал, 7 пайызын басқа тұтынушылар пайдаланады екен. Бұл саланы ұзақ жылдардан бері зерттеп жүргендердің айтуынша, интернет жыл сайын 84 және 

143 гигаватт электр қуатын тұтынады. Бұл әлемдегі жалпы электр энергиясының 3,6 және 6,2 пайызын құрайды. Бір адам күніне шамамен 2000 ккал тұтынады екен, бұл шамамен 2 кВт/сағ немесе шамамен 100 ватт көлемінде.

Біздің алдымызда «жасыл энергия» үлесін арттыру және көміртегі бейтараптығына қол жеткізу міндеті тұр. Осылайша, біз дәстүрлі қуат көздерін тоқтатып жатырмыз, соның негізінде экономика дамып келеді. Біздің елімізде бұлар ең алдымен көмірмен жұмыс істейтін электр стансаларына қатысты болды. Гидроэнергетикаға бізде іс жүзінде ресурс жоқ. Газға көшу де қисынға келмейді, өйткені, мұндай газ қоры жоқ. Ендеше, қайтпек керек? Маман ретінде мен бiздiң уран өнеркәсiбiмiз жақсы дамып, отын өндірісі ретінде жолға қойылғанын ерекше айтқым келеді. Яғни уран өнеркәсібін дамыту стратегиясы бізді ескірген көмір қуаттарын ядролық генерацияға ауыстыруға жетелейді.

Енді осы мәселенің экономикалық және экологиялық тиімділіктеріне көшейік. Атом энергетикасына қызығушылықтың артуы өндіріс шығындарының құрылымында отынның төмен үлесімен де байланысты екені рас. Жалпы, атом электр стансалары көптеген елдерде ең арзан электр энергиясын жеткізушіге айналғанын да айта кетейік. Осылайша, табиғи уранның құны жалпы өндіріс шығындарының шамамен бес пайызын құрайды. Шын мәнінде де, атом энергиясы ең экологиялық таза және сонымен бірге планета тұрғындарының сұранысын қанағаттандыруға қабілетті электр энергиясының тұрақты көзі болып саналады. Атом электр стансасын салудың тым қымбат екендігіне қарамастан, ұзақ мерзімді перспективада бұл көз шикізаттың төмен құнының, қондырғыны пайдаланудың жоғары коэффициентінің арқасында тиімді болып тұр. Бұл факторлар атом энергетикасын дамытуды басқа «жасыл энергия» көздерінің ішіндегі ең перспективалы бағытқа айналдырады.

Экологиялық таза энергия көздеріне және көмірқышқыл газының шығарындыларын азайту жөніндегі халықаралық келісімдерге қызығушылықтың артуына байланысты атом энергетикасы көптеген елдерде өзекті бола бастады. Атом электр стансасын салу мәселесін қазақстандықтар жалпыхалықтық референдум арқылы шешті.

Атом электр стансалары өндіретін энергияның бірдей мөлшерін қамтамасыз ету үшін жел және күн электр стансаларының номиналды қуаты 3-5 есе жоғары болуы керек (бұл олардың жалпы өнім көлемі бойынша атом электр стансаларын қуып жетуге мүмкіндік береді), бірақ мұндай көрсеткіштерге қол жеткізілсе де, өндіру мүмкін емес. Олар бұл қуатты дәйекті түрде шығара алмайды, өйткені, олар ауа райы жағдайлары мен тәулік уақытына тәуелді.

Соңғы онжылдықтарда жаһандық қоғамдастық климаттың өзгеруінің қиындықтарымен бетпе-бет келіп отыр, бұл елдерді энергетикалық стратегияларын қайта қарауға және көмір сияқты дәстүрлі энергия көздеріне тәуелділігін азайтуға мәжбүр етті. Қазақстанда көмір негізгі энергия көздерінің бірі болды, көмірге балама іздеу және экологиялық таза отын пайдалану кезек күттірмейтін міндеттерге айналды. Осы ретте еліміздің бай уран қоры және дамыған уран өнеркәсібі атом энергетикасын энергетикалық инфрақұрылымды дамытудың басым бағытына айналдырады деген сенім бар. 

Ядролық энергия қалай жұмыс істейді? Енді осыған аз-кем тоқтала кетейік. Атом электр стансаларының жұмыс принципі ядролық реакциялар кезінде бөлінетін жылу энергиясын электр энергиясына айналдыру болып табылады.

Бұл процесті бірнеше негізгі кезеңдерге бөліп қарастыруға болады. Яғни ядролық реакция. Ядролық реакторда ауыр ядроларды, әдетте уранды немесе плутонийді бөлетін басқарылатын ядролық тізбекті реакция жүреді. Бұл жылу энергиясының көп мөлшерін шығарады. Екіншісі – бу өндіру. Ядролық реакцияның жылу энергиясы салқындатқышты қыздыру үшін пайдаланылады, ол кейіннен жоғары қысымды буға айналады. Үшіншісі – турбинаның айналуы. Бу турбинасының қалақтарына жоғары қысымды бу беріледі, бұл оның айналуын тудырады. Бұл айналу электр тогы генераторына беріледі. Төртіншісі – электр энергиясын өндіру. Айналмалы генератор айналмалы механикалық энергияны электр энергиясына түрлендіреді, содан кейін ол электр желісіне беріледі. Бесіншісі – салқындату және жабық цикл. Турбинадан шығатын бу конденсаторда конденсацияланады, ал, салқындатқыш су қайтадан реакторға оралып, тұйық циклды құрайды. Сонымен, атом электр стансасында энергия түрлерінің өзара үш түрленуі жүреді: атом энергиясы жылу энергиясына, жылу энергиясы механикалық энергияға, механикалық энергия электр энергиясына айналады.

Енді бұрыннан келе жатқан ЖЭС-мен салыстырып көрейік. Көмір және газ жылу электр стансаларымен салыстырғанда атом электр стансаларының басты артықшылығы олардың энергия көздерінің орналасуынан толық дерлік тәуелсіздігі болып табылады, бұл оларды кен орындарына байланбай, кез келген жерде орналастыруға мүмкіндік береді.

Екіншіден, атом электр стансаларының артықшылығы – басқа көздермен салыстырғанда олардың экологиялық тазалығы. Осылайша, жылу электр стансаларында зиянды улы және парниктік заттардың шығарындылары (қалдықтары: оның ішінде күкірт диоксиді, азот оксидтері, көміртек оксидтері, көмірсутектер, альдегидтер және күл) 1000 МВт орнатылған қуаттылыққа шаққанда жанармай құю стансаларында жылына шамамен 13 000 тоннаны және көмір стансаларында шамамен 165 000 тоннаны құрайды, ал, атом электр стансаларында мұндай шығарындылар жоқ. Сонымен бірге нақты ЖЭС шығаратын заттардың радиоактивтілігі атом электр стансаларына қарағанда бірнеше есе жоғары.

Сонымен, атом электр стансаларының кәдімгі жылу электр стансаларымен салыстырғанда отынды жағу үшін оттегі қажет етпейтін, қоршаған ортаны күкірт диоксидімен және басқа газдармен іс жүзінде ластамайтын артықшылықтары бар. Сондай-ақ, ядролық отынның айтарлықтай жоғары жылулық құндылығы болғандықтан, бұл оның көлемін және тасымалдау мен өңдеу шығындарын күрт төмендетеді. Яғни ядролық отынның әлемдік энергетикалық ресурстары көмірсутекті отынның табиғи қорынан айтарлықтай асып түседі.

Қалай айтсақ та, елімізде атом электр стансаларының пайда болуы қашанда жан-жақты ұлттық дамудың, оның ішінде жоғары технологиялық өндірістердің дамуының драйвері болып табылды.

Қуатбек ҚАЛЫҚҰЛОВ,

экономика ғылымдарының кандидаты, доцент.