Географія - Олійник Я.Б. - 52. ПАЛИВНО-ЕНЕРГЕТИЧНИЙ КОМПЛЕКС

52. ПАЛИВНО-ЕНЕРГЕТИЧНИЙ КОМПЛЕКС

52.1. Сутність, значення і галузева структура

Паливно-енергетичний комплекс (ПЕК) — складна міжгалузева система видобутку й виробництва палива та енергії (електроенергії й тепла), їх транспортування, розподілу й використання. До його складу входять паливна промисловість (нафтова, газова, вугільна, сланцева, торф'яна) та електроенергетика, а також тісно пов'язані з ними обслуговуючі підприємства. Характерна наявність розвинутої виробничої інфраструктури у вигляді магістральних високовольтних ліній і трубопроводів (для транспортування сирої нафти, нафтопродуктів і природного газу), що утворюють єдині мережі.

Від розвитку ПЕК значною мірою залежать динаміка, масштаби і техніко-економічні показники суспільного виробництва, насамперед, промисловості. Водночас наближення до джерел палива та енергії—одна з вимог територіальної організації промисловості. Наявні паливно-енергетичні ресурси виступають основою формування різних ТВК, у тому числі промислових комплексів, визначаючи їх спеціалізацію на енергомістких виробництвах.

На сучасному етапі економічного розвитку найважливіша — паливно-енергетична проблема. Успішне її розв'язання визначає можливості, темпи й напрями економічного та соціального розвитку. Значення палива для економіки будь-якої держави величезне: без нього неможливий виробничий процес.

Основними первинними джерелами енергії у сучасному світі є нафта, вугілля, природний газ, гідроенергія; швидко зростає значення атомної енергії. Частка решти джерел (дрова, торф, енергія Сонця, вітру, геотермальна енергія тощо) в загальному енергоспоживанні становить лише кілька відсотків.

52.2. Паливно-енергетичний баланс, його структура і зміни

Паливно-енергетичний баланс—співвідношення видобутку різних видів палива і виробленої енергії (прибуток) та їх використання в господарстві (витрати). Особливості його структури залежать від запасів паливно-енергетичних ресурсів, їх калорійності, можливостей використання, затрат на добування, які змінюються з розвитком техніки. Паливні ресурси — частина паливно-енергетичних ресурсів, що використовуються тільки як паливо. Найважливішими паливними ресурсами є вугілля, нафта і газ, уран, торф. Найбільш економічні нафта і газ, бо їх добування, транспортування трубопроводами обходиться дешево. Ресурси енергетичні — сонячна енергія, космічна енергія, енергія морських припливів і відпливів, геотермальна енергія, гравітаційна енергія, енергія тиску, атмосферна електрика, земний магнетизм, біопаливо, нафта, природний газ, вугілля, горючі сланці, торф, атомна та ядерна енергія. Запаси енергії рік і водойм, що лежать вище рівня моря, називають гідроресурсами.

Загальний обсяг паливно-енергетичного балансу світу (сумарне річне виробництво первинних енергоресурсів, що дорівнює сумарному споживанню енергії) у 80-х роках, — 9 млрд т умовного палива. Для порівняння різних видів палива його переводять в умовне, теплота згоряння 1 кг якого дорівнює 7 тис. к кал, а тепловий коефіцієнт — одиниці. Для цього дані окремих видів палива множать на відповідний тепловий коефіцієнт. На вугілля припадає близько 30 %, на нафту — 43, на газ — 17, на гідроенергію — 7, на ядерну енергію — 2,5 %. Питоме споживання енергії надушу населення в середньому в світі дещо перевищує 2 т умовного палива за рік. В індустріально розвинутих країнах цей показник значно виший (США — 12, Німеччина — 6), у країнах, що розвиваються, набагато нижчий (0,3—1,0 т). Розміщення енергоносіїв помітно відрізняється від розміщення споживання енергії: з одного боку, країни зі збитковими джерелами енергії, які експортують нафту, газ або вугілля, з іншого — країни, залежні від імпорту енергоносіїв. До них належать насамперед багато країн Західної Європи, Японія і значною мірою США.

52.3. Значення окремих видів палива та електроенергії

Найважливішими паливними ресурсами є вугілля, нафта і газ, уран, торф. Вугілля широко використовується в народному господарстві як енергетичне й технологічне паливо. Як енергетичне паливо вугілля є паливом для різних галузей промисловості, виробництва електроенергії, роботи транспорту, для опалення жител. Вугілля як технологічне паливо на відміну від енергетичного застосовують у вигляді коксу. Кокс виробляють, нагріваючи вугілля без доступу повітря. Він використовується в чорній та кольоровій металургії, в хімічній промисловості для виробництва азотних добрив, пластмас, спиртів, вибухових речовин.

Сира нафта не використовується. З неї під час переробки добувають різні види палива та хімічні продукти (рідке паливо, мастильні, електроізоляційні матеріали, розчинники, бітум тощо). Основну частку нафтопродуктів становить паливо для карбюраторних (авіаційні та автомобільні бензини), реактивних (авіаційний гас), дизельних (дизельне паливо) двигунів, котельне паливо (мазут), бітуми. На базі продуктів нафтопереробки виробляють нафтохімічні продукти (синтетичний каучук, продукти органічного синтезу, гумоазбестові вироби тощо).

Газ — дешевий вид палива. Його використовують у промисловості та для побутових потреб населення. Він також є дуже цінною хімічною сировиною. На відміну від інших видів палива, менше забруднює атмосферу. Промислові скупчення газів бувають трьох типів: газові поклади (вільний газ у порах гірських порід)" газоконденсатні (газ, збагачений парою рідких вуглеводів) і попутний газ (розчинений у нафті).

Уран отримують із уранових руд. Він використовується для роботи атомних електростанцій.

Торф використовується в основному в паливно-енергетичних цілях, а також у сільському господарстві, медицині, для виготовлення деяких будівельних матеріалів.

Електроенергія — матеріальна основа науково-технічного прогресу, зростання продуктивності праці в усіх галузях виробництва, важлива передумова ефективного розміщення продуктивних сил.

Електроенергія широко використовується в промисловості. Значна її кількість витрачається в галузях важкої промисловості — машинобудуванні, хімічній, металургійній, де поширені енергомісткі виробництва. У них електроенергія є не тільки рушійною силою, а й необхідна в деяких технологічних процесах. Значна кількість електроенергії споживається в комунальному господарстві та побуті. Електроенергію використовують також електрифіковані залізниці.

52.4. Паливна промисловість. Значення і структура

Паливна промисловість — комплекс галузей гірничодобувної промисловості здобування Й переробки різних видів паливно-енергетичної сировини. Він включає нафтову, газову, вугільну, торфову, сланцеву та уранодобувну.

Паливна промисловість відіграє важливу роль у розвитку продуктивних сил, є основною ланкою паливно-енергетичного комплексу. Мінеральне паливо — основне джерело енергії в сучасному господарстві, а водночас — важливе технологічне паливо і сировина для металургії, нафтохімічної, хіміко-фармацевтичної та інших галузей народного господарства.

Нафтова промисловість охоплює нафтодобувну і нафтопереробну галузі. Нафтодобувна промисловість об'єднує підприємства з розвідування й видобутку нафти та попутного нафтового газу, зберігання й транспортування нафти. Нафтопереробна промисловість — галузь обробної промисловості, яка виробляє з сирої нафти нафтопродукти, що використовуються як паливо, мастильні та електроізоляційні матеріали, розчинники, шляхове покриття, нафтохімічна сировина.

Газова промисловість здійснює видобування, транспортування, зберігання й переробку природного газу.

Вугільна промисловість — це підприємства з видобутку, збагачення і брикетування кам'яного та бурого вугілля.

Торфова промисловість — галузь паливної промисловості, підприємства якої добувають і переробляють торф.

Сланцева промисловість здійснює видобуток і переробку горючих сланців.

Уранодобувна промисловість здійснює видобуток уранових руд і виробництво уранових концентратів.

52.5. Особливості розвитку та розміщення вугільної, нафтової, газової промисловості

Вугільна промисловість розвивається на базі вугільних ресурсів. Вугільні ресурси диференціюються за різними ознаками, серед яких передовсім виокремлюють глибину залягання, ступінь метаморфізму і характер географічного поширення. Техніко-економічні показники видобутку вугілля, як нафти і газу, багато в чому залежать від глибини розробки. Роль вугільного басейну в територіальному поділі праці залежить від кількості та якості ресурсів, рівня їх готовності для промислової експлуатації, розмірів видобутку, особливостей транспортно-географічного положення та ін. Вугільні басейни місцевого значення мають локальний характер, обмежуючись рамками окремих районів. Освоєння вугільних ресурсів у районах, доступних для відкритого видобутку, створює сприятливі передумови для потужних паливно-енергетичних баз як основи промислових комплексів, що спеціалізуються на енергомістких виробництвах. Із розвитком вугільної промисловості пов'язані чорна металургія, електроенергетика, коксохімія та інші галузі господарства.

Нафтодобувна промисловість орієнтується на нафтові родовища суходолу й континентального шельфу. Нафтопереробна промисловість розміщується поблизу нафтопромислів, у портах ввозу сирої нафти або на трасах магістральних нафтопроводів.

Газова промисловість розвивається на базі газових родовищ.

Для розвитку вугільної, нафтової та газової промисловості необхідне устаткування, що його виробляють різні галузі машинобудування (важке машинобудування виробляє гірничошахтне устаткування для вугільних шахт; окремі галузі випускають устаткування для нафтодобувної, нафтопереробної та газової промисловості). На основі районів видобутку паливних ресурсів виникають населені пункти. Розвиток паливної промисловості потребує певної кількості трудових ресурсів.

52.6. Електроенергетика. Значення і структура. Основні типи електростанцій і принципи їх розміщення

Електроенергетика—галузь промисловості, що забезпечує електрифікацію господарства й побутові потреби на основі раціонального виробництва й розподілу електроенергії. Вона є складовою паливно-енергетичного комплексу. Електроенергетика — це виробництво різних видів електроенергії, її транспортування, теплові мережі, котельні та інші об'єкти.

Одна зі специфічних особливостей електроенергетики полягає в тому, що її продукція не може нагромаджуватися для подальшого використання: виробництво електроенергії в кожен момент часу має відповідати розмірам її споживання.

Електроенергетика впливає на територіальну організацію продуктивних сил, насамперед промисловості.

Передача електроенергії на значні відстані сприяє освоєнню паливно-енергетичних ресурсів. Розвиток електронного транспорту розширює територіальні рамки промисловості.

На основі масового використання в технологічних процесах електроенергії й тепла (пара, гаряча вода) виникають енергомісткі (алюміній, магній, феросплави) і тепломісткі (глиноземи, хімічні волокна) виробництва. Потужні ГЕС притягують до себе підприємства, що спеціалізуються з електрометалургії та електрохімії.

Електроенергетика має величезне районо-утворювальне значення.

Всі електростанції поділяються на теплові й гідравлічні. Серед теплових розрізняють конденсаційні й теплоелектроцентралі. За видом використання енергії є електростанції, що працюють на традиційному паливі (вугілля, мазут, природний газ, торф, сланці), атомні й геотермальні. Гідравлічне устаткування представлене гідроелектростанціями (ГЕС), гідроакумулятивними електростанціями (ГАЕС) і припливними електростанціями (ПЕС).

Теплові електростанції розміщуються відносно вільно і здатні виробляти електроенергію без сезонних коливань.

Конденсаційні ТЕС тяжіють одночасно до джерел палива і місць споживання електроенергії, вони вельми поширені. Що більша КЕС, то далі вона може передавати електроенергію. Отже, зі збільшенням потужності конденсаційних електростанцій посилюється вплив паливно-енергетичного фактора. Орієнтація на паливні бази найбільш ефективна за наявності ресурсів дешевого й нетранспортабельного палива. Паливний варіант розміщення характерний і для КЕС, що працюють на мазуті. Такого типу електростанції пов'язані з районами й центрами нафтопереробної промисловості. КЕС, які використовують висококалорійне паливо, що витримує перевезення, тяжіють до місць споживання електроенергії.

Чимало ТЕС одночасно з електричною виробляє теплову енергію. Такі електростанції називаються теплоелектроцентралями (ТЕЦ). Воду, нагріту в процесі вироблення електроенергії, використовують для опалювання теплиць, приміщень і на потреби виробництва. Але передавання тепла обмежене відстанню 20 км, тому ТЕЦ будують поблизу великих промислових підприємств, а також у великих містах.

Атомні електростанції (АЕС) використовують уран, 1 кг якого виділяє стільки ж тепла, скільки дає спалювання 2,5 тис. т вугілля. Будують АЕС там, де немає достатньої енергетичної бази і паливо дороге, а треба багато електроенергії. Атомні електростанції виробляють не тільки електричну, а й теплову енергію, що використовується у виробничих і комунально-побутових потребах. Наприклад, АЕС у Білібіно (Росія) має забезпечити теплом поселення гірників.

Гідроелектростанції (ГЕС) виробляють найдешевшу електроенергію на базі відновлюваних ресурсів енергії — гідроресурсів. Одначе будівництво їх значно дорожче, ніж теплових, прив'язане до певних районів і ділянок рік, спричиняє значні втрати земель на рівнинах, завдає шкоди рибному господарству. Вироблення енергії на ГЕС залежить від кліматичних умов і змінюється за сезонами. ГЕС доцільно будувати в гірських районах, на річках із великим падінням і витратою води.

Із зростанням нерівномірності добового споживання електроенергії важливу роль відіграють гілроакумулятивні електростанції

(ГАЕС). Вони покривають пікові навантаження. Вночі ГАЕС, працюючи як насос і закачуючи воду в робочі басейни, споживають електричну енергію. Робота ГАЕС базується на циклічному переміщенні постійного об'єму води між двома басейнами, що перебувають на різних рівнях. ГАЕС будують поблизу великих міст.

На базі нетрадиційних джерел енергії розвиваються геотермальні, припливні, сонячні, вітрові електростанції. Геотермальні електростанції, принцип дії яких — освоєння глибинного тепла земних надр, принципово нагадують ТЕЦ, але використовують енергію підземних вод. Припливні електростанції використовують енергію припливів і відпливів і розміщуються в районах їх поширення. На основі використання енергії Сонця функціонують сонячні опріснювачі та сонячне термоустаткування. Енергія вітру використовується для роботи вітрових електростанцій.

52.7. Розвиток електроенергетики та екологічні проблеми

Різні типи електростанцій по-різному впливають на довкілля. Розрізняють такі фактори впливу електростанцій на довкілля: 1) забруднення продуктами згоряння; 2) теплове забруднення; 3) радіоактивне забруднення; 4) екологічний вплив акваторії; 5) електромагнітний вплив; 6) вилучення з використання територій.

Найбільш поширеними електростанціями є теплові. Вони впливають на довкілля і на стан біосфери в цілому. Найшкідливіші — конденсаційні електростанції, що працюють на низькосортному паливі. Стічні води ТЕС і стоки з їхньої території, що забруднені відходами технологічних циклів енергоустаткування і містять ванадій, нікель, фтор, феноли і нафтопродукти, потрапляючи до водойм, можуть впливати на якість води, водні організми. Зміна хімічного складу води внаслідок збільшення концентрації тих чи інших речовин зумовлює порушення умов проживання у водоймах. Небезпечним є теплове забруднення водойм. У зоні підігріву води знижується її прозорість, збільшується швидкість розкладу окислювальних речовин. Швидкість фотосинтезу в такій воді знижується.

Зі згорянням твердого палива в атмосферу потрапляють летюча зола з частинками палива, сірчистий і сірчаний ангідриди, оксиди азоту, деяка кількість фтористих сполук, а також газоподібні продукти неповного згоряння палива.

Ряд обмежень і технічних вимог існує щодо вибору площадки під будівництво ТЕЦ. Якщо величина забруднення в зоні будівництва досягла значних розмірів, то будівництво ТЕЦ належить припинити.

Виробництво електроенергії на ГЕС не зумовлює забруднення зовнішнього середовища, одначе греблі ГЕС порушують екологічний баланс водойм, перешкоджають вільній міграції риби, впливають на рівень ґрунтових вод, викликають геологічні зміни.

У процесі функціонування АЕС трапляються радіоактивні викиди й відходи, теплове забруднення вод.

Подальший розвиток електроенергетики потребує проведення природоохоронних заходів, спрямованих на зменшення шкідливих викидів ТЕС, АЕС, теплового забруднення вод.