1.1. Энергетические ресурсы и топливно-энергетический комплекс (тэк)
Энергетические ресурсы – носители энергии, которые можно использовать при современном научно-техническом уровне. Они играют огромную роль для жизни общества, обеспечивая в том числе, и экономическую независимость государства. Они разделяются на первичные и вторичные. Первичные энергоресурсы формировались в процессе геологического развития Земли. К ним относятся: ископаемое органическое топливо – каменный уголь, нефть, природный газ, сланцы; водород, урановые и ториевые руды; энергия солнца, воды и ветра. Вторичные энергетические ресурсы – это отходы основного производства: попутный, коксовый и доменный горючие газы, отработанный пар промышленных установок, горячая вода систем охлаждения, вторичное ядерное топливо. С точки зрения воспроизводства энергоресурсы делятся на невозобновляемые и возобновляемые. Невозобновляемые ТЭР необратимо уменьшаются по мере их использования. К ним относятся ископаемое органическое топливо, урановые и ториевые руды. Возобновляемые энергетические ресурсы – торф, древесина, биомасса.
Энергия ветра и падающей воды, давно используемые человеком, принято называть традиционными.
Возобновляемые энергоресурсы, использование которых стало технически возможным только в двадцатом веке: энергия Солнца, энергия приливов и отливов, геотермальная энергия- это нетрадиционные источники энергии.
Энергетическую эффективность ТЭР характеризует теплотворная способность – это количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании единицы массы топлива – Q, Дж/кг. Для сравнения энергетической эффективности энергоресурсов различной природы используется понятие условного топлива (УТ) с фиксированным значением теплотворной способности QУТ = 29,33 МДж/кг УТ. В настоящее время основной вклад в энергообеспечение мирового сообщества дают ископаемое органическое топливо, гидроэнергия и урановые руды.
Рассмотрим потребление ПЭР.
Среднегодовое удельное потребление ПЭР Таблица 1
Год |
1900 |
1950 |
1975 |
2000 |
2010 |
кг УТ / чел·год |
440 |
1070 |
2200 |
3460 |
3700 |
Динамика роста населения Земли Таблица 2
Год |
1900 |
1950 |
1975 |
2000 |
2010 |
10 9 чел. |
1,6 |
2,7 |
4,5 |
6,2 |
7,0 |
Динамика роста мирового потребления первичных энергоресурсов Таблица 3
Год |
1900 |
1950 |
1975 |
2000 |
2010 |
10 12 кг УТ / год |
0,7 |
2,89 |
9,9 |
21.5 |
25,9 |
По оценке Международного энергетического совета интегральная потребность мирового сообщества в первичных энергоресурсах даже с учетом широкого внедрения энергосберегающих технологий стабилизируется в 21 веке на уровне (30-35)10 12 кг УТ/ год. По мере исторического развития мировой экономики наряду с количественным ростом объема потребляемых первичных энергоресурсов изменяются доли их структурных составляющих. При этом наблюдается четко выраженная периодичность изменения этих составляющих.
Объемы и эффективность потребления энергетических ресурсов определяются уровнем развития национальной экономики. Инструментом анализа и прогноза при определении экономически обоснованных пропорций потребления различных видов энергии служит баланс добычи и распределения топлива – топливный баланс. Приходная часть баланса отражает в пересчете на условное топливо виды энергоресурсов и источники их поступления (собственная добыча, импорт, переходящие остатки), расходная часть – объемы потребления по отраслям промышленности и экспорт.
Обеспеченность Украины собственными энергоресурсами недостаточна. В настоящее время в общем балансе потребления первичной энергии в Украине нефть и газ составляют около 60%. Собственная добыча газа составляет 24-27 %, а нефти – 17-20 % от необходимой потребности, уголь имеется в достаточном количестве, но из-за кризисного состояния в угольной отрасли его добыча снижается. Ядерное горючее Украина закупает в России, хотя имеет большие запасы урана, но добывает 30% от необходимого количества. Гидроресурсы практически исчерпаны, т.к. стоки всех крупных рек зарегулированы, а строительство новых водохранилищ имеет отрицательные экологические и экономические последствия. Нетрадиционные источники энергии дают не более 2% от общего объема энергии. Свои потребности в ТЭР Украина вынуждена покрывать за счет импорта энергоносителей. А между тем потенциальные запасы углеводородов в Украине составляют более 11 млрд. тонн УТ и при рациональном использовании их может хватить на 100-150 лет.
В основу понятия «топливно-энергетический комплекс» легла концепция, сформулированная русским ученым, основателем плана электрификации России Г.М. Кржижановским о том, что «Энергетика - это единая, неразрывная «энергетическая цепочка» от природного энергетического ресурса и до потребления топлива и энергии включительно».
ТЭК представляет собой сложную и развитую систему, включающую
добычу природных энергетических ресурсов (уголь, торф, нефть, газ, ядерное топливо и др.), их переработку (обогащение, очистка, коксование и газификация угля, крекинг нефти, очистка и сепарация природного газа, а также системы транспортировки топлива-перевозки, нефтепроводы, газопроводы, высоковольтные линии и электрические сети (топливодобыча и топливоснабжение);
использование первичных энергетических ресурсов и вторичных энергетических ресурсов для получения тепловой, электрической, механической и других видов энергии (преобразование и генерирование энергии);
потребление и использование преобразованных видов энергии во всех отраслях народного хозяйства на технологические, санитарно-технические и коммунально-бытовые нужды, объединяемые понятием «энергетика отраслей народного хозяйства», разделяемую на промышленную энергетику, энергетику транспорта, энергетику сельского хозяйства, коммунальную энергетику и т.д.
ТЭК – совокупность взаимосвязанных технологических систем для получения, преобразования, распределения и использования первичных энергоресурсов и энергии.
В схеме ТЭК можно выделить три основные системы: топливная система - ТС, электроэнергетическая система – ЭЭС, система потребления топлива и энергии – СПТЭ.
Топливно-энергетический комплекс обобщенно называют
«ЭНЕРГЕТИКА». Энергетика является базовой отраслью промышленности, где производятся необходимые для народного хозяйства энергетические ресурсы - топливо, электроэнергия, тепловая энергия.
Электростанции различных типов вместе с разветвленной электрической сетью образуют отрасль промышленности, которую называют электроэнергетикой.
Электроэнергетическая отрасль подчиняется Министерству энергетики и угольной промышленности Украины.
Основной продукцией электроэнергетической отрасли является электроэнергия и тепло, а также оказание услуг по доставке этих видов энергии конечному потребителю.