Підручник з Географії. 9 клас. Довгань - Нова програма

§ 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. Проте зараз зберігається величезна різниця між країнами в забезпеченні економіки й населення електроенергією. 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. Понад 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 останнє десятиліття виробництво електроенергії у світі зросло майже в 1,5 разу, досягнувши 23 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 у зв’язку зі збільшенням 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 20% світового виробництва та споживання електроенергії, тоді як у 1973 р. цей показник становив лише 3%.

Зараз 65 % 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). 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 (2014 р.)*

Місце

Країна

Виробництво (млрд кВт • год)

Споживання (млрд кВт • год)

1

Китай

5650

5523

2

США

4048

3832

3

Росія

1064

1031

4

Індія

1052

864

5

Японія

966

921

6

Канада

616

511

7

Німеччина

585

540

8

Франція

568

451

9

Бразилія

537

483

10

Південна Корея

522

482

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 205 млн кВт • тод електроенергії на рік. Це приблизно в 15 разів менше, ніж на українському Дніпрогесі. Вражають відмінності між країнами у виробництві на одну особу: у Чаді — 16 кВт, в Україні — 3740 кВт, у Норвегії — 28400 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. Більш повільно зростало використання природного газу — до 20 %. Частка вугілля зменшилася до третини.

* Джерело: https://www.cia.gov

Мал. 1. За останні десятиліття потужності електроенергетики Китаю значно зросли. На початку 2017 р. до енергосистеми країни було підключено четвертий енергоблок атомної електростанції Янцзян. На цій АЕС використовуються реактори потужністю 1000 МВт, розроблені місцевими фахівцями на базі французького реактора.

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 зараз становить 5%.

3. Відмінності у структурі виробництва електроенергії в країнах світу.

На сучасному етапі розвитку світового господарства 95 % 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 80%), — Китай (мал. 1) та Австралія. У Китаї також досить велика роль ГЕС (15%), а в Австралії — інших ТЕС (АЕС відсутні). У країнах, що входять до ЄС, у середньому частка вугілля як палива помітно менша — майже 29 %, але значно вищою є частка АЕС і відновлюваних та невичерпних джерел енергії. 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). Важливим напрямком останніх десятиліть стало створення багатопаливних ТЕС, які поряд із вугіллям використовують інші види палива (мал. 3).

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%.

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 80% 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 кВттод електроенергії (більше, ніж усі електростанції Казахстану або Бельгії), забезпечуючи на 90% потреби Парагваю та на 16% — Бразилії. У 2010 р. лідером за потужністю стала китайська ГЕС «Сан-Ся» («Три ущелини») (мал. 4). Її побудували в середній течії найповноводнішої річки Азії — Янцзи. Запроектованого річного виробництва в 100 млрд кВт • тод уперше було досягнуто у 2012 р.

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 (77%). Значною є частка АЕС у виробництві електроенергії у Словаччині, Угорщині, Бельгії, Україні.

Мал. 3. Структура використання енергоресурсів для виробництва електроенергії в країнах світу.

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. 5). Натомість у деяких інших країнах (наприклад Польщі, Туреччині, ОАЕ) планується будівництво нових АЕС.

Недоліки існуючих типів електростанцій та вичерпність паливних ресурсів змушують шукати нові джерела отримання електроенергії. Особливо активно такі роботи ведуть високорозвинені та великі середньорозвинені країни. Надії людства найбільше пов’язані з енергією вітру, Сонця, гарячих (геотермальних) вод надр Землі, припливів.

Починаючи із 1980-х рр. енергетика, побудована на використанні відновлюваних і невичерпних джерел, розвивається дуже високими темпами (за винятком гідроенергетики). Тільки із 2000 до 2014 р. виробничі потужності електростанцій зросли в 10 разів, а їхня частка в загальному виробництві перевищила 4 %.

Із невичерпних джерел найбільше електроенергії виробляють ВЕС — до 3% 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 40% усієї електроенергії, у Португалії — 27%, в Іспанії — 20%. До недоліків вітрових електростанцій належать мала потужність, залежність від вітру, великі площі, постійні шум і вібрація.

Сонячні електростанції (СЕС) найдоцільніше будувати в районах із великим періодом сонячного світла, наприклад у тропічних пустелях. Дослідно-промислові СЕС працюють у США, Іспанії, Ізраїлі, Чилі та інших країнах. Найбільша у світі станція баштового типу «Айванпа» розташована в пустелі Мохаве (США).

Мал. 4. 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. 5. 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.

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 (мал. 6).

Мал. 6. Електроенергетичні потужності у світі на основі альтернативних (відновлюваних та невичерпних) джерел енергії (без урахування ГЕС) у 2000—2013 рр.

Запитання та завдання для самоперевірки

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

1. 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?

2. Чому саме країни ЄС і США є лідерами з використання відновлюваних джерел енергії?

Практична робота 5.2. (за вибором учителя)

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 (за матеріалами підручника та додаткових джерел).

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.