Топливно энергетические ресурсы что это
Топливно-энергетические ресурсы
Смотреть что такое «Топливно-энергетические ресурсы» в других словарях:
топливно-энергетические ресурсы — топливно энергетические ресурсы: Совокупность природных и произведенных энергоносителей, запасенная энергия которых при существующем уровне развития техники и технологии доступна для использования в хозяйственной деятельности. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ — (первичные), совокупность различных видов топлива и энергии (продукция нефтедобывающей, газовой, угольной, торфяной и сланцевой промышленности, электроэнергия атомных и гидроэлектростанций, а также местные виды топлива), которыми располагает… … Современная энциклопедия
ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ — (первичные) совокупность различных видов топлива и энергии (продукция нефтедобывающей, газовой, угольной, торфяной и сланцевой промышленности, электроэнергия атомных и гидроэлектростанций, а также местные виды топлива), которыми располагает… … Большой Энциклопедический словарь
Топливно-энергетические ресурсы — (первичные) совокупность различных видов топлива и энергии (продукция нефтедобывающей, газовой, угольной, торфяной и сланцевой промышленности, электроэнергия атомных и гидроэлектростанций, а также местные виды топлива), которыми располагает… … Политология. Словарь.
топливно-энергетические ресурсы — ТЭР Совокупность природных и произведенных энергоносителей, запасенная энергия которых при существующем уровне развития техники и технологии доступна для использования в хозяйственной деятельности. [ГОСТ Р 52104 2003] [ГОСТ Р 51387 99] [ГОСТ Р… … Справочник технического переводчика
Топливно-энергетические ресурсы — (первичные), совокупность различных видов топлива и энергии (продукция нефтедобывающей, газовой, угольной, торфяной и сланцевой промышленности, электроэнергия атомных и гидроэлектростанций, а также местные виды топлива), которыми располагает… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
топливно-энергетические ресурсы — исчерпаемые минеральные ресурсы, используемые в качестве топлива (уголь, нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, древесина, а также атомная энергия). Международные организации периодически проводят переоценку запасов топливно энергетических… … Географическая энциклопедия
топливно-энергетические ресурсы — (первичные), совокупность различных видов топлива и энергии (продукция нефтедобывающей, газовой, угольной, торфяной и сланцевой промышленности, электроэнергия атомных и гидроэлектростанций, а также местные виды топлива), которыми располагает… … Энциклопедический словарь
Топливно-энергетические ресурсы — (ТЭР) – совокупность природных и производственных энергоносителей, запасенная энергия которых при существующем уровне развития техники и технологии доступна для использования в хозяйственной деятельности. ГОСТ Р 51380 99 … Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник
Классификация топливно-энергетических ресурсов
Основные понятия и определения
Топливно-энергетические ресурсы — это совокупность природных и произведенных энергоносителей, запасенная энергия которых при существующем уровне развития техники и технологии доступна для использования в хозяйственной деятельности. Топливно-энергетические ресурсы делятся на первичные и вторичные.
К первичным энергетическим ресурсам относятся ресурсы, получаемые непосредственно из природных источников для последующего преобразования в другие виды энергии либо для непосредственного применения. Часто первичные ресурсы не могут быть использованы непосредственно и должны быть извлечены и подготовлены к дальнейшему потреблению.
Первичные ресурсы подразделяют на возобновляемые и невозобновляемые.
Вторичные энергетические ресурсы — это энергетические ресурсы, получаемые в виде побочных продуктов основного и вспомогательного производства в различных технологиях.
Топливно-энергетические ресурсы включают в себя не только источники получения энергии, но и произведенные энергетические ресурсы, к которым относят, в первую очередь, тепловую энергию (чаще всего передаваемую в виде горячей воды и водяного пара) и электрическую энергию и которые получают, используя энергию первичных и вторичных энергоресурсов. Электрическая энергия впоследствии может быть снова преобразована в другие виды энергии.
Основные виды топливно-энергетических ресурсов представлены на схеме, изображенной на рис. 1.1.
Невозобновляемые энергетические ресурсы
Органическое топливо. Природное органическое топливо по агрегатному состоянию делят на твердое, жидкое и газообразное, по происхождению — на естественное и искусственное. Кроме того, по способу использования органическое топливо подразделяют на котельно-печное и моторное.
Твердое топливо. К твердому топливу относятся каменный и бурый угли, сланцы, торф. По составу твердое топливо включает в себя горючую и негорючую (влага, зола) массы. В состав природного твердого топлива кроме углерода и водорода практически всегда входит сера.
Рис. 1.1. Основные виды топливно-энергетических ресурсов
Сланцы — ископаемое топливо с высокими зольностью (до 60 %) и влажностью. Низшая теплота сгорания сланцев составляет 6—10 МДж/кг. Они характеризуются высоким содержанием водорода и летучих веществ, поэтому легко воспламеняются.
Торф имеет высокую влажность (до 50 %) и низкую теплоту сгорания (8,4—10,5 МДж/кг). Поскольку период образования торфа в природных условиях гораздо меньше, чем период образования угля или нефти, его иногда относят к возобновляемым энергетическим ресурсам.
Сланцы и торф относятся к местным видам топлива. i
К искусственному твердому топливу относится кокс, получаемый при нагревании естественного твердого топлива без доступа воздуха. Кокс содержит 96 — 98 % углерода. Каменноугольный кокс используется в качестве топлива при плавке чугуна в доменных печах, являясь одновременно восстановителем железа из его оксидов.
При переработке твердого топлива (газификации) может быть получено газообразное и жидкое топливо.
Жидкое топливо представляет собой в основном продукты переработки нефти. В настоящее время сама нефть практически не является топливом. Основная единица измерения количества сырой нефти — нефтяной баррель (в переводе с английского — «бочка»), равный 159 л.
Различные марки сырой нефти имеют разный состав, а следовательно, и разные плотность и теплоту сгорания, что во многом определяет их цену на мировом рынке энергоносителей. Плотность нефти является одной из основных ее характеристик. В зависимости от плотности нефть делится на легкую (р = 650-870 кг/м ), среднюю (р = 871-910 кг/м) и тяжелую (р = = 911-1050 кг/м 3 ).
В качестве энергетического топлива используется тяжелый продукт переработки нефти — мазут (р = 890-1000 кг/м ). В России марки мазута различаются по уровню содержания серы и по вязкости. Мазут также может быть использован для получения светлых нефтепродуктов при глубокой переработке (крекинге, реформинге).
Более легкие продукты переработки нефти — бензин, керосин и дизельное топливо используются в качестве моторного топлива.
К природному газообразному топливу относится также попутный нефтяной газ, залегающий вместе с нефтью в нефтяных пластах, а также образующийся при переработке нефти. Кроме метана он содержит этан, пропан, бутан и пары более тяжелых углеводородов. На газоперерабатывающих заводах из попутного газа отделяют бензиновые фракции.
Топливо транспортируется по трубопроводам, перевозится морским и железнодорожным транспортом. Оно используется для выработки тепловой и электрической энергии, непосредственно сжигается в печах при осуществлении высокотемпературных технологических процессов (черная металлургия, получение стекла, цемента и др.).
Более 50 % всего органического топлива, используемого в России, сжигается на тепловых электростанциях (рис. 1.2) и в котельных.
Рис. 1.2. Использование различных видов органического топлива при получении электроэнергии на тепловых электростанциях России (данные 2006 г.):1 — природный газ; 2 — уголь; 3 — мазут
Ккотельно-печному топливу относятся, в первую очередь, природный газ, мазут и каменный уголь, т.е. те виды топлива, которые сжигаются в котлах электростанций, отопительных и производственно-отопительных котельных, промышленных печах. Часто эти виды топлива также называют энергетическими.
В котлах электростанций и особенно в отопительных котельных нередко сжигается торф, древесные отходы и другие виды местного топлива. В масштабах страны и региона эти виды топлива редко относят к котельно-печному, хотя это часто делают при энергетическом обследовании предприятия, сопровождающемся заполнением энергетического паспорта.
Моторное топливо — это топливо, используемое в двигателях внутреннего сгорания, а также в реактивных и газотурбинных двигателях для привода машин и механизмов.
К моторному топливу относятся прежде всего бензин и дизельное топливо. Керосин используется как топливо для авиационных двигателей. Как бензин, так и дизельное топливо представляют собой смесь легких углеводородов различного состава и различной плотности. Теплота сгорания этих видов топлива меняется в зависимости от их марки. Например, низшая теплота сгорания бензина марки АИ-93 составляет 44 МДж/кг, а дизельного топлива марки JI — 42,6 МДж/кг [ 1 ].
В качестве моторного топлива все шире используется сжиженный газ.
Органическое топливо дорожает, поскольку его запасы постепенно сокращаются и растет сложность добычи за счет освоения труднодоступных месторождений. Удорожание органического топлива связано также и с тем, что оно служит в качестве ценного сырья для целого ряда химических производств.
Природная урановая руда содержит мало изотопов урана и требует предварительного обогащения.
Суммарная мощность работающих в мире атомных электростанций составляет примерно 300 ГВт. Выработка электроэнергии на АЭС крупнейших стран — производителей атомной энергии приведена в табл. 1.1 [2].
Дата добавления: 2018-06-27 ; просмотров: 8732 ; Мы поможем в написании вашей работы!
К энергетическим ресурсам относятся
Энергетические ресурсы
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ (а. energy resources; н. Energieressourcen; ф. ressources energetiques; и. recursos energetiсоs) — все доступные для промышленного и бытового использования источники разнообразных видов энергии: механической, тепловой, химической, электрической, ядерной.
Темпы научно-технического прогресса, интенсификация общественного производства, улучшение условий труда и решение многих социальных проблем в значительной мере определяются уровнем использования энергетических ресурсов. Развитие топливно-энергетического комплекса и энергетики является одной из важнейших основ развития всего современного материального производства.
Среди первичных энергоресурсов различают невозобновляемые (невоспроизводимые) и возобновляемые (воспроизводимые) энергетические ресурсы. К числу невозобновляемых энергетических ресурсов относятся в первую очередь органические виды минерального топлива, добываемые из земных недр: нефть, природный газ, уголь, горючие сланцы, другие битуминозные горные породы, торф. Они используются в современном мировом хозяйстве в качестве топливно-энергетического сырья особенно широко и, поэтому, нередко называется традиционными энергетическими ресурсами.
Быстрое развитие мировой энергетики в 20 в. опиралось на широкое использование минерального (ископаемого) топлива, особенно нефти, природного газа и угля, добыча которых до середины 70-х гг. была сравнительно недорогой и в техническом отношении доступной. Доля нефти и газа в мировом потреблении энергетических ресурсов достигала 60% и доля угля — свыше 25% (в 1950 доля угля составляла 50%). Следовательно, свыше 85% суммарного потребления энергетических ресурсов в мире в тот период приходилось на невозобновляемые ресурсы органические топлива и лишь около 15% — на возобновляемые ресурсы (гидроэнергия, дровяное топливо и др.). С 70-х гг., когда сложность и стоимость добычи нефти и газа стали резко увеличиваться в связи с исчерпанием или значительным сокращением их запасов в легкодоступных месторождениях, появилась необходимость их жёсткой экономии и строго ограниченного использования в качестве топлива.
Значительно возрастает роль и таких возобновляемых нетрадиционных энергетических ресурсов, как солнечная энергия (энергия солнечной радиации, поступающей на поверхность Земли), энергия внутреннего тепла самой Земли (в первую очередь геотермальная энергия), тепловая энергия Мирового океана (обусловленная большими перепадами температур между поверхностными и глубинными слоями воды), энергия морских и океанических приливов и энергия волн, ветровая энергия, энергия биомассы, основой которой является механизм фотосинтеза (биоотходы сельского хозяйства и животноводства, промышленные органические отходы, использование древесины и древесного угля). По имеющимся прогнозам, доля возобновляемых энергетических ресурсов (гидроэнергетических и перечисленных нетрадиционных) достигнет в 1-й четверти 21 века примерно 7-9% в мировом суммарном использовании всех видов первичных энергоресурсов (свыше 20-23% будет приходиться на атомную ядерную энергию и около 70% сохранится за органическим топливом — углём, газом и нефтью).
Для сопоставления тепловой ценности различных видов топливно-энергетических ресурсов используется расчётная единица, называемая условным топливом.
Энергетические ресурсы Российской Федерации
1.1 Состав ТЭК России
1.2 Роль и значение ТЭК для экономики и внешней торговли России
2. Современная энергетическая политика России
2.1 Проблемы и угрозы энергетической безопасности России
2.2 Энергетическая безопасность и энергетическая политика России
В энергетическом секторе мирового хозяйства ведущую роль играют топливно-энергетические ресурсы — нефть, нефтепродукты, природный газ, каменный уголь, энергия (ядерная, гидроэнергия).
Среди топливно-энергетических ресурсов особое место занимают нефть и природный газ. Эта группа товаров сохраняют роль лидеров среди прочих товарных групп в международной торговле, уступая только продукции машиностроения.
Россия играет ключевую роль на мировом рынке энергетических ресурсов.
Наша страна выступает одним из гарантов общей энергетической безопасности и стабильности мира в долгосрочной перспективе, т.к. доля России в мировом производстве нефти более 12%, природного газа около 30%, угля около 7%. Суммарно на Россию приходится 10,5% производства первичной энергии.
Для самой России топливно-энергетический комплекс (ТЭК) приносит более 50% доходов федерального бюджета.
Также сегодня ТЭК обеспечивает 25% валового внутреннего продукта и 30% объема промышленного производства в стране. Темпы добычи нефти и газа в России все нарастают, так добычи природного газа в России к 2010 г. может составить 645-665 млрд. м³., а к 2020 г. возрасти до 710-730 млрд. м³. [1] А по другим прогнозам она напротив может упасть на 30-50%.
В настоящее время, в силу сырьевой ориентации российской экономики наличие ТЭР стало основой успешного развития регионов РФ, обладающих ими.
С ними напрямую связано благосостояние всех граждан России, такие проблемы, как безработица и инфляция. Возросшее значение ТЭР в развитии нашей страны обусловило пристальный интерес к ним со стороны общества и правительства, а появившиеся в последние десятилетия проблемы отрасли становятся проблемами каждого гражданина России.
Эффективная энергетическая политика для России имеет стратегическое значение, отсюда и высока актуальность данной темы.
Цель работы — анализ современного состояния энергетического сектора и рассмотрение энергетической политики России.
Определить роль и значение энергетического сектора для России;
Проанализировать современное использование энергетических ресурсов и определить проблемы связанные с их использованием;
Рассмотреть основные направления перспективного развития энергетической политики России.
В настоящее время энергетическая безопасность России признана одним из приоритетов национальной политики.
Появились специализированные публикации и нормативные документы по проблеме. Для написания этой работы использовались такие труды как: «Энергетика России», 2008; «Энергетическая безопасность России», 2004; «Реформирование энергетики и энергетическая безопасность», 2006 и другие работы.
При написании работы использовались последние статистические данные Госкомстата РФ, аналитического центра «Минерал», а так же Федерального агентства по недропользованию РФ.
Состав ТЭК России
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) России объединяет отрасли по добычи топливно-энергетических ресурсов и производству на их основе электроэнергии.
Топливно-энергетические ресурсы — запасы топлива и энергии в природе, которые при современном уровне техники могут быть практически использованы человеком для производства материальных благ.
К топливно-энергетическим ресурсам относятся: различные виды топлива: каменный и бурый уголь, нефть, горючие газы, горючие сланцы, торф, дрова; — энергия падающей воды рек, морских приливов, ветра; — солнечная и атомная энергия [5, C.44].
Топливно-энергетический потенциал РФ [12, C.78]
Главные для России виды ТЭР — топливные (природный газ, нефть, уголь), объем их производства приведен в таблице 2.
Показатели динамики добычи первичных ТЭР. [5, 8]
Анализируя основные показатели производства ТЭР за последние годы, можно отметить, что начиная с 1992 года добыча ТЭР в стране снижалось.
С 1997 году впервые получен прирост добычи. В настоящее время по добычи ТЭР Россия достигла докризисного периода (1991) и продолжает их наращивать, хотя, с учетом экономического кризиса и снижения спроса в мире на энергоносители, можно прогнозировать некоторое снижение объемов добычи ТЭР в России в ближайшие годы [11, C.669].
Так же к группе топливных ресурсов относится торф и горючий сланец.
Наша страна является лидером по производству обогащенного ядерного топлива и занимает 40 процентов его мирового рынка.
Российские газоцентрифужные разделительные заводы обеспечивают потребности в ядерном топливе не только собственных потребителей, но и примерно трети всех АЭС в мире. Однако по запасам урановых руд, Россия уступает лидерам (США, Австралии, Бразилии). После распада СССР и потери крупнейших месторождения в Средней Азии и Украине в РФ добывается 3000 тонн урана в год, нехватка сырья устраняется за счет экспорта, так в 2008 году было заключено соглашение о ежегодной закупке 4500 тонн уранового концентрата в Австралии [4].
Гидроэнергетические ресурсы еще один существенный энергетический ресурс России.
На территории нашей страны сосредоточено около 9% мировых запасов гидроресурсов. По обеспеченности гидроэнергетическими ресурсами Россия входит в число лидеров (второе место).
Энергетический топливный комплекс Россия
Общий валовой гидроэнергопотенциал России оценивается в 2900 млрд кВт-ч годовой выработки электроэнергии. Технически достижимый уровень использования гидроэнергоресурсов оценивается в 70% от указанной цифры. В настоящее время уровень освоения гидропотенциала России составляет всего 20%, притом, что Россия занимает второе место в мире по запасу гидроресурсов.
На рисунке 1 представлен топливно-энергетический баланс России за 2008 год.
Рис.1. Топливно-энергетический баланс России [14]
Таким образом, Россия богата разнообразными энергетическим ресурсами и является мировым лидером по их добычи. Однако, используются они не равномерно.
На рисунке представлен топливно-энергетический баланс России. Видно, что в нем преобладают природный газ, нефть и уголь. На другие виды топливно-энергетических ресурсов, в том числе альтернативные источники приходится всего 8,7%.
1.2 Роль и значение ТЭК для экономики и внешней торговли России
Топливно-энергетический комплекс тесно связаны со всей промышленностью страны. На использование (добычу, транспорт, перерарботку) ТЭР расходуется более 20% всех денежных средств.
На отрасли занятые использованием ТЭР приходится 30% основных фондов и 30% стоимости промышленной продукции России. Предприятия ТЭК используют 10% продукции машиностроительного комплекса, 12% продукции металлургии, потребляет 2/3 труб в стране, дает больше половины экспорта РФ и значительное количество сырья для химической промышленности [3, C.7].
Топливно-энергитические ресурсы — важнейший экспортный товар России, обеспечивающий основную долю валютных поступлений, формирующий бюджет нашей страны, поддерживающий ее авторитет на международной арене.
Рис.2.Доля энергоресурсов в товарной структуре экспорта России [14]
Нефть важнейший продукт потребления на внутреннем рынке. Потребление нефти внутри РФ оценивается долей около 60%. Нефть основное сырье, для нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности, продукты первичной переработки нефти (мазут) — важное сырье для топливной промышленности.
Кроме этого нефть важнейший экспортный товар для России, от которого во много зависит наполняемость федерального бюджета (рисунок 3).
Рис.3 Динамика экспорта нефти из России [8, C.55]
Россия — крупнейший в мире экспортёр газа, на её долю приходится более 20% мировых межгосударственных поставок.
Экспорт природного газа из РФ впервые за последние годы сократился — на 2,1% по сравнению с 2005 г.; он составил 182,8 млрд. куб. м, или около 31% добытого (рисунок 4).
Рис.4 Динамика экспорта газа из России [8, C.71]
Россия входит в число лидеров по экспорту угля на мировой рынок, поставляя его в 45 стран мира.
Так и энергетического, занимая третье место по объёмам экспорта угля в мире после Австралии и Индонезии. С 1999 г.
российский экспорт угля неуклонно растёт, в 2006 г. он увеличился очень существенно — на 18%, превысив 90 млн. т. [2, C.24]. Более 80% российского угольного экспорта составляют угли Кузнецкого бассейна, отличающиеся высоким качеством. В мировом объеме экспорт российского угля составляет около 12%.
В 2006 г. российский экспорт вырос более чем на 9 % и составил, 7,36 млн. т.
Классификация энергетических ресурсов
Энергетический ресурс — это запасы энергии, которые при данном уровне техники могут быть использованы для энергоснабжения. Это широкое понятие относится к любому звену «энергетической цепочки», к любой стадии энергетического потока на пути от природного источника стадии потребления энергии.
Энергоресурсы классифицируются в зависимости от целей и задач классификации.
Если за основу взять стадии энергетического потока, то рассматривать следующие виды энергетических ресурсов, энергии энергоносителей:
— природные энергетические ресурсы, которые, в свою очередь подразделяются на: топливные: органическое топливо—уголь, нефть, газ, сланцы, торф, дрова и некоторые другие (например, битуминозные пески); расщепляющиеся материалы (ядерное горючее) – уран 235 и 238; нетопливные: гидроэнергия, энергия Солнца, ветра, приливов, морских волн, геотермальная энергия и некоторые другие виды (например, энергия разности температурных потенциалов океанских глубин и поверхности);
— облагороженные (обогащенные) энергоресурсы: брикеты, концентраты, сортовой уголь, промпродукт, шлам, отсев;
— переработанные энергоресурсы: светлые нефтепродукты, мазуты, прочие темные нефтепродукты, кокс, полукокс, коксовая мелочь, уголь древесный, смола, антрацит;
— преобразованные энергетические ресурсы: электроэнергия, лота, сжатый воздух и газы (азот, кислород, водород, аргон, оксид, углерода и др.), генераторный газ, коксовый газ, сланцевый газ, газ нефтепереработки, биогаз и некоторые другие (например, жидкое топливо, получаемое из низкокачественных углей);
— побочные (вторичные) энергоресурсы: горючие производственные и непроизводственные отходы (твердые, жидкие, газообразные); тепловые отходы (преимущественно жидкие и газообразные); избыточное давление продуктов и промежуточных продуктов (переделов).
Мировые запасы топливно-энергетических ресурсов.
Учет мировых запасов топливно-энергетических ресурсов и перспективы их использования представляют собой глобальную проблему, постоянно заботящую мировую научную общественность. Европейское объединение независимых экспертов «Римский клуб», готовит периодические доклады о путях развития человечества, где существенное место занимают топливноэнергетические вопросы.
Так, в 70-е годы XX в. в связи с энергетическим кризисом 1972 г. общие мировые запасы органических топлив с учетом экономически оправданной извлекаемости оценивались (с округлением) всего в 1 трл.т (в условном исчислении).
Если принять за основу перспективных расчетов тенденции прошлого — удвоение суммарного мирового энергопотребления каждые 20 лет, то при потреблении в 2000 и последующих годах (при стабилизации потребления) по 20 млрд, т этих запасов должно было бы хватить всего на 50 лет, т. е., считая от 1980 г., только до 2030 г.
Следует отметить, что аналогичные опасения возникали у человечества также в начале XX века, когда прогнозировалась исчерпаемость топливных запасов (преимущественно угля) к 60-м годам. Однако тогда мировая энергетика находилась на другом, значительно более низком уровне развития и соответственно значительно хуже были исследованы топливные месторождения, а некоторые из них вообще еще не были открыты.
Тогда мировая общественность впервые задумалась о поиске новых видов энергии для будущего удовлетворения своих постоянно растущих потребностей.
Именно тогда были предложены многие из известных сегодня альтернативных, так называемых «возобновляемых» видов энергии: солнечная, геотермальная, энергия ветра, приливов и отливов, движения волн, разница термического потенциала поверхности и глубин мирового океана и многое другое.
При дополнительных исследованиях и уточнениях после 1980 г. во время своеобразной «инвентаризации» мировых запасов цифры стали более оптимистичными — природного органического топлива должно хватить на весь XXI в.
Однако все эти прогнозы, как и в начале века, дали ощутимый толчок к поиску возобновляемых энергоресурсов, альтернативных органическому топливу.
По данным ЮНЕСКО в недрах Земли содержится 1016 т (1010 Гига-тонн — Гт; 1 Гт = 1 млн. т) ископаемого углерода. К сожалению, не весь он легко или рентабельно добываем.
Уголь является после дров самым широко применяемым видом природного органического топлива.
Известные, доступные для разработки, запасы угля оцениваются в 600 Гт (примерно в 4 раза больше добытого). Возможно, что запасы угля на Земле достигают 10 000Гт.
Предполагается, что 2500 Гт из них доступны для разработки.
Нефть, по оценкам ЮНЕСКО, использована примерно на 1/3 от уровня и доступных для разработки мировых запасов.
Доказанные запасы составляют 884 Гт, однако в конечном счете пригодными для добычи могут оказаться около 300 Гт. В последние годы открываются или уточняются по запасам месторождения нефти общим объемом около 5 Гт ежегодно, т.е. больше, за год. Предполагается, что в настоящее время достигнут максимум добычи нефти, после чего ее мировое производство и потребление начнут снижаться.
Природный газ к настоящему использован примерно на 40 % его известных запасов, около 590 Гт, причем его извлекаемость больше, чем у нефти, и составить также примерно 300 Гт.
Максимум производства и потребления ожидается в 2010 г., когда его потребление в 3- раза превысит существующее.
Горючие сланцы и битуминозные пески — наименее эффективные виды ископаемого органического топлива. Из них, правило, добывается нефть, причем значительная часть добываемого сырья составляет пустая порода.
Так, в бывшем СССР ежегодно перерабатывалось 35 млн. тонн сланцев, из которых извлекалось около 12 т нефти.
Доказанные на по оценкам 70—80-х годов XX в. составляют примерно 900 млрд. т в пересчете на угольный эквивалент (с теплотой сгорания 6000 ккал/кг).
В числе: уголь — 600 млрд.т, нефть — 200 млрд.т, газ — 100 млрд.т; потребление энергии в год — 5 млрд.т. Позже мировые запасы несколько переоценены, и современные цифры, особенно по запасам угля, существенно выше.
Среди возобновляемых источников энергии наиболее существенными признаются следующие.
Геотермальная энергия.
Каждый квадратный метр поверхности Земли постоянно излучает около 0,06 Вт—слишком малая величина, чтобы ее мог ощутить человек. Однако в целом планета ежегодно теряет около 2,8- 1014 кВт ч. При таких темпах Земля должна бы остыть до температуры космического пространства через 200 млн.
лет. Но тот факт, что Земле уже 4,5 млрд. лет, означает, что энергия поступает изнутри нее, и именно от нагрева в результате радиоактивного распада определенных изотопов в горных породах земной коры, находящихся порой на значительной глубине. Известно понятие геотермический градиент: температура земных недр возрастает на 30°С с увеличением глубины на 1 километр. В некоторых районах геотермическая активность усиливает этот эффект и температура может повышаться до 80°/км. Однако пар геотермального происхождения имеет температуру выше 300 °С, что ограничивает эффективность его использования.
Таким образом, геотермальная энергия — это фактически разновидность ядерной энергии.
В настоящее время действует около 20 геотермальных электростанций мощностью от нескольких МВт до 500 МВт каждая.
Их общая мощность около 1,5 ГВт (1 ГВт = 103 МВт = 106 кВт). В среднем одна буровая скважина, пробуренная на нужную глубину (от сотен метров до километра в зависимости от характера земной коры), может дать около 5 MВт, и срок ее действия—10 — 20 лет.
Приливные волны Мирового океана несут около 3 ТВт знергии (1 ТВт = 1012Вт= 109кВт= 106 МВт = 103 ГВт).
Однако ее получение рентабельно лишь в нескольких районах планеты, где приливы особенно высоки, например, в некоторых районах Ла-Манша и Ирландского моря вдоль побережья Северной Америки и Австралии и на отдельных участках Белого и Баренцева морей.
По техническим причинам приливные станции работают лишь на 25 % своей нормативной мощности, так что из общего потенциала 80 ГВт может быть использовано лишь 20 ГВт.
Несколько лет действует одна из самых крупных приливных электростанций близ Ла-Ранс (Франция) проектной мощностью 240 МВт, которая при довольно небольших затратах производит 60 МВт.
Волны Мирового океана содержат еще около 3 ТВт энергии. Обычная волна в Северном море несет 40 кВт энергии на каждый метр длины на протяжении 30 % времени своего существования и около 10 кВ на метр в течение 70 % времени.
Расчетные данные о том, какую энергию можно получить от волн, сильно расходятся. Согласно одним — это 100 ГВт во всем мире, по другим — 120 ГВт можно получить лишь у берегов Англии. Несколько экспериментальных прототипов волновых энергетических установок построено в Англии и Японии.
Дующие на Земле ветры обладают энергией в 2700 ТВт, но лишь 1/4 часть их находится на высоте до 100 метров над поверхностью Земли. Если на всех континентах построить ветряные установки, беря в расчет только поверхность суши и учитывая неизбежные потери, то это может дать максимум 40 ТВт.
Однако даже 1/10 часть этой энергии превышает весь гидроэнергетический потенциал. При использовании энергии ветра человечество столкнулось с неожиданными проблемами.
В США на побережье Флориды были сооружены мощные ветряки с диаметром лопастей свыше 3-х метров. Оказалось, что эти установки генерируют довольно мощное излучение неслышимого инфразвука, который, во-первых удручающе действует на человеческую психику, а во-вторых, резонирует естественные колебания таким образом, что на расстоянии нескольких километров дрожат и лопаются стекла в домах, стеклянная посуда, люстры и т.п.
Изменение (уменьшение) диаметра ветряных установок пока не дало положительных результатов, так что дальнейшее сооружение подобных генераторов является проблематичным.
Гидроэнергия. На Земле имеется 1018 т воды, однако лишь 1/2000 часть ее ежегодно вовлекается в круговорот, испаряясь и вновь выпадая на поверхность в виде дождя и снега. Но даже эта ничтожная доля составляет 500 000 км3 воды. Ежегодно из океанов испаряется 430 000 и с суши 70 000 км3 воды.
Из них 390 000 км3 воды выпадает в виде осадков обратно в океаны и 110 000 — на сушу. Таким образом, ежегодно 40 000 км3 воды стекает с континентов в океаны. Средняя высота континентов — 80 м.
Легко подсчитать, что общая потенциальная гидроэнергия на земном шаре составляет 10 Твт (примерно нынешний объем общемирового потребления), около 15 % может быть рентабельно использовано, что дает потенциал 1,5 Твт.
Энергетический потенциал гидроресурсов, использовать который экономически целесообразно, в России составляет порядка 1 трлн. кВт ч/год, в том числе на больших и средних реках около 850 млрд. кВт.ч/год. По этому показателю мы занимаем второе место в мире после Китая (табл. 2.1).