МЭИ-2019. Перспективы и проблемы атомной энергетики.

Глава 5. Энергетические ресурсы и изготовление ядерного топлива.

Мировые энергетические ресурсы. Мировые запасы ядерного топлива. Добыча и переработка уранового сырья. Виды ядерного топлива. Изготовление ядерного топлива. Особенности ядерных технологий.

5.1. Мировые ресурсы органического топлива.

Нефть. В настоящее время, да и на обозримое будущее нефть является наиболее востребованным видом топлива. В суммарном мировом потреблении первичной энергии нефть находится на первом месте (33,6 %), а доли угля и газа составляли соответственно 29,6 и 23,3 %. При стабилизации мировой годовой добычи нефти на уровне 3 млрд т доказанных ее запасов хватит на 50—60 лет. Определенные надежды возлагаются еще на так называемые ресурсы «нетрадиционной» нефти, содержащейся в битуминозных породах и нефтеносных песчаниках.

Как и большинство полезных ископаемых, нефть распределена по территории Земли весьма неравномерно. В первую тройку наиболее богатых нефтью стран входят: Саудовская Аравия (19,1 % мировых запасов), Иран (9,9 %) и Ирак (8,3 %). Что касается России, то разведанные запасы нефти в ней составляют 5,6 % мировых. При стабилизации добычи нефти на уровне 0,3 млрд т/год российских запасов хватит примерно на те же 50—60 лет, что и мировых.

Следует отметить, что, хотя нефть и находится на первом месте в общем производстве энергии в мире, ее вклад (14,1 %) в топливный баланс тепловых электростанций сильно уступает вкладам газа (25,4 %) и угля (60,1 %). Более активными потребителями нефти являются транспорт (автомобильный, воздушный, водный), предприятия нефтехимической промышленности и объекты жилищно-коммунального хозяйства.

Газ. По доказанным данным, извлекаемые мировые запасы газа составляют 187 трлн м³ . При сохранении его добычи на современном уровне около 2,4 трлн м³ исчерпание мировых запасов газа ожидается через 65—70 лет. В первую тройку самых богатых запасами газа стран входят Россия (23,9 %), Иран (15,8 %) и Катар (13,5 %). При стабилизации ежегодной добычи газа на уровне 0,6— 0,7 трлн м³ исчерпание разведанных российских запасов газа возможно через 65—75 лет. Что касается России, то в ее энергопотреблении газ уже вышел на первое место (50 %), обогнав уголь (17,5 %) и даже нефть (21,5 %).

По последним оценкам, потенциальные мировые ресурсы газа составляют 563 трлн м³, причем ожидается, что примерно половина прогнозных (неоткрытых) ресурсов приходится на страны СНГ. Кроме того, примерно 20 000 трлн м³ природного газа (преимущественно метана) находятся в форме гидратов, и в будущем, вероятно, будут разработаны экологически и экономически приемлемые технологии их применения.

Вклад газа в топливный баланс тепловых электростанций мира имеет устойчивую тенденцию к увеличению, так как газ является экологически более чистым топливом, чем нефть или уголь, а использующие его электростанции выгодно отличаются более высоким КПД и меньшими капитальными затратами на единицу генерируемой мощности.

Уголь. До 50-х годов ХХ столетия уголь занимал первое место в топливно-энергетическом балансе мира. Затем его потеснили нефть и газ под влиянием научно-технического прогресса во всех сферах мирового хозяйства с развитием автомобильного транспорта, авиации, новых технологий в промышленности, в коммунально-бытовом секторе, сельском хозяйстве и в самой энергетике. Однако после резкого скачка цен на нефть и значительных преобразований угольная промышленность в настоящее время обрела второе дыхание и переживает подъем.

Одним из основных факторов развития угольной промышленности является обеспеченность громадными запасами угля. Обеспеченность по газу и нефти составляет только десятки лет, тогда как запасов угля хватит на сотни лет. Доказанные (разведанные) мировые запасы угля составляли приблизительно 1 трлн т. При стабилизации его добычи на уровне 4,5—4,7 млрд т/год этих ресурсов хватит более чем на 200 лет. В первую тройку самых богатых углем стран входят США (27,6 % мировых запасов), Россия (18,2 %) и Китай (13,3 %). Даже при увеличении ежегодной добычи до 0,4 млрд т/год (прогноз на 2020 г.) российских разведанных запасов угля хватит примерно на 500 лет.

В настоящее время в мире 44 % электроэнергии производится при сжигании угля (это 60,1 % топливного баланса тепловых электро­станций мира), в том числе в США и Германии вклад угля составляет соответственно 56 и 58 %, а в России — 26 %. Будущее угольной промышленности мира связано с увеличением использования угля в теплоэнергетике, так как цена угля примерно в 2,5 раза ниже цены эквивалентного по теплосодержанию количества нефти и в 1,3 раза ниже цены природного газа. Препятствующим фактором является рост экологических проблем, связанных не только с увеличением массы сжигаемого угля, но и общей тенденцией к ухудшению его качества: повышению зольности и содержания серы.