Топливно-энергетические ресурсы мира и тенденции их освоения

  Самые большие запасы находятся в США, России, Китае и Индии. Табл(запасы)

5 крупных месторождений угля:

-Тунгусский бассейн

-Ленский бассейн

-Канско-Ачинский бассейн

-Кузнецкий бассейн

-Рурский бассейн

     Однако,  как уже говорилось,  уголь бывает двух типов –  коксующийся и энергетический,  и,  соответственно,  потребители этих углей разные.  В первом случае основными покупателями являются металлурги или коксохимические предприятия, во втором – энергетические компании.

Мировой объем потребления коксующегося угля составляет примерно 600 млн.  тонн в год, причем около 80% собственных потребностей в данном угле страны обеспечивают самостоятельно,  и только на 20% – за счет импорта.  Основные потребители коксующегося угля –  Япония,  Корея –  страны,  в которых сосредоточено большое количество металлургических производств. 

Энергетический уголь потребляется, в основном, энергетическими компаниями – по данным World Coal Institute,  около 40%  электроэнергии в мире вырабатывается на угле.  Причем это среднемировые данные –  есть страны,  в которых доля электроэнергии, вырабатываемой на угле, составляет 52% (США),  77% (Китай) и даже 95% (Польша).

 

 

3.3 Мировой рынок угля. Транспортировка. Цены на уголь

   Мировой экспорт каменного угля  составляет около 13% его добычи. Наличие месторождений угля во многих странах, позволяющие удовлетворять потребности в нем за счет собственной добычи, сильно сдерживает рост мировой торговли углем, и поэтому единый мировой рынок угля сложился лишь в 60-х гг. Общая динамика мировых цен на уголь в первую очередь определяется уровнем экспортных цен на этот вид топлива из США.

   Примерно десятая часть мировой добычи угля (преимущественно коксующегося) ежегодно поступает на экспорт. Крупнейшие экспортеры угля — Австралия(335 млн. т), США, ЮАР, Польша, Канада, Россия. Основные импортеры — Япония, Южная Корея, Италия, Германия, Великобритания. Австралия поставляет уголь главным образом в Японию и Южную Корею. США и ЮАР работают на европейский и латиноамериканский рынок.  Поставками из этих государств обеспечивается более 90% мировых импортных потребностей.

   Уголь, наиболее старый и всегда потребляемый мировой топливный ресурс, добытый более чем в 50 странах и используемый более чем в 70-ти странах. Уголь может быть транспортирован как поездами, так и специальными морскими судами. Отдельно следует отметить,  что более 90%  мировой торговли углем обеспечивается морским транспортом.

  За прошедшие двадцать лет:

• морская  торговля  паровичный углем увеличивалась  в среднем приблизительно на 7 % каждый год

• морская  торговля коксующим  углем увеличилась  на 1.6 % в год.

Вся международная торговля углем достигла 941млн. т в 2009. Большая часть угля используется в стране, в которой он был произведен.

Затраты на транспортировку составляют значительную долю всей цены угля, поэтому международная торговля паровым углем разделена на два региональных рынка:

• Атлантический  рынок, состоящий из стран-импортеров  Западной Европы, особенно Великобритания, Германия и Испания.

• Тихоокеанский  рынок, который состоит из развивающихся  азиатских стран- импортеров OECD, особенно Япония, Корея и китайский Тайбэй. Тихоокеанский рынок в настоящее  время составляет приблизительно 57 % всей мировой морской торговли паровичным углем.

   В мировых ценах на уголь не происходит таких ажиотажных колебаний, как с ценами на нефть, торговые потоки в основном устоялись..

   Цены на энергетический  уголь в различных точках мира  различны  (помимо качественных  характеристик,  на стоимость  угля влияет также и способ  доставки),  поэтому для анализа  их динамики за последнее время,  мы будем рассматривать следующие  цены:  Northwest Europe price (70,66$),US Central Appalachian coal spot price(68.08$) и Japan steam coal  import cif price(110.11$) (импортные цены на энергетический уголь в Японии) и Japan coking import coal price(167.82$)

   Есть вероятность, что в будущем произойдет новое повышение цен на все еще весьма недорогой каменный уголь.

 

 

ГЛАВА  4 ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

 

4.1 Определение отрасли и ее состав

 

   Энергетический бюджет мира на сегодняшний день «полиэнергетической», так как для получения энергии используется.

   За последнее десятилетие XX в. Параметры энергетики изменилась: проросты производства энергии из нефти, газа и на ГЭС составили менее 2%, потребление угля снизилось на 1%, а пророст производства атомной энергии составил всего 0,8% (что связано с «чернобыльским синдромом»).

   Электроэнергетика является одной из базовых отраслей мирового хозяйства что объясняется необходимостью электрификации самых разных сфер человеческой деятельности. Мировое производство выросло в (млрд.кВтч) с 4954 в 1970 г. до (?) в 2009 г.

      Структура производства электроэнергии претерпела во второй половине XX в. заметные изменения. Ныне на долю ТЭС приходится (?)66% мирового производства электроэнергии, АЭС – 17 и ГЭС – 17%.

   Для выработки электроэнергии в мире ежегодно потребляется 15 млрд. т условного топлива и объем произведенной электроэнергии продолжает расти. Суммарная мощность электростанций всего мира еще в середине 90-х гг превышала (?)2,8 млрд. КВт, а выработка электроэнергии вышла на уровень (?)14 трлн. кВт/ч

   Более 3/5 всей электроэнергии вырабатывается в промышленно развитых странах, среди которых по общей ее выработке выделяются США, Китай, Япония, Россия, Германия, Канада. Крупнейшими экспортерами электрической энергии являются Франция, Россия, Парагвай, Канада, Швейцария, Украина.

 табл

     В. Б. Максаковский по структуре выработки электроэнергии на различных станциях объединял страны мира в четыре группы:

1) Первая группа стран с сильным преобладанием ТЭС, работающих на угле, мазуте и природном газе. К этой группе относятся США, большинство стран Европы и Россия.

2) Вторая группа – это страны, где почти вся электроэнергия вырабатывается на ТЭС. Сюда входят Нидерланды, Польша, ЮАР, в известной, Китай, Мексика, Австралия

3) Третью группу образуют страны с очень высокой долей ГЭС – Норвегия, Бразилия, Канада, Швеция, Албания, Гондурас, Шри-Ланка, где ГЭС дает более 90% всей выработанной электроэнергии, а также Эфиопия, Габон (более 80%), Австрия, Колумбия, Новая Зеландия ( более 70%).

4) В четвертую группу входят страны с преобладанием атомных станций. Это Франция, Бельгия, Республика Корея, Литва.

   В целом мировая электроэнергетика до 2020 г., как ожидается, будет развиваться темпами, соизмеримыми с темпами роста экономики  и численности населения. В структуре производства электроэнергии прогнозируется увеличение доли природного газа при одновременном уменьшении веса угля и, возможно, атомной энергии.

 

4.3 Тепловые электростанции

 

   Тепловая электроэнергетика – это основная отрасль энергетики. Тепловую электроэнергию используют в промышленности и коммунальном хозяйстве.  
   Электроэнергия вырабатывается на тепловых электростанциях. Тепловые электростанции - это электростанции, вырабатывающие электроэнергию посредством преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.  
   Наиболее велика доля угля в теплоэнергетике таких стран, как ЮАР (почти 100%), Австралия, Китай, Россия, Германия и США, обладающих собственными запасами этого вида топлива

   Крупные тепловые электростанции стоят обычно в районах добычи топлива (угля), либо в местах, удобных для его подвоза (в портовых городах). Станции, работающие на мазуте, располагаются в местах размещения нефтеперерабатывающих заводов, работающие на природном газе – вдоль трасс газопроводов.

 

 

4.4  Атомная (ядерная)  энергетика

 

  С 1970-х гг. в мире наблюдался быстрый экспоненциальный рост ядерной энергетики с темпами около 15% в год. Лидерами в строительстве АЭС были США, Франция, Великобритания, Канада, Япония и СССР. Затем последовали за лидерами Аргентина, Бразилия, Мексика, ЮАР, Индия, Китай и др.

  Но после чернобыльской катастрофы в 1986 г., сменилась некоторым разочарованием и даже застоем в разработках новых вариантов АЭС. В США с 1985 г. строительство АЭС прекращено, в Швеции и Италии намечен постепенный вывод мощностей их эксплуатации, законсервированы некоторые станции СНГ, и только Франция, Япония, Республика Корея, Индия и Китай продолжают делать упор на атомную энергетику. АЭС в настоящее время производят примерно (?) 12-17% электроэнергии в мире и пока не могут претендовать на роль инновационного проекта XXI века.

   Доля  атомных станций в общем производстве  энергии в 1993 г. составила 17,7 %, а в 2009 г -  (?). Во много  тысяч раз меньшая потребность  в топливе (1кг урана эквивалентен  по заключенной в нем энергии, 3 тыс. т каменного угля) почти  освобождает размещение АЭС от  влияния транспортного фактора.

   Основными  потребителями в 2009 г. стали  США(190.2 т), Франция (92.9 т), Япония(62.1 т),Россия(37.0 т),Южная Корея(33.4 т) и Германия(30,5 т).табл

   Мировая  добыча урана в 2009 г составила  (?) т, в том числе почти (?) треть в Северной Америке(1/4 в  США), (?)19% - в Африке( в основном ЮАР и Нигере), столько же в Азии и почти (?)четверть в – Европе( Россия, Украина и Франция). Запасы урана достаточно велики.Но проблема состоит в том, что себестоимость выработки, включая расходы по демонтажу отработавших энергетических реакторов и утилизация отходов очень велика, что приводит к резкому падению интереса к строительству АЭС. 
    Первая в мире АЭС – Обнинская, мощностью 5 тыс. киловатт. была  пущена  в 1954 году в России.

  Советские   учёные  первыми  высказали   идею  управляемого   термоядерного

синтеза, еще более мощной, чем используемая энергия ядерного распада, но не дающей радиоактивных отходов и потому, в принципе, более приемлемой. Основным направлением ядерной  энергетики  сегодня  и  в  ближайшее десятилетия является сооружение АЭС с реакторами на топливных нейтронах.,

  АЭС,  являющиеся  наиболее  современным   видом  электростанций  имеют   ряд существенных  преимуществ   перед   другими   видами   электростанций:   при нормальных  условиях функционирования они  абсолютно не загрязняют  окружающую  среду, не требуют привязки  к источнику сырья  и   соответственно  могут  быть  размещены практически везде. Значительных недостатков АЭС при нормальных условиях функционирования практически не имеют. Однако нельзя не заметить опасность АЭС при возможных форс-мажорных обстоятельствах: землетрясениях, ураганах,  и т.  п.  -  здесь старые   модели   энергоблоков    представляют    потенциальную    опасность радиационного заражения территорий   из-за   неконтролируемого   перегрева реактора.

 

 

4.5  Гидроэнергетика

 

Гидравлическая электростанция (ГЭС) - комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия  потока воды преобразуется в электрическую  энергию. На гидроэлектростанциях (ГЭС) и гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС) используется потенциальная энергия воды, накапливаемой с помощью плотин. У основания плотины расположены гидротурбины, приводимые во вращение водой (которая подводится к ним под нормальным давлением) и вращающие роторы генераторов электрического тока

Особенно быстро снижается доля ГЭС в общем производстве электроэнергии в ранее традиционно считавшихся  “гидроэнергетическими” странах (Швейцария, Австрия, Финляндия, Япония, Канада, отчасти  Франция), т. к. их экономический гидроэнергетический  потенциал практически исчерпан.Несмотря на снижение доли ГЭС в общей выработке, абсолютные значения производства электроэнергии и мощности ГЭС непрерывно растут вследствие строительства новых крупных электростанций. В 2009 г. в мире насчитывается свыше (?)50 действующих и строящихся ГЭС единичной мощностью (?)1000 мВт и выше.

Важнейшая особенность гидроэнергетических  ресурсов по сравнению с топливно-энергетическими  ресурсами — их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе  для ГЭС определяет низкую себестоимость  вырабатываемой на ГЭС электроэнергии.

   Гидроэнергетика дает почти треть электроэнергии, используемой во всем мире. Норвегия, где электроэнергии на душу населения больше, чем где-либо еще, живет почти исключительно гидроэнергией.

   Гидроэнергия – один из самых дешевых и самых чистых энергоресурсов. Он возобновляем в том смысле, что водохранилища пополняются приточной речной и дождевой водой. Остается под вопросом целесообразность строительства ГЭС на равнинах

 

 

 

ГЛАВА 5  АЛЬТЕРНАТИВЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

 

1.5.1  Солнечная энергия

У солнечной энергии два  основных преимущества. Во-первых, ее много  и она относится к возобновляемым энергоресурсам: длительность существования  Солнца оценивается приблизительно в 5 млрд. лет. Во-вторых, ее использование  не влечет за собой нежелательных  экологических последствий.

Однако использованию  солнечной энергии мешает ряд  трудностей. Хотя полное количество этой энергии огромно, она неконтролируемо  рассеивается. Чтобы получать большие  количества энергии, требуются коллекторные поверхности большой площади. Кроме  того, возникает проблема нестабильности энергоснабжения: солнце не всегда светит. Даже в пустынях, где преобладает  безоблачная погода, день сменяется  ночью. Следовательно, необходимы накопители солнечной энергии. И наконец, многие виды применения солнечной энергии  еще как следует не апробированы, и их экономическая рентабельность не доказана.