Курс лекцій з географії світового господарства - С. І. Сюткін 2020

Розділ 2. Основні галузеві системи світового господарства
Тема 5. Енергетика та паливно-енергетичний баланс світу

Серед галузей «авангардної трійки» особливе значення належить енергетиці. Соціально-економічний розвиток суспільства виявився тісно пов’язаним з рівнем споживання енергії у різних формах. Енергія — це здатність здійснювати роботу. Лише протягом ХХ століття використання енергії в світі збільшилося у 15 разів, тому що енергомісткість виробництва внаслідок НТР швидко зростає.

Відмінності у галузевій структурі господарства окремих країн суттєво впливають на рівень споживання енергії. Багато енергії витрачається у виробництві кольорових і чорних металів, хімічної продукції, целюлози і паперу тощо. Значним споживачем є комунально-побутове господарство (у країнах із суворими природними умовами 40-50% енергоспоживання можуть становити витрати на опалення приміщень).

Енергетика являє собою складний комплекс галузей і виробництв — паливно-енергетичний комплекс (ПЕК), в якому можна відокремити дві основні групи — паливна промисловість та електроенергетика. До складу ПЕК також входять засоби доставки палива й енергії.

Паливна складова виступає «фундаментом» енергетики, оскільки відповідає за видобуток первинних джерел енергії. У галузевій структурі паливної промисловості провідну роль відіграють нафтова, газова і вугільна, а допоміжні функції виконують торф’яна і сланцева промисловість. Швидко зростає значення уранової промисловості (уран - метал, тому географія його видобутку розглянута у попередній темі № 3).

Нафтова промисловість протягом минулого століття була найдинамічнішою та найрентабельнішою галуззю не тільки ПЕК, але й усього світового господарства. Відбувалося не тільки зростання споживання нафти як палива, вона зайняла місце основної сировини в хімічній промисловості для синтезування штучних матеріалів. В результаті сьогодні п’ята частина світової торгівлі припадає на нафту, нафтопродукти і промислові вироби з них. Не дивно, що нафту називають «чорним золотом».

Світові запаси нафти становлять близько 190 млрд. тон, але розміщуються вони вкрай нерівномірно. Нафтогазові басейни розташовані на території майже 100 країн, але % нафтових запасів зосереджено на Близькому та Середньому Сході (особливо у басейні Перської затоки). Серед країн лідерами є Саудівська Аравія (чверть розвіданих світових покладів), Іран, Ірак, Кувейт. Тут відкриті гігантські родовища Гавар (Саудівська Аравія) із запасами у 12 млрд. тон, Ага- Джагарі (Іран) — 10 млрд. тон, Ель-Буркан (Кувейт) — 9 млрд. тон. Нафта розташована неглибоко, всі свердловини є фонтануючими, тому мають найбільший в світі дебіт.

З моменту створення у 1960 році організації країн-експортерів нафти — ОПЕК¹, роль і частка нафти, що видобувається за межами цих країн, має сталу тенденцію до зменшення. Значними запасами нафти окрім країн ОПЕК володіють також Росія, Канада, США і Мексика.

Протягом тільки 70-х років минулого століття узгоджена позиція країн ОПЕК дозволила збільшити ціну на нафту у 7 разів, світ двічі опинився в лещатах жорсткої енергетичної кризи (1973-74 та 1979 рр.). Після цього споживання і видобуток нафти перестали так стрімко зростати (див. рис. 5.1), як це було раніше. Епоха «дешевої нафти» закінчилася.

До того ж, запаси нафти вичерпуються, гранично можливими обсягами щорічного світового видобутку фахівці вважають 4 млрд. тон (світове господарство зараз споживає близько 5 млрд. тон нафти на рік). Інша проблема — це недоліки сучасної технології видобування, адже вилучити з пластів вдається не більше 30-40% нафти.

Високорозвинені країни почали запроваджувати енергозберігаючі технології, збільшувати видобуток природного газу, у тому числі й на шельфі (Нідерланди, Великобританія, Норвегія), розвивати атомну енергетику (особливо Франція і Бельгія), «повертатися» до вугільної промисловості (США, ФРН, Австралія), більше уваги приділяти біопаливу (Нова Зеландія створила технологію отримання біодизеля із тваринних жирів — відходів переробки баранини) тощо. Низка країн «третього світу» виробляє біопаливо з відходів переробки цукрової тростини та іншої рослинницької продукції.

Рис. 5.1. Обсяги світового видобутку нафти, млн. т

Ієрархія країн, що видобувають нафту, виглядає наступним чином: 1) Саудівська Аравія — 585 млн. т; 2) Росія — 550 млн. т; 3) США — 540 млн. т; 4) Ірак — 219 млн. т; 5) Канада —218 млн. т; 6) Іран — 216 млн. т; 7) Китай — 200 млн. т; 8) ОАЕ — 180 млн. т; 9) Кувейт — 150 млн. т; 10) Венесуела — 130 млн. тон. Далі йдуть Мексика, Норвегія, Великобританія, Нігерія, Індонезія, Лівія, Алжир. Цікаво, що на деякий час з «топ-10» вибували Кувейт (іракська окупація, тривале відновлення нафтопромислів після пожеж, які виникли внаслідок військових дій) та Ірак (торгове ембарго та дозвіл продавати нафту тільки в обмін на критичний імпорт продовольства, ліків та інших соціально важливих товарів).

Україна з річним видобутком близько 3 млн. тон займає 48 місце в світі (вище від Франції або Іспанії, не говорячи вже про Японію), але ці обсяги задовольняють лише десяту частину потреб української економіки.

Найбільшими експортерами нафти є країни Перської затоки —Саудівська Аравія, Ірак, Іран, Кувейт, ОАЕ. Великими експортерами є Росія, Канада, Мексика, Венесуела, Лівія, Індонезія, Нігерія. Гарні перспективи мають Азербайджан (Каспійський шельф), Казахстан (нові родовища Карачаганак і Тенгіз), Туркменістан (новий басейн в районі Узбою) тощо.

Найбільшим імпортером нафти у світі донедавна були США, але «сланцеві технології» радикально змінили ситуацію. Стале зростання економіки Китаю перетворило його на головного імпортера (незважаючи на 7 місце в світі з видобутку). Значними покупцями сирої нафти традиційно є Японія, ФРН, Франція, Італія, Іспанія, Нідерланди.

Близько 50% видобутої нафти споживається транспортом, 14% — в електроенергетиці, по 11% споживання припадає на комунально-побутовий сектор і промисловість, лише 14% глибоко переробляється нафтохімічними комбінатами та підприємствами органічного синтезу (хоча іще Д.І. Менделєєв попереджав: «Топити нафтою - все рівно, що топити асигнаціями»).

Вугільна промисловість протягом минулого віку поступово втрачала своє панівне значення серед паливних галузей, але деякий її ренесанс розпочався на межі 70-80-х років ХХ століття в зв’язку з нафтовими кризами. Продовжується він і сьогодні. Виникла конкуренція за вугілля між чорною металургією, якій потрібен кокс², та енергетикою. У цій боротьбі енергетика «перемагає», споживаючи більше половини видобутого вугілля.

Геологічна оцінка запасів вугілля становить 1520 млрд. тон, у тому числі кам’яного (разом з антрацитом) — 920 млрд. тон, бурого та лігнітів³ — близько 600 млрд. тон. Промислові запаси оцінюються у % від названих цифр. Отже, запаси вугілля є найбільшими серед усіх видів традиційних паливних мінеральних ресурсів. Родовища вугілля знайдені у 80 країнах світу (тільки в Росії — близько 500).

Найбільшими достовірними запасами, доступними для видобутку при сучасних технологіях володіють такі країни як США (25% від світових), Китай, Росія, Індія, Австралія, Канада, Польща, Південноафриканська Республіка, Німеччина, Великобританія, Колумбія, Венесуела.

Світовий видобуток всіх сортів вугілля (кам’яного з антрацитом і бурого з лігнітом) — близько 5,8 млрд. тон (див. рис. 5.2), з них 4,5 млрд. тон становить кам’яне вугілля з антрацитом (вміст вуглецю в останньому 98%), ще 1,3 млрд. тон — буре вугілля та лігніт (з вмістом вуглецю лише 65%).

Рис 5.2. Обсяги світового видобутку вугілля, млн. тон

Більше 90% валового видобутку вугілля в світі припадає всього на 10 країн: 1) Китай — 1340 млн. т; 2) США — 930 млн. т; 3) Індія — 282 млн. т; 4) Росія — 280 млн. т; 5) ФРН — 255 млн. т; 6) Австралія — 245 млн. т; 7) ПАР — 206 млн. т; 8) Польща — 200 млн. т; 9-10) Україна і Казахстан — по 85 млн. тон.

За видобутком кам’яного вугілля й антрациту ієрархія країн виглядає так:

1) Китай — 1275 млн. т; 2) США — 850 млн. т; 3) Індія — 260 млн. т; 4) ПАР — 204 млн. т; 5) Австралія — 192 млн. т; 6) Росія — 185 млн. т; 7) Польща — 150 млн. т; 8) Україна — 85 млн. т; 9) Казахстан — 80 млн. т; 10) Канада — 65 млн. т; 11) Чехія — 60 млн. т; 12) ФРН — 55 млн. тон.

Світовими лідерами з експорту кам’яного вугілля є Австралія (більше 100 млн. т), США (70 млн. т), ПАР (40 млн. т), Канада (30 млн. т), колишній лідер — Польща (25 млн. т) зараз лише на 5 місці. До «нових» експортерів можна віднести Колумбію та Індонезію. Очікується вихід на світовий ринок кам’яного вугілля товаровиробників із Ботсвани, Зімбабве, Мозамбіку, Свазіленду.

Найбільшим імпортером виступає Японія, яка щорічно купує близько 125 млн. тон кам’яного вугілля (саме японський попит стимулював розвиток вугільної промисловості Австралії і Канади). Південна Корея купує 40 млн. тон, а Тайвань — 25 млн. тон вугілля на рік. Україна також стала нетто-імпортером вугілля (експортується переважно коксівне вугілля, а імпортується енергетичне).

Буре вугілля використовується переважно як місцеве паливо, ним на світовому ринку не торгують. Найбільше його видобувають ФРН (200 млн. т), Росія (95 млн. т), США (80 млн. т), Китай (65 млн. т). Значні обсяги видобутку бурого вугілля і лігніту мають також Австралія (53 млн. т), Польща, Греція, Туреччина (по 50 млн. т), Румунія (35 млн. т), КНДР і Болгарія (по 25 млн. т).

Широке використання природного газу у світовому господарстві розпочалося набагато пізніше від вугілля і нафти, що пов’язано із значними труднощами його транспортування і зберігання. Сучасна газова промисловість пропонує екологічно найчистіший енергоносій (серед традиційних первинних джерел).

На жаль, значна частина (фактично — половина) супутнього нафтового газу сьогодні втрачається (потрапляє в атмосферу, спалюється у так званих «факелах», закачується назад у нафтові пласти для підтримки високого тиску тощо).

Розвідані запаси природного газу в світі оцінюються у 175 трлн. м³, серед окремих країн за цим показником лідирує Росія (30% світових покладів). Майже третина світових запасів концентрується на Близькому та Середньому Сході (Іран, Катар, Саудівська Аравія, ОАЕ та інші країни).

Частка інших регіонів у світових запасах не настільки значна, але слід відзначити в Африці Алжир і Лівію, у Південній Америці - Венесуелу, у Північній Америці — Канаду і США, в Азії — Індонезію, Казахстан і Туркменістан, в Європі — Норвегію і Великобританію (шельф Північного моря). Першою країною, що розпочала видобуток мінеральних ресурсів на шельфі, були Нідерланди, але на даний час її родовища газу виснажені, зокрема знаменитий Гронінген, внаслідок чого вона опустилася з 4 на 16 місце в світі за обсягами видобутку.

Промисловий видобуток природного газу ведуть майже 100 країн світу, сумарний світовий обсяг видобутку сягає 3,5 трлн. м³. Важливою тенденцією розвитку газовидобутку є збільшення ролі морських (шельфових) родовищ (нині — це п’ята частина видобутку). Частка супутнього нафтового газу у товарному виробництві природного становить 20% (теоретично мала б становити 40%).

Сучасна ієрархія газовидобувних країн має наступний вигляд: 1) США — 766 млрд. м³; 2) Росія — 600 млрд. м³; 3) Іран — 185 млрд. м³; 4) Катар — 165 млрд. м³; 5) Канада — 150 млрд. м³; 6) Китай — 140 млрд. м³; 7) Норвегія — 117 млрд. м³; 8) Саудівська Аравія — 102 млрд. м³; 9) Туркменістан — 84 млрд. м³; 10) Алжир — 83 млрд. м³; 11) Індонезія — 73 млрд. м³; 12) Австралія — 67 млрд. м³; 13) Малайзія — 63 млрд. м³; 14) ОАЕ — 60 млрд. м³; 15) Узбекистан — 56 млрд. м³. Україна із показником близько 20 млрд. м³ знаходиться на 32 місці. Це вище за Кувейт, Бахрейн, Бруней, Лівію, Румунію або Польщу.

Найбільшим експортером природного газу є Росія (до 200 млрд. м³ на рік). Значні обсяги експорту мають Катар, Норвегія, Канада, Алжир, Нідерланди, Індонезія. Реалізація нових проектів побудови газопроводів може збільшити роль Ірану, Азербайджану, Туркменістану і Казахстану.

Серед імпортерів виділяються Японія, ФРН, Китай, Італія, Туреччина, Франція, Південна Корея, Тайвань, Бразилія. США більше імпортує, аніж експортує (77 проти 50 млрд. м³). Нетто-імпортерами також є Великобританія та Нідерланди.

Більша частина природного газу транспортується і експортується газопроводами. Найбільшу довжину газогонів має Росія, яка експортними поставками охоплює всі країни Центральної і Південно-Східної Європи, а також Німеччину й Австрію. Потужні газотранспортні системи діють у Північній Америці, Західній Європі (від голландського Гронінгену через ФРН і Швейцарію — до Італії; з норвезького сектору Північного моря — у Данію, ФРН, Бельгію, Францію) та Центральній Європі (тут виділяється Україна — донедавна найбільший в світі транзитер газу). З 1982 року функціонує перший міжконтинентальний газопровід з Алжиру через Туніс і далі дном Середземного моря (з подоланням глибин більше 500 метрів) до Італії.

Стрімко зростають міжнародні перевезення газу в скрапленому вигляді танкерами-газовозами. Важливий напрямок використання скрапленого газу — це покриття сезонних «піків» попиту на природний газ. Крім того, сучасна технологія скраплення дозволила активніше включитися у географічний поділ праці таким постачальникам як Катар, Алжир, Індонезія, Малайзія, Бруней — з одного боку, та поліпшити надійність енергопостачання для Японії, Тайваню, інших острівних країн — з іншого боку.

Допоміжне значення має торф’яна промисловість. Торф як паливо - це місцева малоефективна сировина. Торф може бути цінним добривом і хімічною сировиною. Болотяні мохи також слугують важливою технологічною сировиною. Але при цьому не слід забувати, що болота виконують важливі екологічні функції збереження природної рівноваги в геосистемах як регіонального, так і глобального рівня.

Світові запаси торфу перевищують 2 трлн. тон. За промисловими покладами помітно виділяються Канада, Росія і США (на Алясці). Підраховано, що торф тільки боліт Канадської Півночі за теплотворною здатністю еквівалентний 4 млрд. тон нафти. Обсяги світового видобутку торфу порівняно невеликі - близько 30 млн. тон. Найактивніше його використовують як джерело енергії скандинавські країни та Ірландія. В умовах енергетичної кризи намагаються використати цей досвід Бєларусь та Україна (в Україні налічується понад 2500 невеликих родовищ торфу).

Схожі допоміжні функції у структурі ПЕК виконує і сланцева промисловість. Геологічні запаси сланців навіть перевищують вугільні, але більша їх частина навряд чи буде освоюватися найближчим часом. Технологія екстрагування із сланців рідких і газоподібних вуглеводнів при нагріванні порівняно ефективна, але й досить дорога. Обсягами видобутку виділяється Естонія, яка інших власних енергоресурсів не має. Ця країна досягла найвищого показника виходу нафтопродуктів із сировини — 320 літрів на 1 тону (в США — 240 літрів на тону). Видобувають горючі сланці Китай і Бразилія. Поклади горючих сланців має й Україна, але не використовує їх. Величезні родовища недавно відкриті в Австралії (штат Квінсленд), але їх експлуатація також поки що не планується.

Особливо швидкими темпами в галузевій структурі світового господарства розвивається електроенергетика, оскільки розвиток цієї складової ПЕК сприяє економії дефіцитних енергоресурсів. Споживання електроенергії є доцільнішим за пряме споживання палива (наприклад, на залізниці використання електровозної тяги замість тепловозної заощаджує 15% енергоресурсів). Тому в сучасному світовому господарстві тільки половина первинних джерел енергії використовується безпосередньо для одержання тепла і палива, а інша половина призначається для виробництва електричної енергії.

Виробництво і споживання електроенергії зростає швидше, ніж виробництво і споживання первинних енергоресурсів.

Електроенергія — це вторинний вид енергії. При всіх її перевагах, вона має і недоліки: неможливість накопичення у великій кількості, тому час виробництва і споживання мають збігатися.

Сумарне виробництво електроенергії в світі перевищує 15 трлн. кВтгод. 33% світового виробництва електроенергії припадає на Англо-Америку (США — 28%, Канада — 5%). Латинська Америка виробляє всього 5% світової електроенергії (у т.ч. Бразилія — 2%, Мексика — 1%). Показник Західної Європи становить 21% (у т.ч. ФРН — 5%, Франція і Великобританія — по 3%). Центральна і Південно-Східна Європа разом з Росією, Закавказзям і Середньою Азією виробляє близько 17% (Росія — 6%, Україна — 1%). Азія (без Закавказзя і Середньої Азії) має показник на рівні 20% світового виробництва (у т.ч. Китай — 9%, Японія — 7%, Індія - 2%). Весь африканський континент виробляє лише 2% світової електроенергії (при цьому майже половина виробництва припадає на ПАР). Показник Австралії та Океанії теж становить 2%.

Серед окремих країн помітне виразне лідерство США. Китай, Японія і Росія відчутно поступаються, хоча також мають величезні обсяги виробництва електроенергії. Наступна група країн — ФРН, Канада, Франція, Великобританія, Бразилія, Індія, Італія, Південна Корея (у названій дюжині країн зосереджено більш як % світового виробництва електроенергії). Україна займає 25 місце в світі за валовим показником виробництва електроенергії.

Але більш цікавим для порівняння є показник виробництва електроенергії на душу населення (у середньому по світу — 2,2 тис. кВтгод на особу за рік). Лідирує в цьому випадку Норвегія (28,03 тис. кВтгод/рік), другою є Канада (18,73 тис. кВтгод/рік), третьою Ісландія (18,48 тис. кВтгод/рік). Далі йдуть Швеція (16,20 тис. кВтгод/рік), Кувейт (13,76 тис. кВтгод/рік); США (13,59 тис. кВтгод/рік), як бачимо, лише на 6 місці. Наступні позиції займають Фінляндія, Катар, Нова Зеландія, Австралія. Японія опиняється лише на 15 місці, ФРН —на 21-му, Росія — на 25-му. Україна з показником 3,47 тис. кВтгод/рік займає 47 місце у світовій ієрархії. Наступне 48 місце — за Польщею. Останні місця світової ієрархії займають Беліз, Гамбія, Мавританія, Чад, Малі.

Загалом доіндустріальні країни (особливо — африканські) мають низькі показники. Досі в світі майже 2,1 млрд. осіб не має можливості користуватися електроенергією навіть для освітлення житла.

Структура виробництва електричної енергії (за типами електростанцій) відображена на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Структура світового виробництва електроенергії

Як бачимо, провідні позиції у виробництві електроенергії належать тепловим електростанціям (ТЕС), особливо тим, що працюють на вугіллі. ТЕС, що працюють на мазуті, розташовуються переважно поблизу нафтопереробних заводів, газові ТЕС —на трасах газопроводів. Загалом ТЕС екологічно дуже шкідливі, особливо — вугільні.

Звичайно, що існують істотні територіальні відмінності в структурі виробленої електроенергії. Наприклад, в Латинській Америці на гідроелектростанціях (ГЕС) продукується % електроенергії, а в Європі найвища у світі частка атомних електростанцій (АЕС).

Різниця між окремими країнами ще більш суттєва. Наприклад, у Парагваї на ГЕС виробляють 99,9% електроенергії, в Норвегії — 99,5%, Бразилії — 92,5%. Натомість у Франції більше 75% електроенергії отримують на АЕС, а у Литві — навіть 80%. ПАР встановила «світовий рекорд» за часткою вугільних ТЕС в електробалансі — 90%.

Частина теплових станцій представлена теплоелектроцентралями (ТЕЦ), які крім електроенергії виробляють тепло і пару (за рахунок цього коефіцієнт корисної дії зростає практично вдвічі — до 70%). Якщо ТЕС будуються в районах споживання електроенергії або поблизу джерел сировини, то ТЕЦ розміщуються виключно поблизу значних споживачів своєї продукції - великих і надвеликих міст.

Гідроелектростанції виробляють найдешевшу за собівартістю електроенергію, використовуючи при цьому відновні ресурси та не забруднюючи водний і повітряний басейни. Щоправда, мають вони і недоліки: будівництво ГЕС є досить тривалим в часі та капіталомістким, водосховища затоплюють значні території, порушується гідрологічний режим річок.

Сумарна встановлена потужність всіх ГЕС світу перевищує 300 млн. кВт. Найпотужнішою на даний момент є бразильсько-парагвайська ГЕС «Ітайпу» (12,6 млн. кВт), що збудована на річці Парана. Будівництво гідровузла «Санься» («Три ущелини») у Китаї на річці Янцзи приведе до створення водосховища площею більше 1 тис. км² з обсягами води у 40 млрд. м³, це дозволить функціонувати ГЕС потужністю 18,2 млн. кВт. Доведеться відселити майже 2 млн. осіб, перенести низку цінних історико-архітектурних пам’яток.

Для покриття «пікових» навантажень в енергосистемах багато країн останнім часом стали активно будувати гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС). ГАЕС є одночасно і споживачами електроенергії (вночі закачують воду у верхній басейн), і виробниками її, а фактично вони перерозподіляють в часі надлишки електроенергії. Це дозволяє більш ефективно використовувати потужності електростанцій інших типів.

Атомна енергетика — порівняно молода галузь електроенергетики, але вже встигла пережити серію підйомів і спадів. Цикли підйому були пов’язані з енергетичними кризами, відсутністю або вичерпанням власних енергоносіїв у багатьох високорозвинених країнах; спади пов’язані з успіхами енергозбереження, поширенням у світі ідей сталого розвитку, а також з техногенними катастрофами (на кшталт Чорнобильської чи аварії на АЕС «Фукусіма»).

Після аварії на Чорнобильській АЕС низка країн (Австрія, Італія, Польща, Швеція, Швейцарія) прийняла рішення про поступову повну відмову від використання атомної енергії. США, Росія, Великобританія суттєво скоротили свої атомно-енергетичні програми. Вчені-теоретики і практики-експлуатаційники стали більше уваги приділяти надійності реакторів і радіаційній безпеці (особливо в екстремальних умовах землетрусів, тайфунів, терактів тощо), внаслідок цього значно подорожчало будівництво. Невирішеною залишається проблема трансмутації⁴ або довгострокового зберігання радіоактивних відходів.

Але глибока енергетична криза призвела до перегляду перспектив атомної енергетики. Знову запустили зупинені АЕС Литва і Вірменія. Нові енергоблоки вводять не тільки Франція, Китай, США, Росія, Японія, але й Україна.

Сьогодні сумарна потужність 450 діючих в світі АЕС досягла 350 млн. кВт. Найбільше — 104 АЕС функціонує в США, 58 — у Франції, 54 — в Японії, 32 — в Росії, 13 — в КНР. Продовжується будівництво 64 нових АЕС (найбільше — в Китаї — 27 станцій).

Найпотужніша в світі АЕС «Фукусіма» (8,8 млн. кВт) збудована в Японії. Найбільша в Україні та Європі Запорізька АЕС має потужність 6 млн. кВт.

До альтернативних джерел отримання електричної енергії відносяться енергія вітру, сонячна енергія, енергія припливів і відпливів, енергія хвиль, внутрішня теплова енергія Землі тощо. Вони часто використовуються для автономного енергопостачання у віддалених районах.

Вітрові електростанції (ВЕС) використовують кінетичну енергію вітру, тому найчастіше будуються на узбережжях морів та в горах. Найбільшу сумарну потужність ВЕС має Німеччина. Найбільша частка ВЕС у виробництві електроенергії — в Данії, Іспанії та Португалії; а серед окремих регіонів — в штаті Каліфорнія (США) та Шотландії (Великобританія). Найбільший приріст потужностей вітроенергетики відбувається в Китаї та Індії.

Сонячні (геліотермальні) електростанції (СЕС) працюють у багатьох країнах світу. Найбільші валові обсяги виробництва і використання сонячної енергії — в США і Японії. Найвищі показники виробництва і використання сонячної енергії на душу населення мають Ізраїль і Кіпр. Найпотужнішою у світі на даний час є СЕС Benban (1,5 млн. кВт), збудована 2019 року в пустелі Сахара поблизу міста Ауса (Єгипет). 6 мільйонів її фотоелектричних панелей займають площу 37 км².

Перша в Україні (та СРСР) СЕС діяла протягом 1985-1994 років в Щолкіне (Крим), але собівартість електроенергії була вищою за відпускну ціну, до того ж розміри дзеркал-геліостатів були занадто великими. Цей шлях виявився хибним, у світі зараз переважають фотоелектричні генератори, які мають значно вищий коефіцієнт корисної дії та не потребують надмірних площ. Фотоелектричні СЕС розпочали «нову еру» геліотермальної енергетики, у тому числі й в Україні (не в останню чергу це стало можливим завдяки введенню спеціального «зеленого тарифу» на сонячну енергію).

Припливні електростанції (ПЕС) функціонують у 7 країнах світу. Найперша була збудована у Франції, найпотужніша — у Великобританії. Найбільша кількість ПЕС (3 шт.) — у Канаді. Працюють ПЕС також у Росії, Індії, Південній Кореї, Китаї. Ефективне використання припливної енергії поки що обмежується районами з висотою припливу не менше 10 метрів. Дуже часто — це важкодоступні території без транспортної, соціальної та іншої інфраструктури.

Геотермальні електростанції (ГТЕС) наявні у 9 країнах світу, хоча термальні джерела виявлені у більш як 80 країнах. Сумарна потужність ГТЕС досягла майже 5 млн. кВт. Найбільше геотермальна енергія використовується в Ісландії та Новій Зеландії (здебільшого для тепло- і водопостачання, а не виробництва електроенергії). Порівняно значні масштаби використання мають США, Італія, Японія, Росія, Мексика. З 80-х років минулого століття розпочато спорудження невеликих типових ГТЕС в Україні на Керченському півострові. У 2009 році почала функціонувати перша ГТЕС в Африці (Кенія), споруджена за сприяння спеціальної програми ООН з розвитку альтернативної енергетики. Очікується спорудження низки таких електростанцій в країнах «Тихоокеанського вогняного кільця» (Філіппіни, Чилі та інших).

Хвильові електростанції для отримання електроенергії використовуються в Норвегії, Великобританії, Японії.

В перспективі — будівництво гідротермальних електростанцій (на термопарах, що використовуватимуть температурний градієнт вод Світового океану) і використання енергії течій (зокрема Гольфстріму). Поки що ці проекти серйозно розробляються лише в США та Франції.

Паливно-енергетичний баланс

Паливно-енергетичний баланс (ПЕБ) — це співвідношення між надходженням (видобутком й імпортом) різних видів палива і виробництвом електроенергії та витратою їх в національній економіці й експортом.

Розрахунки структури паливно-енергетичного балансу ведуться як у повному обсязі (з врахуванням біомаси, альтернативних джерел тощо), так і виключно по комерційним джерелам⁵. Для порівняння ефективності використання різних видів палива та їх сумарного обліку використовується спеціальна одиниця виміру — умовне паливо. В європейських країнах як одиниця умовного палива зазвичай використовується 1 кг кам’яного вугілля з теплотою згоряння 7000 ккал⁶/кг (вугільний еквівалент). Але в світі більш вживаним зараз став нафтовий еквівалент (10000 ккал/кг).

Для зіставлення паливних і непаливних енергоресурсів 2 кВтгод. виробленої електроенергії (гідравлічної, вітрової, сонячної, геотермальної або іншої) прирівнюють до 1 кг умовного палива (у вугільному еквіваленті).

Нижче наводиться формула переведення будь-яких енергоресурсів у зіставні одиниці умовного палива:

Не слід плутати паливно-енергетичний баланс повний і комерційний, а також ототожнювати їх з електроенергетичним балансом. Цифри в названих трьох випадках будуть різні (порівняйте дані таблиць 5.1, 5.2 і рис. 5.3, останній репрезентує якраз електроенергетичний баланс світу).

Структура світового ПЕБ не залишається незмінною. Протягом ХІХ і першої половини ХХ століття вона пройшла «вугільний» етап свого розвитку. Після Другої світової війни розпочався «нафтовий» етап, що пояснюється перевагами нафти, як найбільш ефективного енергоносія. Але внаслідок серйозного підвищення цін на нафту, із середини 80-х років минулого століття розпочався сучасний етап розвитку паливно-енергетичного балансу, його можна назвати «перехідним». Він характеризується скороченням споживання нафти як палива та збільшенням ролі природного газу і вугілля, місцевих паливних ресурсів, відходів деревообробки та рослинництва тощо, поступовим нарощуванням обсягів використання альтернативних джерел. Зростання споживання природного газу і збільшення масштабів використання нетрадиційних видів палива серед інших причин пов’язані також із введенням у багатьох країнах світу більш жорсткого екологічного законодавства.

Таблиця 5.1.

Сучасна структура паливно-енергетичного балансу світу (комерційні джерела)

Звичайно, що вищі можливості «екологізації» структури ПЕБ мають більш розвинуті країни (відповідне порівняння наводиться у табл. 5.2). Вони можуть дозволити собі купувати дорогі та ефективні енергоносії (нафту і природний газ), витрачати значні кошти на альтернативну енергетику, врешті-решт, вирішувати таке принципове питання як будувати АЕС чи відмовлятися від них. Натомість надмірне використання біомаси в доіндустріальних низькорозвинених країнах викликає загрозу збезлісення та опустелювання. Такими драматичними прикладами можуть слугувати Ефіопія, Сомалі, Непал і Бутан (90-95% ПЕБ становить біомаса), Афганістан, Кенія, Чад (близько 75%), навіть в новій індустріальній Індії цей показник залишився на рівні 45%.

Загалом деревина залишається важливим джерелом енергії, хоча вона дає лише близько 10% світового споживання (з врахуванням некомерційних джерел), але при цьому обслуговує потреби близько половини населення світу.

Таблиця 5.2.

Порівняння ПЕБ (з врахуванням некомерційних джерел) країн різних класів за рівнем економічного розвитку

В останні десятиліття у світовому господарстві спостерігається стійка тенденція до підвищення ефективності використання енергії, що сприяє зменшенню енергомісткості матеріального виробництва. Кризові явища у світовій енергетиці, пов’язані із коливаннями цін на енергоресурси (особливо нафту), призводять до відчутних змін в структурі енергоспоживання та сприяють зростанню інвестицій в енергозбереження. На жаль, нові види енергії поки що використовуються недостатньо, їхня частка в структурі світового ПЕБ залишається несуттєвою (<2%), більш широке їх використання — справа майбутнього, коли собівартість альтернативних джерел зможе зрівнятися із собівартістю традиційних видів палива.

Висновки:

1. Паливно-енергетичний комплекс (ПЕК) — складна міжгалузева система видобутку і виробництва палива й енергії (електроенергії та тепла), їх транспортування, розподілу і використання. До його складу входять паливна промисловість (нафтова, газова, вугільна, торф’яна, сланцева, уранова) і електроенергетика, тісно пов’язані з усіма галузями національної економіки.

2. У галузевій структурі паливної промисловості провідну роль відіграють нафтова, газова і вугільна; допоміжну — торф’яна і сланцева промисловість. Зростає значення уранової промисловості.

3. Електроенергія — це вторинний вид енергії. Споживання електроенергії з погляду економіки є більш доцільним, аніж пряме споживання палива, оскільки дозволяє заощаджувати дефіцитні невідновні енергоресурси.

4. Суттєвим недоліком вторинної енергії (електроенергії) є неможливість її накопичення у значній кількості та перерозподілу в часі.

5. З метою покриття «пікових» навантажень використовується такий тип електростанцій як ГАЕС, а також створюються енергосистеми для «перекидання» електроенергії між регіонами з різних часових поясів.

6. Найбільші обсяги виробництва електроенергії серед країн світу мають США, найвищий показник на душу населення — у Норвегії.

7. Україна посідає 8 місце в світі за обсягами видобутку кам’яного вугілля, 32 місце — природного газу, 48 місце — нафти. За валовим виробництвом електроенергії Україна займає 25 місце в світі.

8. Співвідношення між надходженням різних видів палива і виробництвом електроенергії та витратою їх в народному господарстві - називається паливно-енергетичним балансом.

9. Провідну роль у паливно-енергетичному балансі світу відіграють нафта, вугілля і природний газ (разом — майже 90%). Частка альтернативних джерел енергії залишається незначною.

10. Структура паливно-енергетичного балансу має певну часову динаміку, що дозволяє виділити вугільний, нафтовий та перехідний (сучасний) етапи її розвитку.

1 В складі ОПЕК нині перебуває 13 країн: Іран, Ірак, Кувейт, Саудівська Аравія, ОАЕ, Індонезія, Венесуела, Еквадор, Алжир, Лівія, Нігерія, Габон, ДР Конго (Катар вийшов з організації у 2019 р.). ОПЕК для підтримання вигідних для експортерів цін на нафту встановлює відповідні квоти на продаж. Штаб-квартира ОПЕК розташована у Відні. Пояснити це можна географією головних покупців, вони дійсно зосереджені переважно в Європі.

² Кокс - продукт переробки кам’яного вугілля нагріванням до 950 - 1050°С без доступу повітря (супутній продукт — коксовий газ, що складається з метану, водню, чадного газу). Кокс — це важлива сировина для чорної металургії при використанні доменного, мартенівського, киснево-конверторного способів виплавки сталі.

³ За теплотою згоряння буре вугілля втричі поступається антрациту, а лігніт — вчетверо. Буре вугілля і лігніт видобуваються у випадку відсутності інших видів паливних ресурсів або при зручних умовах залягання (велика потужність пластів, незначна глибина), абсолютно переважає дешевий відкритий спосіб видобутку. Зазвичай використовується буре вугілля на місці (спалюється в топках ТЕС або газифікується). Буре вугілля і лігніт мають ще один недолік — високу зольність, що вимагає значного вилучення земель під золошлакові відвали.

⁴ Трансмутація —це перетворення радіоактивних відходів АЕС шляхом нейтронного бомбардування у менш довгоживучі ізотопи. Технологія настільки дорога, що зводить нанівець всі переваги атомної енергетики.

⁵ До комерційних джерел відносяться нафта, природний газ, вугілля, ядерне паливо і гідроенергія. Альтернативні (або нетрадиційні) джерела енергії поки що відносяться до некомерційних. Частка їх у ПЕБ невелика, собівартість отриманої енергії лишається високою. Часто вони використовуються для автономного забезпечення, тобто не є пов’язаними з об’єднаними енергосистемами, тому важко піддаються обліку.

⁶ Калорія — одиниця виміру енергії, що еквівалентна теплоті, необхідній для нагрівання 1 грама води на 1С. Кілокалорія (ккал) — це 1000 калорій.

ГРАЙ ЩОБ ЗАРОБЛЯТИ

Ігри в які можна грати та заробляти крипту не вкладаючи власні кошти