Раздел 2. Гидроэнергетические ресурсы, их использование. Принципиальные схемы, параметры, режимы работы ГЭС и ГАЭС

Світова структура кінцевого споживання енергії (мал. 2.1), як і первинного споживання, характеризується переважаючою роллю нафти.

Мал. 2.1. Структура кінцевого споживання енергії країнами світу (Джерело: Key World Energy Statistics, 2008)

Не дивлячись на енергійні заходи, які роблять країни ОЕСР зі зниження нафтової залежності, частку нафти в світовій структурі кінцевого споживання вдалося неістотно знизити – з 48,1% в 1973 році до 43,1% в 2006 році. Пояснюється це тим, що нафта є практично єдиним джерелом енергії для автомобільного, залізничного, авіаційного, суднового, внутрішньозаводського транспорту, сільськогосподарської, будівельної та іншої техніки, а також незамінним джерелом вуглеводневої сировини для хімічної промисловості. Тому заходи зі зниження споживання нафти найвідчутніше торкнулися електроенергетики і теплопостачання – галузей, що допускають заміну нафти іншими видами первинної енергії. Якщо в 1973 році на потреби транспорту і як сировину було використано 56,9% нафти, то в 2006 році – вже 77%, зокрема на потреби транспорту 60,5%. Таким чином, нафта набула характерних рис спеціалізованого енергоносія, досить жорстко прив'язаного до потреб транспорту і хімії.

Характерною тенденцією зміни структури кінцевого споживання енергії в 1973– 2006 рр. стало швидке зростання використання електричної енергії. Якщо в 1973 році її частка в світовому споживанні кінцевої енергії складала 9,4%, то в 2006 році вона зросла до 16,7%, перетворивши електроенергію на другий після нафти світовий енергоносій кінцевого використання. Істотні зміни відбулися і в галузевій структурі споживання електричної енергії. Якщо в 1973 році основними споживачами електричної енергії були промисловість і транспорт, які використали 53,4 і 2,4% її виробництва, то в 2006 році їх частка знизилася до 41,6 і 1,6%.

Частка споживання непромислових секторів – житлово-комунального господарства і соціальної сфери, культури, торгівлі, сільського господарства та ін. зросла з 44,2% в 1973 році до 56,7% в 2006 році.

Природний газ зберіг в 1973–2006 рр. роль третього за значенням кінцевого енергоносія. Його частка в світовому споживанні  кінцевої енергії зросла в цей період з 14,4 до 15,3%. Природний газ все більше використовується в житлово-комунальному і торговосуспільному секторах споживання, на транспорті та як сировина і все менше в промисловому секторі.

Мал. 2.2. Динаміка світового виробництва електричної енергії за типами електростанцій, млрд. кВт·год

Частка промисловості в споживанні природного газу знизилася протягом 1973– 2006 рр. з 54 до 35,2%, а його використання як сировини зросло вчетверо – з 2,7 до 10,9%.

Частка непромислових секторів у використанні газу зросла з 40,7 до 48,1%, а частка транспорту більш ніж подвоїлася – з 2,6% в 1973 році до 5,8% в 2006 році.

Роль твердого палива (вугілля, дрова і відходи) в кінцевому споживанні знизилася з 26,5% в 1973 році до 21,5%, хоча його абсолютне кінцеве споживання дещо зросло – з 887 до 997 млн. т у. п. Зниження ролі вугілля було обумовлене його заміщенням більш екологічними і зручними у використанні видами палива і енергії в житлово-комунальному і суспільних секторах. Практично повністю припинилося застосування вугілля на транспорті. Основним споживачем вугілля залишається промисловість, а саме електроенергетика. Промислове використання вугілля зросло в 1973–2006 роках з 57,5 до 78,8%.

Секторальна структура кінцевого споживання електричної енергії, як і природного газу, характеризується збільшенням частки ЖКГ та інших непромислових галузей з 44,2% в 1973 році до 56,7% в 2006 р. і зменшенням частки промисловості – з 53,4 до 41,6% і транспорту – з 2,4 до 1,7%.

Таким чином, простежується чітка тенденція до секторальної спеціалізації основних традиційних видів енергії. Споживання нафти стягується в сектор транспорту і хімії, вугілля і ядерної енергії – в сектор електроенергетики, електрична енергія і природний газ – в непромисловий сектор, зокрема сектор теплоі холодопостачання населення та інших непромислових споживачів.

Як вже було відмічено, одним з основних джерел викидів парникових газів служить електроенергетика. У зв'язку з цим окремої уваги заслуговує аналіз структури споживання первинної енергії електричними станціями.

Як видно з мал. 2.2, основним типом електричних станцій країн світу були і залишаються теплові електричні станції (ТЕС) на органічному паливі.

Динаміка структури споживання первинної енергії для потреб електроенергетики (див. мал. 1.6) вказує на збереження провідної ролі у цій галузі органічного палива – вугілля, природного газу і нафти, не дивлячись на швидке зростання атомної енергетики і ВДЕ, хоча частка використання викопної органіки для генерації електричної енергії дещо зменшилася – з 74,5% в 1973 році до 66,9% в 2006 році. Відповідні зміни були обумовлені прагненням максимального витіснення з паливної структури електроенергетики нафти – енергоносія, який має найбільші коливання цін і умов постачання. Таке заміщення відбувалося за рахунок переважного розвитку атомної енергетики, яке проходило швидкими темпами в 70-х і 80-х роках минулого сторіччя.

19732006

Мал. 2.3. Структура світового виробництва електричної енергії за видами первинної енергії

Після припинення розвитку атомної енергетики внаслідок Чорнобильської катастрофи 1986 року відбулося швидке зростання газової енергетики, прискорився розвиток електроенергетики на базі поновлюваної енергії – вітру, біомаси, Сонця.

Сьогодні основним видом палива для ТЕС залишається вугілля (мал. 2.3). Роль вугілля в генерації електричної енергії зросла з 38% в 1973 році до 41% в 2006 році.

Виробництво на базі природного газу зросло в той же період з 12,1 до 20,1%, а на базі нафти знизилося з 24,7 до 5,8%. Генерація атомної енергії зросла з 3,3 до 14,8%, а гідроенергії – впала з 23 до 16%. Роль НПДЕ в структурі первинної енергії електроенергетики зросла за останні 35 років в 3,8 рази, проте їх частка в загальносвітовому виробництві поки невисока – 2,3% в 2006 році.