Видобування, транспортування та споживання енергетичних ресурсів світу на сучасному етапі

1. Видобування, транспортування та споживання енергетичних ресурсів світу на сучасному етапі.

Індустріальне розвинуті  країни, які не мають великих родовищ  нафти, вугілля та природного газу, забезпечують себе енергоносіями за рахунок міжнародного поділу праці, реалізуючи на світовому ринку продукцію високого ступеня обробки та купуючи сировину, а от менш розвинуті країни таких можливостей майже не мають і змушені витрачати на купівлю енергетичних ресурсів значні фінансові ресурси, збільшуючи свою зовнішню заборгованість.

 Одна з проблем забезпечення  енергоресурсами сучасної цивілізації  полягає в тому, що економіка  більшості країн світу протягом  тривалого часу розвивалась, орієнтуючись  на нафту й продукти її переробки.  Перехід на інші джерела енергопостачання  вимагає значних капіталовкладень, пов'язаних зі структурною перебудовою економіки, які досить часто не під силу окремим країнам. В аналогічній ситуації опинилась і Україна після розпаду СРСР. Щодо нафти, то її запасів у світі значно менше, ніж інших енергетичних ресурсів. При таких темпах її споживання, які існували у 80-ті роки, розвіданих запасів вистачить світовому господарству лише на 37-40 років, а якщо взяти до уваги прогнозні ресурси, то нафтова ера триватиме близько 120 років. Отже, проблема, яка сьогодні досить жваво дискутується в усьому світі, зводиться до того, чи встигнуть усі країни перевести свою економіку на новий вид енергозабезпечення і які ресурси для цього мають бути використані.

 Виникнення й загострення  сировинної проблеми змусило  переоцінити наявні мінеральні ресурси, в результаті чого стало ясно, що резерви багатьох видів корисних копалин пов'язані з екологічно шкідливими джерелами, такими, зокрема, як нафтові піски, бітумні сланці та ін., розробка яких загрожує навколишньому середовищу й погіршує екологічну ситуацію в світі. Про екологічно небезпечні наслідки неконтрольованого і неефективного використання природних ресурсів у світі наголошувалось на всесвітній конференції "Навколишнє середовище і розвиток" (Ріо-де-Жанейро, 1992 p.).

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 співпадати.

Сумарне виробництво електроенергії в світі перевищує 15 трлн. кВт∙год. 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 20% (Росія – 7%, Україна – 2%). Азія (без Закавказзя і Середньої Азії) має показник на рівні 17% світового виробництва (у т.ч. Японія – 8%, Китай – 6%, Індія – 2%). Всі африканські країни разом узяті виробляють лише 2% світової електроенергії (при цьому майже половина виробництва припадає на Південноафриканську Республіку). Ще 2% становить валовий показник Австралії та Океанії.

Серед окремих країн помітне  виразне лідерство США. Японія, Росія, Китай відчутно поступаються, хоча також мають величезні обсяги виробництва електроенергії. Наступна група країн – ФРН, Канада, Франція, Великобританія, Бразилія, Індія, Італія й Україна – також є значними виробниками. У названій дюжині країн зосереджено більш як ¾ світового виробництва електроенергії.

Але більш цікавим для  співставлень є показник виробництва електроенергії на душу населення (у середньому по світу – 2,2 тис. кВт∙год на особу за рік). Лідирує в цьому випадку Норвегія (28,03 тис. кВт∙год/рік), другою є Канада (18,73 тис. кВт∙год/рік), третьою Ісландія (18,48 тис. кВт∙год/рік). Далі йдуть Швеція (16,20 тис. кВт∙год/рік), Кувейт (13,76 тис. кВт∙год/рік); США (13,59 тис. кВт∙год/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. кВт∙год/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.

 

 

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 серйозні територіальні відмінності в  структурі виробленої електроенергії. В Латинській Америці на гідроелектростанціях (ГЕС) виробляється ¾ електроенергії, а у Європі найвища в 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.

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

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 – землетруси, тайфуни, теракти та ін.), а як наслідок здорожчало будівництво. Невирішеною залишається проблема трансмутації[4] 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. Сумарна потужність АЕС досягла 350 млн. кВт. 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) збудовані у 16 країнах. Потужність всіх ВЕС світу становить більше 4 млн. кВт. Найбільшу сумарну потужність ВЕС має Німеччина. Найбільша частка ВЕС у виробництві електроенергії – в Данії і штаті Каліфорнія (США). Є такі електростанції і в Україні, більше того, збудована поблизу Севастополя у 1931 році ВЕС вважається першою в світі.

Сонячні (геліотермальні) електростанції (СЕС) працюють вже у 32 країнах світу. Найбільші валові обсяги виробництва і використання сонячної енергії – в США і  Японії. На душу населення найвищі  показники мають Ізраїль і  Кіпр. Протягом 1985-1994 років одна СЕС діяла і в Україні (поблизу Керчі), але собівартість електроенергії була вищою за відпускну ціну, до того ж площа дзеркал-геліостатів перевищувала 4 га. Цей шлях виявився хибним, у світі зараз переважають фотоелектричні генератори, які не займають великих площ.

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 та іншої інфраструктури.

Геотермальні  електростанції (ГТЕС) наявні у 8 країнах світу, хоча термальні джерела виявлені у майже 80 країнах. Сумарна потужність ГТЕС досягла майже 5 млн. кВт. Найбільше геотермальна енергія використовується в Ісландії і Новій Зеландії (більше для тепло- і водопостачання, ніж 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 (вже працює 13).

 

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.

 

****

єрархія країн, що видобувають нафту, виглядає наступним  чином: 1) Саудівська Аравія – 440 млн. т; 2) США – 350 млн. т; 3) Росія – 310 млн. т; 4) Іран – 185 млн. т; 5) Китай – 160 млн. т; 6) Норвегія – 155 млн. т; 7) Венесуела – 153 млн. т; 8) Мексика – 143 млн. т; 9) Великобританія – 129 млн. т; 10) Канада – 125 млн. тон. Далі йдуть ОАЕ (120 млн. т), Нігерія (110 млн. т), Кувейт (103 млн. т), Індонезія (77 млн. т), Лівія (70 млн. т), Алжир (62 млн. т). Тимчасово на 26 місці знаходиться Ірак (30 млн. тон), це пов’язано з наслідками військових дій, торговим ембарго і дозволом продавати нафту тільки в обмін на критичний імпорт продовольства, ліків та інших соціально важливих товарів. До 1991 року Ірак займав 4 місце в світі за видобутком нафти.

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

Найбільшими експортерами нафти є арабські країни – Саудівська Аравія, Кувейт, ОАЕ, Іран. 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.

Найбільші імпортери  нафти – США, Японія, ФРН, Франція, Італія, Нідерланди. Економіка США  споживає щорічно 850 млн. тон нафти (тобто  імпорт становить 500 млн. тон). Зростання економіки Китаю також перетворює його на значного імпортера (незважаючи на 5 місце в світі з видобутку та перспективність шельфу Жовтого моря) – потреби оцінюються у 300 млн. тон на рік.

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 кокс[2], 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 лігнітів[3] – близько 600 млрд. тон. Промислові запаси оцінюються у ⅔ 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..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. 2

 

Транспортувати  газ складно. Морське транспортування у вигляді зрідженого природного газу (ЗПГ) дає змогу розв'язувати деякі проблеми. Одначе організація зріджування й транспортування спеціальними танкерами, спорудження терміналів потребує надзвичайно великих коштів. Вартість одного танкера-газовоза об'ємом 125 тис. м3 становить до 150 млн дол. Перевезення ЗПГ танкерами-газовозами коштує приблизно утроє дорожче, ніж еквівалентна кількість нафти у звичайних танкерах. Водночас є вже кілька портів-терміналів з великими заводами для зріджування природного газу для морського вивезення: в Алжирі, Лівії, Індонезії, Брунеї та на Алясці. ЗПГ з Алжиру постачається таким чином до Великобританії, Франції, Іспанії, СІЛА; з Лівії — до Іспанії та Італії, з Аляски, Індонезії, Брунею — до Японії. Морське транспортування ЗПГ становить 1,5% загального тоннажу танкерів. В найближчий час головними експортерами ЗПГ стануть: Нігерія, Катар, Оман, Трінідад і Тобаго, Китай, Австралія, Алжир та Венесуела. Імпортерами будуть: Японія, Тайвань, Республіка Корея, Італія, Іспанія, Туреччина.