Запасы и разработка энергоресурсов, электроэнергетика

Материалы студентам и ученикам / Глобальная проблема нехватка энергетических ресурсов / Запасы и разработка энергоресурсов, электроэнергетика

Страница 1

Вплоть до начала XX в. основным энергетическим ресурсом на планете была древесина. Затем её значение начало падать, и стал заметен первый «энергетический переход» - к широкому использованию угля. Однако угольное господство продержалось недолго, так как на смену ему пришли добыча и потребление иных видов топлива – нефти и природного газа, а позже использование ядерной энергии.

«Эра нефти» дала толчок интенсивному развитию экономики, что потребовало в свою очередь увеличения производства и потребления ископаемого топлива. На развитие мировой энергетики решающую роль оказал энергетический кризис начала 70 – х годов. Цена на нефть в то время была значительно ниже среднемирового уровня цен на другие энергоносители. В результате нефть заметно потеснила все другие виды топлива в топливно-энергетическом балансе, особенно в экономически развитых странах, где энергия, полученная с помощью сжигания нефти, составляла около 50 % от общей энергии (в настоящее время такой энергии в мире приблизительно 38 %). Увеличилось количество потребляемой на планете энергии (причём в последние десятилетия потребность в ней удваивается каждые 13 – 14 лет). Общий рост потребления энергии происходит неуклонно, но неравномерно. В первой половине XX в. суммарное потребление энергии во всём мире удваивалось приблизительно каждые 18 – 20 лет, но во второй половине XX в. темпы роста потребления энергии ускорились примерно до 5 % в год – за 1950 – 2000 гг. выработка электрической энергии в мире возросла с менее чем 1 млрд. кВт/ч почти до 14 млрд. кВт/ч (в одной только России за 2001 году было произведено 876 млрд. кВт/ч). Крупнейшими производителями электроэнергии в 2001 г. являлись: США – 3980 млрд. кВт/ч (25 % от общемирового производства), Китай – 1326 млрд. кВт/ч (8 %) и Япония – 1084 млрд. кВт/ч (7 %) – они же являются основными её потребителями. Вообще, во все времена, энергетика была самой материалоёмкой отраслью мировой индустрией по добыче всех видов топлива. В конце тысячелетия ежегодно общее количество добытых и использованных ею видов топлива достигает 12 – 13 млрд. тонн. Однако увеличение объёма потребляемой энергии даёт электроэнергетики и преимущество перед другими отраслями: работа её остаётся стабильной даже в период экономического кризиса (как например в России).

Основными первичными коммерческими энергоресурсами (первичными энергоносителями) в современном мире являются нефть, уголь, газ, гидро- и атомная энергия. Доля всех остальных источников энергии вместе взятых (дрова, торф, сланцы, отходы сельскохозяйственного производства, энергия солнца, ветра, океаническая и геотермальная) в общем энергопотреблении невелика. Хотя в отдельных странах мира эти источники энергии имеют существенное значение в энергоснабжении (например, в Финляндии – дрова, в Исландии – горячие термальные источники). По добыче угля, природного газа, урановых руд резко выделяются экономически развитые страны (около 9/10 мировой добычи), а по добыче нефти – развивающиеся (около 3/4). В современном мировом топливно-энергетическом балансе (т. е. соотношении добычи разных видов топлива и выработанной энергии с расходованием их) доля нефти составляет приблизительно 38 %, газа – 24,5 %, угля – 28 %. Доля остальных энергоносителей не превышает 10,5 %. Стоит также отметить, что в России в настоящее время эти показатели (нефть – 8,5 %, газ – 63 %, уголь – 28 %) в большей степени соответствуют аналогичным данным экономически развитых стран.

Из всего вышеизложенного следует, что в начале XXI в. наиболее потребляемыми, а, следовательно, и наиболее ценными, энергоресурсами для человечества являются нефть и природный газ. Они обладают наибольшей теплотой сгорания – 10,5 и 10,4 тыс. Ккал/1 кг топлива соответственно, наибольшим тепловым коэффициентом –1,5 (для сравнения: тепловой коэффициент бурого угля – 0,4, торфа – 0,5), т. е. выделяют наибольшее количество тепла и энергии при сгорании. Добыча нефти и природного газа достаточно дёшёвы, доставка/перевозка также относительно недороги. Кроме этого газ считается наиболее экологически безопасным топливным ресурсом. Именно по этим, а также по некоторым другим причинам, тепловые электростанции, которые используют в качестве основного ресурса именно газ и нефть в большинстве стран не менее 50 – 60 % электроэнергии. В России тепловые электростанции производят 69 % всей электроэнергии. Крупнейшими ТЭС являются Берёзовская – 1 (6,4 млн. кВт), Сургутская (4,8 млн. кВт), Рефтинская (3,8 млн. кВт), Костромская (3,6 млн. кВт). Кроме того ТЭС обеспечивают тепло и горячую воду в домах и на предприятиях.

Прогнозируемые запасы нефти на планете составляют примерно 300 млрд. т. Мировые достоверные запасы нефти в 2001 г. оценивались в 140 млрд. т или 200 млрд. у. т. («условного топлива» или «угольного эквивалента» - топливо, теплотворная способность которого условно для расчёта принимается равной 7000 ккал/кг) - это те запасы, которые можно извлечь из недр земли при современном уровне науки и техники, технологий (табл. 1 приложения). При этом стоит отметить, что на долю стран, входящих в экономическую группировку ОПЕК (Организация стран – экспортёров нефти, в настоящий момент включает 11 стран: Алжир, Венесуэлу, Индонезию, Ирак, Иран, Катар, Кувейт, Ливию, Нигерию, ОАЭ, Саудовскую Аравию), приходится около 77 % мировых запасов нефти и 41 % мировых запасов природного газа. Мировая добыча нефти и газового конденсата растёт пропорционально росту потребления электроэнергии и даже быстрее: добыча нефти выросла с 1950 по 2001 гг. почти в 7 раз (с 0,5 до 3,5 млрд. т), добыча газа возросла в 11 раз (с 0,2 до 2,4 трлн. м куб.). В 2001 г. больше всего нефти добыто в Саудовской Аравии – почти 450 млн. т. Второе место по добыче принадлежит США – около 350 млн. т (основными нефтедобывающими штатами являются Техас, Луизиана, Калифорния, Аляска). На третьем месте Россия – 323 млн. т (основные месторождения сосредоточены в Западной Сибири, Поволжье, Республики Коми). Велика доля добычи на морских (шельфовых) месторождениях: в Персидском заливе, у северного побережья Аляски и берегов Калифорнии в США, у западного побережья Африки и у островов Юго-Восточной Азии; благоприятны перспективы освоения шельфа о. Сахалин. Максимального уровня добычи нефти среди всех нефтедобывающих государств в 1988 г. достиг СССР. Тогда было добыто 624 млн. т – результат, который не одна страна за всю историю нефтяной промышленности не превзошла. По прогнозам к 2010 г. наметится небольшой спад в добыче нефти. Однако он не будет значительным, так как этому мешает тот факт, что нефтяная промышленность в высшей степени монополизирована. Крупнейшие нефтяные корпорации относятся к группе наиболее мощных ТНК мира. В России такими корпорациями являются небезызвестные «Лукойл», «ТНК» («Тюменская нефтяная компания»), «Юкос».