Контрольні питання

1. Етапи освоєння енергії людством.

2. Характеристика основних систем енергетичної галузі для виробницт­ва електроенергії.

3. Основні поняття для енергетики, енергопостачання, паливно-енергетичного комплексу.

4. Основні складові паливно-енергетичного комплексу.

5. Види паливно-енергетичних ресурсів.

6. Типи електростанцій та характеристика енергопостачання і споживан­ня як основ розвитку і добробуту суспільства.

7. Характеристика основних джерел виробництва енергії.

8. Структура первинних енергетичних ресурсів України.

9. Характеристика малої енергетики країни.

10. Структура та особливості споживання ПЕР в Україні.

11. Загальна характеристика шкідливого впливу теплоенергетики на навколишнє середовище.

Лекція 2 ______ паливно-енергетичні ресурси_________

2.1. Природні ресурси

Природні ресурси - це запаси сировини та енергії, які видобувають з біосфери, наприклад будівельні матеріали, метали, вода, викопне пали­во, геотермальна енергія тощо. Природні ресурси - вихідна основа люд­ської цивілізації як форма контрольованого існування на всіх фазах його розвитку. Розвиток технології змінює напрям, масштаби і форми їх вико­ристання, визначає появу нових ресурсів.

Природні ресурси підрозділяються на дві категорії: відновлювані, які зо­бов'язані своїм походженням сонячній енергії (дощова вода, енергія вітру, продукти харчування, бавовна та вовна, деревина та ін.), та невідновні, або мінеральні ресурси. Це органічне паливо (вугілля, нафта, торф), мідь, залізо, уран, золото та інші, формування яких відбувалося протягом тривалого часу (мільйонів років). Вони чітко фіксовані і практично не відновлюються. Саме мінеральні ресурси визначають шляхи розвитку цивілізації на Землі.

Мінеральні ресурси розміщені нерівномірно, більшість енергетичних ресурсів (нафта, газ, уран та ін.) обмежені, тому неможливо зберегти ста­більні темпи їх розробки та використання.

Мінеральні ресурси поділяють на дві категорії: до першої належать ресурси, що видобувають у поточний період часу та називають видобув­ними запасами, до другої - потенційні ресурси, що за відповідних умов у майбутньому можуть бути використані.

2.2. Викопне органічне паливо

Д. І. Менделєєв визначив паливо як «горючу речовину, яку навмисно спалюють для одержання теплоти». Паливом у широкому розумінні на­зивають горючу речовину, яку економічно доцільно спалювати для одер­жання великих кількостей теплоти. Протягом XX ст. основним джерелом теплоти було органічне паливо. Із другої половини XX ст. людство все в більших масштабах використовувало ядерне паливо.

Величезний енергетичний ресурс, який становлять усі види органіч­ного палива, підрозділяють на три основні категорії:

• потенційні запаси викопного палива, що на сучасному етапі розвит­ку науки і техніки неможливо або економічно недоцільно добувати;

• доступні, які можливо, але економічно не завжди доцільно добувати;

• економічні, видобуток яких економічно виправданий і доцільний на сучасному рівні розвитку науки і техніки.

Найбільший інтерес викликають нафта і газ, запаси яких обмежені. Водночас саме їх видобуток і переробка найбільш економічно вигідні та доцільні з погляду використання робочої сили й охорони навколишнього середовища.

Залежно від характеру використання паливо підрозділяють на енерге­тичне, технологічне і побутове; за агрегатним станом - на тверде, рідке і газоподібне; а за способом одержання - на природне і штучне.

Основними видами органічного палива, яке використовують в енергети­ці, є: тверде (вугілля і торф); рідке (мазут); газоподібне (природний газ). Торф і вугілля - продукти розкладу органічної маси рослин, які відрізняються одне від одного хімічним віком (торф - наймолодший). Найдавніші родовища ву­гілля відомі в канадській Арктиці (-350 млн років). Найважливіший період вуглетворення в історії Землі припадає на останні 350-250 млн років. Вугле­носні поклади в цей проміжок часу виявлено на всіх континентах, але най­потужніші - у Північній Америці, Європі й Азії, які протягом періоду вуг­летворення знаходилися в екваторіальних і помірних широтах. Теплий клі­мат і достатня кількість опадів сприяли розвитку величезних масивів боліт. Вугілля формувалося і у наступні періоди, особливо в крейдовий (~ 20 млн років тому), але в жоден з них вугленагромадження не було настільки вели­ким і інтенсивним, як у велику вугільну епоху.

Ресурси нафти і газу так само, як і вугілля, розміщені на земній кулі дуже нерівномірно. Регіони, що нині є головними виробниками нафти і газу, мають найбільший потенціал і для нових відкриттів. Якщо спожи­вання зростатиме нинішніми темпами, усі ресурси нафти і газу можуть вичерпатися через кілька десятиліть.

Людство цікавлять дві проблеми, які безпосередньо пов'язані з тепло­енергетикою: на який термін вистачить ПЕР і де дозволена грань забруд­нення атмосфери?

Нині світове використання енергоресурсів протягом року еквівалент­но 30 млрд т у. п., енергоємність яких еквівалентна ~900 ЕДж. Якщо виходити з цієї цифри і світових запасів енергоресурсів (табл. 2.1), то тільки органічного палива людству вистачить на 500 років.

Таблиця 2.1. Світові енергоресурси

Джерела енергії	Ресурси, ЕДж*
Невідновлювані: ядерна енергія хімічна енергія органічного палива	1,97*106 5,21*105
Невичерпні: термоядерна енергія синтезу геотермальна енергія	3,6*109 2,9*106
Відновлювані: сонячна енергія, що досягає земної поверхні і перетворюється на теплову енергія морських припливів енергія вітру енергія рік біоенергія лісів	2,4*106 2,5*105 6,1*103 1,2*102 1,5*103

*ЕДж - ексаджоуль (10 Дж).

Сучасна технологія дозволяє добувати далеко не всі об'єми ПЕР. Не всі країни мають оптимальне співвідношення між рівнем видобутку ПЕР та їх використанням.

Як видно з табл. 2.1, перспективним є використання альтернативних (відновних і невичерпних) джерел ПЕР. Однак сучасна енерготехнологія ще далека від їх масового застосування. На жаль, людство далеко ще і від вирішення проблем використання термоядерної енергії, загальні запаси якої просто фантастичні - 3,6*10⁹ ЕДж (із нинішнім рівнем енерговитрат їх вистачить на 10 млн років!).

Щодо України, то видобуток ПЕР сьогодні знаходиться у важкому стані, незважаючи на те, що тільки розвідані запаси вугілля тут станов­лять - 47 млрд т. Однак технологія видобутку вугілля не відповідає геоло­гічним особливостям родовищ. Майже 80 % устаткування ПЕК фізично і морально застаріло, рівень витрат енергоресурсів вищий за рівень їх ви­робництва. Спостерігається значний дефіцит усіх видів ПЕР, що наочно демонструють дані табл. 2.2.

Таблиця 2.2. Енергоресурси України: річний видобуток і потреба

Вид палива	Обсяги		Частка забезпечення власними ПЕР, %
	використання	виробництва
Природний газ	112 млрд м3	22 млрд м3	20
Нафта	32 млн т	4,2 млн т	13
Вугілля	100 млн т	80 млн т	80
Ядерне паливо	Твели виробляє Росія		0