Условия, вызвавшие применение и развитие НИЭ

 

Развитию НИЭ и их все большему применению в энергетике способствуют следующие основные причины:

§ Экологические проблемы, приобретающие катастрофические масштабы;

§ Увеличение масштабов и непрерывный рост потребления энергии, и в частности электрической энергии и рост цен на неё;

§ Ограниченность невозобновляемых источников энергии. Иссякание обеспеченности органическим топливом, истощение природных ресурсов;

§ Увеличение расстояний между местами добычи органического топлива, выработки электроэнергии ее потребления;

§ Периодические мировые энергетические кризисы;

§ Развитие технологии использования НИЭ для получения электроэнергии и тепла;

§ Наступления научно-технической революции и постоянный рост темпов научно-технического прогресса;

§ Растущие цены на энергоносители, в первую очередь на органические виды топлива, рост топливно-энергетической проблемы;

§ Необходимость надежного и эффективного энергоснабжения отдаленных труднодоступных и специфических потребителей;

§ Ограниченные возможности совершенствования существующих технологий производства энергии с точки зрения взаимодействия с окружающей средой.

 

Анализ основных причин, ведущих к развитию НИЭ.

 

1.7.1. Мировой рост и особенности потребления энергии

 

Общая потребность энергии в мире в 1994 г. была 351.5×10⁶ ТДж (Т=10¹²). Из этого количества больше ¼ затрачено на производство электрической энергии. В 1982 г. из всех видов энергии 27 % электрическая, 1985 г. –32%, 2000 – 50%. В период с 1990 по 1996 г. развитие мирового топливно-энергетического хозяйства мира характеризовалось интенсивными темпами роста спроса на электроэнергию (2.5% в год) по сравнению с темпами общего прироста спроса на первичные топливно-энергетические ресурсы (1.45% в год).

 

Спрос на электроэнергию в мире и его отдельных регионах в период с 1990 по 1996 г.

Таблица 1.11

Регион	Спрос на электроэнергию, ТВт×ч		Прирост спроса на электроэнергию, % в год
	1990	1996
Мир в целом	10827	12540	2.5
В том числе: ОЭСР	7044	8193	2.55
Африка	292	355	3.45
Латинская Америка	416	548	4.7
Азия (без Китая)	519	820	7.9
Китай	580	999	9.5
Бывший СССР	1550	1123	-5.5
Восточная Европа	215	187	-2.35
Ближний Восток	211	315	6.9

Основные показатели развития электроэнергетики в 90-х годах двадцатого века приведены в табл. 1.12, 1.13, характеризующих развитие применения электрической энергии и потребления ее на одного жителя.

 

Основные показатели электроэнергетики мира в 1992 – 1995 гг.

Таблица 1.12

Показатель	1992	1993	1994	1995
Установленная мощность электростанций, МВт	2 854 570	2 928 407	2 995 874	3 058 394
Использование установленной мощности, часов в год	4 254	4 242	4 242	4 283
Производство электроэнергии, ГВт×ч	12 142 044	12 420 167	12 707 900	13 097 664
Потребление электроэнергии на 1 жителя в год, кВт×ч

 

Потребление электроэнергии на душу населения в мире и его отдельных регионах в период с 1900 по 1996 г.

Таблица 1.13

Регион	Душевое электропотребление, кВт×ч/чел.		Прирост, %
	1990	1996
Мир в целом	2103	2229	0,95
В том числе: ОЭСР	6763	7501	1,75
Африка	473	492	0,8
Латинская Америка	1181	1403	2,9
Азия (без Китая)	341	483	6,0
Китай	511	822	8,25
Бывший СССР	5363	3846	-5,7
Восточная Европа	3476	3095	-1,95
Ближний Восток	1628	2031	3,75

 

           Потребление электроэнергии на душу населения в отдельных странах различается в весьма широких пределах. Так, в среднем для стран Европы эта величина в 1995 г. составила 5558 кВт×ч, а для стран африканского континента в 11 раз ниже. Наименьшее значение душевного потребления в 1995 г. имело место в Чаде (14 кВт×ч/чел), Камбодже (19), Бурунди (21), Эфиопии (24), Уганде (34), Афганистане (38) и др.

           Наибольшее значение душевного потребления имело место в промышленно развитых и богатых странах с высоким уровнем жизни. К ним относятся: Норвегия (26 956 кВт×ч/чел), Швеция (16 538), Люксембург (15 539), Кувейт (14 267), Финляндия (13 875), США (12 663) и др.

           Особенно большое значение имеет такой показатель, как расход энергоресурсов на единицу продукции или энергоемкость валового национального продукта. В таблице 1.14 приведено значение этого показателя для некоторых стран по результатам 1992 года.

Таблица 1.14

№ п/п	Страна	Энергоемкость ВНП, ТНЭ/Экю		№ п/п	Страна	Энергоемкость ВНП, ТНЭ/Экю
1	Беларусь	1,605		5	Великобритания	0,309
2	Европейский союз	0,297		6	Франция	0,269
3	Германия	0,312		7	США	0,326
4	Дания	0,210		8	Япония	0,189

           Примечание: 1 Т.Н.Э = 44 ГДж = 10,5 ГКал.

           Значение приведенного показателя зависит от использования энергосберегающих и новых технологий, внедрения НИЭ, а так же от структурных изменений в промышленности и использовании энергии. Приведем изменение энергоемкости для отдельных стран за период 1980 – 1992 гг.

Таблица 1.15

№ п/п	Страна	Снижение энергоемкости в промышленности относительно 1974 г. в %
		1980	1984	1990	1991	1992
1	Европейский союз	17	35	41	42	41
2	Германия	13	26	41	51	48
3	Дания	0	33	32	30	37
4	Великобритания	32	46	47	46	45
5	Франция	15	35	41	42	41

 

           В период с 1974 года по настоящее время ряд стран Западной Европы, зависящих от импорта топливно-энергетических ресурсов стремятся увеличить процент самообеспеченности энергией. Большую роль в этом играет применение и развитие НИЭ, сбережения и повышение энергетической эффективности экономики.

Таблица 1.15

№ п/п	Страна	Степень самообеспечения энергоресурсами, %
		1974	1980	1986	1990	1991	1992
1	Германия	53	49	55	55	47	45
2	Дания	0	1	25	50	57	59
3	Великобритания	48	94	117	97	95	96
4	Франция	14	21	44	44	44	45
5	Бельгия	8	14	29	23	22	20
6	Швейцария	21	32	38	39	39	40

 

Значительные разведанные запасы нефти, газа и угля (обеспеченность мировой экономики разведанными запасами нефти при современном годовом уровне ее добыче составляет согласно последним данным 42 года, природного газа – 57 лет, а угля – несколько столетий) и ожидания постепенного перевода в эту категорию части их геологических запасов.

Структура мирового производства электроэнергии в 1990 – 1996 гг.

Таблица 1.17

Регион	Общий объем произ-водства, ТВт*ч	Доля отдельных источников энергии в суммарном мировом производстве электроэнергии, %
		Уголь	Мазут	Газ	Атомная энергия	Гидро энергия	НВИЭ-1	НВИЭ-2
Мир в целом	11825 13652	39,0 38,5	11,5 9,4	13,6 15,0	17,0 17,6	18,9 18,1	- 0,4	- 1,0
ОЭСР	7079 8715	41,4 38,9	8,7 7,5	10,4 12,3	23,0 24,0	16,5 15,3	- 0,5	- 1,5
Восточная Европа	321 387	50,8 50,6	18,1 15,8	12,0 15,8	1,2 14,7	17,3 15,5	- 0,3	- -
Африка	605 656	3,6 3,0	18,7 9,1	9,4 10,1	2,1 1,5	66,2 74,5	- 2	- -
Латинская Америка	788 999	41,2 45,6	17,1 14,9	7,6 17,5	11,7 4,7	22,4 6,3	- -	- -
Азия (без Китая)	621 1080	72,5 75,0	6,6 6,0	0,5 0,2	- 1,3	20,4 17,5	- -	- -
Китай	1727 1260	25,0 21,9	14,3 8,9	33,8 40,0	12,2 15,7	14,7 13,5	- -	- -
Бывший СССР	447 209	61,8 37,8	7,9 8,6	7,6 11,9	12,9 16,7	9,8 25,0	- -	- -
Ближний Восток	238 346	4,3 6,4	48,7 45,4	42,3 43,6	- -	4,7 4,8	- -	- -

Примечания:

1. Числитель – значение показателя за 1990 г., знаменатель – за 1996 г.

2. НВИЭ-1 – группа нетрадиционных возобновляемых источников энергии, к которым относятся энергия солнца, ветра, геотермальная энергия и др.

3. НВИЭ-2 – группа горючих возобновляемых источников энергии, к которым относятся твердая биомасса и продукты ее переработки, дрова, промышленные и бытовые отходы.