Т.у.т. 29,3 ГДж/т 8,14 МВт-ч/т

Международное Энергетическое Агентство (IEA) приняло за единицу нефтяной эквивалент TOE (англ. Tonne of oil equivalent). Одна тонна нефтяного эквивалента равняется 41,868 ГДж или 11,63МВт·ч.

1 ТОЕ = 1,43 т.у.т.

Применяется также единица — баррель нефтяного эквивалента (BOE):

1 TOE = 7,11, 7,33 или 7,4 ВОЕ.

Поэтому нетрудно подсчитать, что общее количество солнечной энергии, падающей на Землю в среднем в течение суток, эквивалентно 350 млрд. т.у.т. Путем фотосинтеза может быть усвоена лишь та часть солнечной энергии, которая падает на биологически активные поверхности, составляющие не более 10 % всей поверхности Земли.Если предположить, что реальная эффективность фотосинтеза равна 0,1-1 %, потенциально возможные темпы накопления запасов органического топлива на Земле составляет 15-150 млрд. т.у.т. в год. Из сопоставления этих цифр с оценками существующих запасов органического топлива можно сделать вывод, что действительные темпы образования и накопления запасов органического топлива значительно меньше.

Существуют различные прогнозы потенциальных ресурсов органического топлива, находящегося в недрах Земли. Они не всегда согласуются друг с другом из-за трудностей расчетов, недостаточности данных геологической разведки, различия подходов к извлекаемости, доступности и т.п. Наибольшим авторитетом пользуются оценки, рассматриваемые на международных форумах энергетиков.

По оценкам на 2005‑2006 г. доказанные запасы ископаемых топлив составляют 1,3‑1,5 трлн т.у.т., вероятные запасы 12‑13 трлн т.у.т., причем ~ 85 % всех запасов органического топлива приходится на уголь, 10 % на нефть и 5 % на газ (по данным мировой энергетической конференцией в Детройте в 2002 г.). Разведка многих труднодоступных районов может выявить значительные дополнительные запасы, а прогресс в технологии добычи и извлечения топлива сделать доступными и экономически приемлемыми для разработки такие месторождения, эксплуатация которых в настоящее время считается заведомо нерентабельной и неперспективной.

Уровень потребления первичных энергоресурсов в мире составляет ~12 млрд т.н.э.: из них нефть (33 %), уголь (30,3 %), газ (23,7 %). Мировое потребление первичных энергоресурсов выросло на 45 % за последние 20 лет, и, вероятно, вырастет еще на 39 % за следующие 20 лет (ВР: Прогноз развития мировой энергетике до 2030 г. Статистический обзор, 2011).

Из-за влияния различных факторов развития мировой экономики темпы роста потребления топливно-энергетических ресурсов будут существенно снижены и предположительно составят в мировом масштабе 1,7 % в год.

Энергопотребление в странах ОЭСР в 2030 г. будет всего на 6 % выше, чем сегодня, и в среднем рост будет составлять 0,3 % в год до 2030 г. После 2020 г. потребление энергии на душу населения в странах ОЭСР начнет снижаться (-,2 % в год).

Потребление энергии в странах за пределами этой организации, по прогнозам, увеличится почти в два раза (или на 68 %), показывая средний рост в 2,6 %, и на эти страны будет приходиться 93 % мирового роста энергопотребления. Голод на энергоносители в основном одолевает Китай, Индию и остальные быстроразвивающиеся страны.

Мировое потребление ископаемых топлив составляет 12 млрд т.н.э. (по данным British Petroleum ВР, 2003 г.), причем в Европейском союзе 2,0 млрд т.н.э., в США 3,4 млрд т.н.э., в России 1,3 млрд т.н.э. К 2030 г. по прогнозу ВР мировое потребление ископаемых топлив составит 20 млрд т.н.э.

Возобновляемые источники энергии и ядерная энергетика будут наиболее быстро растущими. Тем не менее, топливный баланс будет меняться относительно медленно из-за длительного жизненного цикла активов. В целом доля энергии, произведенной из ископаемого топлива, к 2030 г. снизится лишь до 65‑75 % (с 87 %). Возобновляемые источники энергии вырастут с 1,8 % до 15 %, и ядерные увеличатся с 5 % до 7 %.

(▲Круглый стол«Роль газовой отрасли в борьбе с изменением климата» Москва, 25 марта 2013 г. Зам. директора Института проблем нефти и газа РАН,Член Совета Директоров Института Энергетической Стратегии д.э.н., академик РАЕН, А. М. Мастепанов)

Рассмотрим, как велики имеющиеся мировые запасы органического топлива и смогут ли они обеспечить непрерывно растущие потребности человечества в энергии. Суммарная потребность в энергоресурсах всех видов на период от наших дней до 2100 г. может составить (из расчета прогнозируемого ВР 1,7 % роста в год) около 2,5-3 трлн т.у.т., т.е. запасы органического топлива без привлечения других источников энергии будут близки к истощению на нашей планете к концу XXI в.

Столь опасное развитие событий может быть предотвращено, если использовать не зависящий от солнечной энергии источник – ядерное топливо, а также эффективно использовать во все больших масштабах возобновляемых под действием солнечного излучения источников энергии – это энергия речных стоков, биотопливо (древесина, этанол, метанол, биодизель, синтез-газ, водород, и др.), установки, основанные на использовании энергии солнца, ветра, тепловой энергии недр и океанов.

Важнейшим фактором научно-технического прогресса является неуклонное повышение эффективности получения, преобразования и расходования энергии. В настоящее время (ВР, 2011 г.) в большинстве стран неуклонно уменьшается энергоёмкость – объём энергии, используемый для производства единица ВВП.

В 1975 г. П. Л. Капица первым обратил внимание на линейную корреляционную зависимость ВВП на душу населения в отдельных странах от потребления энергии. Представляет интерес, как изменилась эта картина в 1993 г.

ВВП и потребление энергии 1993г.▲

Из рис. видно, что за последние 30 лет потребление на душу населения во всех странах существенно возросло, и одновременно произошла резкая дифференциация стран по эффективности использования энергии в т.у.т. на производство единицы ВВП.

В настоящее время существует не одна, а три линии регрессии зависимости ВВП на душу населения от душевого потребления энергии.

Первая линия регрессии описывает эффективность потребления энергии в развитых странах, в число которых входят Испания, Израиль, Италия, Великобритания, Швеция, Швейцария, Нидерланды.

Вторая линия регрессии в точности совпадает с линией регрессии, которая имела место в 1968 г., на ней располагаются Аргентина, Греция, Южная Корея, Австралия, Норвегия и другие.

Особняком среди этих стран стоят США и Канада. США располагается между первой и второй линиями регрессии, а Канада по эффективности энергопотребления существенно отстает от стран второй группы.

Третья линия регрессии описывает эффективность потребления энергии в развивающихся, «сырьевых» странах. В их число входят Венесуэла, Индонезия, Иран, Ирак, Мексика, Пакистан, Филиппины. Для этой группе стран характерно крайне неэффективное использование энергии, при которой рост энергопотребления на душу населения практически не ведет к росту ВВП, назовем эти страны группа IV.

Заметим, что в группах II и III многие страны (Канада, Норвегия, США, Великобритания) являются крупными производителями топливно-энергетических и других ресурсов, но наряду с сырьевыми отраслями в них исключительно высоко развиты и другие отрасли промышленности.

В четвертую входят страны, основу экономики которых составляет продукция топливно-энергетического комплекса.

Из анализа рис. 2 следует интересный факт: существует еще одна группа стран, в число которых входят Швейцария, Дания, Япония, Австрия, ФРГ и Франция. Эти страны отличает исключительно высокая эффективность использования энергии для производства ВВП. Важно отметить, что эти страны не располагают собственными сколько-нибудь значительными ресурсами нефти и газа. Назовем эти страны группа I.

Как изменилась энергоемкость ВВП в настоящее время? Безусловным лидером по эффективности использования энергии на сегодняшний день является Норвегия, не только сократившая примерно в два раза энергоемкость своей экономики, но и обеспечившая при этом более чем двукратный рост ВВП на душу населения. Это факт тем более назидателен, что Норвегия является нефтедобывающей страной. Снижение энергоемкости изменяет прежние пропорции между ростом национального продукта и энергопотреблением: при меньших удельных затратах энергии и живого труда будет обеспечиваться получение больших материальных ценностей и благ. В этих условиях непрерывный ежегодный рост потребления энергоресурсов постепенно может стабилизироваться, а в отдельных странах и регионах даже снизиться по сравнению с достигнутым уровнем.

ВВП и потребление энергии 2004-2009 гг. ▲

По теоретическим расчетам современные мировые потребности в энергии можно было бы обеспечить за счет солнечной энергии, получаемой ежегодно земной поверхностью площадью 22 тыс. км² при КПД = 1. Если учесть, что средний КПД современных фотоэлементов 10‑25 %, то для электростанции мощностью 1 ГВт площадь фотоэлементов составит около 10-40 км². В настоящее время ФЭС генерируют около 1 % мировой электроэнергии.

Другими направлениями альтернативной энергетики являются ветроэнергетика (2,5 % мирового производства электроэнергии), геотермальная энергетика (0,3 %). По прогнозам к 2040 г. доля альтернативных возобновляемых источников энергии (вместе с гидроэнергетикой) должна увеличиться до 25 % в мировом энергобалансе.

Процесс технического освоения и широкого практического внедрения новых источников энергии длится в течение многих десятилетий. В этом отношении открытие в середине XX в. ядерной энергии как нового первичного источника энергии оказалось событием весьма своевременным, т.е. у человечества имеется подстраховка приблизительно на 50 лет для разработки и внедрения новых способов получения энергии. На 17 ^м конгрессе Мирового энергетического совета в Хьюстоне в 1999 г. впервые за последние 20 лет сделан вывод, что энергоресурсов достаточно для стабильного экономического развития всех стран.

Дата добавления: 2014-11-16