Электрификация, представляет в настоящее время высшую форму механизации (электромотор заменяет все другие виды двигателей), при чем слово Э. 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. Э. 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“ (XIX-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 Э. промышленности в нескольких странах, при чем для сравнимости степень Э. определена как отношение мощности электродвигателей к суммарной мощности первичных двигателей и электромоторов, получающих энергию со стороны (правильнее было бы оценивать степень Э. не по мощности двигателей, а по их работе за год, что, однако, в статистике на Западе применяется редко).
За последние годы все более распространяется Э. 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 Э. 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 сельско-хозяйственная 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 эл. энергия, — электричество сейчас широко применяется за границей для варки пищи, для подгревания 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 эл. энергия 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. Э., 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 рессурсов, 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 рессурсы (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, при чем 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 (напр., с целью использования его внутренних энергетических рессурсов), применяется и для снабжения других потребителей, являясь одновременно по существу и районной электростанцией.
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 электро-энергии 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.
1) Мощная сеть с широким охватом потребителей позволяет концентрировать производство электроэнергии на электростанциях с крупными аггрегатами. В табл. 2 показано для примера, как в С.-А. С. Ш. происходит параллельно процесс укрупнения аггрегатов 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 аггрегатов 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 пром. 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.
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- и 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 дестилляции твердого топлива. Начинает применяться полукоксование в связи с электростанцией. При низкотемпературной дестилляции (500—600° C) 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 эксплоатация в Англии (Ньюкестль) электростанции с заводом полукоксования, при чем 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%.
У нас проектируется сверхмощная районная электростанция (в Донбассе в Гришинском районе), составляющая часть комбината для переработки угля коксованием на газ. Получаемый неметаллургический кокс будет сжигаться тут же под котлами, высококалорийный газ передается по газопроводам заводским печам. Продукты высокотемпературной дестилляции угля перерабатываются химическим заводом комбината. Электростанция мыслится как теплоснабжающая, и так. обр. одновременно осуществляется Э., 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 Э., 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 рессурсов: так, напр., 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 (напр. 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 киловаттчасов, 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 аггрегатов, — на объединенных электростанциях резервная мощность одной станции может в случае нужды заменить вышедший из работы аггрегат 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 капит. 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.
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 4½% 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 эл. станции. 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 годы [1].
III. Мировая Э. В последние годы мировое производство электроэнергии растет все более ускоряющимся темпом, что происходит вследствие развития Э. 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.
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 рессурсах, 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, напр., 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 г. мощность промышленных электростанций составляла 44% общей мощности страны, в 1928-же году — лишь 33,3%.
Эта тенденция обнаруживается наглядно в динамике коэффициента централизации электроснабжения нескольких стран, вычисленного в статье проф. B. И. Вейц в книге „Электрохозяйство C. 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.
Обращает внимание то обстоятельство, что в различных странах распределение по указанным в табл. 7 трем группам меняется очень немного. В табл. 8 сопоставлена расходная часть энерго-баланса 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 собою. 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 С.-А. C. Ш. значительно отличаются по развитию и душевому потреблению электроэнергии. В 1929 г. наибольшее душевое потребление было в Калифорнии (1.780 квт-час.), наименьшее — в юго-восточном центральном районе (385). На Тихоокеанском побережьи 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 собою промышленность, из года в год сильно сокращается (с 41,8 млрд. квт-ч. в 1929 г. до 35,6 млрд. квт-ч. 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 С.-А. С. Ш. с 492 квт-ч. в 1929 г. до 551 квт-ч. в 1930 г. и до 605 квт-ч. в 1931 г., при снижении стоимости энергии у потребителя с 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 эл. холодильников, эл. плит, водогрейных аппаратов, автомат. нефтяных топок и др. разнообразных предметов электрооборудования бытового характера.
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 частью 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 системы линий электропередач на 220.000 вольт, которые соединяют сети отдельных обществ и уже сопрягаются с высоковольтной сетью Швейцарии.
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 — создании 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 эффективностью использовать основные энергорессурсы Германии (бурые угли на севере и гидрорессурсы 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 квтч.
Длина ординарных линий высоковольтных электропередач в 1929 г.:
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 н./М., Швандорф, Швейнфурт).
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 киловаттчас 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 эксплоатировать, 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 Э. 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 киловаттчас несколько десятых долей копейки для покрытия расходов по эксплоатации „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.
В табл. 13 дано несколько показателей динамики электроснабжения Англии.
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. мощности электр. 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:
Средний расход угля на английских электр. станциях общ. пользования был в 1929 г. — 0,91 кг на 1 квтч. и в 1930 г. — 0,86 кг и только на 3 лучших станциях был в 1930 г. — 0,59 кг; так. обр. средний для всех станций расход угля — на 20—21% выше такового для электр. станций С.-А. С. Ш.
Норвегия занимает первое место в мире по производству электроэнергии, приходящейся на душу населения, что вызвано наличием значительных гидрорессурсов, удобно расположенных для развития и дающих дешевую энергию (ср. XL, прил. совр. состояние важн. государств, табл. 32). Эти рессурсы 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 электр. 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 ок. 3.000 квтч/год.
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 рессурсы 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 С.-А. С. Ш. — 1,6 млрд. квт-ч. Табл. 17 дает показатели электроснабжения Швейцарии.
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 воспомогательными установками для гидростанций. Около ⅔ 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 табл. 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).
Длина высоковольтных линий 1929 г.
Капиталовложение в 1927 г. — 600 руб. на 1 установ. квт.
Мировой кризис капиталистического хозяйства отразился чрезвычайно сильно в области электрохозяйства соотв. 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. долл. в 1929 г. до 650 в 1930 г. и до 450 — в 1931 г.; введено в работу новой мощности электр. станций в 1931 г. — вместо намеченных ранее 2,1 м. квт — 1,4 млн., а на 1932-й г. предположено ввести лишь 795 т. квт. Производство электропромышленности С.-А. С. Ш. упало с 2,28 млрд. долл. в 1929 г. до 1,69 млрд. в 1930 г. и до 1,31 млрд. в 1931 г. В след. табл. дано потребление энергии в годы кризиса в некоторых государствах:
На диагр. (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.
Социальное значение Э. 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 Э. оказывает большое влияние на размещение промышленности; для электроемкой промышленности это влияние является решающим. Развитие Э. 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 Э. в капиталистических странах выполняется без участия государства. Исключение составляет только Англия (да и то только в строительстве сетей — решетки). Для сельской Э. 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 рычагом 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 Э. СССР см. эпоха социалистической реконструкции народного хозяйства СССР.
Литература: И. И. Степанов, „Электрификация СССР“ (с предисл. В. И. Ленина и Г. М. Кржижановского, 3 изд., 1925); „Экономическая и социальная роль электрификации“ (сборн. статей, опубликованных Американской академией политических и социальных наук, перев., предислов. Г. М. Кржижановского, изд. „Плановое хозяйство“, 1927); проф. В. И. Вейц, „Очерки по энергетическому перевооружению СССР и капиталистических стран“ (М., 1931, Соцэкгиз); „Электрохозяйство СССР“ (изд. ЦУНХ, 1931, статист. сборн. 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, 1927); D-r Seidner, „Energiewirtschaft“ (Wien und Berl., 1930); D-r Oskar v. Miller, „Reichselektrizitätsversorgung“ (Berl., 1930); Dekne, G., „Deutschlands Grosskraftversorgung“ (Berl., 2. Aufl., 1928); Windel und Kromer, „Die Aufbaumöglichkeiten der Europäischen 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 русск. пер. важнейших работ этого конгресса).
- ↑ 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 эксплоатации коэф. полезного действия 34% („El. 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.