Частка в світовому споживанні енергії

Промислово розвинені Країни третього світу

країни (Захід і Схід)

Частка в світовому населенні

Річне споживання енергії на душу населення

Т УКП

Т УКП

Мешканець «третього світу»0,5 т УКП

Рис. 1.1 – Світове споживання енергії

(УКП – умовне кам’яновугольне паливо)

Доведеться добувати нафту з нафтоносних пісків і бітумінозних сланців з витратами, що явно перевищують сучасні світові ціни на неї. У всякому випадку, через структури використання джерел енергії, що мають бути освоєні, й при подальшому підвищені попиту на енергоносії в перспективі слід очікувати значного підвищення цін у світовій торгівлі енергією, хоча зараз нафта і газ є, мабуть, надлишки, і ціни на них сильно знижені. Отже, в перспективі й в країнах “третього світу” витрати на енергію зростуть, тим більше, що в цих країнах споживання енергії ще більше залежить від нафти, ніж у промислово розвинених. Так, 86 з 120 країн, що імпортують нафту, країни “третього світу” на 90% або більш покривають своє комерційне споживання енергії нафтою.

Чи вичерпаються джерела нафти в найближчі 30 років, чи такі прогнози малюють нам у чорному світлі лише захисники навколишнього середовища? Щоб з’ясувати це питання, слід, передусім, розрізняти два поняття: підтверджені резерви і всі ресурси, що можна видобути. Резерви включають запаси енергоносіїв, наявність яких вірогідно доведена, а кількість врахована відносно точно. Їх добування може проводитися за сучасними технологіями в недалекому майбутньому. Але, якщо б світ володів тільки резервами сирої нафти (близько 90 млрд.т), то при постійній щорічній світовій здобичі 2,8 млрд.т її запаси були б вичерпані протягом найближчих 30-40 років.

Поняття “ресурси” охоплює все наявне в світі паливо (природний газ, нафта, кам’яне і буре вугілля). До ресурсів належать енергоносії, наявність яких хоча і вірогідно доведена, але здобич яких вимагає нових, ще не розроблених технологій, а також ще не відкриті запаси палива, про наявність яких можна зробити висновок з результатів геологорозвідки. Ці цифрові дані мають частково спекулятивний характер і повинні завжди оцінюватися з цієї точки зору. Для звичайної нафти, тобто для нафти, що видобувається за сучасними технологіями, всі ресурси, що можна видобути, оцінюють в 30 млрд.т. Ще 450 млрд.т нафти, за оцінками Всесвітньої конференції з енергії, можна видобути з бітумінозних сланців і нафтоносних пісків, а також у результаті впровадження більш ефективних технологій, що дозволяють видобувати більшу частину наявної в родовищі сирої нафти.

Коли говорять про те, що запаси нафти скоро вичерпаються, то мають на увазі її резерви і не враховують ресурси, або виходять із сильно зростаючого споживання нафти. Якщо ж ми будемо враховувати ресурси в цілому, то зможемо стверджувати, що нафта в найближчі 30 років не вичерпається. Однак це ані якою мірою не виправдовує продовження колишнього транжирування цінного енергоносія, придатного до використання головним чином як сировини, тому що при зростанні споживання збільшується не тільки вартість видобутку але і навантаження на навколишнє середовище, особливо, якщо доведеться розробляти ресурси бітумінозних сланців і нафтоносних пісків.

На який час вистачить резервів енергії у вигляді не відновлюваних енергоносіїв, залежить як від розмірів родовищ, так і надто істотно від того, чи буде рости і далі споживанні енергії, або ж його вдасться стабілізувати. За даними Всесвітньої конференції з енергії при незмінному в світовому масштабі споживання окремих енергоносіїв резервів вугілля вистачить ще приблизно на 350 років, резервів нафти – на 30 років і резервів газу – приблизно на 50 років. Якщо враховувати при цьому також ресурси енергоносіїв, то при постійному споживанні вугілля вистачить приблизно на 2000 років, нафти (звичайна нафта, нафта з бітумінозних пісків і горючих сланців) – приблизно на 300 років. Газу нам вистачить на найближчі 200 років. Однак, якщо споживання енергії буде рік від року зростати, то ці запаси дуже швидко розтануть. При щорічному прирості споживання 4% запаси вугілля (ресурси), що можна видобути, вичерпаються менше ніж за 110 років, всі запаси нафти підійдуть до кінця в 40-і роки майбутнього сторіччя, а запаси газу закінчаться ще на 10 роки раніше.

Поряд з величезними руйнуваннями навколишнього середовища, зв’язаних з кліматичними змінами і зумовленими ними катастрофами, такі експансивні енергетичні стратегії тягнуть за собою й інші численні ризики: навіть при зростанні споживання енергії менше 4% залежність багатьох країн від імпорту нафти і інших енергоносіїв сильно зросте, що при політично зумовлених кризах постачання у видобувних країнах викличе небезпеку інтервенції країн, що імпортують нафту.

Так, наприклад, колишній американський державний секретар Кіссинджер цілком відкрито погрожував “війною за нафту”, і деякі німецькі політики також демонстрували високий ступінь готовності до інтервенції.

Навпаки, послідовна політика раціонального використання енергії не тільки допомогла б ощадливо витрачати запаси палива і зберегти навколишнє середовище, але і сприяла б зменшенню небезпеки війни за джерелами сировини.

Майже вся електроенергія, що відпускається і розподіляється через мережу державного енергопостачання за групами споживачів, вироблена на конденсаційних електростанціях. Конденсаційні електростанції лише малу частину використаної первинної енергії перетворюють в електроенергію. У середньому брутто – КПД цих електростанцій складає 38%. Однак з цього брутто – КПД потрібно ще врахувати електроенергію, необхідну для роботи обладнання електростанцій (насоси, вугільнопомольні млини і т.п.). Якщо враховувати ще і мереживі втрати, то виясниться, що з використаної первинної енергії до споживача доходить тільки 34%. КПД електроенергії, що застосовується для опалення значно нижче, ніж КПД при всіх інших технологіях опалення. До того ж, викиди, віднесені на кіловат-годину корисної енергії дуже високі, бо, по-перше, необхідно використати великій обсяг первинної енергії, по-друге, на електростанціях застосовується “брудне” пальне, наприклад, буре або високозольне вугілля, важкий мазут або збагачений уран.

Хоча 50% сучасної потреби можна задовольняти за рахунок теплоелектроцентралей, фактична частка виробленої енергії в загальному нетто-споживанні складає менше 4%.

Енергетичний баланс елекроенергогосподарства, таким чином, надто і надто незадовільний. Оскільки КПД конденсаційних електростанцій вряд чи можна підвищити, перетворення енергії повинно бути орієнтоване на раціональне використання при виробництві електроенергії тепла, що утвориться. Оскільки для великих електростанцій через велику кількість тепла та їхнього розташування вдалині від міст це нерентабельно, будівництво нових великих конденсаційних електростанцій необхідно припинити або обмежити [3].

Використання електроенергії споживачами,

що включаються тільки вночі

Коли підприємство енергопостачання для збільшення збуту посилаються на екологічну безпеку опалення акумуляційними електропечами, вони грають “крапленими картами”. Так, наприклад, акціонерне товариство Баденверк для визначення емісії (викид шкідливих речовин на кіловат-годину) виходить з того, що “70% електроенергії виробляється на атомних електростанціях з невеликою емісією і гідростанціях без емісії”. Однак електроенергія для акумуляційних електропечей, що включаються тільки вночі, виробляється майже винятково електростанціями, працюючими на вугіллі. Бо період опалення обмежений зимовими і перехідними місяцями, електроенергія, що використовується для опалення, не відноситься до базового навантаження (тобто до енергії гідроелектростанцій, електростанцій, які працюють на бурому вугіллі, або атомних електростанцій).

Спостерігаються добові коливання попиту на електроенергію на прикладі річного і зимового дня. Виробництво електроенергії на електростанціях повинно постійно відповідати попиту. Для цього використовуються різноманітні типи електростанцій, придатні для чітко певних цілей. Так, наприклад, електроенергія для задоволення основних потреб, наявних влітку, так і взимку, як у день, так і вночі, виробляється на так званих базових електростанціях. Ці електростанції (гідроелектростанції, атомні електростанції, які працюють на бурому вугіллі) відрізняються високими капітальними вкладеннями, низькими витратами на паливо і експлуатацію. Їх завжди прагнуть, раз вони побудовані, використати в першу чергу, оскільки експлуатаційні витрати для них мінімальні.

Напівпікові електростанції працюють здебільшого взимку. Влітку, коли попит на електроенергію нижче, частину з них зупиняють – довше, ніж це необхідно для ремонту і технічного обслуговування.

Пікові електростанції (які працюють на рідкому паливі і газі) мають у порівнянні з базовими набагато менш капіталовкладень, але потребують дорогого палива. Тому вони використовуються для виробництва електроенергії при короткострокових піках попиту і водночас служать як резервні. Якщо виникає підвищений попит на електроенергію ночами в опалювальний період, як це буває через додаткове підключення акумуляційних електропечей, ця електроенергія виробляється, як правило, напівпіковими електростанціями, які працюють на кам’яному вугіллі, бо всі готові до експлуатації базові електростанції вже виробляють електроенергію.

1.2 Аналіз енергетичного потенціалу планети і України

В останньому щорічному “Міжнародному огляді ринків енергоносіїв” американські фахівці з міністерства енергетики передбачають, що до 2015 р. потреби в ПЕР (паливно-енергетичні ресурси) зростуть на 54% порівняно з рівнем 1995 р. Майже половина приросту споживання ПЕР (45%) буде визначитися зростанням енергетичних потреб азіатських країн. Таке зростання обумовлюється тим, що розвиток промислового сектору є основною ланкою їх швидкого економічного зростання (зокрема, Китаю, Індії). Споживання енергії у цих до 2005 року було на 9% більшим, ніж у США, а до 2015р. – на 44%.

Згідно з прогнозом, для країн Східної Європи та колишнього СРСР у два наступні десятиліття передбачається зростання щорічного споживання ПЕР на 1,8%, що значно поступається азіатським країнам.

Потреби у природному газі будуть зростати найбільш динамічно (щорічно понад 3%). До 2015 р. споживання газу досягне майже 50 трлн. м³ (на 8,5% більше, ніж у 1995 р.) і випереджатиме споживання вугілля у промисловості та виробництві електроенергії. Найбільше зростання споживання газу передбачається у країнах, що розвиваються (у азіатських країнах передбачається зростання споживання газу щорічно на 8%).

Вугілля, яке за рівнем запасів випереджає всі інші види викопного палива, збереже своє значення первинного енергоносія поряд з нафтою та природним газом. Зараз вугілля забезпечує приблизно 40% всього виробництва електроенергії у світі. Застосування новітніх технологій дозволить розширити його використання у XXI столітті. На кінець 2005 р. світові достовірні запаси вугілля за оцінкою компанії “ВР” в цілому перевищили 1 трлн.т, у тому числі 519,4 млрд.т припадало на кам’яне вугілля. Видобування вугілля у низці країн світу у 2005 р. у мільйонах тонн складало: Китай – 1289,0, США – 934,1, Індія – 285,5, Росія – 262,2, ФРН – 246,0, Австралія – 242,8, ПАР – 203,5, Польща – 198, Чехія – 89,2, Україна – 83,6.

Обсяги споживання нафти зростуть на 51%, ціни на нафту залишаться на рівні 100 дол. США за барель сирої нафти. Стабільність цін на нафту обумовлюється значними інвестиціями у нафтовидобувну галузь та використанням більш ефективних методів пошуку нафтоносних родовищ.

Як приклад важливості та перспектив залучення альтернативних джерел енергії зазначимо, що лише для гідроенергетичного потенціалу теоретична величина складає близько 44 трлн. кВт на рік, а технічно можливого до використання – 19 трлн. кВт на рік. Крім того, в США гідроенергетичні ресурси вже використані на 45%, у Канаді - –а 40%, Франції – на 90%, Італії – на 70%, Японії – на 60%, а в Швеції – на 99%.

Споживання електроенергії в 2015р. у світі зросте до 20 трлн. кВт.год, що на 75% більше, ніж у 1995 р. (11,4 трлн. кВт.год). Необхідно буде побудувати 5000 нових 300-мегаватних електростанцій.

Американські фахівці передбачають значні структурні зміни в електроенергетиці. В економічно розвинених країнах буде проведена реструктуризація ринку виробництва електроенергії, що посилить конкуренцію та забезпечить використання сучасних ринкових механізмів. Те, яким чином електроенергія буде генеруватися та транспортуватися, вплине на здатність країн задовольняти свої енергетичні потреби та вирішувати екологічні проблеми [4].

Енергетичний потенціал нашої держави складають як органічні викопні, природні ПЕР – уран та гідроенергія, так і поновлювані джерела енергії.

Паливно-енергетичний комплекс (ПЕК) України складається з двох економічно самостійних галузей: електроенергетики та паливної промисловості. Паливна промисловість охоплює сукупність процесів з видобування природних видів палива та їх переробки, що реалізується вугільною, газовою, нафтовою та нафтопереробною, торф’яною і атомною промисловістю. ПЕК є складною міжгалузевою системою видобування та виробництва палива і енергії, їх транспортування, розподілу і використання. Він є базовим комплексом для будь-якої держави. Від його розвитку залежать темпи, масштаби та техніко-економічні показники (ТЕП) усього виробництва, зокрема промисловості, сільського господарства, транспорту. Досягнуті рівні видобування та споживання ПЕР є основою багатьох територіально-виробничих комплексів, яки визначають спеціалізацію цих комплексів за енергоємними виробництвами.

У подальшому до груп та видів ПЕР будемо відносити: природне паливо, природні енергетичні ресурси, продукти переробки палива, горючі (паливні) побічні енергоресурси, електроенергію, теплову енергію (пара та гаряча вода). До природних ресурсів палива належать: вугілля кам’яне та буре, сланці, торф паливний, дрова для опалення, нафта (включаючи газовий конденсат), газ горючий природний, газ підземної газифікації, вугілля та інші види природного палива (лігніти, відходи сільськогосподарського виробництва, відходи заготівлі лісу та деревообробки, метан вугільних родовищ). До природних енергетичних ресурсів належать: гідроенергія, геотермальна, атомна та сонячна енергія, енергія вітру, енергія морських припливів, енергія біомаси та інших видів енергії.

Дамо оцінку запасів первинних викопних енергоносіїв нашої держави та енергетичного потенціалу поновлюваних джерел енергії [4,5,9,10,11,12,13].

Основний органічний енергоносій у нашій державі – вугілля, кам’яне та буре. Загальні геологічні запаси кам’яного вугілля складають 94,5%, бурого – 5,5%.

За загальними оцінками у надрах України може бути зосереджено до 300 млрд. т вугілля. Якщо за даними західних експертів світових запасів нафти та газу вистачить на 80-90 років, вугілля – на 350 років, то вітчизняних запасів вугілля вистачить на 400 років. Це дає можливість розглядати сучасну вугільну енергетику як пріоритетну, а вугілля – як основний енергетичний ресурс України. Балансові, позабалансові та прогнозні ресурси вугілля в Україні складають 117,3 млрд.т, розвідані запаси за категоріями А+С₁+С₂-52,6 млрд. т, з них коксуючи вугілля – 17,7 млрд. т (31%), антрацит – 8,3 млрд. т (11,5). У розробці та підготовці для освоєння знаходяться запаси 23,6 млрд.т.

В “Концепції структурних перетворень вугільної промисловості України в умовах розвитку ринкових відносин”, яка підготовлена Мінвуглепромом України в 1995р., реальний щорічний потенціал галузі оцінюється в 100 млн.т вугілля. При теплотворних властивостях 4500-5000 ккал/кг (18,7 – 20,8 МДж/кг) такі обсяги видобування еквивалентні 64,3-71,4 млн. тонн умовного палива (т.у.п.), що складає 21,4-23,8% загальних потреб країни в первинних ПЕР. Зараз і перспективі вугілля буде займати провідне місце у виробництві ПЕР нашої держави. Балансові запаси вугілля на початок 90-х років складали 47 млрд. т, у тому числі коксуючих – 15, енергетичних – 32 млрд.т.

Найбільші родовища нафти знаходяться у Сумській області, де у 1994 р. було видобуто 1,5 млн. т нафти, що складає 48% її загальнодержавного видобутку. У Чернігівській області видобуток нафти становив 687 тис. т (22%), в Івано-Франківській – 569 тис.т (18%).

Більшість значних родовищ нафти України вже вичерпані майже до проектного рівня. Наприклад, рівень нафтовилучення Леляківського родовища досяг 59% при проектному рівні в 62,2%, Гнідинцівського родовища відповідно – 61 та 62,2, Прилуцького – 53,2 та 56,6, Качанівського – 43,5 та 45,6, Волинського – 30,6 та 33,7.

Газовиявлення в Україні відзначені ще у 1901-1902 рр. під час будівництва соляних шахт у Прикарпатті. Перші промислові надходження були отримані в районі Калушу в 1921 р. на Дашавському родовищі, а у 1924 р. прокладено перший газопровід від Дашави до Стрия. Природні горючі гази знайдені у тих самих районах, що і нафта.

Для видобування газу зараз у Прикарпатському районі експлуатуються такі основні родовища: Рудківське, Опарське, Ходновичське, Битківське, Калушське, Канобнянське. На сьогодні запаси Дашавського родовища майже вичерпані. Воно використовується як газосховище. Природний газ Прикарпаття характеризується високим вмістом метану (до 98%).

Дніпровсько-Донецький район почав розвиватися у 50-60-х роках нашого століття. Найбільше родовище Шебелинка, на якому видобуто до половини всіх обсягів газу, отриманого з Дніпровсько-Донецького району. Газові родовища цього району переважно метанові (вміст метану до 98%) з невеликою кількістю вуглекислого газу (до 3%) і також є Єфремівське, Співаківське, Кегечівське, Солохівське, Машевське, Більське, Качанівське, Михайлівське та інші.

В Причорноморському нафтогазоносному районі великі родовища природного газу відкриті в Криму – Джанкойське, Глібовське, Задорнянське, Західно-Жовтневе, Краснополянське. Загальні запаси тут досягають 1254 млрд. м³. Родовища газу були знайдені в Північному Криму ще у 1960 р., а під Азовським морем у 70-х роках. Зараз шельфові родовища залишаються переважно не розвіданими, на глибині моря менше 60 м було виявлено 10 родовищ. Найбільші родовища на шельфі південної України – це Голицинське та Шмідта.

В експлуатації знаходяться 115 газових родовищ, балансові запаси природного газу за категоріями А+В+С₁ складають понад 1120 млрд.м³.

Більша частина видобутих в Україні газу і нафти в минулому припадала на свердловини глибиною 2,5-5 км, але зараз свердловини досягають глибини 4-7 км через необхідність розробки більш глибоких зон газоносних і нафтоносних пластів. Загальна кількість експлуатованих родовищ складала 208. У 1996 р. було пробурено 35615 м пошукових та розвідувальних свердловин. Зараз понад 57% розвіданих запасів необхідно віднести до важковидобувних.

У першому півріччі 1997 р. АТ “Укрнафта” своїми силами відкрила два родовища в Полтавській області: Західно-Вільшанське нафтове та Середняківське газове. АТ “Укргазпром” відкрило Губанівське газове родовище в Львівській області. Державне підприємство “Чорноморнафтогаз” отримало перші тисячі кубометрів газу на нововідкритому морському родовищі на структурі Безіменній.

Національна програма “Нафта та газ України до 2010 року” передбачає доведення річних обсягів видобутку нафти та конденсату з 4,1 млн. т у 1995 р. до 7,5 млн. т у 2010 р., з яких 2,5 млн. т буде видобуватись на шельфах Чорного та Азовського морів. До 2010 р. обсяг річного видобутку газу планується збільшити до 35,3 млн. м³, з яких на шельфі – 6,3 млрд. м³. За даними Держкомекології України початкові запаси нафти та газу України складають 8,418 млрд. т. у.п., з яких 6,4 млрд. т.у.п. – газ, 1,3 млрд. т – нафта, 0,4 млрд. т – конденсат. Розвідані запаси України складають 1,4 млрд. т у.п., з яких газ – 1,15 трлн. м³, нафта – 153 млн. т, конденсат – 83 млн. т. За станом на 01.05.95 р. розвідані запаси вуглеводневої сировини України знаходяться у 297 родовищах, з яких 80 – газові, 94 – газоконденсатні, 49 – нафтогазоконденсатні, 9 – конденсатні, 65 – нафтові.

Суттєве значення для підвищення рівня самоенергозабезпечення України мають поклади уранової руди. Наша держава займає одне із чільних місць у Європі по її видобутку. Прогнозовані запаси Уранової руди у Дніпропетровській області становлять 40 тис. т. Наприклад, розвіданих запасів уранової руди вистачить для виробництва ядерного палива з урахуванням кількості блоків АЕС на 150 років. Український уран після очищення містить тільки 0,7% ²³⁵U, тоді як атомні реактори вітчизняних АЕС потребують 4%. В Україні відсутній замкнений цикл з виробництва ядерного палива.

Макроструктурні та технологічні пріоритети розвитку України мають базуватися на ефективному сучасному паливно-енергетичному секторі держави. Оцінити значимість перспектив розвитку ПЕК в Україні можна на основі співставлення даних, наведених у табл.1.1-1.2[4].

Враховуючи важливість у світовому масштабі проблем енергозбереження та екології, доцільно розвивати в Україні конкурентоспроможне на світовому ринку енергозберігаюче та природоохоронне обладнання, застосування якого дозволить суттєво скоротити питомі витрати енергоресурсів і покращити охорону навколишнього середовища.

Таблиця 1.1 – Потреба народного господарства України ПЕР та рівень їх покриття за рахунок власного видобутку (виробництва) на період до 2010 р., млн. т у.п.

Види ресурсів	1990р.	1995р.	1996р.	2000р.	2005р.	2010р.
1.ПЕР, всього в тому числі: власні у відсотках	353,0   179,7 50,9	227,2   110,1 48,6	224,6   105,6 47,0	290,8   183,2 63,0	308,8   199,0 64,4	326,1   216,6 70,5
1.1. Котельно-пічне паливо, всього в тому числі: власні у відсотках	280,6   146,3 52,1	181,0   81,9 45,2	174,9   74,2 42,4	220,0   67,6 64,4	231,2   156,3 67,6	235,3   166,0 70,5
1.2. Моторне паливо, всього в тому числі: власні у відсотках	43,9     4,9 11,2	18,3     2,4 12,6	20,9     2,6 12,4	33,8     2,8 13,6	40,7     5,8 14,3	46,2     6,0 13,0
1.3. Природні енергетичні ресурси (традиційні й нетрадиційні), всього в тому числі: власні у відсотках	28,5   28,5 100,0	27,9   27,9 100,0	28,8   28,8 100,0	37,0   37,0 100,0	36,9   36,9 100,0	44,6   44,6 100,0
2. Ресурси природного (первинного) палива, всього в тому числі: власні у відсотках	308,2   130,6 42,4	187,8   79,9 42,5	178,7   79,0 44,2	250,8   135,3 54,0	268,4   152,1 56,7	273,0   164,3 60,2

Впровадження технологічних пріоритетів потребує налагодження роботи системи: кваліфіковані кадри – високі технології – управління інноваціями – нова продукція. На думку видатного українського науковця М. Амосова доцільним є проведення постійної роботи з моделювання суспільства та психологічному моніторінгу. Необхідно розробити та використати спрощену економічну модель у сполученні з психологією та соціологією.

Таблиця 1.2 – Власні ресурси природного (первинного) палива в Україні для внутрішнього споживання на період до 2010 року