Warning: session_start() [function.session-start]: Cannot send session cookie - headers already sent by (output started at /var/www/nelvin/data/www/ebooktime.net/index.php:6) in /var/www/nelvin/data/www/ebooktime.net/index.php on line 7

Warning: session_start() [function.session-start]: Cannot send session cache limiter - headers already sent (output started at /var/www/nelvin/data/www/ebooktime.net/index.php:6) in /var/www/nelvin/data/www/ebooktime.net/index.php on line 7
4.3. Електроенергетика : СВІТОВА ЕКОНОМІКА Видання 2-е перероблене та доповнене : Бібліотека для студентів

4.3. Електроенергетика


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 
105 

магниевый скраб beletage

Електроенергетика належить до найважливіших галу-зей економіки. Зазначимо статистичні дані, що стосуються елект-роенергетики (табл. 6).

Світовими лідерами у споживанні електроенергії на душу на-селення на початку третього тисячоліття були промислово розви-нуті країни. Щорічний показник становив: Канада— 16,6 тис кВттод, США— 12,2 тис кВттод, Японія— 7,5 тис кВттод, Франція — 6,9 тис кВттод, Німеччина — 6,1 тис кВттод.

Електроенергетика — один з основних споживачів первинних енергоресурсів (ПЕР) у світі. В 2000 р. на виробництво електро-енергії було витрачено 38 % усіх використаних в світі ПЕР, у то-му числі вугілля — 59 %, газу — 32 %, нафти — 9 %. За прогно-

зами, частка витрат ПЕР на виробників електроенергії у світо-вому їх споживанні у 2020 р. залишиться на сучасному рівні.

Таблщя 6

ДИНАМІКА СВІТОВОГО СПОЖИВАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ, млрд кВттод

 

Країни            1990 р.            2000 р.            2010 р. (прогноз)      2020 р. (прогноз)      Середньорічний

темп приросту

в 2001—2020 pp., %

Промислово   роз-винені   країни,   у тому числі: 6385    7550    9150    10 600 1,7

США   2817    3340    4050    4770    1,8

Канада           438      516      620      690      1,45

Великобританія         287      331      395      440      1,45

Німеччина      489      498      610      695      1,7

Франція          326      409      490      570      1,65

Японія            765      948      1090    1240    1,35

Країни,   що   роз-виваються, у тому числі:           2258    4010    6170    9130    4,2

КНР    551      1160    2035    3330    5,4

Росія   1027    842      985      1225    1,9

Світ в цілому 10 549 12 930 16 990 21 670 2,6

Найбільшими енергокомпаніями світу є «Російське акціонерне агентство «Единьіе знергетические сети», «EDF» (Франція), «Electrobras» (Бразилія), «ТЕРСО» (Японія), «ENEL» (Італія), «КЕРСО» (Швденна Корея), «ESCOM» (ПАР), «Kansoi ЕРС» (Японія), «Hydro Quebec» (Канада), «Southern Co» (США). Вони забезпечують значну частку виробництва електроенергії.

Поширюються так звані «багатофункціональні компанії», які постачають споживачам не лише електроенергію, але і забезпе-чують їх газом, водою, зв'язком тощо. Прикладом таких компа-ній може бути найбільша бельгійська енергокомпанія «Tractebel».

Зародження і розвиток електроенергетики завдячується діяль-ності ряду винахідників. Чільне місце поміж них посідає Нікола Тесла (1856—1943) «Большой знциклопедический словарь» (М.:

Большая Российская знциклопедия, 1998) на стор. 1198 зазначає, що він за походженням серб. Жив у США з 1884 року. 1888 року описав, незалежно від італійського фізика Г. Ферраріса, явище магнітного поля, що обертається. Створив багатофазні електрич-ні машини і схеми поширення багатофазних струменів. Винай-шов впродовж 1889—1891 pp. трансформатор тощо. Досліджував можливість передачі сигналів і енергії без проводів.

Інформація на стор. 1324 «Oxford Paperback Encyclopedia» (Oxford University, 1998) дещо не співпадає з наведеною вище. Там зазначається, що Н.Тесла — хорват. Працював інженером у Будапешті до своєї еміграції до США. Недовго працював з Т. Едісоном над генераторами і двигунами постійного струму (di¬rect-current electric generators and motors).IIoTiM перейшов y ком-панію «Вестінгхаус» і зосередився над пристроями змінного струму (alternating-current devices). 1888 року створив перший ін-дукційний двигун змінного струму (first alternating-current induc¬tion motor), a 1891 p. — спіральну радіоантену (Tesla coil). Згодом став відлюдком i помер y злиднях. Отже, надалі читач буде знати, що генератор змінного струму винайшов Нікола Тесла.

Електроенергія виробляється у світі на кількох типах електро-станцій: теплових, гідро-, атомних, вітрових та ін.

На початку III тисячоліття понад 60 % електроенергії виро-блялося на теплових електростанціях. Ці електростанції як па-ливо використовують мазут, вугілля, газ, біомасу та деякі інші види палива. Теплові станції, які, крім електроенергії, вироб-ляють і тепло для централізованого опалення житлових і виро-бничих приміщень, називаються теплоелектроцентралями (ТЕЦ). Така практика поширена не лише в Україні, а й за її межа-ми, зокрема в Данії. У більшості розвинутих країн світу виро-бництво електроенергії і теплопостачання будинків не взаємо-пов'язані.

Підвищувався коефіцієнт корисної дії енергоблоків. Максима-льне його значення сягало в 1950 р. 36 %. До середини 1960-х ро-ків у теплоенергетику прийшла електроніка. Зменшуються емі-сійні викиди в атмосферу. Зростання вимог щодо охорони довкілля стимулювало розвиток так званого «шару, що кипить під тиском». Технологія передбачає комбінацію паро газовогоци-клу з газифікацією кам'яного вугілля.

Будуються теплоелектростанції, у яких котли-утилізато-ри газотурбінної установки на природному газі виготовляють пару для живлення пароводяного контура пилюко-вугільного блоку.

Використання відносно недорогих жаростійких пермітних сталей дозволяє на звичайних вугільних TEC з випарювальними градирнями досягати ккд на рівні 47 %.

Винахідницька думка інтенсивно працює у сфері теплоенерге-тики. Створюються нові конструкції теплоенергетичного облад-нання. Воно стає ефективнішим і надійнішим. Зокрема, для су-часних турбін міжремонтний період складає щонайменше 12 років, а для вугільних парових котлів — 4 роки за умови незнач-ного вмісту баласту у вугіллі.

Друге місце за обсягом виробленої електроенергії посідають у світі гідроелектростанції (ГЕС), які забезпечують виробництво п'ятої частини електроенергії. ГЕС бувають різної потужності — від невеликих до величезних. Найвищими у світі греблями на ГЕС є Рогунська (Таджикистан, споруджена в 1985 p., висота 325 м), Нурекська (Таджикистан, споруджена в 1980 р., висота 300 м), Гранд-Діксенська (Швейцарія, споруджена у 1962 p., ви-сота 285 м), Інгурська (Грузія, споруджена у 1984 p., висота 272 м), Чикоазенська (Мексика, споруджена у 1985 p., висота 261 м). Усього в світі налічується близько 30 гребель, висота яких перевищує 225 м.

Розвинуті країни світу освоїли для використання 50 % своїх гідроресурсів, держави Східної Європи та колишнього СРСР — 20 %, країни, що розвиваються, — 7 %. У розвинених країнах по-дальший розвиток гідроенергетики стримується соціальними та іншими міркуваннями, а в країнах, що розвиваються, — відсутні-стю інвестицій. Спорудження гребель порушує встановлений природою водообмін і спричинює інші негативні наслідки.

У Китаї споруджується найбільша у світі ГЕС -«Три ущелини» на середній течіїріки Янцзи. її будівництво розпочалося 14 грудня 1994 р. Всі агрегати станції працюватимуть в 2010 році. Встанов-лена потужність цієї ГЕС — 18,2 ГВт. У її спорудження заклада-ється 3,34 млн куб м бетону. Висота греблі — 175 м, довжина 2335 м. 3 основною електричною мережею ГЕС «Три ущелини» буде з'єднана 15 повітряними лініями електропередачі 500 кВ змінного струму та двома повітряними лініями постійного струму.

Спорудження ГЕС «Три ущелини» оцінюється неоднозначно як у Китаї, так і за його межами.

У світі експлуатуються і споруджуються гідро акумулятивні станції. Є вони і в України. Найбільш відомий приклад — Київ-ська ГЕС.

У Японії понад чотири десятки гідро акумулятивних стан-цій. їх загальна потужність понад 29,6 тис мегават. Традиційні

майданчики для спорудження ГАЕС вже використано повніс-тю. Планувалася побудова ГАЕС на морській воді. Нижчий б'єф у такої ГАЕС — рівень океану. Верхній б'єф споруджува-тиметься на гірському березі. Для підзарядки ГАЕС буде зв’язана лінією електропередач напругою 66 кВз вугільною TEC потужністю 312 МВТ. Зарядка ГАЕС використовувати-меться з 23 до 11 годин.

Атомні електростанції стоять на третьому місці за обсягом ви-робленої світової електроенергії. Нині у світі діє приблизно 140 атомних реакторів. Упродовж 80—90-х років XX ст. вони ви-робляли 10—11 % світової електроенергії. Привабливість атом-ної енергетики різко впала після Чорнобильської катастрофи (квітень 1986 p.), втім, у ряді країн атомні електростанції і далі виробляють левову частку електроенергії (Литва та Франція — 3/4, Бельгія— 56 %, Швеція— 51 %). Німеччина повністю від-мовляється від використання атомної енергії і поступово виво-дить з експлуатації свої 18 АЕС. Франція ж і далі використовує свої 58 ядерних реакторів.

Слід мати на увазі і неелектричне використання енергії ядер-них реакторів — для виробництва водню, опріснення води, про-дукування промислового тепла, теплофікації та газифікації вугіл-ля. Розвиток великомасштабної водневої економіки неможливий без використання енергії ядерних реакторів з метою виробництва водню із природного газу, а у кінцевому результаті — з води. Фахівці вважають, що атомно-водневій енергетиці належить майбутнє.

Експерти Організації економічного співробітництва і розвитку оцінювали відомі світові запаси урану за ціною в 130 дол за кіло-грам урану на рівні 16,2 млн метричних тонн. Якщо ж врахувати вже наявні комерційні запаси, а також військові запаси та уран, що одержується під час повторного збагачення збідненого урану, то світові обсяги урану перевищують 17 млн тонн.

Фахівці вважають, що торій може розширити паливну базу ядерної енергетики у кілька разів, але для його використання ще потрібно розв'язати чимало економічних та технічних проблем.

Кажучи у цілому, ядерного палива є поки-що достатньо для розвитку ядерної енергетики.

Опрацьовуються питання про впровадження реакторів малої і середньої потужності, впровадження швидких реакторів з роз-ширеним відтворенням плутонію і замкнутого паливного циклу. На думку фахівців курс на швидкі реактори з розширеним від-творенням плутонію може забезпечити у 2050 році виробництво

на ядерних електростанціях 70 відсотків всієї електроенергії сві-ту. До 2100 року показник може сягнути 85 %. Ядерна енергетика впродовж XXI століття буде, очевидно, найголовнішим джерелом енергії, — як у виробничій сфері, так і у побуті. У сфері ядерної енергетики слід чекати, як еволюційного поліпшення вже ство-реної технології, так і радикально нових технологічних рішень.

Для одержання електроенергії також використовують невели-кі дизельні електростанції. їх, як правило, споруджують у важко-доступних місцевостях, наприклад, у горах. їх можна розміщува-ти і в добре обжитих місцях як резервне джерело електроенергії на випадок аварії в електромережах.

У світі є також геотермальні електростанції, які використову-ють внутрішнє тепло Землі. їхні турбіни перетворюють енергію гарячих пароводяних джерел на електричну. Наприклад, у Новій Зеландії 10 % електроенергії виробляється на геотермальних ста-нціях. Такі станції є також в Італії, Японії, Ісландії та США. Су-марна визначена потужність геотермальних станцій у світі на по-чатку XXI ст. становила 6,0 гВт.

Почали споруджувати електростанції, що використовують енергію морських припливів і відпливів. У 2002 р. введено в екс-плуатацію хвильову дослідну електростанцію у Португалії, яка щорічно при океанських хвилях заввишки 5 м виробляє 5— 10 кВттод електроенергії.

Укотре людство звернуло увагу на вітер як засіб для приве-дення у рух роторів вітротурбін. Подорожуючи Західною Євро-пою, можна побачити на морських узбережжях багато сучасних вітротурбін, що виробляють електроенергію. На початку XXI ст. у Німеччині працювало 15 тис. вітрових щогл. Використання енергії вітру можливе, якщо його швидкість на поверхні Землі перевищує 20 км/год. Найширшого розвитку використання вітро-вої енергії набуло в Каліфорнії (США). Проте цей спосіб одер-жання електроенергії не поширений, оскільки нинішні вітротур-біни дуже дорогі.

«Pacific Northwest Laboratory»(CIIIA) вважала, що у світі пло-ща, де швидкість вітру на висоті флюгера перевищує 5,1 м/сек., складає четверту частину земної поверхні. Це дає можливість по-будувати вітроелектростанції загальною потужністю 450 млн кВт, на яких щорічно виробляти понад 900 млрд кВт/год елект-роенергії. Ця величина становила б 3,5 % електроенергії, що ви-робляється у світі.

На зламі тисячоліть виробництво електроенергії на вітроенер-гетичних установках Данії складало 3,5 % загального енергоспо-

живання країни. Данія вважалася найбільшим у світі виробником комерційних енергоустановок. Чільне місце у розвитку вітроене-ргетики посідала Німеччина. Над її науковими аспектами працю-вали 10 інститутів і організацій. Комерційні вітроелектростанції виготовляли два десятки фірм.

Близько 95 % вітрової електроенергії у світі виготовлялося установками, що об'єдналися у комплекси.

Поширювалися вітродизельні електростанції. Вітроенергетич-ні комплекси комбінувалися з іншими джерелами енергії, які за-безпечували безперервне постачання електроенергії споживачам, незалежно від наявності вітру та його інтенсивності.

Наприкінці минулого століття загальна встановлена потуж-ність вітрових електростанцій у світі перевищувала 8 тисяч МВт.

Створюються нові конструкції вітрових електростанцій, зрос-тає їх одинична потужність.

1991 року у Данії стала до ладу перша у світі морська елект-ростанція «Vindeby». У її складі було 11 вітроенергетичних уста-новок фірми «Bonus». Потужність кожної по 450 кВт. Діаметр лопастей — 37 м. Вона знаходиться на відстані понад 2 км від уз-бережжя острова Лолланд.

Винесення вітроелектростанцій у море пов'язане з бажанням не псувати пейзаж довкілля та уникнути його шумового забруднення.

Створюються великі вітроелектростанції у районах з великим вітровим потенціалом.

Поміж відтворюваних джерел енергії вітрова енергія посідає провідне місце. У багатьох країнах світу ухвалюються національні програми розвитку вітроенергетики, створюються наукові центри, державні і громадські організації, що підтримують розвиток вітро-енергетики. Національні програми спрямовуються на комерціалі-зацію вітроенергетики з метою досягнення її конкурентоспромож-ності, порівнюючи з традиційними джерелами енергії.

Використовується для виробництва електроенергії і тепло Со-нця. Пасивні способи використання сонячної енергії ґрунтуються на парниковому ефекті, а активні — на перетворенні сонячної енергії в інші форми. Використання сонячної енергії все ще пере-буває на експериментальній стадії. За 200 миль на північ від Лос-Анджелеса (США) побудовані гігантські дзеркальні панелі, що приймають сонячне випромінювання. Поки що людство навчило-ся використовувати лише мізерну кількість сонячної енергії. Що-секунди Сонце надсилає до Землі 65 млрд кВтт електроенергії. Протягом трьох хвилин Земля одержує від Сонця таку кількість енергії, яку людство витрачає за рік. Щодоби гектар земної пове-

рхні одержує від Сонця стільки енергії, якої вистачило б для при-ведення в дію електрогенераторів потужністю 10 тис. кВт.

Сумарна світова встановлена потужність сонячних електро-станцій становить 0,4 гВт. Автономні сонячні установки малопо-тужні, їх потужність не перевищує 500 Вт. Сонячна енергія осно-вну роль відіграє у виробництві тепла — світова встановлена потужність сонячних теплових установок становила на початку третього тисячоліття 1,5 гВт.

Іншою можливістю використання Світового океану є вирощу-вання гігантських швидкоростучих океанських водоростей клеп, що легко переробляються на метан.

Привабливими є і проекти океанотермічної енергоконверсії (ОТЕК), тобто отримання енергії за рахунок різниць температур води на різних глибинах.

Опрацьовуються можливості використання енергії океанських течій. Наприклад, швидкість течії Гольфстрім біля берегів Флориди сягає 5 миль/год. Ідея встановлення гігантських турбін під водою вважається досить привабливою. На початку XXI ст. багато маяків, що встановлювалися на воді біля берегів Японії та СІПА, живилися виключно за рахунок енергії океанських хвиль. Розроблялися прое-кти електростанцій, що використовують океанські хвилі для вироб-ництва енергії, але ці станції повинні мати гігантські розміри, і тому такі проекти поки що не є комерційно сприйнятними.

Світовий океан має невичерпні запаси такого екологічно чис-того палива, як водень. Його паливні якості у декілька разів вищі ніж бензину чи дизпалива. Існують певні проблеми зі зберіган-ням водню — він занадто вибухонебезпечний. Світовий океан є найбільш перспективним і найбільш вигідним енергоносієм май-бутнього. Він ніби гігантський акумулятор вбирає в себе випро-мінювання Сонця, енергію вітрів та енергію, що з'являється в ре-зультаті змін гравітаційних полів Землі та Місяця.

Джерелом енергії для людства продовжує бути біомаса. На-приклад, у Непалі, Ефіопії, Танзанії та деяких інших країнах бли-зько 90 % спожитої енергії забезпечує біомаса. Оскільки біомаса належить до відновлюваних джерел енергії, то фахівці прогнозу-ють помітне її місце у майбутньому енергобалансі людства.

Отже, основні електростанції, які людство нині використо-вує, — це теплові, гідро- та атомні. Інші види станцій у структурі виробленої електроенергії відіграють невелику роль.

Цей висновок стосується світу загалом. Зрозуміло, що є від-мінності між країнами, зумовлені природними умовами та інши-ми чинниками. Так, у гірській Норвегії практично всю електро-

енергію виробляють гідроелектростанції, споруджені на чис-ленних річках. Понад 90 % своєї електроенергії Швденно-Африканська Республіка одержує саме на гідростанціях. Висо-ким є цей показник і в Польщі. У Франції основна маса електро-енергії виробляється на атомних станціях. Після Чорнобильської катастрофи багато країн, зокрема Польща, Швеція, Австрія, Іта-лія, відмовилися споруджувати нові атомні енергетичні об'єкти. А, наприклад, Франція, Південна Корея, Японія продовжують нарощувати свій ядерний енергетичний потенціал.

У розвинутих країнах світу гідроресурси практично вичерпа-ні. Здебільшого нові гідроелектростанції будують у країнах, що розвиваються, наприклад у Китаї, Індії, Бразилії.

Людство давно винайшло способи транспортування електро-енергії на далекі відстані, з одних країн до інших, використовую-чи для цього повітряні лінії електропередач, а також кабельні технології. Світовими експортерами електроенергії є Росія, Україна, Угорщина, Франція. Основними імпортерами електро-енергії є США, Італія, Нідерланди.

Головною особливістю електроенергетики у XXI столітті стане подальший розвиток міждержавної інтеграції електроенергетичних систем. Зокрема, передбачається завершити створення єдиної Євра-зійської електроенергетичної системи, що проляже від Балтійського до Чорного морів. Посилюються інтеграційні процеси енергосистем України, Росії та Західної Європи, країн Північної Америки.

Цінова політика в електроенергетиці залежить від тенденцій змін цін на ПЕР, які і в подальшому будуть основними джерела-ми виробництва електричної енергії.

«Статистичний щорічник України-2003» містить таблицю 25.12 «Виробництво електроенергії (валове виробництво)». Там читач знайде дані про виробництво електроенергії в 1990, 1995, 2000, 2002 роках у країнах СНД та ще кількох десятках країн сві-ту. Є також дані про виробництво електроенергії в розрахунку на одну особу в 1990 та 2002 роках у зазначених країнах.