Пригадайте, які мінеральні ресурси належать до паливно-енергетичних.
Яких ресурсів потребує виробництво електроенергії?
ПАЛИВНО-ЕНЕРГЕТИЧНИЙ БАЛАНС. Щорічно людство потребує величезних обсягів первинних джерел енергії — мінеральних (вугілля, природний газ, нафта, горючі сланці, торф, уран), біологічних (дрова, енергетична рослиннасировина), гідравлічних (енергія річок, припливів), кліматичних і космічних(енергія вітру, Сонця), геотермальних (енергія земних надр) тощо. Із цих джерел виробляють електричну і теплову енергію, паливо для транспортних засобів і побутових потреб, технологічне паливо для промисловості тощо. Дляоцінювання сумарних обсягів різних видів палива їх переводять у так званеумовне паливо, яке вимірюють у тоннах нафтового (або вугільного) еквівалента. Для цього прирівнюють кількість виробленої електроенергії з різних видівпалива до енергії, виробленої з 1 кг нафти або 1 кг кам’яного вугілля.
У 2015 р. світове виробництво первинних джерел енергії (у нафтовому еквіваленті) становило 13,9 млрд тонн,а споживання — 13,4 млрд тонн, світовими лідерами в обох випадках є Китай і США (табл. 5).
Таблиця 5
Виробництво і споживання первинних джерел енергії у світій окремих країнах, млн тонннафтового еквівалента (2015 р.)
Світове виробництво й споживання первинної енергії протягом останньогостоліття суттєво змінювалося. «Вугільний» етап розвитку (коли у виробництвіпереважало вугілля) у другій половиніXX століття змінився «нафтовим», дочого привело відкриття великих запасів і висока енергоефективність нафти.Але суттєве підвищення цін на нафтунаприкінці XX ст. спричинило зменшення її частки в структурі світового
енергоспоживання. Це знаменувало початок «перехідного» етапу, коли розпочалося використання атомної енергії, зросло значення природного газу, місцевих паливних ресурсів, відходів деревообробки і рослинництва, відбулосяпоступове нарощування обсягів споживання відновлюваних джерел енергії.Цьому сприяє, зокрема, запровадженняу багатьох країнах світу більш жорсткого екологічного законодавства. Низкакраїн (Канада, Франція, Велика Британія, Фінляндія, Данія, Нідерланди, Австрія) планує у найближчі 10-15 роківвідмовитися від використання вугіллядля виробництва електроенергії.
Сьогодні у світовому виробництві й споживанні первинних джерел енергії провідними енергоносіями є нафта, тверде паливо (насамперед вугілля) і природний газ (мал. 85). Частка відновлюваних джерел енергії є незначною,однак темпи її зростання надзвичайно високі.
Структуру виробництва і споживання енергії в економіці країни характеризує її паливно-енергетичний баланс. Паливно-енергетичний баланс — це співвідношення між видобутком різних видів палива і виробництвом енергії зодного боку, та витратами палива й енергії (їх використанням у господарстві)з іншого (мал. 86). На це впливають запаси і якість паливно-енергетичнихресурсів у країні, можливість їх використання, затрати на видобуток.
ЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИК! Електроенергетика — це вид промислової діяльності, що охоплює виробництво електричної енергії, її передавання, розподіл і збут споживачам (мал. 87). Виробництво (генерування) електроенергії — це процес перетворення різних видів енергії на електричну на підприємствах, які називають електростанціями. Сьогодні поширені різні видигенерування, відповідно й різні види електроенергетики та електростанцій
(мал. 88). До об’єктів електроенергетики належать також електромережі (лінії електропередачі), якими електрична енергія надходить до споживача. Особливістю електроенергетики єнеможливість накопичення електроенергії узначній кількості, тому час її виробництва і споживання має збігатися.
Сьогодні неможливо уявити життя без електричної енергії. З рівнем її споживаннятісно пов’язаний науково-технічний і соціально-економічний розвиток суспільства. Електроенергія «працює» в побуті, промисловості тасільському господарстві, сучасних видах транспорту, засобах зв’язку й інформаційно-комунікаційній сфері, науці. Широкому застосуваннюелектроенергії сприяють можливість її перетворення на інші види енергії (теплову, механічну, звукову, світлову) та простота миттєвоїпередачі на великі відстані.
Загальний рейтинг найбільших світових виробників електроенергії очолюють Китай таСША (мал. 89). Сумарно вони генерують близько 44 % світової електроенергії. Україна за обсягами її виробництва перебуває на 25-му місці усвіті. Водночас за виробництвом електроенергіїна одну особу провідні позиції посідають відносно невеликі країни Північної Європи (Ісландія,Норвегія, Швеція, Фінляндія), нафтовидобувніПерської затоки (Катар, Кувейт, ОАЕ), а такожКанада і США.
ТЕПЛОВА ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА. Теплова електроенергетика є провідною у світі, частка теплоелектростанцій (ТЕС) у загальносвітовому виробництвіелектроенергії становить майже 2/3 (мал. 90). Струм там отримують у результаті використання теплової енергії, яку утворюють під час спалювання традиційних видів палива — вугілля, природного газу, мазуту (продукту переробкинафти). ТЕС можуть також використовувати торф і горючі сланці, проте цівиди палива є низькокалорійними. Теплоелектростанції здатні вироблятиелектроенергію незалежно від сезону.
Теплові електростанції будують поблизу вугільних басейнів, на шляхах транспортування вугілля й нафтиабо неподалік від споживача. ТакихТЕС багато у США, Росії, Казахстані,Німеччині, Україні. Водночас у Японії, Республіці Корея, Італії великіТЕС розміщені на морських узбережжях, орієнтуючись на привізне паливо.Країнами, у яких майже всю електроенергію виробляють ТЕС, є ПівденнаАфрика, Польща, Австралія, Казахстан (вони використовують власневугілля), Нідерланди, Туркменістан(власний природний газ), країни Перської затоки і Північної Африки (власні нафтопродукти і природний газ). УКитаї, Росії, США, Японії, Індії, Великій Британії більшість електроенергіїгенерують на ТЕС.
Чимало ТЕС одночасно з електричною виробляють і теплову енергію. їх називають теплоелектроцентралями (ТЕЦ). Воду, нагріту в процесі вироблення електроенергії, використовують для потреб виробництва, опалюваннятеплиць, будинків. Передавання тепла обмежене відстанню 20 км, тому ТЕЦбудують поблизу споживачів — великих промислових підприємств та у великих містах.
АТОМНА ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА. На атомних електростанціях (АЕС) на електричну перетворюють теплову енергію, що вивільняється як результатреакції поділу атомних ядер деяких важких хімічних елементів, насамперед урану. Для АЕС, на відміну від ТЕС, не потрібні великі обсяги палива.Використовують збагачений уран, який у формі твелів (тепловидільних елементів) завантажують в атомний реактор на тривалий час. їх розміщують переважно в районах з великим обсягом споживання електроенергії. Водночасвиробництво електроенергії на АЕС є доволі водомістким. Значна проблема
атомної енергетики — це накопичення відпрацьованого ядерного палива, яке єрадіоактивним і потребує зберігання успеціальних місцях.
Бурхливий розвиток світової атомної енергетики розпочався у 70-х роках XX ст., однак аварія на ЧорнобильськійАЕС (1986 р.) загальмувала його. Чимало країн світу переглянули плани розвитку атомної електроенергетики такожпісля аварії на японській АЕС «Фукусіма-1» (2011 р.). Ав Італії, Австрії, Данії,Уругваї ухвалено закони взагалі про заборону цього виду електроенергетики.
Нині у 31-й країні світу діють понад 440 атомних реакторів. Частка атомної енергетики у світовому виробництві енергії становить 11%. Лідерами за обсягами її виробництва є США, Франція, Росія, Японія, Республіка Корея,Канада, а за часткою виробництва електроенергії на АЕС — Франція (понад75%), Бельгія, Словаччина, Україна (50-60%).
МАГАТЕ
Міжнародна агенція з атомної енергії забезпечує науково-технічну співпрацюв галузі мирного використання ядерноїтехнології та атомної енергетики, а такожгарантує ядерну безпеку (в тому числі радіаційний захист) в усьому світі.
ГІДРОЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА. Гідравлічні електростанції (ГЕС) перетворюють на електричну енергію річок. їх доцільно будувати на річках зі швидкою течією і водоспадами, здебільшого в гірських районах, у вузьких ущелинах рік.ГЕС виробляють найдешевшу за собівартістю електроенергію, використовуютьвідновлювані ресурси та не забруднюютьдовкілля. Проте їх будівництво є доволітривалим та коштує значно дорожче,ніж теплових. Створені при ГЕС водосховища затоплюють великі території,порушують гідрологічний режим річок,завдають шкоди живим організмам. Вироблення енергії на таких електростанціях залежить від кліматичних умов тасезонності.
Музика на честь ГЕС
Однією з найбільших у світі ГЕС є Ітайпу, що споруджена на річці Парана на кордоніміж Бразилією і Парагваєм (12,6 млн кВт).її назва у перекладі з мови народу гуараніозначає «камені, що співають». Цікаво, щона честь цієї грандіозної споруди написано навіть симфонічну кантату — «Ітайпу»(Філіп Глас).
«Три ущелини» _
Найбільша у світі за потужністю ГЕС/ГАЕС (17,7 млн кВт) та річним виробництвомелектроенергії (98,8 млн кВт-год, 2014 р.)працює в Китаї. Вона має назву «Сан-Ся»(«Три ущелини»), її збудовано на річціЯнцзи. Бетонна гребля завдовжки 2,3 кмі заввишки 185 м утворює водосховищеплощею більш як 1 000 км2. Під час йогостворення було затоплено міста Ваньсяньі Ушань, майже 28 тис. га оброблюванихземель, відселено 1,2 млн осіб й навітьперенесено низку історико-архітектур-них пам'яток.
Протягом доби електроенергію споживають нерівномірно: великі обсяги вдень і незначні — вночі. Щоб перерозподілити це споживання в часі, будуютьгідроаку му лятивні електростанції(ГАЕС). Вони циклічно переміщують постійний об’єм води між дворівневимибасейнами. ГАЕС одночасно є і споживачами електроенергії, і її виробниками:уночі, коли є надлишки електроенергії, вони її споживають, закачуючи насосами воду у верхній басейн, а вдень у момент пікових навантажень — виробляютьелектроенергію, спускаючи воду в нижній басейн. Це дає змогу більш ефективно використовувати потужності електростанцій інших типів.
За абсолютними показниками обсягів виробництва електроенергії на ГЕС світовими лідерами є Китай, Бразилія, США, Канада. Майже всю своюелектроенергію генерують на ГЕС Парагвай, Норвегія, Мозамбік, Замбія,Демократична Республіка Конго, Таджикистан, більшість — Бразилія,Колумбія, Венесуела, Канада, Австрія, Швейцарія, Нова Зеландія.АЛЬТЕРНАТИВНЕ ВИРОБНИЦТВО ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ. У світовій електроенергетиці дедалі більше використовують відновлювані джерела — енергіювітру, Сонця, земних надр, біомаси, морських припливів і відпливів, течій іхвиль тощо. Таку електроенергетику часто називають альтернативною: відновлювані джерела енергії є невичерпними на противагу невідновлюваномувичерпному мінеральному паливу. «Чисте» виробництво електроенергії навітрових, сонячних та інших електростанціях має переваги над «брудним»виробництвом на ТЕС і АЕС, що завдають шкоди довкіллю. Розвитку альтернативної енергетики сприяє технологічний прогрес і державні програми із запровадження так званого «зеленого» тарифу — високих закупівельних цін наелектроенергію з відновлюваних джерел для заохочення її виробників. Найбільшого поширення в десятках країн (зокрема й Україні) набуло будівництвовітрових і сонячних електростанцій (ВЕС і СЕС): виробництво енергії наних досягло найбільших обсягів у Китаї, США, Німеччині, Японії, Індії.
Геотермальні електростанції за принципом дії нагадують ТЕЦ, але вони використовують енергію підземних вод, нагрітих глибинним тепломЗемлі. Лідерами з виробництва енергії на геоТЕС є США, Філіппіни, Індонезія, Ісландія, а віднедавна з уведенням нових потужностей — Туреччина.
Біоелектростанції виробляють електроенергію з органічних матеріалів (деревини, соломи, продукції рослинництва, відходів життєдіяльності тварин, твердих побутових відходів). Світовими лідерами з виробництва біоелек-троенергії є США, Китай, Німеччина, Бразилія, Японія.
До альтернативних видів гідроенергетики належить припливне і хвильове генерування. Припливні електростанції (ПЕС) енергію морських припливів і відпливів перетворюють на електричну. Найбільші ПЕС побудовані у Республіці Корея, Франції, Великій Британії, Канаді, Китаї, Індії, США,Норвегії.
Високу частку відновлюваних джерел енергії в загальному виробництві електроенергії мають країни Північної Європи — Ісландія (100% , враховуючи гідроелектроенергетику), Данія (майже 50% , найбільший у світі розвитоквітрової енергетики), а також Нова Зеландія, Португалія, Іспанія, Ірландія,Німеччина.
ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ
1. За мал. 85 охарактеризуйте структуру світового споживання первинної енергії.
2. Чому електроенергетику називають одним з найважливіших складників економіки?
3. Які типи електростанцій розрізняють за джерелом енергетичних ресурсів?
4. Наведіть приклади країн, у яких майже всю електроенергію виробляють ТЕС. Депереважно будують електростанції цього типу?
5. Яка частка АЕС у світовому виробництві електроенергії? Які переваги й недолікимає цей тип електроенергетики?
6. Якими чинниками зумовлений розвиток ГЕС? Назвіть провідні країни світу з виробництва гідроелектроенергії.
Які альтернативні джерела сьогодні використовують у світі для виробництва електроенергії?
За даними табл. 5 установіть, для яких країн характерне вивезення енергоресурсів у структурі їх паливно-енергетичного балансу, а для яких — ввезення.
ПОПРАЦЮЙТЕ В ГРУПІ
Охарактеризуйте загальні принципи виробництва електроенергії на електростанціях різного типу, їх частку у структурі світового виробництва електроенергії, основні чинники розміщення та негативний вплив на довкілля:
група 1 — ТЕС; група 2 — АЕС; група 3 — ГЕС.
ПРАКТИЧНА РОБОТА 5
Побудова та аналіз діаграм виробництва електроенергії на електростанціях різних типів
1. Використовуючи різні джерела інформації, побудуйте кругові діаграми виробництва електроенергії на електростанціях різних типів у 2-3 країнах Європи (навибір).
2. Порівняйте побудовані діаграми зі структурою світового виробництва електроенергії за типами електростанцій (мал. 90).
3. Зробіть висновки щодо чинників розвитку того чи іншого виду електроенергетики в різних країнах.
Це матеріал підручника Географія 9 клас Бойко, Дітчук