Bilans paliwa i energii: opis, struktura i cechy

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Dobrobyt i dobrobyt cywilizacji ludzkiej zależą od dostępności wystarczających zasobów energii. Poszukiwanie paliw alternatywnych wydaje się być najbardziej logicznym rozwiązaniem. Biorąc jednak pod uwagę niejasne perspektywy nietradycyjnych źródeł energii, kwestia racjonalnego zużycia dostępnych zasobów naturalnych ma szczególne znaczenie. Każdy kraj stoi przed tym wyzwaniem.

Koncepcja ogólna

Bilans paliw i energii to jeden z najpoważniejszych problemów współczesnego świata. Wzrost liczby ludności świata i rozwój technologii przemysłowych powodują szybki wzrost zużycia minerałów. Niepokój budzi nieodnawianie zasobów naturalnych i ich ograniczona podaż. Bilans energetyczny to stosunek produkcji i zużycia takich paliw jak ropa, węgiel,gaz, torf, łupki bitumiczne i drewno opałowe.

W XX wieku zużycie tych surowców wzrosło około 15-krotnie. Według badaczy, łączne zużycie energii cieplnej w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat przekroczyło wielkość zużytą przez ludzkość w całym poprzednim okresie historii. Rozwój nauki i techniki zmienił strukturę bilansu. Postęp w przemyśle doprowadził do gwałtownego wzrostu zagospodarowania nowych złóż kopalin, a także pojawienia się paliw niekonwencjonalnych.

Struktura

Obecnie udział ropy w całkowitym zużyciu energii cieplnej na świecie wynosi 40%. Mniej ważną rolę odgrywa węgiel, który zaspokaja 27% potrzeb cywilizacji ludzkiej w paliwie. Udział gazu ziemnego nie przekracza 23%. Najmniejszymi elementami bilansu energetycznego są energia słoneczna, wiatrowa i jądrowa. Ich udział to zaledwie 10% całkowitego wolumenu zużycia paliw na świecie.

Struktura miksu energetycznego różni się w zależności od kraju. Przyczyną niejednorodności obrazu globalnego są osobliwości położenia geograficznego i poziomu rozwoju przemysłowego państw. W drugiej połowie XX wieku udział ropy w bilansie energetycznym gwałtownie rósł. Pod koniec wieku w krajach wysoko uprzemysłowionych stosunek ten zmienił się na korzyść gazu ziemnego i węgla.

Niekonwencjonalne źródła

Nierównomierne rozmieszczenie złóż węglowodorów na kuli ziemskiejzmusił wiele państw do poszukiwania alternatywnych sposobów zaspokojenia ich zapotrzebowania na zasoby energetyczne. To zadanie wiąże się z pewnymi trudnościami. Możliwość wykorzystania energii słonecznej w dużej mierze zależy od położenia geograficznego. Elektrownie jądrowe stanowią poważne zagrożenie dla ludności i środowiska. Wypadki w takich obiektach prowadzą do katastrofalnych konsekwencji.

Bilans energetyczny w Rosji

W Federacji Rosyjskiej, ze względu na warunki klimatyczne, istnieje potrzeba wysokiego zużycia paliwa, aby zapewnić ciepło w zimie. W strukturze bilansu energetycznego dominuje gaz ziemny. Jego udział wynosi 55%. Na drugim miejscu jest olej. Pomimo tego, że Rosja jest jednym z największych światowych dostawców „czarnego złota”, udział tego rodzaju paliwa w bilansie energetycznym kraju wynosi zaledwie 21%. Na trzecim miejscu jest węgiel, który dostarcza 17% całkowitego wytwarzania ciepła. Elektrownie wodne i energetyka jądrowa nie mają strategicznego znaczenia dla gospodarki kraju. Wnoszą minimalny wkład, nieprzekraczający kilku procent.

Wydajność

Warto zwrócić uwagę na stopniową zmianę bilansu energetycznego w procesie transformacji gospodarki. W drugiej połowie XX wieku dominującą rolę odgrywały węgiel i ropa naftowa. Na początku nowego tysiąclecia prym wiodą gaz ziemny. Według naukowców jego konsumpcja w Rosji nie jest wystarczająco wydajna. Przydatny współczynnikprodukcji energii elektrycznej przez turbiny gazowe wynosi około 30%. Powodem tak niskiej stawki jest przestarzały sprzęt, który należy zmodernizować.

Inne kraje

Globalny bilans energetyczny charakteryzuje się ekstremalną nierównomiernością zużycia paliwa w różnych częściach globu. Liderami w zużyciu surowców paliwowych są takie kraje jak USA, Chiny i Rosja. Zużywają około 40% energii wytwarzanej na całym świecie. Wysoki poziom kosztów paliwa spada na udział krajów położonych w północnych szerokościach geograficznych.

W ciągu ostatniego stulecia liczba dostępnych źródeł energii wzrosła z dwóch do sześciu. Ciekawym schematem jest to, że obecnie żaden z nich nie stracił strategicznego znaczenia w gospodarce światowej. Od dawna znane źródła energii przeszły do kategorii tradycyjnych, ale nadal zajmują ważne miejsce w strukturze bilansu paliw. Prognozy analityczne nie uwzględniają możliwości ich całkowitego wyłączenia z liczby zasobów, które stanowią podstawę gospodarki. Prognozy dotyczą jedynie zmian przyszłego udziału tradycyjnych źródeł energii w strukturze zużycia. Wielu analityków jest zdania, że zasoby naturalne, takie jak węgiel i gaz, pozostaną w czołówce w nadchodzących dziesięcioleciach.

Elektrownie jądrowe

Niektóre kraje zdecydowały się nadać priorytet rozwojowi energetyki jądrowej. Przykładami są Francja i Japonia. Dokonali znaczącej zmiany w strukturze bilansu energetycznego swoich stanów. Francji i Japonii udało się znacznie zmniejszyć rolę ropy naftowej. Zastąpienie węglowodorów energią jądrową wpłynęło korzystnie na sytuację ekologiczną. Jednak obecność elektrowni atomowych stworzyła potencjalne niebezpieczeństwo, o czym przekonali się mieszkańcy Japonii po katastrofie w Fukushimie.

Perspektywy

Szacowane wyczerpywanie się światowych rezerw energii jest często przedmiotem gorącej debaty. Pesymistyczne prognozy dotyczące rychłego wystąpienia globalnego niedoboru paliw kopalnych opierają się na niepodważalnym fakcie – nieodnawialności zasobów naturalnych. Zdaniem ekspertów, przy zachowaniu obecnego wolumenu wydobycia ropy, rezerwy „czarnego złota” na planecie mogą się wyczerpać w ciągu najbliższych 30-50 lat. Sytuację pogarsza fakt, że spółki węglowodorowe wolą inwestować swoje zyski w projekty o szybkim zwrocie, niż przeznaczać je na finansowanie poszukiwań.

Informacje o światowych złożach gazu ziemnego dają powody do optymizmu. Zdaniem ekspertów zbadane złoża tego nośnika energii powinny wystarczyć na najbliższe 50-70 lat. Spośród innych krajów Rosja wyróżnia się ogromnymi zasobami gazu ziemnego. Eksperci szacują jego złoża na Półwyspie Jamalskim na 100 bilionów m3.

Zasoby węgla są skoncentrowane w Chinach, USA i Rosji. Jego światowe rezerwy są15 bilionów ton. Jednak tylko niektóre gatunki węgla koksowego są wykorzystywane do celów przemysłowych, które są wydobywane w ograniczonych ilościach.

Rezerwy paliw kopalnych na świecie są ogromne, ale nie bez końca. Przyszłe pokolenia będą musiały znaleźć trwałe rozwiązanie problemu energetycznego.