Етапи розвитку електроенергетичної промисловості світу
Сучасний світ не можна уявити без палива різних видів, теплової та електричної енергії. Основним джерелом електроенергії в світі й донині залишаються невідновлювані паливні мінеральні ресурси: нафта, природний газ, кам’яне та буре вугілля, горючі сланці, торф. Проте їхня енергетична цінність неоднакова. За останні 200 років електроенергетика залежно від переважання того чи іншого виду сировини у палив но-енергетичному балансі пройшла три етапи розвитку: вугільний, на фтогазовий та перехідний.
Вугільний етап охоплював усе XIX ст. і тривав до 40-х років XX ст. На кам’яне вугілля тоді припадало 75% усіх спожитих енергоносіїв, ще 18% – на торф і дрова. 90% кам’яного вугілля добувалося у високорозвинутих країнах, де воно й споживалося. Перевезення вугілля на значні відстані було нерентабельним. Тому на базі вугільних басейнів виникали не лише кущі електростанцій, а й великі промислові райони, наприклад Рур (Німеччина), Лотарингія (Франція), Йоркшир (Велика Британія), Пенсільванія (США) та ін. Починаючи з 40–50-х pp. XX ст. роль кам’яного вугілля почала поступово зменшуватися. З цього часу і до 70-х pp. XX ст. тривав нафтогазовий етап. Повоєнне піднесення економіки розвинутих країн значною мірою пояснюється початком використання но- вих, калорійніших видів палива: нафти і природного газу. Якщо до Другої світової війни 2/3 нафти і майже увесь природний газ давали США, то в повоєнні часи 75% їх видобутку припадало на країни, що розвиваються, та колонії, з яких ці енергоносії за безцінь вивозилися до розвинутих держав. Спершу було відкрито родовища у Венесуелі, згодом – у країнах Перської затоки, а ще пізніше – у країнах Північної та Західної Африки. Тому частка кам’яного вугілля у паливно-енергетичному балансі скоротилася до 30%, а нафти й природного газу зросла відповідно до 56% і 21%.
Із середини 70-х pp. XX ст. у розвитку паливно-енергетичної промисловості відбулися істотні зміни. Почався перехідний етап розвитку паливно-енергетичної про- мисловості. Ера дешевої нафти завершилася. З одного боку, це було пов’язано з виснаженням ресурсів та погіршенням геологічних умов їх розробки. Нині близько 60% нафти видобувають на шельфі, що підвищує її собівартість. З іншого боку, у 1960 р. багаті на нафту країни, що розвиваються, створили організацію ОПЕК (Організація країн-експортерів нафти), яка підняла ціни на цю сировину в 15 – 20 разів. Почалася енергетична криза. Спочатку розвинуті країни вжили екстрених заходів: скоротили кількість сеансів у кінотеатрах, час телепередач, скасували багато авіарейсів, припинили автоперегони, закрили велику кількість АЗС, відмовилися від світлової реклами. Згодом було переглянуто енергетичну політику. Вона передовсім спрямовувалася на енергозбереження та економію енергоносіїв. Частка нафти у паливно-енергетичному балансі скоротилася до 30%, зросла частка вугілля та ГЕС. До середини 80-х рр. ХХ ст. стрімко зріс інтерес до нового для того часу виду енергії – атомної. Провідні країни світу розробили програми розвитку АЕС на своїй території. Але після двох аварій на АЕС – Чорнобильській в Україні 1986 р. та на японській станції «Фукусіма-1» 2010 р., – ряд розвинутих країн почали згортати свої ядерні програми та під тиском громадськості зупиняти роботу ядерних реакторів. На початку ХХІ ст. людство починає використовувати відновлювані джерела енергії, які через їх екологічність образно називають «зеленою» енергетикою. Однак щодо перспектив ядерної енергії в світі поки що не має єдиного погляду. Такі країни, як Китай, Індія, Україна, Угорщина, Чехія, Словаччина, Словенія, Росія продовжують активно розвивати цей вид енергетики. Водночас повністю припинила експлуатувати на своїй території АЕС Італія. Значно скорочує їх роботу Німеччина. Вже нині на території цієї країни за рахунок відновлюваних джерел одержують 27,6% усієї енергії. До 2030 р. цей показник планується довести до 50%, а до 2050 р. – до 60%.
Обсяги виробництва електроенергії в світі
В період зростання виробництва електроенергетика є однією з галузей «авангардної трійки», що розвивається найбільш динамічно. У світі в 2014 р. було вироблено 23536500 ГВт · год елек троенергії. Хоча електроенергетика є у господарському комплексі всіх країн світу, проте 3/4 виробництва електроенергії припадає на десять держав, у тому числі перші дві – Китай (24%) та США (18%). Розрив у загальному виробництві електроенергії між країнами високорозвинутими та тими, що розвиваються, є дуже значним. Ще більший він за кількістю електроенергії, що припадає на 1 особу. Найвищий цей показник у Ісландії – 51440 кВт · год., Норвегії – 25175 кВт ·год., Люксембургу – 16834 кВт ·год.; а найнижчий – в африканській країні Малі – 13 кВт ·год. Тобто співвідношення становить 4000 : 1.
Традиційні джерела енергії
Більшу частину електроенергії в світі – 66,2% – виробляють ТЕС. Вони працюють на вугіллі, мазуті або природному газі й розміщені в основному поблизу споживача або сировини. За допомогою ТЕС майже вся електроенергія виробляється у Лівії (100%), Білорусі (99,7%), Алжирі (99%), Нідерландах (97%), Південній Африці (91%), Польщі (87%), Румунії (83%), Мексиці (82%), Австралії (майже 79%), Китаї (майже 70%), США (майже 68%), Росії (понад 60%). Ці держави багаті на кам’яне вугілля, нафту чи природний газ, на яких ґрунтується їхня електроенергетика. Досить високий показник виробництва електроенергії на ТЕС також мають США, більшість країн Європи, Індія.
Найпотужніша у світі Тайчжунська ТЕС споруджена на Тайвані. Її потужність – 5,78 млн кВт, працює на вугіллі з Австралії. Одночасно вона й найбільший у світі забруднювач повітря. Російська Сургутська-2 – друга за потужністю ТЕС у світі. Вона розташована в Західному Сибіру, має 8 енергоблоків загальною потужністю 5,6 млн кВт.
Гідроелектростанції (ГЕС) виробляють 18,1% електроенергії світу. Найбільше освоєний гідроенергопотенціал річок Європи (на 60%) та Північної Америки (на 40%), найменше – Африки (лише на 5%). Дуже високою є частка ГЕС у виробництві електроенергії Парагваю (100%), Норвегії (98%), Бразилії та Перу (80%), Канади (63%), Австрії (майже 60%), Нової Зеландії (56%). Ці країни мають потужний гідроенергопотенціал та широко його використовують. ГЕС належать до найпотужніших у світі електростанцій. Найбільша з них запущена на повну потужність у 2012 р. у Китаї на річці Янцзи – «Сань-Ся» («Три ущелини»). Будівництво тривало 20 років. При створенні водосховища площею 1045 км2 було переселено 1,5 млн осіб. Бетонна дамба має довжину 2,3 км, висоту – 185 м. Проектна потужність станції – 22,4 млн кВт. Їй на третину поступається за потужністю друга ГЕС світу Ітайпу (14 млн кВт), що на межі Бразилії та Парагваю. Її бетонна дамба має довжину 7,2 км, а висоту 196 м.
Після Чорнобильської катастрофи частка АЕС у світовому виробництві електроенергії зменшується. Якщо наприкінці 90-х рр. ХХ ст. на них припадало 17,6%, то нині – лише 7,5%. Вони залишаються важливими для ряду країн, бідних на інші джерела енергії. Нині працює 197 АЕС у 31 країні світу, де існує 439 ядерних реакторів. США на АЕС виробляють близько 20% світової ядерної енергії. Найвищим відсотком виробленої електроенергії на АЕС вирізняються нині Франція (76,9%), Словаччина (56,8%), Україна (53,7%), Угорщина (53,6%), Бельгія (47,5%). Понад 1/3 цей показник становить у Швеції, Швейцарії, Словенії, Чехії, Фінляндії, Болгарії, Республіці Кореї.
Нині найпотужніша в світі АЕС – це японська Касівадзакі-Каріва. Її 7 енергоблоків сучасної конструкції мають сумарну потужність – 7,965 млн кВт. До аварії 2010 р., що сталася під час землетрусу і цунамі були пошкоджені японські АЕС «Фукусіма-1» і «Фукусіма-2». Їх сумарна потужність була 8,814 млн кВт. Проте нині її 4 реактора з 6-ти мають значні ушкодження.
Відновлювані джерела енергії
З 80-х рр. ХХ ст. потужність відновлюваних джерел енергії неухильно зростає. Якщо тоді вони давали менш ніж 1% електроенергії світу, то у 2005 р. – вже близько 5%, а нині – 5,8%.
Найчастіше використовують енергію вітру. Вона найбільш перспективна на морських узбережжях, гірських районах, відкритих просторах степів та пустель. Цей вид енергії найбільш активно використовують у країнах Європи: Нідерландах, Великій Британії, Німеччині. У Данії частка ВЕС вже досягла 42% у загальному виробництві електроенергії країни.
Сонячна енергія використовується у понад 30 країнах світу. Вона є найдешевшим, але поки не достатньо використовуваним джерелом енергії. СЕС споруджують в умовах жаркого та сухого клімату. Геліоустановки мають різну форму: «сонячні» дахи на будинках та автомобілях, «сонячні» ферми, «сонячні» вежі з системою дзеркал та ін. У США, у штаті Каліфорнія, вже працює потужна геліостанція, що не поступається ТЕС.
Геотермальну енергію залучали до роботи ще у лазнях Стародавнього Риму до нашої ери. Але перші ГеоЕС було збудовано в Італії лише у 20-х pp. XX ст. Нині у світі працює понад 50 ГеоЕС. Найпотужніша з них – «Гейзерс» у західній частині США. ГеоЕС створено на сейсмічно активних територіях. Зокрема, вони діють у Ісландії, Японії, Італії, Росії, Мексиці, Новій Зеландії, на Філіппінах.
Енергію припливів людина використовувала здавна. Але перші ПЕС з’явилися лише у середині 60-х років XX ст.: «Ранс» у Франції та Кислогубська у Росії. ПЕС можна будувати лише у районах, де припливна хвиля досягає великої висоти. Такі умови є на окремих узбережжях Канади, Австралії, Росії, Великої Британії, Франції, Китаю, Індії. На Чорноморському та Азовському узбережжях України припливна хвиля дуже низька, тому перспектив для будівництва ПЕС немає.
Почалось використання також інших джерел енергії. У Норвегії споруджено прибійні електростанції. Завдяки енергії хвиль в Океані світяться маяки та подається вода до акваріумів Океанографічного музею в Монако. У майбутньому люди мають намір підкорити енергію морських течій. Перспективною є й біоенергетика. Так, Бразилія на 20% задовольняє свої потреби в автомобільному паливі за рахунок метилового спирту, який добуває з відходів цукрової тростини та маніоки. Окрім Бразилії країнами-лідерами за використанням біоенергетики нині є також США, Німеччина, Китай та Швеція.
За прогнозами фахівців, до 2020 р. усі відновлювані джерела енергії задовольнятимуть 13% потреб людства в електроенергії, а до 2060 р. – 33%.