Природный газ в качестве топлива обладает многими преимуществами — высокой теплотворной способностью, более простой технологией добычи (без насосов, как при извлечении нефти), хорошей транспортабельностью, гораздо большей экологической чистотой, чем нефть и уголь. Все это создает благоприятные предпосылки для его использования в промышленности, на транспорте, в жилищно-коммунальном комплексе. Вот почему доля природного газа в мировом потреблении ПЭР( первичные энергетические ресурсы) постоянно возрастает.
Историю газовой промышленности, которая насчитывает немногим более 100 лет, можно подразделить на два этапа. Первый из них охватывал первую половину XX в. и характеризовался концентрацией почти всей добычи в США, где, впрочем, использовался преимущественно попутный нефтяной газ, роль которого в общем энергопотреблении была вспомогательной. На втором этапе стала довольно быстро возрастать
добыча природного газа в СССР, зарубежной Европе, в странах Персидского залива, да и в других регионах и субрегионах мира. Теперь же природный газ в промышленных масштабах добывают примерно в 70-ти странах. Доля экономически развитых стран в добыче природного газа составляет 37%, развивающихся стран — 35% и стран с переходной экономикой — 28%.
По запасам природного газа лидерами являются: Россия, Иран, Катар, Туркмения, США, Саудовская Аравия,ОАЭ, Венесуэла, Нигерия); по добыче: США, Россия, Иран, Катар, Канада, Китай, Норвегия, Саудовская Аравия, Алжир, Австралия.
Лидерами в экспорте газа являются Россия, Катар, Норвегия, ЕС, Канада, Нидерланды, США)
Лидерами в импорте газа являются: США, Япония, Германия, ЕС, Италия, Великобритания, Франция.
Экспортно-импортные операции с природным газом могут осуществляться двумя способами: 1) по магистральным газопроводам и 2) в сжиженном виде с помощью морского транспорта. Магистральные газопроводы обеспечивают в основном внутрирегиональную и внутриконтинентальную торговлю.
Потребление природного газа во всем мире мало отличается по размерам от его производства, поскольку почти весь добываемый и получаемый газ сразу же поступает в газораспределительные сети. По абсолютным масштабам лидирующие позиции в мировом газопотреблении занимает группа промышленно развитых стран.
Начиная с 1970-х гг. в качестве нового фактора мирового энергетического хозяйства стал выступать сжиженный природный газ (СПГ).
Сжиженный природный газ (СПГ), или сжиженный нефтяной газ (СНГ) - очищенный и подготовленный нефтяной или отделенный от природного газ, сжиженный при охлаждении или под давлением для облегчения хранения или транспортировки. Газ обращается в жидкость при температуре окружающей среды ниже 20 градусов и/или при давлении выше 100 кПа. Состоит в основном из тяжелых газов пропана и бутана.
В такой форме газы хранятся на нефте- и газоперерабатывающих предприятиях; применяются в быту для отопления, подогрева воды и приготовления еды; и на автомобильном транспорте в качестве топлива.
К началу XXI в. в мировом хозяйстве сложились две главные газотранспортные системы - система Азиатско-Тихоокеанского региона и Африкано-Западноевропейская система. Газотранспортная система Азиатско-Тихоокеанского региона, самая мощная и разветвленная, обеспечивает более 1/2 всех мировых экспортно-импортных поставок СПГ. Наиболее крупным экспортером в этом регионе была и остается Индонезия. Африкано-Западноевропейская газотранспортная система имеет приоритет по времени возникновения, но по объему поставок значительно уступает системе АТР. Ведущая страна - экспортер сжиженного газа в Северной Африке – Алжир.
Природный газ занимает в настоящее время особое место в структуре мировой энергетики: он относится к группе наиболее широко используемых энергоносителей и к наиболее экологически чистым ресурсам энергии.
Угольная промышленность это старейшая отрасль ТЭК, основа индустриализации стран Западной Европы, США, Японии, России. До середины XX в. уголь находился на первом месте в мировом потреблении ПЭР, да и ныне занимает в его структуре третью «строку». Важная благоприятная предпосылка для развития этой отрасли заключается в том, что в общих ресурсах минерального топлива на уголь приходится более 70%, и это обеспечивает его использование в течение долгого времени. Однако по экологическим критериям, по условиям работы шахтеров угольная промышленность находится в гораздо менее выгодном положении, чем нефтяная и тем более газовая. Поэтому одним из важнейших направлений повышения эффективности этой отрасли стало увеличение доли угля, добываемого не в шахтах, а открытым способом (в разрезах). Примерами такого рода могут служить Россия, США, Австралия, да и многие другие страны.
За 56 лет эта добыча увеличилась в 3,4 раза, т.е. ее рост происходил значительно медленнее, чем при добыче нефти и природного газа. К тому же он был довольно неравномерным, с чередованием периодов подъема и относительного застоя. Так, после резкого скачка цен на нефть в 70-е годы и значительных преобразований в самой угольной промышленности она, казалось бы, приобрела второе дыхание и стала расти довольно быстро. Второй ощутимый подъем приходится уже на начало XXI в. А в 90-е годы, например, рост добычи был очень небольшим. Отметим, что в данном случае речь идет обо всем добываемом угле, т.е. и каменном, и буром. Что же касается их соотношения, то оно постоянно изменяется в сторону уменьшения доли не столь качественного бурого угля, которая уже снизилась с 1/4 до менее чем 1/5.
Добывается в 90 странах мира, 3500 бассейнов. Разведанные запасы угля 850 млрд.т. (из них на Европу – 32%, Азию – 30 %, Африку и Ближний Восток – 6%, Юж. и Центр.Америку – 2%)
Рейтинг стран по запасам угля:
1.США 243млрд.т
2.Россия 157 млрд.т
3.Китай 114 млрд.т
4.Австралия 77 млрд.т
5.Индия 60 млрд.т
Добыча угля в наст.время 3,145 млрд.т/год. Основная добыча на Азиатском континенте (около 60%), С.Америка – 20%, Европа – 14%.
Рейтинг стран по добыче угля:
1.Китай 3411 млн тонн
2.Индия 692,4 млн тонн
3.США 660,6 млн тонн
4.Австралия 492,8 млн тонн
5.Индонезия 434 млн тонн
В мире хватит угля на 270 лет ( Китай – 89 лет, США – 413 лет, Австралия – 356 лет, Россия – 1060 лет, Индия, ЮАР – 300 лет, Казахстан – 648 лет, Польша – 120 лет).
Основная добыча этого вида энергетического сырья сосредоточена на Азиатском континенте - около 60 % мировой добычи, пятая часть добычи приходится на регион Северной Америки. В последние годы в ряде промышленно развитых стран Европы и Америки роль каменного угля не столь велика, добыча его сократилась, лучшие пласты выработаны, использование глубинных шахт стало нерентабельным. Каменноугольная промышленность этих стран испытала острый кризис, государства перешли на импортный уголь.
В наилучшем положении по этому показателю находятся страны СНГ: Российская Федерация, в которой твердого топлива хватит более чем на 1 000 лет; второе место занимает Украина (855 лет); третье – Казахстан (648 лет). В США угля хватит при современной интенсивности добычи на 4 столетия, а страна-лидер по добыче (Китай) имеет разведанных запасов угля менее чем 90 лет.
Энергетика — одна из базовых отраслей тяжелой промышленности. Она включает совокупность отраслей:
1.добычу первичных энергоресурсов коммерческого значения (нефти, попутного и природного газов, угля, горючих сланцев, руд радиоактивных металлов, использование гидроэнергии);
2.переработку первичных энергоресурсов в более высокого качества продукцию и ее специализацию с учетом потребителей (кокс, мазут, бензин, электроэнергия и т.д)
3.специальные (наряду с общими) виды транспорта — нефтепроводы, газопроводы, продуктопроводы, углепроводы, линии электропередачи.
Электроэнергетика - отрасль энергетики, включающая в себя производство, передачу и сбыт электроэнергии. В настоящее время в мире производство электроэнергии составляет 19 трлн КВт/часов, на ЕС 3,1 КВт/часов.
Лидеры:
США – 4,2 трлн КВт/часов
Китай – 3,3 трлн КВт/часов
Япония – 1,2 трлн КВт/часов
Россия – 1,1 трлн.КВт/часов
Структура энергетики:
-ТЭС (62%)
-ГЭС (19%)
-АЭС (18%)
-Др. ЭС (1%)
При размещении тепловых электростанций используют 2 фактора:
1.экономический эффект
2.экологическая безопасность
В США 70% производится на ТЭС, в Японии 60%, в России 68%, в Канаде 22%, во Франции 8%.
Теплоэнергетика в мировом масштабе преобладает среди традиционных видов, на базе нефти вырабатывается 39 % всей электроэнергии мира, на базе угля — 27 %, газа — 24 %, то есть всего 90 % от общей выработки всех электростанций мира. Энергетика таких стран мира, как Польша и ЮАР практически полностью основана на использовании угля, а Нидерландов — газа. Очень велика доля теплоэнергетики в Китае, Австралии, Мексике.
Гидроэлектростанции, особенно крупные, дают самую дешевую энергию, но строительство обходится дорого и затягивается на много лет. Их преимущество — использование возобновляемого источника энергии — воды. Плотины и водохранилища ГЭС зачастую выполняют несколько функций: помимо выработки электроэнергии используются для ирригации, водоснабжения, улучшения условий судоходства, для борьбы с паводками и т.д. Наряду с крупными ГЭС (например, самой мощной в мире ГЭС на р. Парана в Южной Америке — «Итайпу» мощностью 12 600 МВт, строящейся на р. Янцзы в КНР «Санься» мощностью 20 000 МВт, а также «Грандкули» в США - 10800 МВт, «Гури» в Венесуэле – 10300 МВт, Саяно-Шушинская в России – 10,4 МВт) создают и многочисленные микроГЭС.
Важное преимущество ГЭС — возможность остановки в любой момент при избытке электроэнергии в сети и быстрого включения в рабочий режим при ее недостатке. Поэтому ГЭС в большинстве развитых стран играют роль пиковых. Эти же функции выполняют ГАЭС. Однако и ГЭС могут быть источником экологических проблем (затопление земель, заиливание водохранилищ, препятствие для миграции рыбы и т.д.).
Абсолютным лидером по выработке гидроэнергии на душу населения является Исландия. Кроме неё этот показатель наиболее высок в Норвегии (доля ГЭС в суммарной выработке — 98 %), Канаде (62%) и Швейцарии (56%). В Парагвае 100 % производимой энергии вырабатывается на гидроэлектростанциях.
Наиболее активное гидростроительство на начало 2000
ведёт Китай (18%электроэнергии в стране), для которого гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии. В этой стране размещено до половины малых гидроэлектростанций мира, а также крупнейшая ГЭС мира «Три ущелья» на реке Янцзы и строящийся крупнейший по мощности каскад ГЭС. Прогнозируется увеличение количества ГЭС.
Доля выработки электроэнергии на АЭС в некоторых странах достигает больших значений, так, в 12 странах она превышает 30 %. С другой стороны, в некоторых странах доля атомной энергетики в энергобалансе незначительна, так, Китай является одним из лидеров по установленной мощности, однако, АЭС дают около 3-4 % электричества страны. Мировым лидером по установленной мощности является США, однако ядерная энергетика составляет лишь 20 % в общем энергобалансе этой страны. Мировым лидером по доле в общей выработке является Франция (второе место по установленной мощности), в которой ядерная энергетика является национальным приоритетом — 72 %.Китайская Народная Республика осуществляет самую масштабную программу строительства новых АЭС, также значительные программы развития атомной энергетики имеют Индия, Россия, Южная Корея и в меньшей мере ещё около полутора десятка стран мира.
В то же время в мире существует противоположные тенденции, выраженные в стагнации и даже отказе от ядерной энергетики. Как некоторые лидеры атомной энергетики (США, Франция, Япония), так и некоторые другие страны, закрыли ряд АЭС. Италия стала единственной страной, закрывшей все имевшиеся АЭС и полностью отказавшейся от ядерной энергетики. Бельгия, Германия, Испания, Швейцария осуществляют долгосрочную политику по отказу от ядерной энергетики. Азербайджан, Грузия, Литва, Казахстан отказались от ядерной энергетики во многом по причине распада СССР, причём на территории двух последних стран уже действовали АЭС, построенные в рамках единой советской энергетики. Австрия, Куба, Ливия, КНДР, Польша по политическим, экономическим или техническим причинам остановили свои ядерные программы перед пуском своих первых АЭС, хотя Польша в долгосрочной перспективе не исключает возможности строить АЭС вновь. Ранее отказывалась от атомной энергетики Армения, однако затем её единственная АЭС была пущена в эксплуатацию вновь. Имеющие АЭС Нидерланды, Тайвань, Швеция планировали отказаться от атомной энергетики, хотя пока приостановили такие мероприятия. Также имели ранее, но отказались от программ развития атомной энергетики не имевшие АЭС Австралия, Гана, Греция, Дания, Ирландия, Латвия, Лихтенштейн, Люксембург, Малайзия, Мальта, Новая Зеландия, Норвегия, Португалия, Филиппины. Крупнейшей в мире АЭС в настоящее время является южнокорейская АЭС Кори (с учётом новых энергоблоков Шин-Кори); ранее таковой была ныне временно остановленная японская АЭС Касивадзаки-Карива.
Преимущества: АЭС могут оперативно реагировать на изменение потребления электроэнергии и не зависят напрямую от поставок топлива. Кроме того атомные электростанции не выделяют СО2, следовательно не способствуют глобальному потеплению. Недостатки: облучённое топливо опасно, требует
сложных и дорогих мер по переработке и хранению; последствия возможного инцидента крайне тяжелые, хотя его вероятность достаточно низкая; ресурсы, которые использует АЭС для ядерной реакции, а конкретно урановое топливо, является не возобновляемым; большая стоимость постройки и введения в эксплуатацию АЭС.
К категории возобновляемых источников энергии (ВИЭ), которые также часто называют альтернативными, принято относить несколько не получивших широкого распространения источников, обеспечивающих постоянное возобновление энергии за счет естественных процессов. Это источники, связанные с естественными процессами в литосфере (геотермальная энергия), в гидросфере (разные виды энергии Мирового океана), в атмосфере (энергия ветра), в биосфере (энергия биомассы) и в космическом пространстве (солнечная энергия).
Наибольший интерес к ним стали проявлять в период мирового энергетического кризиса 1970-х гг., когда цены на традиционные энергоносители резко поднялись. В 1981 г. в очень немногих странах и регионах, где отсутствуют запасы органического топлива и ресурсы гидроэнергии, но имеются благоприятные условия для использования альтернативных источников энергии, доля их в таких балансах оказывается значительной. Существенно снизились затраты на строительство ветровых и солнечных электростанций, что повысило их конкурентоспособность даже в сравнении с обычными ТЭС, работающими на органическом топливе. Большое значение имеет также проводимая в США, Японии, Китае, Индии, во многих странах Западной Европы политика стимулирования их использования.
Источники геотермальной энергии отличаются не только неисчерпаемостью, но и довольно широким распространением: ныне они известны более чем в 60 странах мира. Но сам характер использования этих источников во многом зависит от их природных особенностей. Термальные воды используют для прямого обогрева во многих странах зарубежной Европы (Исландия, Франция, Италия, Венгрия, Румыния), Азии, (Япония, Китай), Америки (США, страны Ц Америки), Океании (Нов. Зеландия).
Использование энергии ветра началось, можно сказать, на самом раннем этапе человеческой истории. Технологические основы современной ветроэнергетики разработаны уже достаточно хорошо. Самым крупным производителем ветродвигателей была и остается Дания, за которой следуют Германия, США, Япония, Великобритания, Нидерланды.
В последние два десятилетия ветроэнергетика развивалась более высокими темпами, чем энергетика, использующая остальные виды альтернативных источников.
Однако во второй половине 1990-х гг. мировое лидерство в ветроэнергетике перешло к Западной Европе, где уже в 1996 г. было сосредоточено 55 % мировых мощностей ветроэнергетических установок. В рамках ЕС была поставлена задача к 2030 году увеличить долю ветроэнергетики в производстве электроэнергии до 30 %. Биомасса также представляет собой особый класс энергоресурсов, включающий в себя древесину, отходы лесной и деревообрабатывающей промышленности, растениеводства и животноводства. Когда биомассу относят к альтернативным источникам, то имеют в виду не прямое ее сжигание, например в виде дров или навоза, а газификацию и пиролиз, биологическую переработку с целью получения спиртов или биогаза. Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым топливным дефицитом в традиционной Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым топливным дефицитом в традиционной энергетике. По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллионов рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП