Потенциальные мировые запасы энергетических ресурсов различных источников, 1012 кВт . ч

Виды энергии. Источники энергии	Теоретические	Технические	Использовано (на уровне 1980-х годов)
I. НЕВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ
1. Энергия горючих ископаемых а) уголь б) нефть в) газ 2. Атомная энергия			2,5 4,17 1,54 0,25
II. ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ (ежегодные)
1. Энергия Солнца а) на верхней границе атмосферы Земли б) на поверхности Земли в) на поверхности суши г) на поверхности Мирового океана 2. Энергия ветра 3. Глубинное тепло Земли (до 10 км) а) геотермальный тепловой поток, достигающий поверхности Земли б) гидротермальные ресурсы в) петрогеотермальные ресурсы 4. Энергия Мирового океана а) градиент солености б) тепловая (температурный градиент) в) течений г) приливов д) прибоя е) морских ветровых волн 5. Горючих энергоресурсов (биомасса) а) на суше б) в Мировом океане в) органические отходы 6. Гидроэнергия а) крупных водотоков б) малых водотоков	1 600 000 30 300 000 350 000	нет сведений 3,5 0,2 0,8 7,5	нет сведений 0,04 0,04 нет сведений 0,002 0,06 0,02 нет сведений 0,00003 0,0015 0,01 4,5 0,8

Важнейшей проблемой, определяющей необходимость разработки новой мировой энергетической стратегии, является ограниченность мировых запасов ископаемых топлив. В табл. 1.3 приведены оценки Мирового энергетического совета (МИРЭС) запасов и ресурсов топлива в мире. В табл. 1.4 приведены оценки Геологической службы США традиционных мировых запасов и ресурсов нефти и природного газа.

 

 

Таблица 1.3

Оценки МИРЭС запасов и ресурсов топлива
(органическое топливо в млрд. т у.т., уран в 1000 т)

Энергоноситель	Доказанные запасы	Все извлекаемые запасы и ресурсы
Нефть: – традиционная – нетрадиционная	—	730-850
Традиционный природный газ
Каменный и бурый угли
ИТОГО		6190-6310
Уран

Таблица 1.4

Энергоноситель	Доказанные запасы	Будущие открытия с вероятностью
95%	50%	5%
Нефть
Газ
Газовый конденсат		—		—
ИТОГО

Основные факторы экологического воздействия возобновляемых источников энергии на различные природные среды и объекты перечислены ниже [20, 25]:

 

 

В гидроэнергетике:

1. Воздействия, оцениваемые при проектировании:

– затопление и подтопление земель;

– берегопереработка и эрозия почв;

– затопление месторождений полезных ископаемых;

– изменение гидрологического, гидро- и ледотермического, гидрохимического и гидробиологического режимов;

– изменение климата, ландшафта;

– изменение наземной и водной флоры и фауны;

– тектонические изменения (повышение сейсмичности).

2. Воздействия в процессе строительства:

– акустическое загрязнение;

– загрязнение атмосферы при работе строительной техники;

– замутнение воды, сбросы нефтепродуктов;

– использование земли для строительно-хозяйственных построек, складов, коммуникаций;

– строительно-хозяйственные отходы, залповые сбросы и выбросы загрязнений, пиковые строительные воздействия;

– нарушение почвенного и строительного покрова;

– комплексное воздействие на флору и фауну.

3. Воздействия в ходе эксплуатации:

– осушение пойм, зимние затопления земель, ледотермические и климатические изменения в нижнем бьефе;

– тепловое, механическое (наносообразование), химическое загрязнение водохранилищ;

– биологическое, органическое (естественное и искусственное), биогенное, бактериальное загрязнение;

– загрязнение ядохимикатами и нефтепродуктами;

– аварийное воздействие на все природные среды.

При использовании солнечной энергии:

– отчуждение земельных площадей, затемнение больших территорий тенью от солнечных концентраторов, возможная деградация земель;

– большая материалоемкость;

– возможность утечки рабочих жидкостей, содержащих хлораты и нитриты;

– опасность перегрева и возгорания систем, заражения продуктов токсичными веществами при использовании солнечных систем в сельском хозяйстве;

– изменение теплового баланса, влажности, направления ветра в районе расположения станции;

– воздействие на климат космических СЭС;

– создание помех телевизионной и радиосвязи;

– передача энергии на Землю в виде микроволнового излучения, опасного для живых организмов.

В биоэнергетике:

– выбросы твердых частиц, канцерогенных и токсисных веществ, оксида углерода, биогаза, биоспирта;

– выброс тепла, изменение локального теплового баланса;

– обеднение почвенной органики, истощение и эрозия почв; взрывоопасность;

– большое количество отходов в виде побочных продуктов (промывочные воды, остатки перегонки).

В геотермальной энергетике:

– отчуждение земель;

– изменение уровня грунтовых вод, оседание почвы, заболачивание; подвижки земной коры, повышение сейсмической активности;

– выбросы газов (метан, водород, азот, аммиак, сероводород);

– выброс тепла в атмосферу или в поверхностные воды;

– сброс отравленных вод и конденсата, загрязненных в небольших количествах аммиаком, ртутью, кремнеземом;

– загрязнение подземных вод и водоносных слоев; засоление почв;

– выбросы больших количеств рассолов при разрыве трубопровода.

В ветроэнергетике:

– шумовые воздействия, электро-, радио- и телевизионные помехи;

– отчуждение земельных площадей;

– локальные изменения климата;

– опасность для мигрирующих птиц и насекомых;

– ландшафтная несовместимость, непривлекательность, визуальное невосприятие, дискомфортность;

– изменение трасс традиционных морских перевозок, неблагоприятное воздействие на морских животных.

В гидротермальной энергетике:

– утечки в океан аммиака, фреона, хлора и др.;

– выделение из воды углекислого газа;

– изменение циркуляции вод, появление региональных и биологических аномалий под воздействием гидродинамических и тепловых возмущений;

– изменение климата.

В приливной гидроэнергетике:

– периодическое затопление прибрежных территорий, изменение землепользования в районе ПЭС, флоры и фауны акваторий;

– строительное замутнение воды, поверхностные сбросы загрязненных вод.

В волновой гидроэнергетике:

– эрозия побережья, смена движения прибрежных наносов;

– изменение сложившихся судоходных путей вдоль берегов;

– загрязнение воды в период строительства, поверхностные сбросы загрязненных вод.

Таблица 1.8

Наименование электростанции	1980 г.	1990 г.	2000 г.
Ветроэлектростанции	0,25	0,07 1500-2000	>0,04
Солнечные тепловые электростанции	0,24	0,08-0,12	0,05
Солнечные фотоэлектрические станции	1,5	0,35	0,06-0,12 300-500
Малые гидроэлектростанции	—	—	—
Геотермальные электростанции	0,025-0,07 1500-2000	—	—
Тепловые электростанции	0,03-0,04 600-900	0,04-0,05	0,06
В том числе на мазуте	0,06 600-800	0,06	0,07
Крупные гидроэлектростанции	0,02	0,04 1500-1800	—
Атомные электростанции	0,03-0,05	0,04-0,13	0,07-0,15

Вклад нетрадиционных возобновляемых источников энергии в мировой энергетический баланс в перспективе оценивается от 1-2% до 10%, хотя уже сегодня есть страны, где доля этих источников превышает половину национального энергетического баланса. Доля возобновляемых источников энергии в топливо-энергетическом комплексе разных стран мира постоянно возрастает. Это касается как развитых стран (США, Германия, Япония, Франция, Италия и т. д.), так и, особенно, развивающихся. Например, в 2000 г. доля возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии составила: Норвегия — 99,7%, Исландия — 99,9%, Новая Зеландия — 72%, Австрия — 72,3%, Канада — 60,5%, Швеция — 57,1%, Швейцария — 57,2%, Финляндия — 33,3%, Португалия — 30,3%. Последнее десятилетие прошлого века для мира в целом характеризовалось неуклонным ростом доли возобновляемых источников энергии в общем энергобалансе практически большинства стран мира. Например, Великобритания — с 2,1% до 2,7%; Германия — с 3,7% до 6,3%; Франция — с 13,3% до 14,6%; Италия — с 16,4% до 18,9% и т. д.

 

 

По различным экспертным оценкам общая установленная мощность в мире энергоустановок на базе возобновляемых источников энергии, составлявшая на конец 2000 г. около 123 ГВт по электроэнергии и 230 ГВт по тепловой энергии, должна увеличиться к 2010 г. примерно в три раза по электрической (380-390 ГВт) и в два раза (400-420 ГВт) по тепловой мощности. Наибольшими темпами в последние годы развивается мировая ветровая и солнечная энергетика (до 30% прироста мощности ежегодно).

По данным IEA, добыча мировых первичных возобновляемых источников энергии эквивалентна 13.8% общей добычи всех первичных энергетических ресурсов, распределяющихся следующим образом: биомасса (11%), гидроэнергия (2,3%), солнечная энергия (0,039%), энергия ветра (0,026%), геотермальная (0,442%), энергия морских приливов (0,004%). Использование этого потенциала зависит от государственной политики каждой страны, и в настоящее время достигает 17,5% от общего количества ресурсов. Из них 58% идет на жилой сектор, 18% на потребности промышленности, 21% преобразуется в электроэнергию и 3% идет на другие виды деятельности. Из возобновляемых источников энергии, преобразуемых в электрическую энергию, наибольшее распространение имеет гидроэнергия, на которую приходится 19%, на биомассу 1,5%, а на остальные источники, такие как ветровая, солнечная, геотермальная энергии — около 0,5%.

 

 

В основу предложенной [173] классификации регионов земного шара положены две определяющие потребность в энергии характеристики: удельное энергопотребление на душу населения, дающее одновременно представление о степени экономического развития, и динамика изменения численности населения (годовой естественный прирост AGR) — интегральный демографический показатель, в известной степени отражающий социальное благополучие нации. Считается установленным, что беднейшие страны мира имеют максимальные значения естественного прироста, наиболее богатые — минимальные. Двухпараметрическая карта «потребление энергии на душу населения — годовой естественный прирост населения», составленная по данным за 1990 г., позволяет разделить все страны на пять регионов.

Регион 1. Индустриально развитые страны — высокое потребление энергии е = 2–14 т у.т./(чел.. год) и низкий естественный прирост AGR < 1,0% в год, что значительно ниже среднемирового (1,73% в год). В состав региона входят: Австралия, Австрия, Бельгия, Великобритания. Германия, Греция, Дания, Исландия, Ирландия, Испания, Италия, Канада, Люксембург, Нидерланды, Новая Зеландия, Норвегия, Португалия, США, Финляндия, Франция, Швеция, Швейцария, бывшая Югославия, Япония. Отличительной особенностью данного региона является факт стабилизации душевого потребления энергии для большинства стран, в него входящих.

Регион 2. Европейские страны с переходной экономикой: Албания, Болгария, Чехия, Словакия, Венгрия, Польша, Румыния, бывший СССР, а также Куба.

Регион 3. Новые индустриальные страны — е > 1,35 т у.т./(чел.. год): Алжир, Аргентина, Бахрейн, Бразилия, Чили, Кипр, Габон, Гонконг, Израиль, Корея, Кувейт, Ливан, Ливия, Малайзия, Мексика, Оман, Пуэрто Рико, Катар, ЮАР, Саудовская Аравия, Сингапур, Тринидад, Турция, Уругвай, ОАЭ, Венесуэла.

Регион 4. Азиатские страны с переходной экономикой: Камбоджа, Китай, КНДР, Лаос, Монголия, Вьетнам.

Регион 5. Развивающиеся страны: е < 1,35 т у.т./(чел.. год). В состав региона входят все остальные страны. Граница между регионами 3 и 5 определена на основе исследования [261А], согласно которому е = 1,35 т у.т./(чел.. год) является нижним пределом энергопотребления, обеспечивающего исполнение базовых жизненных потребностей человека. Малые страны с населением менее 1 млн. человек каждая условно отнесены к региону 5.

СОДЕРЖАНИЕ

Днепропетровск 2004