§ 21. ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА УКРАЇНИ

• До змісту відповідей

ПРИГАДАЙТЕ

1. Які чинники визначають розміщення атомних, теплових та гідравлічних електростанцій? Які з цих типів електростанцій працюють у вашій місцевості?

Для теплових станцій головними є близькість до споживача (великих міст і заводів) або до родовищ палива (вугілля). Атомні електростанції будують у районах із дефіцитом власного палива, де потрібно багато світла, і обов’язково біля великих водойм для охолодження реакторів. Гідравлічні станції прив’язані виключно до водного чинника, тому їх споруджують на повноводних річках із перепадами висот.

У моїй місцевості (на Київщині) діють Київська ГЕС і ГАЕС на Дніпрі, а також великі теплоелектроцентралі ТЕЦ-5 і ТЕЦ-6, які живлять місто електрикою й теплом.

2. Дізнайтеся, чи розвиваються у вашій місцевості відновлювані джерела енергії та які саме. Які вони мають переваги й недоліки?

У нашому краї дедалі частіше встановлюють сонячні панелі на дахах будинків, лікарень і складів, а фермерські господарства запускають невеликі біогазові установки на органічних відходах.

Переваги таких джерел — це невичерпні природні ресурси та відсутність шкідливого диму й чаду в повітрі. Недоліки полягають у значній вартості обладнання та сиannual залежності від примх погоди, адже сонячні станції не працюють уночі та виробляють відчутно менше струму в похмурі зимові дні.

ЗАВДАННЯ

1. За схемою (мал. 101) визначте, які структурні підрозділи входять до складу Об’єднаної енергетичної системи України. Якими економічними зв’язками вони пов’язані?

До системи входять виробники енергії (АЕС, ТЕС, ТЕЦ, ГЕС, вітрові й сонячні станції), мережі доставки (лінії електропередач, електричні підстанції, теплові трубопроводи й теплопункти), а також управлінські компанії («Укренерго» та регіональні обленерго).

Усі ці ланки пов’язані ланцюжком виробництва й купівлі-продажу: електростанції виробляють струм як товар, компанії передачі транспортують його дротами та трубами, а споживачі щомісяця сплачують за використані кіловати й тепло за встановленими тарифами.

2. Якою є кінцева мета діяльності Об’єднаної енергетичної системи України? Яку роль в її реалізації виконує кожний із підрозділів?

Головна мета — безперебійно, надійно й безпечно забезпечувати фабрики, транспорт, лікарні та житлові будинки світлом і теплом у будь-яку хвилину.

1. Електростанції цілодобово перетворюють енергію палива, води, сонця та вітру на струм і гарячу воду.
2. Мережі й підстанції понижують напругу до безпечного рівня і доправляють струм просто в розетки споживачів.
3. Оператори «Укренерго» та обленерго постійно регулюють навантаження, миттєво перемикають лінії під час аварій і проводять ремонти обладнання.

3. Які ви вбачаєте позитиви в тому, що українська енергетична система стала частиною загальноєвропейської?

1. Україна може за потреби купувати та приймати аварійний струм із сусідніх держав ЄС під час пошкоджень власних електростанцій.
2. Наша мережа повністю від’єдналася від енергосистем росії та білорусі, тому агресор утратив можливість раптово знеструмити країну через спільні мережі.
3. У теплий період року за наявності надлишків енергії Україна може вигідно експортувати електрику до Європи й отримувати кошти на відновлення зруйнованої інфраструктури.

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 102

1. За графіками порівняйте обсяги виробництва та споживання електроенергії в Україні у 2000 р. та 2023 р.

У 2000 році виробництво склало 171,0 млн кВт·год, а споживання — 143,0 млн кВт·год, тобто енергії виробляли із запасом на 28,0 млн кВт·год. У 2023 році виробництво різко впало до 105,8 млн кВт·год, а споживання становило 130,0 млн кВт·год, через що виник дефіцит і потреба в імпорті.

З чим пов’язані подібні зміни?

Росія захопила найбільшу в Європі Запорізьку АЕС і розбомбила багато ТЕС і ГЕС. Споживання також скоротилося, бо зупинилися металургійні комбінати та мільйони людей виїхали за кордон.

2. Поясніть, у який проміжок часу Україна була експортером електроенергії на світовий ринок.

З 2000 до кінця 2021 року лінія виробництва стабільно перевищувала лінію внутрішнього споживання. Найбільше надлишків держава продавала до сусідніх країн Європи у 2011–2012 роках, коли виробництво піднялося майже до 200 млн кВт·год.

3. Установіть тенденції щодо зміни показників виробництва та споживання електроенергії в нашій державі.

До 2012 року обидва показники росли разом із відновленням фабрик і заводів. Після 2012 року вони почали поступово знижуватися, а у 2022–2023 роках стався різкий спад до найнижчих відміток за всю історію.

Чому в останні роки помітне зниження обох цих показників?

Обсяги виробництва впали через масштабні удари по електростанціях і втрату контролю над енергоблоками. Споживання впало через руйнування заводів-гігантів на сході та півдні країни.

Які ви вбачаєте в цьому позитивні та негативні наслідки?

Негативні наслідки — аварійні відключення світла в містах, простої підприємств та необхідність купувати дорогу електрику в сусідів. Позитивні наслідки — населення навчилося берегти електрику, а бізнес і громади почали масово встановлювати власні дахові сонячні станції й накопичувачі.

4. Чи існує нині можливість, коли зруйнована значна частина енергетичної системи України, відновити експорт електроенергії?

Так, але тільки короткочасно і в окремі години, коли домашні та промислові СЕС дають надлишок, а великі заводи в цей момент відпочивають.

У яку пору року це більш вірогідно?

Навесні та на початку літа. У цей сезон річки повноводні після танення снігу, сонце світить яскраво й довго, а кондиціонери чи електричне опалення ще ніхто масово не вмикає.

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 103

1. За діаграмами прослідкуйте:

а) Як змінювалося співвідношення між тепловою та атомною енергетикою України за останні 25 років? Які причини цих тенденцій у різні роки?

У 2000–2010 роках ТЕС і АЕС давали майже однакові частки (приблизно 47–48% і 45–46%). Після 2014 року частка теплових станцій почала падати через втрату донбаських вугільних шахт, а атомні станції взяли на себе понад 54–55% балансу. У 2024 році частка АЕС досягла рекорду у 84%, бо більшість великих ТЕС була зруйнована ракетними ударами.

б) Яке значення мали гідроенергетика та інші відновлювані джерела енергії в різні часи в енергетичному балансі нашої країни?

Гідроелектростанції всі роки стабільно тримали частку від 4% до 7%, бо вони незамінні для покриття пікових ранкових і вечірніх навантажень. Відновлювані джерела (сонце й вітер) стартували з нуля, піднялися до майже 8% у 2021 році за програмою «зеленого тарифу» і продовжують давати близько 4–5% важливої чистої енергії.

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 103

2. Спрогнозуйте подальші зміни у структурі виробництва електроенергії на електростанціях різних типів у нашій країні.

Атомна енергетика залишатиметься основою генерації через добудову нових енергоблоків та надійність базового навантаження. Одночасно зростатиме частка сонячних і вітрових станцій, а частка великих теплових електростанцій поступово зменшуватиметься через масштабні воєнні руйнування та перехід до чистішої децентралізованої генерації.

3. Чи існує можливість більш швидкого переходу України до «зеленої енергетики» із залученням до цього індивідуальних власників будинків? Для якого виду енергетики це більш реалістично?

Так, приватні домогосподарства можуть швидко розвивати власну генерацію за допомогою програм підтримки «Зелений тариф» та Net Billing. Найбільш реалістичною для власників будинків є саме сонячна енергетика, оскільки сонячні панелі легко змонтувати на дахах і подвір’ях, а ціни на це обладнання постійно знижуються.

ЗАВДАННЯ (ДО ТАБЛИЦІ 6)

1. Відшукайте на тематичній карті електроенергетики України названі в довідковій таблиці атомні, теплові та гідравлічні електростанції. З’ясуйте принципи розміщення кожного типу електростанцій.

АЕС будують з орієнтацією на райони з дефіцитом палива, велику кількість споживачів та наявність потужних джерел технічної води (річок чи водойм-охолоджувачів). ТЕС тяжіють або до басейнів видобутку палива (кам’яного вугілля), або до густонаселених промислових районів споживання. ГЕС і ГАЕС розміщують виключно на повноводних річках зі значним перепадом висот та зручним рельєфом для зведення гребель і водосховищ.

2. Поясніть, чому кількість та концентрація ТЕС зменшується зі сходу на захід нашої держави.

На сході країни розташований Донецький кам’яновугільний басейн та зосереджені великі металургійні й машинобудівні заводи, які вимагали гігантських обсягів електрики безпосередньо біля джерел палива. Натомість західні області бідніші на вугілля і мають менше енергоємних важких підприємств, тому потребували значно меншої кількості теплових станцій.

3. Визначте, із чим було пов’язане будівництво АЕС у західних та південних областях України. Чи варто споруджувати нові АЕС та на яких територіях?

Будівництво АЕС у цих регіонах пояснювалося браком власного видобутку викопного палива (вугілля чи газу), наявністю великих річок для охолодження реакторів та можливістю експортувати енергію до сусідніх країн Європи. Розширювати атомні потужності вигідно насамперед добудовою блоків на вже діючих станціях (наприклад, ХАЕС) або зведенням нових сучасних безпечних об’єктів у західних регіонах, де є захищеність інфраструктури, достатні водні ресурси та дефіцит маневрової потужності.

4. Оцініть економічну доцільність спорудження ГЕС на рівнинних річках України. Які позитивні та негативні наслідки для економіки це мало?

Будівництво ГЕС дало країні маневрову потужність для швидкого покриття ранкових і вечірніх піків споживання струму. Греблі підняли рівень води, затопили дніпровські пороги та створили наскрізний судноплавний шлях, а водосховища забезпечили водою міста, поля та заводи півдня.

З іншого боку, штучні моря затопили сотні тисяч гектарів родючих чорноземів, заплавних лук і десятки сіл. На мілководдях вода влітку сильно цвіте і застоюється, береги розмиваються, а держава щороку витрачає великі гроші на їхнє укріплення та захист прибережних територій.

5. За даними таблиці прослідкуйте, як військова агресія росії вплинула на роботу різних типів електростанцій в Україні.

Росія окупувала найбільшу в Європі Запорізьку АЕС потужністю 6 млн кВт, тому станція зараз зупинена і струм не виробляє. Інші три АЕС продовжують стабільно працювати на підконтрольній території.

Теплова енергетика зазнала катастрофічних втрат. Вуглегірська, Запорізька, Старобешівська та Зуївська ТЕС опинилися в окупації. Зміївську, Трипільську та Курахівську ТЕС повністю зруйнували ворожі удари, а Ладижинська, Добротвірська й Слов’янська зупинили роботу через важкі пошкодження. Працюють лише окремі станції зі значними обмеженнями.

Серед гідроелектростанцій росіяни повністю знищили Каховську ГЕС через підрив греблі, що спричинило екологічну катастрофу. Дніпрогес зазнав тяжких ракетних ударів, перебуває в критичному стані й не виробляє енергію, тоді як решта ГЕС каскаду на Дніпрі та Дністрі продовжують нести службу.

6. Дослідіть, які типи електростанцій в Україні вирізняються більшою потужністю, а які найменшою. Поміркуйте, чи простежується така ж сама закономірність в інших країнах.

Найбільшу потужність мають атомні станції (Запорізька АЕС на 6 млн кВт, Південноукраїнська на 3 млн кВт) та великі ТЕС (Вуглегірська і Запорізька по 3,6 млн кВт). Найменшу потужність мають малі ГЕС на невеликих річках, поодинокі сонячні станції та окремі вітрогенератори.

В інших країнах працює та сама логіка. АЕС і великі теплові або гірські гідроелектростанції завжди зводять як потужні промислові вузли, а вітрові, сонячні та малі водні об’єкти виробляють менше енергії й працюють окремими розпорошеними установками.

7. За цією таблицею та додатковими джерелами підготуйте інформацію про один із типів електростанцій (на вибір) в Україні та поділіться нею з однокласниками/однокласницями.

Атомні електростанції України:

В Україні працюють чотири АЕС: Запорізька, Південноукраїнська, Рівненська та Хмельницька. Разом вони налічують 15 енергоблоків і виробляють понад половину всієї електрики в країні. Станції спорудили біля великих річок та водойм, тому що ядерним реакторам потрібні величезні обсяги води для охолодження пари.

Після окупації Запорізької АЕС головне навантаження несуть три станції в західних та південних областях. Українська енергетика повністю відмовилася від російського ядерного палива і перейшла на збірки американської компанії Westinghouse. Для компенсації втрачених потужностей енергетики зараз добудовують блоки на Хмельницькій АЕС.

ОЦІНЮЄМО СВОЇ ДОСЯГНЕННЯ

1 бал • 1. Назвіть типи електростанцій в Україні, що використовують різні джерела енергії, в порядку зменшення їх значення в паливно-енергетичному балансі національної економіки.

1. Атомні електростанції (АЕС) — ядерне паливо (уран).
2. Теплові електростанції (ТЕС і ТЕЦ) — кам’яне вугілля, природний газ, мазут.
3. Відновлювані джерела енергії (СЕС, ВЕС, біогазові установки) — енергія сонця, вітру та біомаси.
4. Гідравлічні та гідроакумулювальні електростанції (ГЕС і ГАЕС) — енергія руху води.

2. Поясніть зміст поняття «Об’єднана енергетична система України».

Це сукупність усіх станцій, підстанцій і мереж країни, які виробляють, передають та розподіляють електрику й тепло за єдиним графіком під спільним керуванням. Вона працює як один злагоджений механізм для всієї держави.

Назвіть її основні структурні одиниці.

1. Генерація енергії (усі діючі АЕС, ТЕС, ТЕЦ, ГЕС, ГАЕС, а також сонячні та вітрові електростанції).
2. Транспортування й розподіл (лінії електропередач напругою від 220 В до 750 кВ, трансформаторні підстанції, теплові мережі й пункти).
3. Оператори системи (державна компанія «Укренерго», яка передає великі обсяги струму магістралями, та регіональні обленерго, які доставляють електрику безпосередньо людям і підприємствам).

3. Покажіть на економічній карті України приклади електростанцій різних типів та поясніть, які чинники визначили їх розміщення.

• АЕС: Рівненська (Вараш), Хмельницька (Нетішин) і Південноукраїнська (Миколаївщина). Їх розмістили за споживчим чинником у регіонах, де немає власних запасів вугілля, а також за водним чинником, бо для охолодження реакторів потрібні повноводні річки (Стир, Горинь, Південний Буг).
• ТЕС: Криворізька, Придніпровська (Дніпропетровщина) і Бурштинська (Івано-Франківщина). Їх побудували за споживчим і паливним чинниками — біля великих промислових заводів, міст і родовищ вугілля або зручних залізниць.
• ГЕС та ГАЕС: каскад станцій на Дніпрі (Київська, Кременчуцька, Дніпрогес у Запоріжжі) та гідровузли на Дністрі. Головним є природний чинник — наявність повноводної річки, перепадів рельєфу та потужного напору води.

4. Порівняйте значення різних типів електростанцій в економіці України в довоєнний час та нині.

Які причини розбіжностей та спільного?

Розбіжності виникли через ракетні удари росії по теплових і гідроелектростанціях, підрив греблі Каховської ГЕС, а також окупацію Запорізької АЕС та східних станцій.

Спільне пояснюється тим, що атомні блоки залишаються головним джерелом дешевого струму для країни, а гідроелектростанції — єдиним швидким засобом вирівнювання напруги в пікові години.

5. З’ясуйте, розвиток яких видів відновлюваних джерел енергії має найбільші перспективи в різних частинах України та у вашій місцевості?

• На півдні найкраще будувати промислові СЕС і ВЕС, тому що там найбільше сонячних днів у році та постійні сильні морські й степові вітри.
• У Карпатах та на Закарпатті перспективними є вітрові станції на гребенях гір, малі ГЕС на гірських річках і геотермальні станції на підземному теплі.
• У центральних і північних областях вигідно розвивати біоенергетику з відходів сільського господарства та залишків деревини.
• У моїй місцевості найбільшу користь дають домашні сонячні панелі на дахах будинків разом із акумуляторами, бо вони рятують від темряви під час відключень світла.

6. Оцініть значення подальшого розвитку атомної енергетики для національної економіки України.

Атомна енергетика рятує українську економіку від повного знеструмлення і дає понад 60% світла й тепла. Вона виробляє найдешевшу електрику, яка дає змогу працювати лікарням, залізниці, військовим об’єктам і заводам.

Що, на вашу думку, доцільніше: споруджувати нові АЕС чи нарощувати потужності тих, які вже існують?

Доцільніше нарощувати потужності вже працюючих атомних станцій і добудовувати закладені енергоблоки на Хмельницькій та Рівненській АЕС.

1. На діючих майданчиках уже є вся необхідна база: водойми для охолодження реакторів, лінії електропередач, захисні споруди та кваліфіковані фахівці.
2. Добудова енергоблоків високої готовності потребує менше грошей і часу, ніж підготовка нової земельної ділянки та зведення станції з нуля.

ПРАКТИЧНА РОБОТА

1. За наведеним переліком у довідковій таблиці нанесіть на контурну карту різні типи електростанцій, що використовують традиційні види енергії, умовними знаками різних кольорів: чорного — атомні, червоного — теплові, синього — гідравлічні.

Покрокова інструкція для позначення електростанцій на контурній карті України:

1. Чорним кольором (кружечками або значками атома) позначте 4 АЕС:
   • Запорізьку АЕС — на лівому березі Дніпра біля міста Енергодар (Запорізька область);
   • Південноукраїнську АЕС — на річці Південний Буг біля міста Південноукраїнськ (Миколаївська область);
   • Рівненську АЕС — на річці Стир біля міста Вараш (північ Рівненської області);
   • Хмельницьку АЕС — на річці Горинь біля міста Нетішин (північ Хмельницької області).

2. Червоним кольором (квадратиками або значками полум’я) позначте ТЕС:
   • На сході: Вуглегірську, Старобешівську, Курахівську, Зуївську, Слов’янську та Миронівську (Донецька область), Луганську (Луганська область);
   • У центральній та південній частинах: Трипільську (Київська область), Зміївську (Харківська область), Ладижинську (Вінницька область), Криворізьку та Придніпровську (Дніпропетровська область), Запорізьку ТЕС (Запорізька область);
   • На заході: Бурштинську (Івано-Франківська область) та Добротвірську (Львівська область).

3. Синім кольором (трикутниками або хвилястими лініями) позначте ГЕС і ГАЕС:
   • На Дніпрі: Київську ГЕС і Київську ГАЕС (біля Вишгорода), Канівську ГЕС, Кременчуцьку ГЕС (у Світловодську), Середньодніпровську ГЕС (у Кам’янському), Дніпрогес (у Запоріжжі) та Каховську ГЕС (біля Нової Каховки);
   • На Дністрі: Дністровську-1, Дністровську ГАЕС (Чернівецька область) та Дністровську-2 (Вінницька область);
   • У басейні Південного Бугу: Олександрівську малу ГЕС і Ташлицьку ГАЕС (Миколаївська область).

4. У кутку карти створіть легенду: накресліть зразки значків кожного кольору та підпишіть їх назви (чорний — АЕС, червоний — ТЕС, синій — ГЕС і ГАЕС).

2. Дослідіть інформацію у таблиці про сучасний стан електростанцій. Ті, що не виробляють електроенергії із різних причин (зруйновані або знаходяться на окупованій непідконтрольній Україні території) позначте додатково значком закреслення.

Покрокова інструкція для маркування непрацюючих станцій:

Поверх уже нанесеного умовного знака кожної станції поставте чіткий хрестик закреслення (❌):

1. Об’єкти на тимчасово окупованих територіях:
   • Запорізька АЕС і Запорізька ТЕС (місто Енергодар);
   • Вуглегірська, Старобешівська, Зуївська та Миронівська ТЕС (Донецька область);
   • Луганська ТЕС (Луганська область).

2. Об’єкти, що зруйновані або виведені з ладу російськими обстрілами:
   • Каховська ГЕС (повністю знищена через підрив греблі);
   • Дніпрогес (не працює через критичні руйнування агрегатів);
   • Трипільська, Зміївська та Курахівська ТЕС (повністю зруйновані);
   • Ладижинська, Добротвірська та Слов’янська ТЕС (робота зупинена через серйозні пошкодження обладнання).

3. Дослідіть та запишіть у таблицю обґрунтування розміщення однієї з п’яти (на вибір) українських АЕС (заповніть таблицю «Чинники розміщення атомних електростанцій в Україні»: Назви АЕС; споживчий чинник — які наближені до АЕС міста або країни є споживачами згенерованої енергії; водний чинник — на якій річці споруджена АЕС; екологічний чинник — які міста-супутники АЕС створені для роботи робітників).

4. Поділіться результатами своїх досліджень із однокласниками та однокласницями. Слухаючи інформацію однокласників та однокласниць, занотовуйте в таблицю інформацію про всі АЕС України.