Современное состояние и перспективы развития мировой энергетики

Примечание:цены газа отмечены на шкале слева(долл./тыс. м3), цены нефти – справа(долл./барр.).

Рост цен на нефть и газ в последние  годы привели и к более высоким  темпам роста спроса на уголь и, соответственно,цен  на него.Цена импортного энергетического  угля в странах ОЭСР поднялась со среднего значения 36 долл./т в 2000 году до 62 долл./т в настоящее время.

В последние  десятилетия ХХ века прогресс в разведке и бурении компенсировал ухудшение  горно-геологических условий при  быстром росте добычи нефти(но с  уменьшением ее обеспеченности запасами), что давало устойчивое снижение цен,то в ХХI столетии технический прогресс в отрасли явно замедлился,а в результате дорожают приросты запасов и добычи нефти. В итоге прогнозируемая в соответствии со сложившимися тенденциями динамика потребления нефти уже через10 лет может не обеспечиваться ее добычей,рассчитанной по апробированным моделям использования ограниченных природных ресурсов.

Атомная энергетика

Что касается атомной  энергетики,то она является одной  из самых молодых и динамично развивающихся отраслей мировой экономики. Её история насчитывает лишь немногим более 50 лет.Развитие атомной энергетики стимулируют растущие потребности человечества в топливе и энергии при ограниченности невозобновляемых ресурсов. В сравнении с другими энергоносителями ядерное топливо имеет в миллионы раз большую концентрацию энергии. Немаловажно и то, что атомная энергетика практически не увеличивает«парниковый эффект.

По данным МАГАТЭ,в  начале 2007 года в мире действовали439 ядерных энергоблоков общей мощностью367,77 гигаватт. Еще29 энергоблоков в 11 странах находятся в различной стадии строительства.Сегодня на атомных электростанциях вырабатывается16% мировой электроэнергии.При этом 57% всей«ядерной»электроэнергии приходится на США (103 энергоблока),Франция (59 энергоблоков)и Японию (54 энергоблока).

В настоящее  время наиболее динамично атомная  энергетика развивается в Китае (здесь строится шесть6 энергоблоков),Индии (5 блоков),России (3 блока).Новые энергоблоки  строятся также в США, Канаде,Японии, Иране,Финляндии и других странах.О своих намерениях развивать атомную энергетику заявили еще ряд стран, среди которых – Польша,Вьетнам, Белоруссия и пр. В общей сложности сейчас рассматривается более 60 заявок на строительство блоков. Более160 проектов находятся в процессе разработки.

Таким образом, оценивая сегодняшнее положение  дел на мировом рынке цен можно  с уверенностью сказать, что в  цене нефти и газа заложено много  факторов:баланс спроса и предложения,экономика  и инвестиции,политика, войны и теракты. Каждый из этих факторов может цену как поднимать, так и опускать. И,так как большое количество нефти и газа сосредоточено в Персидском заливе, их роль постоянно растёт, в результате чего растёт и риск, связанный с дестабилизацией рынка.

Также одной из главных тенденций сегодняшней топливной промышленности является спад или стагнация добычи нефти в некоторых странах, среди которых выделяются Норвегия,Великобритания,США и др. 

2.2Альтернативные  источники энергии 

Весь мир сегодня  в поисках новых источников энергии. Сегодня в мире стали всерьез задумываться над тем, как не допустить разграбления полного истощения природных ресурсов. Ведь лишь при этом условии запасов топлива может хватить на века. К сожалению,многие нефтедобывающие страны не задумываются о последствиях своей деятельности.Они расходуют нефтяные запасы,не задумываясь о будущем.Происшедшее повышение цен на нефть, необходимую не только энергетике,но и транспорту,и химии, заставило задуматься о других видах топлива, пригодных для замены нефти и газа.Особенно альтернативные источники энергии начали искать те страны где нет собственных запасов нефти и газа, и которым приходится их покупать.

Поэтому в общую  типологию электростанций включаются электростанции,работающие на так называемых нетрадиционных или альтернативных источниках энергии. К ним относят:

энергию приливов и отливов;

энергию малых  рек;

энергию ветра;

энергию Солнца;

геотермальную энергию;

энергию горючих  отходов и выбросов;

энергию вторичных  или сбросовых источников тепла  и другие.

Несмотря на то, что нетрадиционные виды электростанций занимают всего несколько процентов  в производстве электроэнергии,в  мире развитие этого направления  имеет большое значение, особенно учитывая разнообразие территорий стран. В России единственным представителем этого типа ЭС является Паужетская ГеоТЭС на Камчатке мощностью11МВт. Станция эксплуатируется с 1964 года и уже устарела как морально, так и физически.Уровень технологических разработок России в этой области сильно отстает от мирового. В удаленных или труднодоступных районах России,где нет необходимости строить большую электростанцию,да и обслуживать ее зачастую некому, “нетрадиционные”источники электроэнергии- наилучшее решение.

Возрастанию числа  электростанций на альтернативных источниках энергии будут способствовать следующие принципы:

более низкая стоимость  электроэнергии и тепла, получаемая от нетрадиционных источников энергии, чем от всех других источников;

возможность практически  во всех странах иметь локальные  электростанции, делающие их независимыми от общей энергосистемы;

доступность и  технически реализуемая плотность, мощность для полезного использования;

возобновляемость  нетрадиционных источников энергии;

экономия или  замена традиционных энергоресурсов и  энергоносителей;

замена эксплуатируемых энергоносителей для перехода к экологически более чистым видам энергии;

повышение надежности существующих энергосистем.

Практически каждая страна располагает каким-либо видом  этой энергии и в ближайшей  перспективе может внести существенный вклад в топливно-энергетический баланс мира.

Солнечная энергия

Солнце- неисчерпаемый  источник энергии- ежесекундно дает Земле 80триллионов киловатт, то есть в  несколько тысяч раз больше,чем  все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им. Например,Тибет - самая близкая к Солнцу часть  нашей планеты - по праву считает солнечную энергию своим богатством.На сегодня в Тибетском автономном районе Китая построено уже более пятидесяти тысяч гелиопечей.Солнечной энергией отапливаются жилые помещения площадью 150 тысяч квадратных метров, созданы гелиотеплицы общей площадью миллион квадратных метров.

Хотя солнечная  энергия и бесплатна,получение  электричества из нее не всегда достаточно дешево. Поэтому специалисты непрерывно стремятся усовершенствовать солнечные элементы и сделать их эффективнее.Новый рекорд в этом отношении принадлежит Центру прогрессивных технологий компании “Боинг”.Созданный там солнечный элемент преобразует в электроэнергию37 % попавшего на него солнечного света.

Уже в 1981году через пролив Ла-Манш совершил перелёт первый в мире самолёт с двигателем,работающим от солнечных батарей. Чтобы совершить перелёт на расстояние262 км, ему потребовалось5,5 часа. А по прогнозам учёных конца прошлого века,ожидалось, что к 2000 году на дорогах Калифорнии появится около200000 электромобилей.Возможно, и нам стоит

подумать об использовании солнечной энергии  в широких масштабах. В частности, в Крыму с его“солнцеобильностью”.

С 1988года на Керченском полуострове работает Крымская солнечная  электростанция.Кажется, самим здравым смыслом определено ее место. Уж если где и строить такие станции,так это в первую очередь в краю курортов, санаториев,домов отдыха,туристских маршрутов;в краю, где надо много энергии,но еще важнее сохранить в чистоте окружающую среду, само благополучие которой, и прежде всего чистота воздуха, целебно для человека.

Крымская СЭС  невелика– мощность всего 5 МВт. В  определенном смысле она– проба сил.Хотя, казалось бы, чего еще надо пробовать,когда  известен опыт строительства гелиостанций в других странах.

На острове  Сицилия еще в начале 80-х годов  дала ток солнечная электростанция мощностью1 МВт. Принцип ее работы тоже башенный. Зеркала фокусируют солнечные  лучи на приемнике,расположенном на 50-метровой высоте. Там вырабатывается пар с температурой более 600 °С,который приводит в действие традиционную турбину с подключенным к ней генератором тока. Неоспоримо доказано, что на таком принципе могут работать электростанции мощностью10–20 МВт, а также и гораздо больше,если группировать подобные модули,подсоединяя их друг к другу.

Несколько иного  типа электростанция в Алькерии на юге Испании.Ее отличие в том, что сфокусированное на вершину  башни солнечное тепло приводит в движение натриевый круговорот,а  тот уже нагревает воду до образования пара. У такого варианта ряд преимуществ.Натриевый аккумулятор тепла обеспечивает не только непрерывную работу электростанции,но дает возможность частично накапливать избыточную энергию для работы в пасмурную погоду и ночью.Мощность испанской станции имеет всего 0,5 МВт.Но на ее принципе могут быть созданы куда более крупные– до 300 МВт.В установках этого типа концентрация солнечной анергии настолько высока, что КПД паротурбинного процесса здесь ничуть не хуже,чем на традиционных тепловых электростанциях.

Тем не менее  солнечные фотоэлементы уже сегодня  находят свое специфическое применение.Они  оказались практически незаменимыми источниками электрического тока в  ракетах,спутниках и автоматических межпланетных станциях, а на Земле  – в первую очередь для питания телефонных сетей в не электрифицированных районах или же для малых потребителей тока (радиоаппаратура,электрические бритвы и зажигалки и т.п.). Полупроводниковые солнечные батареи впервые были установлены на третьем советском искусственном спутнике Земли(запущенном на орбиту15 мая 1958 г.).

Энергия ветра

На первый взгляд ветер кажется одним из самых  доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он может  “работать”зимой и летом,днем и  ночью,на севере и на юге. Но ветер- это  очень рассеянный энергоресурс.Природа не создала “месторождения”ветров и не пустила их,подобно рекам,по руслам. Ветровая энергия практически всегда “размазана”по огромным территориям.Основные параметры ветра - скорость и направление- меняются подчас очень быстро и непредсказуемо,что делает его менее “надежным”,чем Солнце.Таким образом,встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра.Во-первых, это возможность“ловить” кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых,еще важнее добиться равномерности,постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом. Существуют интересные разработки по созданию принципиально новых механизмов для преобразования энергии ветра в электрическую.Одна из таких установок порождает искусственный сверхураган внутри себя при скорости ветра в 5 м/с!

Ветровые двигатели  не загрязняют окружающую среду, но они  очень громоздкие и шумные. Чтобы  производить с их помощью много  электроэнергии,необходимы огромные пространства земли. Лучше всего они работают там, где дуют сильные ветры.И, тем не менее,всего одна электростанция,работающая на ископаемом топливе, может заменить по количеству полученной энергии тысячи ветряных турбин.

При использовании  ветра возникает серьезная проблема: избыток энергии в ветреную погоду и недостаток ее в периоды безветрия. Как же накапливать и сохранить впрок энергию ветра? Простейший способ состоит в том, что ветряное колесо движет насос, который накачивает воду в расположенный выше резервуар,а потом вода,стекая из него,приводит в действие водяную турбину и генератор постоянного или переменного тока. Существуют и другие способы и проекты: от обычных, хотя и маломощных аккумуляторных батарей до раскручивания гигантских маховиков или нагнетания сжатого воздуха в подземные пещеры и вплоть до производства водорода в качестве топлива.Особенно перспективным представляется последний способ. Электрический ток от ветроагрегата разлагает воду на кислород и водород. Водород можно хранить в сжиженном виде и сжигать в топках тепловых электростанций по мере надобности.

Морская энергия

В последнее  время в некоторых странах  снова обратили внимание на те проекты,которые  были отвергнуты ранее как малоперспективные.Так, в частности,в 1982 году британское правительство  отменило государственное финансирование тех электростанций,которые используют энергию моря:часть таких исследований прекратилась,часть продолжалась при явно недостаточных ассигнованиях от Европейской комиссии и некоторых промышленных фирм и компаний.Причиной отказа в государственной поддержке называлась недостаточная эффективность способов получения“морского”электричества по сравнению с другими его источниками,в частности- атомными.

В мае 1988года в  этой технической политике произошел  переворот.Министерство торговли и промышленности Великобритании прислушалось к мнению своего главного советника по энергетике Т. Торпа, который сообщил, что три из шести имеющихся в стране экспериментальных установок усовершенствованы и ныне стоимость1 кВт/ч на них составляет менее 6 пенсов,а это ниже минимального уровня конкурентоспособности на открытом рынке. Цена“морской”электроэнергии с 1987 года снизилась вдесятеро.

Волны

Наиболее совершенен проект “Кивающая утка”, предложенный конструктором С. Солтером.Поплавки,покачиваемые волнами, дают энергию стоимостью всего 2,6 пенса за 1 кВт/ч, что лишь незначительно выше стоимости электроэнергии,которая вырабатывается новейшими электростанциями,сжигающими газ (в Британии это - 2,5 пенса), и заметно ниже,чем дают АЭС(около 4,5 пенса за 1 кВт/ч).