Электрификация

Электрификация, представляет в  настоящее время высшую форму механизации (электромотор заменяет все другие виды двигателей), причем слово электрификация имеет два значения: 1) процесс полного или частичного перехода какого-нибудь предприятия или целой отрасли народного хозяйства к этой форме механизации; 2) обозначает также метод централизованного электроснабжения какого-либо города, района или целой страны.

I. Электрификация как высшая форма механизации. Основные преимущества электроэнергии (возможность передачи на большие расстояния, высокий коэффициент полезного действия при превращении в другие виды и любая дробимость потребления) обусловили широкое распространение этой формы энергии за последние несколько десятилетий и переход от «века пара» (ХІХ-го) к «веку электричества» (XX). Электрические двигатели имеют целый ряд серьезных  преимуществ перед всеми другими видами двигателей: применение их привело к замене громоздких трансмиссий одиночным приводом отдельных станков или даже частей станка. Возможность обслуживания электродвигателя лицами без специальной подготовки чрезвычайно широко расширила области его применения не только в промышленности, но и в сельском хозяйстве и в домашнем быту. Электрические печи на фабриках и заводах дают возможность очень точно регулировать температуру и, благодаря целому ряду еще других преимуществ, применяются все в большей степени для выплавки высококачественного металла. Широко распространяются и другие применения электротермии, как, например, электросварка. Применение электроэнергии для электролиза вызвало к жизни большую новую отрасль промышленности — электрохимию (см.).

В табл. 1 показана степень электрификации промышленности в нескольких странах, причем для сравнимости степень электрификации определена как отношение мощности электродвигателей к суммарной мощности первичных двигателей и электромоторов, получающих энергию со стороны (правильнее было бы оценивать степень электрификации не по мощности двигателей, а по их работе за год, что,   однако, в статистике на Западе применяется редко).

Таблица 1.

Рост степени электрификации промышленности в %% (по мощности)

¹⁾ Журнал «Electrical World», Jan. 4, 1930.

²⁾ «Тhе Economist». Oct. 29, 1927.

³⁾ «Энергетическое хозяйство СССР», т. 1, ст. профессора Вейда, XIX в XXI стр., 1931.

За последние годы все более распространяется электрификация железных дорог на линиях с очень сильным движением или с большим уклоном. Наоборот, внутригородской электрический транспорт встречает за последние годы большую конкуренцию со стороны автотранспорта. Однако, в среде последнего завоевывают себе место повозки с электрическими аккумуляторами, а также троллейбус (безрельсовый трамвай). В сельском хозяйстве электроэнергия находит очень разнообразное применение (см. электротехника — сельское хозяйство). Главным препятствием к распространению применения электроэнергии в сельском хозяйстве является дороговизна большой распределительной сети и малая продолжительность годового использования электромеханизмов. В СССР электрификация сельского хозяйства имеет особенно большие перспективы в связи с проведением сплошной коллективизации: с одной стороны, значительно увеличивается масштаб возможного применения электроэнергии в сельском хозяйстве, а с другой — увеличивается продолжительность использования электроустановок, поскольку в данном районе будет развиваться сельскохозяйственная индустрия.

В последнее время электричество получило большое применение в быту: не говоря уже об электрическом освещении, которое по удобству, безопасности и дешевизне превосходит все другие виды освещения и потому распространяется везде, где только есть электрическая энергия, — электричество сейчас широко применяется за границей для варки пищи, для подогревания воды (часто – ночным  током, по дешевому тарифу), для утюгов, пылесосов, швейных машин и пр. В С.-А.С.Ш. получило очень большое распространение применение электричества для домашних холодильников и для автоматизированных нефтяных отопительных установок в домах. Где электроэнергия дешева, она применяется и непосредственно для отопления домов. Несомненно, что в связи с начинающимся у нас в СССР широким развитием строительства социалистических городов надо ожидать быстрого роста применения электроэнергии в домашнем быту.

II. Электрификация, как метод централизованного электроснабжения, является основной предпосылкой для рационального построения энергетического хозяйства страны. Целью рационализации энергохозяйства ставится максимальное использование для нужд промышленности и населения местных энергетических ресурсов, уменьшение до минимума  транспорта топлива по стране и максимальное снижение стоимости электрической, механической и тепловой энергии. При современном состоянии энергетики наименьших в конечном счете капитальных затрат требует система единого энергетического хозяйства, состоящая из мощной высоковольтной сети, соединяющей потребителей электроэнергии в целом районе с источниками централизованного электроснабжения, каковыми могут быть: а) крупные районные станции, использующие местные энергетические ресурсы (низкосортное топливо и водные силы); б) фабрично-заводские энергоустановки, использующие для получения электроэнергии и тепла горючие отбросы производства; в) теплоснабжающие электростанции (теплоэлектроцентрали), снабжающие промышленных и бытовых потребителей паром или горячей водой, причем пар пропускается предварительно через турбины, связанные с электрическими генераторами. В условиях СССР - нельзя провести резкой границы между названными тремя категориями электростанций, так как, с одной стороны, комбинирование тепла и электроснабжения, как правило, осуществляется во всех случаях, а с другой стороны — каждая электростанция, которая строится на отдельном предприятии (например, с целью использования его внутренних энергетических ресурсов), применяется и для снабжения других потребителей, являясь одновременно по существу и районной электростанцией.

Рис. 1.

В последнее время существует стремление комбинировать электростанции, в частности теплоснабжающие, с газовыми заводами, тесно увязывая в едином энергетическом хозяйстве снабжение промышленности и населения газом со снабжением теплом и электроэнергией. На рис. 1 показана принципиальная схема единого энергетического хозяйства. Объединение одной общей сетью разнообразных потребителей электроэнергии дает экономию электрической мощности вследствие разновременности потребления у отдельных групп; кроме того, уменьшается необходимость в резервах при той же степени надежности (см. электротехника — электростанции).

Наибольшее экономическое значение имеют следующие 6 преимуществ развитой высоковольтной электрической  сети, составляющей основу единого  энергетического хозяйства.

Таблица 2. Динамика технического прогресса в области конструирования и эксплуатации паровых турбин (одновальвых) в С.-А. С. Ш.¹⁾.

1) Мощная сеть с широким охватом потребителей позволяет концентрировать производство электроэнергии на   электростанциях с крупными агрегатами. В табл. 2 показано для примера,   как в С.-А. С. Ш. происходит параллельно процесс укрупнения агрегатов и повышение коэффициента полезного действия электроустановок, а следовательно, и улучшение использования топлива.

Кризис капиталистического хозяйства после 1929 г. прервал процесс укрупнения генерирующих единиц. Увеличение мощности отдельных агрегатов и целых станций понижает стоимость установленного киловатта (см. электротехника — электростанции). Совместная работа на общую сеть нескольких электростанций дает возможность так распределять нагрузку между ними, чтобы в наибольшей степени использовать те из станций, которые имеют наименьший удельный расход топлива.

2) При совместном обслуживании разнообразных групп потребителей повышается очень значительно коэффициент использования мощности электростанций. Кроме уже отмеченной разновременности потребления, этому способствует возможность установления систем тарификации электроэнергии, увеличивающих потребление последней для бытовых и термических целей в часы снижения до минимума потребления электроэнергии электродвигателями на промышленных предприятиях и для целей освещения (ночные часы, обеденный перерыв). У нас увеличение сменности на предприятиях, регулирование недельного отдыха предприятий и учреждений, а также искусственное регулирование графиков нагрузки потребителей способствует увеличению коэффициента использования станций. В табл. 3 показано, как в различных странах повысился этот коэффициент (выраженный в часах) с довоенного времени.

¹⁾ По докладу Rice на 1-й Мировой энергетической конференции в Лондоне 1924 г. и Clark на конференции в Токио 1929 г.

²⁾ Средние цифры для агрегатов больше 60 000 кВт.

Таблица 3.

Сравнение числа часов использования за год установленной мощности электростанций (станция общего пользования).

Это повышение коэффициентов использования вызвано распространением централизованных систем электроснабжений, с одной стороны, и расширением применений электроэнергии, с другой.

3) Общая высоковольтная сеть позволяет наиболее полно использовать преимущества комбинирования производства электроэнергии с производством тепла (теплофикация) и производством газа (газификация) для промышленности и населения. Централизованное теплоснабжение дает возможность понизить расход топлива вследствие более высокого коэффициента полезного действия мощной котельной высокого давления на теплоэлектроцентрали (свыше 80%) по сравнению с мелкими котельными отопительных устройств у отдельных абонентов (от 50 до 70%). При пропуске отпускаемого абонентам пара предварительно через турбины получается электроэнергия с добавочным расходом топлива всего 1 000 - 1 500 калорий на кВт-час (0,16—0,22 кг условного 7 000 калорийного топлива) вместо 3 000-3 500 калорий на самых лучших и мощных современных конденсационных станциях (см. электротехника — электростанции). Централизованное теплоснабжение, комбинированное с производством электроэнергии, осуществлено уже в индустриальных странах, но пока еще в сравнительно небольшом масштабе. Последнее объясняется, с одной стороны, трудностями в условиях частнокапиталистического хозяйства, глубокого внедрения во внутреннюю жизнь предприятия, связанного с централизацией, не только электроснабжения, но и снабжения теплом и горячей водой, а с другой стороны — крупными капитальными затратами для замены уже существующих индивидуальных систем теплоснабжения — централизованными. Электростанции, вырабатывающие электроэнергию за счет сжигания отбросов производства или за счет комбинирования электроснабжения с теплоснабжением, отдают в общую районную сеть избыточную электроэнергию, неиспользованную предприятием, часть которого составляет станция. В случаях временного или постоянного дефицита в электроэнергии эти предприятия покрывают его получением энергии из общей сети. Кроме того, в сети сосредоточены общие резервы. Так как графики потребности в тепловой и в электрической энергии не совпадают по времени, наличие мощной районной сети дает возможность полного использования горючих отбросов и выгод комбинирования электро-теплоснабжения. В последние годы начинает завоевывать признание принцип необходимости до сжигания топлива предварительно извлечь из него жидкие погоны, что связывается с комбинированием электростанций с заводом по дистилляции твердого топлива. Начинает применяться полукоксование в связи с электростанцией. При низкотемпературной дистилляции (500-600° С) получаются: а) жидкие погоны, б) так называемый швельгаз, который может быть использован для технологических и бытовых целей, и в) полукокс, который, тут же размалывается в порошок и сжигается под котлами электростанции, (см. химическая переработка каменного угля, XLV, ч. 2, 263 сл.). Двухлетняя эксплуатация в Англии (Ньюкасл) электростанции с заводом полукоксования, причем сбывались на сторону только жидкие погоны, а газ сжигался вместе с полукоксом под котлами, дала, в конечном счете снижение расходов на топливо по сравнению с сжиганием угля в сыром виде на 16%.

¹⁾ По данным «Electrical World», 7/V, 1981.

²⁾ «Электрохозяйство СССР», стр. LXIV 1931.

У нас проектируется сверхмощная районная электростанция (в Донбассе в Гришинском районе), составляющая часть комбината для переработки угля коксованием на газ. Получаемый не металлургический кокс будет сжигаться тут же под котлами, высококалорийный газ передается по газопроводам заводским печам. Продукты высокотемпературной дистилляции угля перерабатываются химическим заводом комбината. Электростанция мыслится как теплоснабжающая, и таким образом одновременно осуществляется  электрификация, теплофикация, газификация и вводится в круг единого энергохозяйства также и централизованное снабжение промышленности высокотемпературным теплом. В условиях социалистического строительства СССР имеются все предпосылки для осуществления теплофикации совместно с электрификацией, а во многих случаях и с газификацией в широчайшем масштабе, так как в условиях планового хозяйства при проектировании новых предприятий и реконструкции старых с самого начала нужно предусматривать централизованное снабжение всеми видами энергии, а широкое строительство социалистических городов нужно вести с расчетом создать в них единую систему энергохозяйства.

4) Мощная высоковольтная сеть дает возможность использовать отдаленные от промышленных центров водные силы и залежи низкосортного топлива. Совместная работа на общую сеть различных электростанций допускает наиболее полное использование местных энергетических ресурсов: так, например, гидростанция, работающая совместно с паровыми, может извлечь полностью энергию водотока, меняющуюся, как известно, по сезонам. Совместная работа гидростанций на реках, имеющих ледниковое питание и летний максимум (например, в северной Италии), с гидростанциями на реках, имеющих родниковое питание и летний минимум (южная Италия), дает возможность избегнуть неудобств сезонного уменьшения мощности станций, направляя по линиям электропередач поток энергии летом в одном направлении, зимой — в другом. Аналогично работают гидростанции на реках с гидростанциями на оросительных каналах (Армянская ССР). Сухое лето, уменьшая в наших условиях дебет воды в реке и количество киловатт-часов, которое за год может дать гидростанция, в то же время позволяет перевыполнить программу торфодобычи, что может компенсировать, например, в Ленинграде, при совместной работе гидростанций с торфяными, уменьшение выработки первых в маловодном году. Теплоэлектроцентрали, работающие с противодавленческими турбинами, в зимнее время дают максимальную электрическую мощность, вследствие чего они в большой сети могут компенсировать до некоторой степени сезонное зимнее снижение мощности гидростанций.

5) Одним из наиболее важных преимуществ объединения электростанций высоковольтными сетями в одну систему является возможность наилучшего использования резервов: в то время как на каждой изолированной электростанции для достижения надежной работы электроснабжения должна иметься резервная мощность, равная, по крайней мере, одному наиболее крупному из работающих на станции агрегатов, — на объединенных электростанциях резервная мощность одной станции может в случае нужды заменить вышедший из работы агрегат другой станции. В результате суммарная резервная мощность — для целей как аварийного, так и планового ремонта — может быть для объединенных электростанций взята меньшей; это дает, при той же степени надежности электроснабжения, значительную экономию в капитальных затратах на электростанцию, частично покрывающую расходы по сооружению высоковольтных передач, соединяющих электростанции.

6) Высоковольтные сети дают возможность такого комбинирования различных источников энергии, при котором получается наивыгоднейший топливный баланс энергохозяйства в целом.

Рис. 2

Вышеперечисленные выгоды создания единого энергохозяйства, даже без указанной выше выгоды комбинирования производства различных видов энергии, пока еще мало использованной во всех индустриальных странах (в том числе и в СССР), привели к тому, что стоимость электроэнергии повсеместно имеет гораздо меньший индекс вздорожания по сравнению с довоенным временем, чем все другие товары, и либо остается на довоенном уровне, либо (в большинстве случаев) значительно понижается. Особенно характерен пример Германии, где в 1927 г. стоимость постройки одного киловатта, установленного на электростанции, повысилась по сравнению с довоенным в полтора раза; %% на капитал, ссуженный электроснабжающим предприятиям, с 4%% поднялись до 8—10%; стоимость тонны топлива повысилась на 75%; текущие расходы (включая зарплату) на 50—70%; налоги, уплачиваемые электроснабжающими обществами, повысились в 8 раз, и, тем не менее, стоимость электроэнергии осталась на довоенном уровне. Объясняется это тем, что: 1) расход топлива на один квт.-ч. понизился в среднем в полтора раза за счет лучшего оборудования и лучшего использования при совместной работе наиболее современных станций; 2) почти в 2 раза увеличился коэффициент использования мощности, установленной на электростанции общего пользования за счет развития сетей и расширения применения электроэнергии; 3) значительно повысилась средняя мощность электростанции. На рис. 2 показан для С.-А.С.Ш. индекс средний для всех товаров по сравнению с довоенным и таковой же для электроэнергии. Один из пионеров применения высокого давления пара на электростанциях С.-А.С.Ш. совершенно справедливо отметил на мировом инженерном конгрессе в Токио в 1929 г., что выгоды современной системы электроснабжения в С.-А.С.Ш. при наличии мощных сетей в большей степени обусловили снижение расходов топлива на кВт-час и удешевление энергии, чем огромные успехи теплотехники и резкое повышение коэффициента полезного действия электростанций за последние годы¹⁾.

¹⁾ В 1930 г. в Гартфорде (С.-А.С.Ш.) начала работать первая крупная установка (10 000 кВт) с использованием двух рабочих тел: водяного пара и пара ртути. Эта установка фактически достигла за первые 9 месяцев эксплуатации коэффициента полезного действия 34% («Еl. Wirtschaft», 31, IV). Применение таких «бинарных циклов» открывает новые перспективы дальнейшего повышения к. п.д. конденсационных электростанций, но комбинирование теплоснабжения с электроснабжением дает возможность еще значительно большего увеличения к.п.д., чем достигаемый конденсационными электростанциями с бинарным циклом.

Рис. 3

III. Мировая электрификация. В последние годы мировое производство электроэнергии растет все более ускоряющимся темпом, что происходит вследствие развития электрификации в таких странах, электроснабжение которых было в зачаточном состоянии, и непрерывного (до кризиса) роста потребления электроэнергии в странах, уже имеющих очень развитую систему электрохозяйства. Рост суммарного производства электроэнергии всеми станциями во всем мире, о чем при современном состоянии энергетической статистики можно получить только приблизительные  данные, представлен на рис 3, — до времени наступления кризиса капиталистической системы хозяйства. Более точные данные по отдельным странам показаны в табл. 4 и 5. В обоих случаях дается, кроме производства электроэнергии от всех станций, еще та же величина, рассчитанная на душу населения. 

Таблица 4

Производство электроэнергии всеми электрическими станциями.

Примечание. Кроме СССР, С.-А. С. Ш., Швеции и Норвегии, взято из «World Power», July, 1929; по Швеции и Норвегии данные из журнала «Electrical World»; С.-А. С. Ш. из того же журнала, October 5, 1929.

Таблица 5.

Мощности электростанций в тысячах кВт¹⁾

В мировой энергетической статистике существует разделение электростанций на 2 группы: станции общего пользования, продающие электроэнергию населению и промышленности, и станции частного пользования, снабжающие электроэнергией только предприятие, на территории которого и заботами которого они построены. Это разделение по существу противоречит принципу создания единого энергетического хозяйства. Даже на капиталистическом Западе уже нередки случаи, когда станции частного пользования работают на общую сеть, отпуская ей избыток произведенной энергии или покрывая дефицит на основании договора, заключенного владельцем станции с электроснабжающим обществом. В СССР такое разделение, хотя оно в официальной статистике пока еще существует, практически потеряло всякое значение, так как проводится принцип, по которому, кроме районных электростанций, имеют право на существование только те электростанции, которые могут вырабатывать дешевую электроэнергию на энергетических отбросах или местных ресурсах, отдавая при этом энергию не только тому предприятию, на территории которого они построены, а всем потребителям. В СССР уже в 1929 г. было около 50 городов, пользовавшихся электроэнергией не от городской станции общего пользования, а от фабрично-заводских. Общая тенденция во всем мире направлена к уменьшению роли станций частного пользования. Так, например, в Германии мощность электростанций общего пользования возросла за 3 года, с 1926 до 1929 – с 5,5 млн. кВт до 7,5 млн. кВт, в то время как мощность электростанций в промышленности за это время увеличилась лишь с 4,5 до 4,9 млн. кВт. В Англии в 1925/26 гг. мощность промышленных электростанций составляла 44% общей мощности страны, в 1928 же году – лишь 33,3%.

Таблица 6.

¹⁾ По «World Power» (July, 1929), кроме СССР.

²⁾ Районные электростанции. Станций частного пользования в СССР нет.

³⁾ Остальные электростанции, кроме районных.

Эта тенденция обнаруживается наглядно в динамике коэффициента централизации электроснабжения нескольких стран, вычисленного в статье профессора В. И. Вейц в книге «Электрохозяйство С.С.С.Р.», 1931 г., и представленного в таблице 6.

Электроэнергия, выработанная электростанциями, за вычетом 20% на потери в сетях и расходы на собственные нужды станции, потребляется подавляющей своей частью промышленностью.

Таблица 7.

Баланс электроснабжения нескольких стран в %%.

¹⁾ Подразделение совершенно условное.

²⁾ Подразделение по мощности.

Обращает внимание то обстоятельство, что в различных странах распределение по указанным в таблице 7 трем группам меняется очень немного. В таблице 8 сопоставлена расходная часть энергобаланса тех станций, которые носят название станций общего пользования, в СССР, С.-А.С.Ш. и Англии. Заметно большое сходство, почти совпадение, процентного распределения для С.-А. С. Ш. и СССР, несмотря на то, что абсолютная величина производства и потребление энергии в обеих странах очень различны.

Рассмотрим теперь характерные черты и основные показатели нескольких стран.

С.-А.С.Ш. Суммарное производство электроэнергии в этой стране составляет почти половину мирового производства. По абсолютным цифрам суммарной мощности станций, суммарного производства электроэнергии и мощности крупнейших станций эта страна занимает первое место в мире, далеко впереди всех остальных. Только в отношении среднего душевого потребления электроэнергии она уступает Норвегии, Канаде и Швейцарии.

В табл. 9 и на рис. 4 даны основные показатели электроснабжения от станции общего пользования.

Электроснабжающие общества общего   пользования в 1929 г. производили примерно около 75% всей электроэнергии в стране. Этот % растет. Увеличивается также концентрация производства крупными обществами. Число обществ уменьшается, и ежегодно происходит слияние их между собой. В 1926 г. было 2 общества, вырабатывавших больше 3-х миллиардов кВт-часов, и 18, вырабатывавших свыше миллиарда кВт-часов в год. Через 2 года, в 1928 г., число обществ, вырабатывавших свыше 3-х миллиардов, стало 3, а свыше одного миллиарда — 26. Отдельные районы САСШ значительно отличаются по развитию и душевому потреблению электроэнергии. В 1929 г. наибольшее душевое потребление было в Калифорнии (1780 кВт-час.), наименьшее – в юго-восточном центральном районе (385). На Тихоокеанском побережье линии электропередачи отдельных обществ связаны между собой так, что получается непрерывная сеть, соединенная на севере с Канадской, а на юге с Мексиканской (рис. 5).

Представляет интерес динамика потребления энергии отдельными группами потребителей в последние годы под влиянием кризиса.

Из таблицы 10 видно, что потребление энергии оптовыми потребителями, представляющими собой промышленность, из года в год сильно сокращается (с 41,8 млрд. кВт-час в 1929 г., до 35,6 млрд. кВт-час в 1931 г.); зато повысилось потребление энергии другими группами, особенно – домашними потребителями (с 7,6 млрд. до 9,7). Следует отметить, что число домашних потребителей возросло незначительно (с 15,36 млн. ч. до 16,02 млн. ч.), но расход энергии каждым потребителем увеличился в среднем по САСШ с 492 кВт-час в 1929 г. до 551 кВт-час в 1930 г. и до 605 кВт-час в 1931 г., при снижении стоимости энергии у потребителя о 6,33 цента до 6,03 ц. в 1930 г. и  до 5,87 ц. в 1931 г. Такое увеличение бытового потребления энергии, в значительной мере возместившее электростанциям понижение вследствие кризиса спроса на энергию со стороны промышленности, явилось результатом энергичной кампании по распространению в стране электрических холодильников, электрических плит, водогрейных аппаратов, автоматических нефтяных топок и других разнообразных предметов электрооборудования бытового характера.

Таблица 9.

Показатели развития электроснабжения С.-А. С. Ш. от электростанций общего пользования¹⁾.

¹⁾ Составлена по данным, приведенным в журнале «Electrical World» за годы с 1928 по 1932, и по докладу Morrow па 2-й Мировой энергетической конференции в Берлине 1930 г.

Германия. Роль фабрично-заводских станций Германии в общей системе электроснабжения до сего времени гораздо значительнее, чем в С.-А. С. Ш., но из года в год централизованное электроснабжение отвоевывает себе все больше места. Все крупнейшие промышленные районы уже имеют общую систему электроснабжения, и сети этих систем почти повсюду соединены между собой (рис. 6). Две системы высоковольтных сетей, питающихся районными станциями, из которых одна обслуживает Берлин и Штеттин, другая — Лейпциг, связанные между собой, базируются на использовании главным образом бурого угля. В южной Германии баварская система с центром в Мюнхене пользуется большей пастью водными силами. Эта система уже соединилась линиями с объединением электростанций западной Германии (Рейнско-Вестфальским обществом), выросшим в последнее время в крупнейшую в Германии электроснабжающую систему, базирующуюся на каменном угле. В связи с быстрым ростом нагрузок в сетях Германии, перед кризисом было приступлено к постройке систем линий электропередач на 220 000 вольт, которые соединяют сети отдельных обществ и уже сопрягаются с высоковольтной сетью Швейцарии.

Таблица 10.

Распределение энергии от 142 крупных систем, дающих 92% от всего количества энергии, выработанной электростанциями общего пользования.

По поручению германского правительства известный инженер О. Миллер составил в 1929 г. план электрификации Германии на базе существующего энергохозяйства страны; план О. Миллера представляет интерес по технико-экономической разработке его центральной идеи — создания единого  высоковольтного кольца для Германии, — с напряжением в 220 кВ, которое затем без переделки опор может быть усилено до 380 кВ — этим кольцом дается возможность с наибольшей эферективностыо использовать основные энергоресурсы Германии (бурые угли  на севере и гидроресурсы на юге) и снабдить все районы Германии дешевой электроэнергией.

Таблица 11 дает сводку основных показателей электроснабжения Германии.

На душу населения выработано в 1927 г. 402 кВт-час.

Длина ординарных линий высоковольтных электропередач в 1929 г.:

40-60 кВ – 8100 км

100 – 6300

200 – 1500.

В Германии получили сравнительно большое распространение установки, комбинирующие производство электроэнергии с производством тепла для технологического процесса.

В ряде городов Германии имеются теплофикационные установки (Берлин, Гамбург и др.). Бытовое потребление электричества также растет значительно; имеется ряд больших поселков с электрифицированными кухнями (Франкфурт на Майне, Швандорф, Швейнфурт).

Таблица 11

Показатели электроснабжения Германии (до кризиса).

Англия в отношении электроснабжения отстала от всех других индустриальных стран. Наличие очень многочисленных мелких станций с ограниченным районом действий и зачастую с очень устарелым оборудованием — характерное явление для Англии. Достаточно сказать, что в одном Лондоне еще в 1924 г. существовало 50 электроснабжающих предприятий, 77 электростанций, 24 различных напряжения и 6 различных частот тока. В это раздробленное электрохозяйство вложено капитала около 50 копеек на каждый киловатт-час годовой продукции (в Чикаго при централизованном электроснабжении около 6 коп.) и средний тариф на кВт-ч. был около 11 коп. (в Чикаго 4,4 к.), а расход угля в среднем около 1,68 кг на кВт.-ч. (в Чикаго 0,85). Английское правительство с 1919 г. делало целый ряд попыток упорядочения электроснабжения законодательным путем вначале без всякого нарушения права частной собственности, но зато и без большого успеха. В 1926 г.   принят новый закон об электроснабжении, по которому создана государственная организация, сооружающая   общую высоковольтную сеть для отдельных районов страны, которая в будущем составит единую для всей Англии государственную высоковольтную сеть (прозванную в Англии «грид»,  решетка). Та же организация будет   после готовности сети ее эксплуатировать, покупая энергию от всех  электростанций, присоединенных к  сети, оптом и продавая ее оптом же   электроснабжающим обществам. Другая организация, существовавшая уже раньше («Совет электрических уполномоченных»), разработала план электрификации до 1940 г. для отдельных районов, определила наиболее целесообразную конфигурацию соответствующей части «решетки» и выбрала те станции, которые должны к ней присоединиться. В большинстве случаев выбрано некоторое число из уже существующих станций, благоприятно расположенных и могущих значительно расширяться без чрезмерно больших капитальных вложений. Этим станциям оказывается содействие к дальнейшему развитию, и они будут поставщиками энергии для государственной сети. К ним прибавляется небольшое число новых станций. Все остальные станции, не попавшие в число избранных, будут принуждены закрыться, так как государство от своей сети будет продавать энергию дешевле, чем она может быть выработана такими станциями. Предприятия, владеющие последними, превращаются в предприятия, только распределяющие покупную энергию. Напряжение для «решетки» принято стандартное — 132 киловольта, все подстанции тоже стандартизированы. Система электроснабжения рассчитана так, что через государственную сеть будет распределяться около 20% всей продаваемой энергии, а остальные 80% будут переданы потребителям, расположенным вблизи станции, по распределительным сетям, напряжением до 30 киловольт. Государство при продаже энергии будет накидывать на каждый киловатт-час несколько десятых долей копейки для покрытия расходов по эксплуатации «решетки», на погашение вложенного капитала и амортизацию сооружений. В последнее время стали предусматривать включение в государственную сеть и фабрично-заводских электростанций, использующих отбросы производства, а также теплоэлектроцентралей. На рис. 7 показана схема расположения станций и сетей на 132 кВ по плану, осуществляемому в Англии. Планы отдельных районов разрабатывались в течение нескольких лет, детально обсуждались с крупными потребителями и выявляли в каждом случае ту экономию в капитальных затратах и в стоимости электроэнергии, которую даст осуществление единого энергохозяйства взамен самостоятельного развития существующих станций.

В таблице 12 даны для примера, основные показатели и цифры, характеризующие результаты реконструкции электроснабжения в двух районах.

Таблица 12

В табл. 13 дано несколько показателей динамики электроснабжения Англии.

Таблица 13.

Показатели электроснабжения Англии²⁾.

1) Из журналов: «Elektrotechnische Zeitschrift» 29/III, 1928 г., стр. 513; «Electrical Revue». 29 VI и 6/VII, 1928 г.

2) По данным «Electrical Revue» и KTZ, 1931 г., 15/1.

Рис. 7.

Степень электрификации страны в 1927 г. – 48%. На душу населения производство электроэнергии было в 1927 г. 356 кВт, ожидается в 1940 г. 600 кВт. В среднем на 1 кв. м мощности электрических станций приходилось: в III/1923 г. – 22,94 ф. ст., в III/1929 г. – 20,65 ф. ст. Новой мощности за эти годы было поставлено 2,732 млн. кв. и произведено затрат.

 Таблица 14

Таблица 15

Средний расход угля на английских электрических станциях общего пользования был в 1929 г. —  0,91 кг на І кВт-час и в 1930 г. — 0,86 кг и только на 3 лучших станциях был в 1930 г. — 0,59 кг; таким образом средний для всех станций расход угля — на 20-21% выше такового для электрических станций С.-А. С. Ш.

Норвегия занимает первое место в мире по производству электроэнергии, приходящейся на душу населения, что вызвано наличием значительных гидроресурсов, удобно расположенных для развития и дающих дешевую энергию (ср. XL, приложение современное состояние важнейших государств, табл. 32). Эти ресурсы были широко использованы для создания во время мировой войны электрохимических предприятий, в частности сильно развилась химия азота. Водные силы  используются также в значительной степени для бумажной промышленности. В табл. 16 дано несколько показателей электроснабжения Норвегии.

Главная часть электроэнергии, до 80%, производится на промышленных электрических станциях, работающих в значительной части круглые сутки, чем и объясняется исключительно высокое число  часов использования мощности, какого пока не имеет ни одна другая страна. Количество энергии, выработанной на 1 жителя в 1925 г., составляло на станциях общего пользования 700 кВтч. и на промышленных станциях — 2 300 кВтч., а всего около 3 000 кВтч/год.

Таблица 10.

Показатели электроснабжения Норвегии¹⁾.

¹⁾ ETZ, 31 и «Энергохозяйство СССР».

Швейцария занимает первое место в мире по степени охвата населения, электрическими сетями. Больше 95% населения пользуется электроэнергией в домашнем быту. Швейцария занимает также первое место в мире по % электрифицирования железных дорог (в 1927 г. 40% по протяженности сети и 51,5% по работе). Электроснабжение почти исключительно базируется на гидростанциях (сp. XLIX, 257). Наличные ресурсы использованы уже на 43%. За последние годы широко развилось строительство в верховьях рек специальных водохранилищ, которые дают возможность в маловодные периоды регулировать мощность существующих станций, расположенных ниже по реке. Экспорт электроэнергии производится Швейцарией в Германию (Баварию), Францию и Италию, составляя в год 1,1 млрд. кВт-часов. Эта цифра уступает только величине экспорта электроэнергии из Канады в САСШ – 1,6 млрд. кВт-час. Таблица 17 дает показатели электроснабжения Швейцарии.

Таблица 17.

Некоторые показатели электроснабжения Швейцарии¹⁾.

Динамика роста % использования  располагаемой энергии гидростанций:  1923 г. — 60%, 1924 г. — 68%, 1925 г. — 71%,  1926 г. — 72%, 1929 г. — 75%.

Япония занимает второе место непосредственно после Швейцарии по охвату населения электроэнергией, а именно: в 1929 г. снабжалось ею 86% населения главных японских островов. Основным   источником энергии являются водные   силы, дающие 62% по мощности и 85%  по энергии. В южной части Японии станции работают на местном угле.  Несколько крупных паровых электростанций в важнейших промышленных; центрах служат вспомогательными установками для гидростанций. Около   2/3 всей электроэнергии вырабатываются 5-ю крупными электроснабжающими обществами («Великая пятерка»),  сети которых соединены между собою. В сферу обслуживания этой мощной   системы входят крупнейшие промышленные центры страны: Осака, Токио, Иокогама, Нагойя, Киото и Кобе. В восточной части общей системы электроснабжения Японии принята обычная для Европы частота трехфазного тока — 50 периодов (район Токио) и 60 периодов (район Осака), что вызывает необходимость для обмена энергии ставить мощные преобразовательные подстанции или применять на новейших гидростанциях оборудование, могущее давать по желанию ток в 50 или 60 периодов.

В таблице 18 показаны основные данные электроснабжения Японии.

Выработка гидростанций составляет около 85% суммарной выработки всех станций.

В 1929 г. жило в электрифицированных домах около 90% населения (установлена 1 лампа накаливания на 2-х жителей).

Таблица 18.

Показатели электроснабжения Японии

Длина высоковольтных линий в 1929 г.

154 тыс. вольт 1 808 км

110 – 361

55-77 – 7442

Итого – 9611.

Капиталовложение в 1927 г. — 600 руб. на 1 установленный кВт.

¹⁾ По докладу Бауэр на 2-й мировой конференции и по «El. World», 30.

²⁾ По материалам Мирового инженерного конгресса в Токио в 1920 г.

³⁾ «El. World», 32.

Мировой кризис капиталистического хозяйства отразился чрезвычайно сильно в области электрохозяйства соответствующих стран. Более всего кризис сказался, естественно, на уменьшении потребления энергии в промышленности, сократившей во всех капиталистических государствах свою работу в очень сильной степени. Общее потребление энергии снизилось в них в течение 1930—31 гг., дойдя в некоторых случаях до уровня 1927 г., и в 1932 г. продолжает снижаться еще далее. Одновременно сократилось до минимума строительство новых станций, — несмотря на то, что под влиянием падения цен на материалы и зарплату строительный индекс также упал очень сильно (в С.-А.С.Ш. — до 130% от 1913 г.). Капиталы, какие еще вкладываются в электростроительство, идут преимущественно на реконструкцию существующих станций и главным образом — на расширение сетей. В связи с этим резко упало производство заводов, изготовляющих оборудование.

Наиболее яркий пример отмеченных выше явлений дают С.-А. С. Ш.: хотя общее потребление электроэнергии здесь, благодаря усилению бытовых нагрузок, упало незначительно в 1930 и 1931 гг. (на 1,5% в 1930 г. и на 4,5% — в 1931 г. против предыдущих лет), но годовое вложение капитала в электростроительство снизилось: с 950 млн. долларов в 1929 г. до 650 в 1930 г. и до 450 —   в 1931 г.; введено в работу новой мощности электрических станций в 1931 г. — вместо намеченных ранее 2,1 млн. кВт — 1,4 млн., а на 1932-й г. предположено ввести лишь 795 тыс. кВт. Производство электропромышленности С.-А. С. Ш. упало с 2,28 млрд. долларов в 1929 г. до 1,69 млрд. в 1930 г. и до 1,31 млрд. в 1931 г. В следующей таблице дано потребление энергии в годы кризиса в некоторых государствах¹⁾:

Таблица 13.

¹⁾ «Elektr. Wirtschaft», 1932.

На диаграмме (рис. 8) показаны кривые производства энергии, в разных странах в последние годы в % отношении к производству 1927 г., принятому за 100 %. Здесь особенно наглядна разница между электрохозяйством переживающих тяжкий кризис капиталистических стран и быстро растущим социалистическим электрохозяйством СССР.

Рис. 8

Социальное значение электрификации. Централизованное электроснабжение охватывает все индустриальные страны все в большем размере. Вся промышленность, часть транспорта и большая часть населения, по крайней мере, городского,  находится в зависимости от работы этих централизованных систем. Развитие электрификации оказывает большое влияние на размещение промышленности; для электроемкой промышленности это влияние является решающим. Развитие электрификации уже вступило в такую фазу, когда приходится преодолевать препятствия, вытекающие из самой сущности капиталистического хозяйства. Правительства этих стран вынуждены принимать мероприятия, нарушающие право частной собственности и подготавливающие полное обобществление одной из важнейших отраслей народного хозяйства, начиная с законов, допускающих принудительное отчуждение земель для проведения линий электропередач, законов,  регулирующих тарификацию электроэнергии и ограничивающих прибыль электроснабжающих обществ, и кончая образованием единой государственной сети (Англия) и разработкой законов о государственной монополии электроснабжения (Япония). Финансирование электрификации в капиталистических странах выполняется без участия государства. Исключение составляет только Англия (да и то только в строительстве сетей — решетки). Для сельской электрификации во Франции и Швеции имеются государственные фонды для льготных ссуд на срок до 25, а иногда (мелкие гидростанции) даже до 40 лет. Создавшееся в настоящее время положение было предсказано Ф. Энгельсом еще в 1883 г., когда он познакомился с первыми робкими попытками передачи электроэнергии на расстояние. Он писал в письме Бернштейну, что «дело это имеет чрезвычайно революционный характер... пользование электричеством открывает нам путь превращения всех форм энергии... одной в другую и обратно в целях их промышленного использования... окончательно освобождает промышленность почти от всех местных границ... оно должно стать самым могущественным рычегом для уничтожения антагонизма между городом и деревней, но что вместе с этим производительные силы примут такие размеры, при которых они перерастут руководство буржуазии, совершенно очевидно».

Об электрификации СССР  см. эпоха социалистической реконструкции народного хозяйства СССР.

Литература: Н. И. Степанов, «Электрификация СССР» (с предисловием В. И. Ленина и Г. М. Кржижановского, 3 изд., 1925); «Экономическая и социальная роль электрификации» (сборник статей, опубликованных Американской академией политических и социальных наук, перевод., предисловие Г. М. Кржижановского, изд. «Плановое хозяйство», 1927): профессор В. И. Вейц, «Очерки по энергетическому перевооружению СССР и капиталистических стран» (М. 1931, Соцэкгиз); «Электрохозяйство СССР» (изд. ЦУНХ, 1931, статистический сборник с обширными вводными статьями); Г. М. Кржижановский. «Энергетика и социалистическая реконструкция» («Плановое хозяйство», № 1, 1929); С. А. Кукель-Краевский, «Мировая энергетическая конференция в Лондоне 1924 г.» («Плановое хозяйство» № 1, 1925); его же, «Мировой инженерный конгресс и сессия энергетической конференции в Токио 1929 г.» («Плановое хозяйство», № 3, 1930); его же, «Новый английский закон, регулирующий электроснабжение» («Плановое хозяйство», № 7,1027); D-r Seidner, «Energiewirtschaft« (Wien und Berl., 1930); Der Oskar v. Miller, «Reichselektrizitätsversorgung» (Berl., 1930); Dehne, G., «Deutschlands Grosskraftversorgung»; (Berl., 2. Aufl., 1928); Windel und Kromer, «Die Aufuaumöglichkeiten der Earopäischen Elektrizitätswirtschaft» (1929); статьи по мировой электрификации и электрификации Англии в английском журнале «World Power». 1929—1932; труды международных энергетических конференций: Лондон — 1924 и 1928 гг. (по топливу). Базель — 1928 г., Токио — 1929 г., Берлин — 1930 г.; международного электротехнического конгресса в Париже 1932 г. (в «Энергоиздате» в 1933 г. готовится русский перевод важнейших работ этого конгресса).

С. Кукель-Краевский.