Електроенергетика світу
- 14-01-2022, 23:01
- 552
9 Клас , Географія 9 клас Довгань, Стадник 2022 (повторне видання)
§ 22. Електроенергетика світу
Ви дізнаєтесь:
- про найбільші країни-виробники та країни-споживачі електроенергії
- про частку електростанцій різних типів у виробництві електроенергії
Пригадайте:
- відмінності між електростанціями різного типу
- чинники розміщення електростанцій
Електроенергетика визначає і забезпечує розвиток усього світового господарства. Особлива риса географічного розподілу виробництва електроенергії — суттєві диспропорції в енергозабезпеченні різних регіонів та країн світу. Так, у Норвегії, яка посідає перше місце за виробництвом електроенергії на одного жителя, її виробляється в 1000—1500 разів більше, ніж у найбідніших країнах світу. Майже мільярд населення Землі зовсім не має доступу до електрики. Значні відмінності існують і в структурі виробництва електроенергії на електростанціях різних типів.
1. Географія виробництва та споживання електроенергії.
За останні два десятиліття виробництво електроенергії у світі зросло майже в 1,5 разу, досягнувши 27 трлн кВт • год на рік. Показник зростання більший, ніж у промисловості в цілому. Це вказує не тільки на широке використання електроенергії з метою підвищення рівня електрифікації виробництв, а й на зростання споживання населенням через збільшення кількості побутових електроприладів. Саме тому обсяги виробництва електроенергії вважають опосередкованим показником не тільки рівня економічного розвитку країни, але і якості життя населення.
Відбуваються зміни в географії виробництва та споживання електроенергії: скоротилася частка розвинених країн, зросла частка країн інших типів, у першу чергу азіатських (Китай, Індія, Південна Корея, Тайвань, Саудівська Аравія, Іран, Туреччина тощо). Так, тільки на Китай припадає понад 25% світового виробництва та споживання електроенергії, тоді як у 1973 р. цей показник становив лише 3%.
Зараз майже 70% світового виробництва електроенергії припадає на першу десятку країн, серед яких виділяються Китай, США, Росія, Індія та Японія з явним переважанням Китаю і США (див. таблицю). Україна за обсягами виробництва електроенергії перебуває на 29-му місці світового рейтингу. Країни першої десятки є і найбільшими споживачами. Суттєві обсяги продажу на зовнішньому ринку серед них мають Канада, Франція, Китай та Росія. США й Бразилія купують електроенергію в окремі роки. Німеччина є і значним експортером, і імпортером електроенергії.
Таблиця
КРАЇНИ — НАЙБІЛЬШІ ВИРОБНИКИ ТА СПОЖИВАЧІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ (2020 р.)*
Дуже низькі показники виробництва та споживання електроенергії мають найбідніші з країн, що розвиваються. Серед регіонів виділяється Африка на південь від Сахари та окремі острівні держави. Так, у Республіці Чад (Африка) виробляється 224 млн кВт • год електроенергії на рік. Це приблизно в 15 разів менше, ніж на українському Дніпрогесі. Вражають відмінності між країнами у виробництві на одну особу: у Чаді — 14 кВт, в Україні — 3634 кВт, у Норвегії — 29150 кВт.
2. Зміни у структурі паливно-енергетичного балансу світу.
Залежно від використання окремих видів палива та їхньої частки в паливно-енергетичному балансі розрізняють вугільний, нафтогазовий і перехідний етапи.
Вугільний етап тривав із кінця XIX до середини XX ст. У цей період основним енергоносієм було вугілля, суттєву роль відігравали дрова.
Нафтогазовий етап розпочався із середини XX ст., коли у структурі паливно-енергетичного балансу почала швидко зростати частка нафти (понад 50%) як дешевого й ефективного палива. Повільніше зростало використання природного газу — до 20%. Частка вугілля зменшилася до третини.
Із 1980-х рр. триває перехідний етап. Його початок пов’язують зі зростанням ціни на нафту та поступовим зниженням її частки в паливно-енергетичному балансі до 30%. Одночасно будуються атомні електростанції, зростає значення природного газу, стабілізується, а останнім часом збільшується частка вугілля, підвищується інтерес до відновлюваних джерел енергії, частка яких уже перевищує 10% (мал. 1).
* За даними BP Statistical Review of World Energy 2021.
Мал. 1. Структура виробництва електроенергії у світі за видами електростанцій (2019 р.)*.
3. Відмінності у структурі виробництва електроенергії в країнах світу.
На сучасному етапі розвитку світового господарства майже 90% електроенергії виробляється на електростанціях трьох типів: теплових, гідравлічних та атомних. Незважаючи на високу собівартість продукції, традиційно найбільше електроенергії виробляють ТЕС. Вони не потребують високих технологій, як АЕС, мають порівняно короткі терміни будівництва, не залежать від наявності річок, їхніх стоку та режиму, як ГЕС. Тому розміщення ТЕС у світі досить рівномірне: вони працюють у країнах різного типу.
Як паливо традиційно використовують вугілля, оскільки це дешева й досить поширена корисна копалина. Оскільки його транспортування на значні відстані невигідне, потужні електростанції будують у районах видобутку палива. Країни світу, де переважна частина електроенергії виробляється на вугіллі (до 75%), — Китай та Австралія. У Китаї також досить велика роль ГЕС (15%), а в Австралії — інших ТЕС (АЕС відсутні). У країнах ЄС у середньому частка вугілля як палива помітно менша — майже 25%, але значно вищою є частка АЕС і відновлюваних та невичерпних джерел енергії.
У першій половині XX ст. вугілля було домінуючим джерелом енергії у Великій Британії: його частка складала до 90%. Із 1950-х рр. природний газ, атомна енергія та енергія від відновлюваних джерел почали витісняти вугілля. До 2020 р. частка вугілля в постачанні первинної енергії впала приблизно до 3%. Уряд Великої Британії оголосив про наміри повністю відмовитися від вугілля в країні до 2025 р.
* За даними статистичного огляду BP Energy and Ember, 2021.
Мал. 2. Вугільна ТЕС у Німеччині. Країна має значні запаси кам’яного та бурого вугілля, тому багато ТЕС працюють на цих видах палива. Уряд країни постійно підвищує вимоги до їхньої екологічної безпеки. У 2013 р. в Німеччині ввели в експлуатацію найбільш ефективну й екологічно чисту вугільну електростанцію в Європі з коефіцієнтом корисної дії в 46%.
В окремих країнах ЄС частка вугілля вища за середній показник, серед них Німеччина й Польща. Із появою технологій, які дозволяють використовувати вугілля з більшою ефективністю й меншою шкодою для навколишнього середовища, частка цього палива може зрости (мал. 2).
Використанням природного газу, нафти й нафтопродуктів виділяються країни, які мають великі запаси цих видів палива (у тому числі багаті нафтодобувні країни). Теплові станції тут споруджують поблизу районів видобутку природного газу, уздовж ліній газопроводів і неподалік нафтопереробних заводів. Так, Саудівська Аравія майже 100% електроенергії отримує за рахунок спалювання природного газу (47%), нафти й нафтопродуктів (53%). У Росії на ці види палива припадає 50% (із явним переважанням природного газу).
ГЕС виробляють найбільшу частку електроенергії в країнах, які мають значні ресурси енергії річок (Канада, Швеція, Норвегія, Нова Зеландія, Бразилія, Парагвай, Таджикистан, ДР Конго). Так, у Бразилії на ГЕС припадає 65% виробленої електроенергії. Бразилія та Парагвай спільно побудували потужну гідроелектростанцію «Ітайпу» на річці Парана. Тривалий час вона була найбільшою у світі. За рік «Ітайпу» виробляє до 98,6 млрд кВт • год електроенергії (більше, ніж усі електростанції Казахстану або Бельгії), забезпечуючи на 90% потреби Парагваю та на 16% — Бразилії. Безперечним лідером за потужністю є китайська ГЕС «Сан-Ся» («Три ущелини») (мал. 3). Її побудували в середній течії найповноводнішої річки Азії — Янцзи. За рік «Сан-Ся» виробляє понад 100 млрд кВт • год, які генерують 32 потужні гідротурбіни.
Мал. 3. ГЕС «Сан-Ся» (Китай). Довжина греблі ГЕС становить 2309 м, висота — 185 м, тому іноді її навіть порівнюють із Великою Китайською стіною. Будівництво ГЕС тривало понад 15 років. Зараз вона не тільки виробляє електроенергію, а й використовується для регулювання річкового стоку, зрошення та водозабезпечення.
Мал. 4. АЕС «Касівадзакі-Каріва» (Японія) — найпотужніша атомна електростанція у світі. Японія не має значних ресурсів паливних корисних копалин, тому велику роль у її господарстві відіграє атомна енергетика. Більшість АЕС країни розташовані на узбережжі, де залишається велика ймовірність землетрусів і цунамі.
АЕС найбільше поширені в розвинених і середньорозвинених країнах, оскільки для їх проектування та будівництва необхідні високі технології, складне обладнання й значні фінансові ресурси. За часткою АЕС у виробництві електроенергії у світі є одноособовий лідер — Франція (67%). Значною є частка АЕС у виробництві електроенергії у Словаччині, Угорщині, Бельгії, Україні.
Після аварії на Чорнобильській АЕС та АЕС «Фукусіма-1» у Японії уряди окремих країн оголосили про поступову відмову від ядерної енергетики, серед них Німеччина, Швейцарія, Японія (мал. 4). Натомість у деяких інших країнах (наприклад Польщі, Туреччині, ОАЕ) планується будівництво нових АЕС.
Починаючи із 1980-х рр. енергетика, побудована на використанні відновлюваних і невичерпних джерел, розвивається дуже високими темпами (за винятком гідроенергетики). Тільки із 2007 до 2021 р. виробничі потужності електростанцій зросли в 10 разів, а їхня частка в загальному виробництві перевищила 10% (мал. 5).
Мал. 5. Країни — лідери за динамікою зростання виробництва електроенергії з альтернативних (відновлюваних та невичерпних) джерел енергії (без урахування ГЕС) у 2000—2021 рр.*
Поясніть причини зниження обсягів виробництва електроенергії з альтернативних джерел у 2020 р.
Цікаво, що курс на відновлювані джерела енергії взяли не тільки західні країни, але й такі традиційні індустріальні економіки, як Китай, який сьогодні є одним зі світових лідерів розвитку та впровадження технологій ВДЕ. У 2019 р. агентство «Сіньхуа» оприлюднило плани влади Китаю протягом наступних двох років вкласти в будівництво СЕС і ВЕС близько 380 млрд дол. До 2030 р. Китай має намір досягти частки «зеленої» енергетики в енергетичному балансі країни на рівні 20%.
Із невичерпних джерел найбільше електроенергії виробляють ВЕС — до 6% від загального обсягу. Вони працюють у 85 країнах світу в районах із постійними вітрами. Особливих успіхів досягли окремі країни ЄС: у Данії ВЕС виробляють понад 55% усієї електроенергії, в Ірландії — 35%, у Німеччині — 24%. До недоліків використання ВЕС належать порівняно мала потужність, залежність від вітру, великі площі, постійні шум і вібрація.
СЕС найдоцільніше будувати в районах із великим періодом сонячного світла, наприклад у тропічних пустелях. Дослідно-промислові СЕС працюють у США, Іспанії, Італії, Чилі та інших країнах. Найбільша у світі станція баштового типу «Айванпа» розташована в пустелі Мохаве (США).
* За даними ІЕА, Renewable electricity capacity additions, 2007—2021, updated IEA forecast, IEA, Paris.
Використання геотермальної енергії ґрунтується на енергії надр Землі. Вони найбільш доступні в сейсмічно активних районах. Тому геотермальні гідроелектростанції (ГеоГЕС) діють у США, Японії, Ісландії, Італії, Росії, Мексиці, Новій Зеландії, Філіппінах. На відміну від сонячної або вітрової енергії, використання геотермальної енергії не залежить від стану природи, пори року або часу доби.
Енергію припливів можна використовувати в районах, де припливна хвиля має велику висоту. Важливі умови — достатній рівень розвитку науки й техніки, наявність фінансових ресурсів (будівництво припливних електростанцій (ПЕС) вимагає значних коштів). На сьогодні у світі працюють дві великі промислові ПЕС — Сіхвінська (Південна Корея) та «Ля Ране» (Франція).
Слід зазначити, що до відновлюваних джерел належать біомаса та біопаливо. У першому випадку для виробництва електроенергії або тепла використовують солому, стрижні качанів кукурудзи, лушпиння; у другому — відходи деревини, рослинництва, тваринництва, а останнім часом і водорості. Значна кількість установок із виробництва біогазу працює в Китаї та Індії.
Запитання для самоперевірки та колективного обговорення
1. Якими є особливості розташування виробництва та споживання електроенергії? 2. Розкажіть про зміни у структурі паливно-енергетичного балансу світу. 3. Визначте особливості географії вугільних ТЕС. 4. Де й чому значну частину електроенергії виробляють ГЕС? 5. Назвіть переваги та недоліки відновлюваних джерел енергії.
Поміркуйте
Вважається, що тривалий час людина використовувала саме відновлювані джерела енергії. Поступово їх замінило вугілля, а потім інші види палива. Про які відновлювані джерела енергії йдеться? Для чого їх використовували в Середні віки?
Практична робота 5.2. (за вибором учителя/учительки)
Побудова та аналіз діаграм виробництва електроенергії на електростанціях різних типів в Україні, країнах Європи та світу
- 1. Побудуйте діаграми на основі даних про виробництво електроенергії на електростанціях різних типів в Україні, Німеччині, Франції, Польщі, країнах ЄС та світу. Актуальну інформацію ви можете знайти на сторінках наукового інтернет-видання Our world in data («Наш світ у даних»), розділ Electricity Міх, https://ourworldindata.org/electricity-mix.
- 2. Проаналізуйте відмінності між окремими країнами, країнами ЄС та світу в цілому у виробництві електроенергії на електростанціях різних типів.
- 3. Поясніть значення та чинники розміщення окремих типів електростанцій у розглянутих країнах.
Коментарі (0)