Сливинская Т. В., преподаватель Рассмотрено и утверждено на заседании Научно-методического совета бгу



бет29/50
Дата17.11.2022
өлшемі429.79 Kb.
#465080
түріПротокол
1   ...   25   26   27   28   29   30   31   32   ...   50
Введение в социально-экономическую географию (1)

Электроэнергетика – подотрасль топливно-энергетической промышленности, которая осуществляет выработку электроэнергии и передачу ее потребителям. Топливно-энергетическая промышленность, наряду с машиностроением и химической промышленностью, является отраслью, обеспечивающей научно-технический прогресс. В этом отношении электроэнергетике принадлежит особая роль, поскольку в настоящее время электрическая энергия является наиболее универсальным видом энергии. Ее универсальность определяется тем, что она легко применима в любых сферах жизни и деятельности человеческого общества. Поэтому уровень ее развития в значительной мере определяет эффективность экономического развития в целом. Именно по этой причине электроэнергетика отличается высокими темпами роста, особенно во второй половине столетия. С 1950 по 2016 г. производство электроэнергии в мире выросло с 950 млрд. кВт. час до более, чем 24,8 трлн. кВт. час., т.е. в 26 раз. а 14,5 трлн. кВт. час. Наряду с этим, ее выработка весьма существенно дифференцирована по группам стран с различным уровнем развития экономики. На развитые страны, в которых проживает около 17% населения мира, приходится 65% производства электроэнергии, на страны с переходной экономикой (приблизительно 1/3 населения мира) – 13%, а на развивающиеся (более 50% населения планеты) – около 22%.
Существенно дифференцирован этот показатель и по странам мира, среди которых бесспорным лидером Китай, где в 2016 г. было выработано
7,1 трлн. кВт. час электроэнергии. Вторую позицию занимают США (4,4 трлн. кВт. час, 10,9%). Далее с большим отрывом следуют Индия (1,6 трлн. кВт. час, 6,4%), Россия (1,12 трлн. кВт. час, 4.5%) и Япония (1,1 трлн. кВт. час, 4,4%). В десятку основных производителей входят также Канада, Германия, Бразилия, Республика Корея и Франция.
Страны мира существенно отличаются друг от друга по численности населения. Поэтому, учитывая значимость электроэнергетики с точки зрения экономического развития, обычно, наряду с показателями абсолютного производства, анализируют выработку электроэнергии на душу населения. Абсолютным лидером здесь является Норвегия (26 тыс. кВт. час на душу населения в год при среднемировом показателе – 2,5 тыс. кВт. час). За ней следуют: Канада (более 20 тыс. кВт. час); Швеция (17 тыс. кВт. час), США (13 тыс. кВт. час) и Финляндия (11 тыс. кВт. час). В то же время во многих развивающихся странах этот показатель не превышает 100 кВт. час.
Почти 98% производства электроэнергии приходится на три основных типа электростанций: тепловые (ТЭС), гидроэлектростанции (ГЭС) и атомные (АЭС). ТЭС подразделяют на два типа: ГРЭС – государственные районные электрические станции, которые производят только электроэнергию, и ТЭЦ – теплоэнергоцентрали, дающие, наряду с электроэнергией, тепло в виде горячей воды, или пара. Поэтому ТЭЦ размещают либо вблизи городов, либо, реже, около крупных промышленных предприятий.
До второй половины XX в. в структуре производства электроэнергии безраздельно господствовали ТЭС, работающие, в основном, на угле, мазуте, или природном газе. Их роль и сейчас является ведущей (более 66% производства электроэнергии), но она имеет устойчивую тенденцию к снижению. Связано это с комплексом причин. Во-первых, на ТЭС используются в качестве топлива исчерпаемые природные ресурсы, которые, к тому же, гораздо эффективнее применять в качестве сырья в химической промышленности. Во-вторых, эти станции дают более дорогую, по сравнению с другими основными, электроэнергию, и, в-третьих, ТЭС сильно загрязняют окружающую среду. Наряду с углекислым и угарным газом, сажей и иными загрязнителями, даже на самых современных ТЭС, образно говоря, «в трубу» вылетает до 20% несгоревшего топлива.
Несмотря на это, данный тип электростанций доминирует в настоящее время в большинстве стран мира. Среди них как те, которые обладают крупными запасами топливных ресурсов (Россия, США, Китай, Германия, Польша, ЮАР, Великобритания, Саудовская Аравия, Иран, Ирак, Кувейт, Австралия, Индия и др.), так и те, топливные ресурсы импортирует (Беларусь, Дания, Молдавия, Израиль и др.).
Большинство наиболее крупных ТЭС находятся в Китае (три из них входит в первую пятерку). Наиболее мощные ТЭС мира: китайские Tuoketuo (6,6 млн. кВт), Тайчжунская (о. Тайвань, 5,8 млн. кВт), российская Сургутская ГРЭС – 2 (5,6 млн. кВт). польская Белхатувская и, также китайская, FUTTSU CCGT POWER PLANT.
Наряду со снижением роли ТЭС, постепенно увеличивается значимость ГЭС и АЭС. Что касается первых, то их строительство преимущественно идет в странах, с одной стороны, обладающих большим гидроэнергопотенциалом, с другой, имеющих предпосылки его эффективного использования. Связано это с тем, что ГЭС, наряду с преимуществами, имеют и ряд существенных недостатков. Главное из преимуществ – это дешевизна получаемой на них электроэнергии. Вторым часто называют экологическую чистоту, но, в этой плоскости следует рассматривать две весьма существенных проблемы. Сооружение ГЭС, особенно на равнинных реках, приводит, как правило, к затоплению больших площадей земель с находящимися на них ресурсами и населенными пунктами. Наряду с этим происходит нарушение гидрологического режима рек, что существенно сказывается на развитии их растительного и животного мира. Поэтому, несмотря на ряд существующих проектов по строительству ГЭС на крупных реках (Янцзы, Обь и др.), в перспективе оно, в основном, будет приурочено к горным, вследствие чего существенного увеличения доли ГЭС в мировом производстве электроэнергии ожидать не следует.
По разным оценкам, мировой гидроэнергопотенциал, который экономически выгодно осваивать в настоящее время, составляет от 10 до 15 трлн. кВт. час в год. Из него 27,3% приходится на Зарубежную Азию (без СНГ). Доля Латинской Америки и Африки приблизительно равна (соответственно, 19,4%, 16,4%). На этом фоне существенно отстают Зарубежная Европа (7,3%) и, особенно, Австралия (2,0%). Что касается стран СНГ, то их гидроэнергопотенциал оценивается в 11,2% мирового, причем из них 77% (850 млрд. кВт. час) приходится на Россию. В оценке гидроэнергопотенциала отдельных стран встречаются значительные различия. Ряд специалистов отводят первое место России, другие ставят на первое место Китай, оценивая его потенциал в более, чем 1,2 трлн. кВт. час. Однако, в обоих случаях пятерку ведущих по этому показателю стран составляют Россия, Китай, США, Бразилия и Канада. По освоенности гидроэнергопотенциала лидирует в настоящее время Зарубежная Европа (без СНГ) – 70%, самый низкий показатель – в Африке (3%), Среди стран, он практически исчерпан в Японии, Франции, Швейцарии, Швеции и Норвегии, в США и Канаде его освоенность составляет около 2/3, в то время как в Китае – более 25%, России – 18%, Индии – 15%, Республике Конго, Колумбии и Перу – 1-2%.
На долю ГЭС в настоящее время приходится около 16% мирового производства электроэнергии. Количество стран, в которых этот тип электростанций преобладает по выработке среди других, превышает 50. Из них особенно выделяются Норвегия (свыше 98% производства), Новая Зеландия (90%), Канада, Швеция. В региональном плане в этом отношении показательна Латинская Америка, в пределах которой лишь за исключением трех стран (Кубы, Мексики и Аргентины), ГЭС являются ведущими в выработке электроэнергии. Среди европейских государств гидроэнергетика преобладает в Албании, Боснии и Герцеговине, Латвии, Швейцарии, из азиатских –
Афганистане, Бутане, Вьетнаме, Лаосе, Шри-Ланке, в Африке – ДРК, Конго, Зимбабве, Малави, Уганде и др.
Наиболее крупные по мощности ГЭС построены в Зарубежной Азии, Америке и России. Самая мощная ГЭС «Три ущелья» построена на р. Янцзы в Китае (22,5 млн. кВт). Вторую позицию занимает совместный бразильско- парагвайский гидроэнергетический комплекс «Итайпу» на р. Парана (14,0 млн. кВт), третью – ГЭС Силоду на р. Янцзы в Китае (13,8 млн. кВт). Из других крупные ГЭС выделяются «Гури» на р. Карони в Венесуэле (10,2 млн. кВт), «Тукуруи» на р. Токантинс в Бразилии (8,4 млн. кВт), Саяно- Шушинская и Красноярская на р. Енисей в России (соответственно. 6,4 и 6,0 млн. кВт).
Начало использования атомной энергии в мирных целях было положено в 1954 г. с вводом в эксплуатацию первой в мире АЭС в г. Обнинске (СССР), которая имела мощность 5 тыс. кВт. После этого развитие атомной промышленности шло высокими темпами и в начале 1980-х гг. предполагалось, что уже к началу XXI в. АЭС будут давать 50% электроэнергии в мире. Однако, ряд крупных аварий в 1980-е годы, среди которых выделяются катастрофа на Чернобыльской АЭС в 1986 г. и авария на американской АЭС «Три Майл Айленд», привели к резкому снижению темпов развития этой отрасли. При этом, мнение стран разделилось. Ряд из них принял решение о свертывании научных атомных программ и прекращении использования АЭС для производства электроэнергии. Среди них такие, как Швеция, где атомные станции давали более 50% производства электроэнергии, Германия, Нидерланды, Польша, Италия, Испания, Швейцария. Сравнительно недавно решение о закрытии Игналинской АЭС принято в Литве, где она обеспечивала более 3/4 производства электроэнергии. Некоторые страны полностью, либо частично, «заморозили» свои атомные программы (США, Россия, Украина и др.), а сравнительно небольшая группа стран, среди которых выделяются Франция, Япония, Республика Корея и Китай, не стали вносить в планы развития атомной энергетики каких-либо ограничивающих изменений.
В результате, к началу к 2016 г. доля АЭС в мировом производстве электроэнергии лишь немного превысила 16% По уровню развития атомной энергетики лидером, несмотря на вышесказанное, остаются США. Из работающих в настоящее время в мире более чем в 30 странах 440 атомных энергоблоков, в США – более 25% (107), далее идут Франция (59), Япония (54), Великобритания (35) и Россия (30). Из стран мира, в которых АЭС играют ключевую роль в производстве электроэнергии, в настоящее время выделяются Франция (77%), Бельгия (55%), Швеция (53%), Украина (45%), Республика
Корея (46%), Болгария (45%) и Венгрия (42%).
Мнения о перспективах развития атомной энергетики среди специалистов весьма противоречивы. Большинство, однако, исходит из того, что в настоящее время какой-либо серьезной альтернативы в производстве электроэнергии по отношению к АЭС, не существует. При этом они основываются на ряде преимуществ станций данного типа: небольшое, по сравнению с ТЭС, потребление топлива; при правильной эксплуатации, экологическая чистота;
невысокая себестоимость электроэнергии. Основной проблемой, пока технологически полностью не решенной, является утилизация переработанного атомного топлива.
Из существующих в настоящее время АЭС наиболее крупными являются Брюс (США) – 6,2 млн. кВт, Запорожская (Украина) – 6,0 млн. кВт, Ханул (Республика Корея) - почти 5,9 млн. кВт, Вторая АЭС Республики Корея – около 5,3 млн. кВт и Гравелин (Франция) – почти 5,5 млн. кВт.
Работа самой мощной до недавнего времени АЭС Касивадзаки-Карива в Японии (8,2 млн. кВт) в настоящее время приостановлена в результате землетрясения.
Более отдаленные перспективы развития электроэнергетики связывают, с так называемыми, нетрадиционными, или альтернативными источниками энергии. Среди них, прежде всего, выделяют энергию Солнца, ветра, горячих подземных вод, а также энергетический потенциал Мирового океана.

Таблица 4 - Альтернативная энергетика в 2015/2016 годах.







2015 г.

2016 г.

Инвестиции

Инвестиции в возобновляемые энергетику и топливо

$млрд

312,2

341,6

Электроэнергетика

Суммарная установленная мощность ВИЭ (не включая гидроэнергетику)

ГВт

785

921

Мощность возобновляемой энергии (общая, включая гидроэнергетику)

ГВт

1856

2017

Установленная гидроэлектростанций

мощность

ГВт

1071

1096

Установленная биоэнергетики

мощность

ГВт

106

112

Выработка (ежегодная)

биоэнергетики

ТВт/час

464

504

Установленная мощность геотермальной энергии

ГВт

13

13,5

Установленная мощность солнечной фотоэлектрической энергии

ГВт

228

303

Установленная концентрированной энергии (CSP)

мощность солнечной

ГВт

4,7

4,8

Установленная ветроэнергетики

мощность

ГВт

433

487

Продолжение таблицы 4



Теплоснабжение

Установленная мощность солнечных водонагревателей

ГВт/т

435

456

Транспорт

Производство этанола (годовое)

млрд. литров

98,3

98,6

Производство биодизеля (годовое)

млрд. литров

30,1

30,8



Веком зарождения гелиоэнергетики считается XIX в., становления XX в., а перспективного развития – текущий XXI в. Первоначально солнечную энергию использовали для получения тепла, а затем появились установки для преобразования в электрическую. Наибольших успехов в этом отношении достигли США, бывший СССР, Япония, Италия, Франция и Испания. Научные эксперименты показали, что современные технологии обеспечивают возможность более или менее эффективного использования этой энергии только в пределах между 50° широты обоих полушарий, однако в настоящее время с появлением новых технологий ее география существенно расширилась. Из других альтернативных видов энергии, ветроэнергетика в течение двух последних десятилетий развивается наиболее интенсивными темпами. Вместе с тем, и для ее развития необходимы определенные предпосылки – прежде всего, частые постоянные и сильные ветры. С этой точки зрения, к наиболее перспективным районам относятся тропические, где постоянно дуют пассаты, зоны влияния экваториальных (тропических) и внетропических муссонов, а также западные побережья умеренных широт с преобладающим там зональным западным переносом воздушных масс. В настоящее время ветроэлектростанции (ВЭС) наибольшее распространение получили в Западной Европе, на долю которой приходится около 60% их общей мощности. В этом регионе ВЭС работают уже в 14 странах, из которых ведущая роль принадлежит Германии, Дании, Нидерландам, Великобритании и Испании. Однако суммарная мощность ВЭС пока остается. Лидируют по мощности ВЭС США, Германия и Индия, которая сравнительно недавно вышла на третье место, оттеснив с этой позиции Данию. Из стран, наиболее перспективных с точки зрения освоения энергии ветра, можно также выделить Китай и Японию в Азии, Канаду,
Мексику, Бразилию и Аргентину в Америке, а также Россию.
Использование геотермальной энергии к настоящему времени получило наиболее широкое распространение. Геотермальные электростанции (ГеоТЭС) уже работают более чем в 60-ти странах мира. На них используют высокотемпературные термальные воды (t> 150°С), содержащие сухой или влажный пар. Воды с меньшей температурой применяют для обогрева и теплоснабжения, которое получило наиболее широкое распространение во многих странах Зарубежной Европы и, среди них, особенно в Исландии. Из других европейских стран выделяются Франция, Италия, Венгрия и Румыния; в
числе азиатских – Япония и Китай. Значительное место в теплоснабжении геотермальные воды имеют также в США, Новой Зеландии и восточных районах России.
Первая ГеоТЭС была построена в 1913 г. в Италии, а в настоящее время они эксплуатируются уже более чем в 20 странах мира. В начале XXI в., длительно лидировавшие как по количеству, так и по мощности ГеоТЭС США, уступили (по мощности) первое место Филиппинам. Из других стран по использованию геотермальной энергии для выработки электрической выделяются Мексика, Италия, Новая Зеландия, Исландия и Россия. Однако, несмотря на высокие темпы роста, мощность ГеоТЭС, как и ВЭС (табл.4). по сравнению с основными типами электростанций, пока остается невысокой – около 9 млн. кВт (2000 г.).
Относительно энергетических возможностей Мирового океана, в настоящее время, среди наиболее перспективных рассматриваются энергия морских приливов и отливов, волн, течений, а также температурного градиента толщи воды Мирового океана. В более отдалѐнной перспективе анализируется вооруженность отдаленных, то здесь речь ведут о поиске экономически эффективных технологий превращения обыкновенной воды в тяжелую и сверхтяжелую.
Несмотря на существенный энергетический потенциал приливов и отливов, который по оценкам составляет до 1 млрд. кВт в год, строительство приливно-отливных электростанций (ПЭС) пока не получило широкого распространения. В качестве основной причины этого обычно называют большую удаленность районов с наиболее высокими приливами от главных центров потребления электроэнергии, а также значительные материальные затраты, необходимые для строительства ПЭС.
Первая из станций подобного типа была построена и введена в эксплуатацию в 1966 г. во Франции на п-ове Бретань (ПЭС «Ранс»), где приливы достигают 13-16 м. Мощность ее составляет всего 240 тыс. кВт. Второй, с мощностью 400 тыс. кВт, стала Кислогубская на Кольском п-ове в России (1968 г.), а третья, «Аннаполис», была возведена в заливе Фанди, омывающем берега США и Канады и имеющем самые высокие приливы – до 18 м, в 1984 г. В 1986 г. введена в эксплуатацию ПЭС «Цзянсян» в Китае мощностью 3,2 тыс. кВт. Проекты по созданию новых ПЭС разрабатываются в России, Канаде, Франции, Великобритании, Китае, Индии, Республике Корея и Австралии.
Суммарную энергию волн оценивают гораздо выше, чем энергию приловов и отливов – в 2,7 млрд. кВт в год. Еще выше и, по оценкам специалистов, более перспективной вследствие постоянства, является энергия морских и океанических течений. Однако, эффективных технологий по их использованию пока не существует и поэтому работы ведутся лишь на уровне экспериментов. Наибольших успехов в этом отношении достигли Япония, Норвегия, США, Великобритания, Швеция и Австралия.
Первая в мире коммерческая волновая электростанция начала свою работу в конце сентября 2011 г. вблизи города Повуа-ди-Варзин в округе Порту
(Португалия). Сейчас установлены три блока электростанции общей мощностью 2,24 МВт стоимостью 13 млн. долларов. В будущем планируется увеличение мощности до 21 МВт.
В ноябре этого же года в режиме испытаний была запущена еще одна крупная волновая электростанция – «Oyster Wave Energy System». Проект разработан компанией «Aquamarine Power» при участии Европейского центра морской энергетики в Стромнессе, Шотландия. По словам главы компании
«Aquamarine Power» Маттиаса Хаага, такая установка в теории способна выдать 1 ГВт электроэнергии.
Гораздо шире используются теплые течения для теплоснабжения (например, Северо-Атлантическое в Скандинавских странах), но оно серьезно сдерживается вследствие химической активности морской воды. Идея использования для получения энергии температурного градиента, т.е. разницы t° воды на поверхности и в глубине Мирового океана, впервые была выдвинута еще в XIX в., но практическое применение получила лишь во второй половине XX в. Для этих целей наиболее пригодны районы Мирового океана между 20° южной и северной широты, где разность температур на поверхности и на километровой глубине составляет 22-24°С. Начиная с 1970-х гг., в США, Японии и Франции ведутся работы по программе «Преобразование термальной энергии океана» (ОТЕК). В рамках реализации этой программы были построены опытные гидротермальные электростанции Японией около о. Науру, США – в районе Гавайских островов и Францией у г. Абиджан (Кот-д'Ивуар). По имеющимся долгосрочным прогнозам, этот источник энергоснабжения сможет обеспечить до 20% мировой потребности в электроэнергии.
Начиная с 2010 г. в мировом масштабе наблюдалось снижение объемов потребления углеводородных источников энергии, которое компенсировалось за счет роста потребления ВИЭ. Прогнозные данные свидетельствуют о том, что удельный вес возобновляемых источников энергии в мировом энергобалансе к 2050 г. может достигнуть 50%.




Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   25   26   27   28   29   30   31   32   ...   50




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет