Производство и распределение электроэнергии, газа и воды.

Производство и распределение электроэнергии.

Производство и распределение электроэнергии – основа развити экономики практически всех стран мира, а её потребление на душу населения – один из важнейших показателей, характеризующих уровень его жизни. Только в небольшом их количестве, преимущественно расположенных на экваторе, этот вид деятельности не играет такой роли. В целом в промышленном производстве мира он уступает только обрабатывающей промышленности, опережая горнодобывающую.

Величина производимой электроэнергии в той или иной стране зависит от многих факторов: наличия топливно-энергетических ресурсов, климатических условий, количества населения и характера его расселения, уровня экономического развития и др. В настоящее время в мире производится свыше 22 трлн кВт·ч электроэнергии. По прогнозам специалистов, к 2030 г. оно должно превысить 30 трлн кВт·ч. В среднем на одного жителя Земли в год вырабатывается 3 тыс. кВт·ч. (примерно столько же и в Беларуси). По регионам мира этот показатель сильно варьируется: от 10-15 тыс. кВт·ч в странах Европы и Северной Америки до 0,5 кВт·ч в странах Африки. При этом прослеживается чёткая географическая зависимость: чем больше абсолютное и относительное производство электроэнергии в стране, тем, как правило, выше уровень её экономического развития.

Мировой лидер по выработке электроэнергии – Китай  (около 5 трлн. кВт·ч), хотя ещё в 2010 г. им были США. Такой рывок Китая связан с его промышленным бумом, ростом энерговооружённости производства, вводом в строй новых генерирующих мощностей, например, таких, как ГЭС “Санься” (“Три ущелья”) на реке Янцзы (мощность 22,5 млн. кВт). Занимающие последующие места Япония, Россия и Индия также производят свяше 1 трлн кВт·ч электроэнергии. Всего на долю этих пяти государств приходится 56% мирового её производства.

Ведущий тип электростанций в мире – тепловые (ТЭС) – 68% всего производства электроэнергии. В ряде регионов их доля приближается к 100% (страны Персидского залива, Северной Африки, прикаспийские государства). Этот тип электростанций преобладает и в структуре производства электроэнергии многих развитых стран: США (69%), Японии (74), России (68), Германии (61), Великобритании (71), Южной Кореи (69%).

Основные виды топлива на ТЭС – нефть, уголь, газ и др. Однако в разных странах сложилась своя структура их потребления. Например, в Австралии, Германии, Индии, Китае, Польше, США, ЮАР – это преимущественно уголь; в Алжире, Аргентине, Беларуси, Нидерландах, Мексике, России, Туркмении – газ; в Иордании, Йемене, Кувейте, Ливане – нефтепродукты; в Эстонии – горючие сланцы. По оценкам специалистов, доля природного газа в производстве электроэнергии превысит долю угля к 2020 г. Это связано как с истощением нефтяных запасов, так и более  высокими ценами на нефть, экологическим фактором и др. Крупнейшие ТЭС мира работают на разных видах топлива (табл,1).

Гидравлические электростанции (ГЭС) занимают второе место в мире в общем производстве электроэнергии (16%). Всего в  мире насчитывается не  много стран, где основу электроэнергетики составляют ГЭС. Преимущественно они расположены в районах со значительными объёмами поверхностного стока и большими перепадами высот: Южная и Центральная Америка, Северная Европа, Тропическая Африка, восток Центральной Азии. Вся электроэнергия на ГЭС вырабатывается в Парагвае, 95% - в Норвегии, 81% - в Бразилии, 69% - в Венесуэле, 59% - в Канаде, 16% - в России, 15% - в Китае и Индии. Крупнейшие ГЭС мира, за исключением “Санься”, расположены в Америке (табл.1).

На атомные электростанции (АЭС) приходится 12% мирового производства электроэнергии. Они построены в 30-ти странах мира, однако наибольшее их количество в США, Китае, России, Франции и Японии. Самая высокая доля АЭС в энергопроизводстве – у Франции (80%), Бельгии (55), Словакии (55), Украины (46), Венгрии (44) и Швейцарии (43%), наименьшая – у Ирана (0,1%), КНР (2) и Бразилии (3%). Самые крупные в мире АЭС расположены в Канаде, Южной Корее, Франции и Украине (табл.1).

Альтернативная энергетика (энергия солнца, ветра, приливных волн, термальных вод, биотоплива) с каждым годом получает всё большее распространение и составляет в настоящее время 4% мирового производства электроэнергии. Самый значительный её объём дают ветровые (максимум в США, Германии и Испании) и солнечные (максимум в Германии, Испании, Японии и США) электрстанции.  Наибольших масштабов в структуре производства альтернативная энергетика получила в Дании (40%, ветровая), Сальвадоре (31%, геотермальная), Исландии (27%, геотермальная), Гватемале (27%, геотермальная) и Португалии (24%, солнечная). В абсолютном выражении больше всего “альтернативной” энергии вырабатывают США (21% мировой), Китай (13), Германия (11), Испания (6) и Италия с Индией (по 5%). 

Таблица 1. Крупнейшие электростанции мира по их типам

ТЭС	ГЭС	АЭС	Альтернативные электростанции
Тайчжунская (5,8 тыс. МВт, уголь), Тайвань	“Санься” (22,5 МВт), Китай	“Брюс” (6,2 тыс. МВт), Канада	Ветровая – Ганьсу (5,2 тыс. МВт), Китай
Сургутская ГРЭС-2 (5,6 тыс. МВт, газ), Россия	“Итайпу” (14 тыс. МВт), Бразилия/Парагвай	“Ханул” (5,9 тыс. МВт), Южная Корея	Солнечная – “Агуа-Кальенте” (400 МВт), США
“Шуайба” (5,6 тыс. МВт, нефть), Саудовская Аравия	“Гури” (10 тыс. МВт), Венесуэла	“Ханбит” (5,9 тыс. МВт), Южная Корея	Геотермальная – “Хеллишейди” (303 МВт), Исландия
“Туокетуо” (5,4 тыс. МВт, уголь), Китай	“Гранд-кули” (9,8 тыс. МВт), США	“Гравлин” (6 тыс. МВт), Франция	Приливная – Сихвинская (254 МВт), Южная Корея
“Джебель-Али” (5,2 тыс. МВт, нефть), ОАЭ	“Тукуруи” (8 тыс. МВт), Бразилия	Запорожская (5,7 тыс. МВт), Украина	Волновая – Оркнейская (2,4 МВт), Великобритания

Исключительная особенность электроэнергии – одновременность её генерирования и потребления. Поэтому произведённая электроэнергия, как правило, потребляется в пределах стран её производящих. Однако есть государства, которые избыток электроэнергии продают, поставляя её по линиям электропередач, в том числе в рамках созданных энергетических систем. Такие энергосистемы существуют во многих регионах мира: Америке, Европе, СНГ и др. Крупнейшими экспортёрами электроэнергии являются Канада, Бразилия, Россия, Норвегия, Таджикистан и др.

Произведённая электроэнергия распределяется по разным секторам экономики. Основные её потребители – сфера производства (прежде всего промышленность – химическое, металлургическое производство и др.) и население. Значительная часть электроэнергии в ряде стран используется на преодоление неблагоприятных природных условий (холодная зима, горячее лето) и больших расстояний. Так, в странах, расположенных на севере, её потребление на отопление зданий может доходить до половины всего энергопотребления.

Производство и распределение газа и воды. Добытый из недр Земли природный газ после его доработки по трубопроводам передаётся  потребителям (внутри страны или за её пределы). На мировой рынок поступает почти 20% добываемого природного газа. Наиболее крупные его экспортёры – Россия, Канада, Нидерланды и Норвегия. Кроме Канады, все эти страны обеспечивают газом преимущественно страны Европы. Так, основные потребители российского природного газа среди них (в млрд м³) – это Германия (40), Турция (27), Украина (26), Италия (25) и Беларусь (20). Китай обеспечивают газом (своя добыча составляет более 100 млрд м³) Туркмения, Узбекистан и Казахстан. Из Алжира природный газ по газопроводам поступает в Испанию и Италию.

В последние годы резко возросло производство и экспорт сжиженного природного газа (СПГ) из-за того, что его не надо транспортировать транзитом через территорию других стран. Транспортировка СПГ осуществляется  газовыми танкерами. На специальных заводах природный газ охлаждают до -160°С, после чего он сжижается. Однако после доставки его переводят обратно в газообразное состояние. Крупнейшие его поставщики – Катар, Малайзия, Индонезия, Алжир, Австралия, Бруней, а основные потребители – развитые страны Азии (Япония, Южная Корея), Европы (Испания, Франция и др.) и США. Доля сжиженного природного газа в общем объёме международной торговли газом составляет более 30%.

Кроме электроэнергетики, крупными потребителями газа являются химическое, металлургическое производство, строительство, транспорт и др. Его потребление в текущем столетии будет расти быстрее, чем других энергоносителей. Всё большее место в его потреблении отводится сланцевому газу, который начал активно использоваться в начале ХХI в.

Массовое обеспечение населения и производства горячей водой (паром) связано с развитием её централизованного снабжения и приходится на период активной урбанизации. Самые распространённые его источники  – теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и центральные котельные. Централизованные системы обслуживают потребителей в промышленных и жилых районах (дальность передачи теплоносителя до нескольких десятков километров). В настоящее время в мире насчитываются десятки миллионов километров тепловых сетей, по которым происходит передача и распределение тепловой энергии. Наибольших масштабов их развитие получило в развитых государствах. Так, самый высокий уровень благоустройства жилых помещений, оборудованных центральным отоплением, имеют Дания (98%), Финляндия (95%), Австрия (90%), Нидерланды (90%), США (89%), Великобритания (87%), самый низкий – Армения (0,3%), Португалия (4%), Испания (9%), Болгария (13%), Таджикистан (17%) и др. В Республике Беларусь этот показатель составляет 74%. На величину этого показателя влияет не только уровень экономического развития государства и связанная с ним доля городского населения, но и его размеры, природно-климатические условия. В ряде стран мира, кроме централизованного теплоснабжения, широкое развитие получили местные источники – водонагревательные котлы, печи, солнечные установки и др.

Сбор, очистка и распределение воды – также один из важных видов экономической деятельности. О его масштабах можно судить по объёму сточных вод, образующихся в мире ежегодно в результате хозяйственной и бытовой деятельности (это сотни миллиардов кубических метров воды). Однако доступ к канализации имеет менее 60% населения мира, в том числе около 40% сельского и примерно 80% городского населения. Географически оно распределено очень неравномерно. Самая высокая доля населения, не имеющая доступа к канализации, наблюдается в развивающихся странах и прежде всего в африканских: Нигер – более 90%, Чад – более 90%, Того, Бенин, Мадагаскар и Гана – около 90% в каждой, Камбоджа – около 70%, Китай и Индонезия – около 50% в каждой, Перу и Панама – более 30% в каждой и т.д. В то же время, в таких развитых странах, как США, Великобритания, Австрия, Италия и других  такой проблемы практически не существует. Более того, степень очистки сточных вод достигает такого уровня, что в них не остаётся вовсе вредных веществ. В Республике Беларусь степень благоустройства жилищного фонда, оборудованного канализацией, составляет 73%.

Очистка сточных вод осуществляется на очистных сооружениях, а также через почву и воду на полях фильтрации и орошения, биологических прудах. Полностью очищенная вода может быть использована повторно в производстве и на бытовые нужды.