Электроэнергетическая отрасль США представляет собой совокупность частных, кооперативных, муниципальных, правительственных и федеральных коммунальных предприятий, а также совокупность компаний, занимающихся производством электроэнергии, которые не классифицируются как коммунальные предприятия. [1]

В 2008 году, согласно изданию Electric Power Monthly, выпускаемому Управлением энергетической информации (ELA), частные коммунальные предприятия (IOU) составляли приблизительно 60% от общего объема производства электроэнергии в Соединенных Штатах.

В Соединенных Штатах электроэнергетическая отрасль развивалась в начале 20-го века. За прошедшие годы технологические достижения изменили работу отрасли, но физика производства электроэнергии осталась неизменной.

Электроэнергия обычно производится путем вращения магнита внутри катушки проволоки. Вращающийся магнит называется ротором, а катушка проволоки — статором; вместе они образуют электрический генератор. Ротор может вращаться под действием ветра, как в ветряной мельнице; падающей воды, как на гидроэлектростанции; пара, производимого на угольной, мазутной, газовой или атомной электростанции; или за счет расширения газов, как в газовой турбине или дизельном генераторе.

Упрощенная схема угольной электростанции приведена ниже.

Схема предоставлена ​​компанией Seminole Electric Cooperative, Inc.

Поскольку экономически целесообразно хранить электроэнергию, её необходимо вырабатывать по мере необходимости. Следовательно, электростанции должны быть способны удовлетворять максимальный спрос потребителей. Энергетические компании должны располагать системами передачи и распределения электроэнергии для доставки её потребителям. Кроме того, у энергетических компаний должны быть дополнительные возможности для проведения технического обслуживания и устранения неисправностей оборудования, а также для компенсации неожиданных колебаний спроса в жаркие летние дни и холодные зимние ночи.

Энергетические компании удовлетворяют потребности своих клиентов, используя три основных типа электростанций: базовые, промежуточные и пиковые.

Базовая электростанция очень большая, часто её мощность превышает 1 000 мегаватт («МВт»), и она рассчитана на непрерывную работу с коэффициентом использования мощности от 60% до 95%, в зависимости от конструкции и источника топлива.

В качестве топлива обычно используются уголь, уран или природный газ. Уголь и уран являются недорогими источниками энергии, но стоимость строительства электростанции высока — от 2 000 до 4 000 долларов за киловатт («кВт»). Природный газ — дорогой источник энергии, но стоимость его строительства низкая — от 800 до 1000 долларов за кВт. Хотя природный газ дорог по сравнению с углем или ураном, эксплуатационные расходы и тепловая эффективность (способность преобразовывать энергию в электричество) газовых электростанций низки.

Газовые электростанции были популярны в конце 1990-х и начале 2000-х годов, пока цена на природный газ резко не выросла. Поскольку цена на природный газ стала слишком высокой по отношению к цене на электроэнергию, чтобы поддерживать работу многих газовых электростанций, снова начали строить угольные электростанции.

Серьезно рассматривается вопрос о строительстве атомных электростанций.

Основной негативный аспект угольных электростанций — это масштаб выбросов в атмосферу. Выбросы от угольных электростанций представляют собой серьезную проблему. Рассматривается законодательство, обязывающее угольные электростанции либо устанавливать технологии для сокращения или полного прекращения выбросов, либо покупать углеродные кредиты/квоты.

Увеличение эксплуатационных расходов значительно и существенно повлияет на экономику угольных электростанций. В настоящее время проводится исследование новой угольной технологии FutureGen, которая будет иметь нулевой уровень выбросов и даже производить водород в качестве побочного продукта, но на данный момент предполагаемые затраты строительства более чем вдвое превышают затраты более традиционной угольной электростанции.

Промежуточные или циклические электростанции работают в то время суток, когда спрос выше. Эксплуатация таких электростанций обходится дороже, чем эксплуатация базовых электростанций; следовательно, цена электроэнергии должна быть выше, чтобы они работали экономически выгодно. Часто промежуточные электростанции — это более старые и несколько устаревшие базовые электростанции. В качестве топлива обычно используются природный газ или мазут.

Коэффициенты использования мощности, обычно находящиеся в диапазоне от 30% до 50%, ниже, чем у базовых электростанций, хотя мощность промежуточных электростанций может быть такой же большой, как и у базовых.

Новые промежуточные электростанции, скорее всего, будут работать на природном газе с использованием комбинированного цикла.

Новые, экологически чистые технологии, такие как ветровые или солнечные электростанции, также будут считаться циклическими электростанциями. Ветровые и солнечные электростанции могут работать только тогда, когда дует ветер или светит солнце. Хотя они экологически безопасны, они, как правило, нерентабельны, если не субсидируются правительством.

Пиковые электростанции дороги в эксплуатации и, следовательно, используются только тогда, когда спрос на электроэнергию высок, а значит, и цена высока. Коэффициенты использования мощности низкие, обычно менее 5%–20%. Иногда это старые электростанции, переоборудованные для использования природного газа или мазута в качестве топлива. Самые современные пиковые электростанции — это турбинные электростанции с простым циклом сгорания, работающие на природном газе или мазуте.

В дополнение к основным типам электростанций существуют энергоблоки, работающие в режиме «черного запуска». Агрегаты «черного запуска» обычно представляют собой небольшие дизель-турбинные генераторы, установленные на прицепах или салазках, которые используются редко. Их главное преимущество заключается в том, что их можно запустить без электроэнергии от системы передачи за очень короткое время. Они имеют небольшую мощность и дороги в эксплуатации. Поскольку агрегаты «черного запуска» независимы от системы передачи, их можно использовать для запуска других генераторных установок, для запуска которых требуется электроэнергия из других источников.

---

[1] Remsha M.J. (2020), Electrical Generating Plant Valuation, The M&TS Journal,, Vol. 24, Iss. 4 – Vol. 25, Iss. 1, http://www.ivc-forum.org/wp-content/uploads/2020/10/Electrical-Generating-Plant-Valuation.pdf.

Майкл Дж. Ремша (Michael J. Remsha) — вице-президент и главный оценщик компании American Appraisal Associates, Inc., расположенной в Милуоки, штат Висконсин. В этой должности он руководит и оказывает техническую поддержку в оценке энергетического, коммунального и движимого имущества. Он работает оценщиком в энергетическом секторе на постоянной основе с 1977 года.

Скачать полностью http://tmpo.su/wp-content/uploads/2026/08/Майкл-Ремша-ОЦЕНКА-ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ.pdf