Amintiţi-vă, ce resursele minerale aparţin celor energetice şi de combustibil.
Ce resurse necesită producţia energiei electrice?
ECHILIBRUL COMBUSTIBILO-ENERGETIC. Anual omenirea necesită cantităţi enorme de surse primare de energie - minerale (cărbune, gaze naturale, petrol, şisturi bituminoase, turbă, uraniu), biologice (lemn, material vegetal de energie) hidraulice (energia râurilor, fluxurilor), climatice şi spaţiale (energia vântului, Soarelui), geotermale (energie subterană) şi altele. Din aceste surse se produce energia electrică şi termică, combustibilul pentru autovehicule şi necesităţile de uz casnic, combustibil tehnologic pentru industrie şi aşa mai departe. Pentru a evalua volumul total al diferitelor tipuri de combustibil, au fost transferate în asa-numitul combustibil conventional, care se măsoară în tone de petrol (sau cărbune) echivalent. Pentru a echivala această cantitate de electricitate de la diverşi combustibili la energia, produsă din 1 kg de petrol sau 1 kg de cărbune.
In 2015 producţia mondială a surselor de energie primară (în echivalent de petrol) a fost de 13,9 miliarde de tone, iar consumul - 13,4 miliarde de tone, liderii mondiali în ambele cazuri sunt China şi SUA (tabelul 5).
Tabelul 5
Producţia şi consumul surselor primare de energie în lume şi în unele ţări
milioane de tone în echivalent de petrol (a. 2015)
Producţia mondială si consumul de energie primară pe parcursul ultimului secol s-a schimbat în mod semnificativ. Stadiu de dezvoltare „carbonifer” (când predomina producţia de cărbune), în a doua jumătate a secolului XX s-a schimbat cu cel „petrolier”, ca urmare a descoperirilor unor rezerve mari şi a energiei de înaltă eficienţă a petrolului.
Dar creşterea semnificativă a preţurilor la petrol la sfârşitul secolului al XX-lea, a provocat o scădere a cotei sale în structura mondială a consumului de energie. Aceasta a marcat începutul fazei „de tranziţie” atunci când a început utilizarea energiei nucleare, a crescut importanţa gazelor naturale, resurselor de combustibil locale, deşeurilor de la prelucrarea lumnului, s-a întâmplat o creştere treptată a consumului de energie din surse regenerabile. La acest lucru a contribuit, în special, introducerea în multe ţări a legislaţiei stricte de mediu. Mai multe ţări (Canada, Franţa, Marea Britanie, Finlanda, Danemarca, Olanda, Austria), planifică în următorii 10—15 ani să renunţe la utilizarea cărbunelui pentru producţia de energie electrică.
Astăzi, în producţia mondială şi consumul de energie primară, principalele surse de energie sunt petrolul, combustibilii solizi (în special cărbunele) şi gazele naturale (des. 85). Cota surselor regenerabile de energie este mică, dar tempul de creştere al acesrora este foarte mare.
Structura producţiei şi a consumului de energie în economie caracterizează echilibrul său combustibilo-energetic. Echilibrul combustibilo-energetic este raportul dintre producţia de diferiţi combustibili şi producţia de energie pe de o parte, şi consumurile de combustibil şi energie (folosirii lor în economie) pe de altă parte (des. 86). La aceasta influenţează rezervele şi calitatea resurselor combusti-bilo-energetice în ţară, posibilitatea de utilizare a acestora, costurile de producţie.
IMPORTANŢA ELECTROENERGETICII. Electroenergetica este un tip de activitate industrială care acoperă producerea de energie electrică, transmiterea acesteia, distribuţia şi vânzarea la consumatori (des. 87). Producţia (generarea) energiei electrice este procesul de conversie a diferitelor forme de energie în energie electrică, la întreprinderi numite centrale electrice. Astăzi, sunt răspândite
diferite tipuri de generare, respectiv, şi diferite tipuri de electroenergetică şi de centrale electrice (des. 88).
Obiectele electroenergeticii sunt, de asemenea, şi reţelele energetice (liniile de alimentare) prin care energia electrică este furnizată consumatorului. O caracteristică a electroenergeticii este imposibilitatea acumulării energiei electrice în cantităţi mari, astfel încât timpul de producţie şi de consum al său trebuie să fie acelaşi.
Astăzi este imposibil să ne imaginăm viaţa fără electricitate. De nivelul consumului ei este strâns legată dezvoltarea ştiinţifică, tehnică şi socio-eco-nomică a societăţii. Energia electrică se foloseşte la domiciliu, în industrie şi agricultură, în tipurile moderne de transport, în sectorul comunicaţiilor si informaţiilor, în stiintă. La utilizarea pe scară largă a energiei electrice contribuie posibilitatea transformării acesteia în alte forme de energie (termică, mecanică, de sunet, de lumină) şi uşurinţa de transmitere instantanee pe distanţe lungi.
Evaluarea globală a celor mai mari producători de energie electrică este condusă de China şi SUA (des. 89). In total, ele generează aproximativ 44 % din energia electrică la nivel mondial. Ucraina, în ceea ce priveşte producţia sa, este pe locul 25 în lume. In acelaşi timp, producţia de energie electrică pe cap de locuitor ocupă poziţii de conducere în ţările relativ mici ale Europei de Nord (Islanda, Norvegia, Suedia, Finlanda), ţările producătoare de petrol din Golful Persic (Qatar, Kuweit, Emiratele Arabe Unite), precum şi Canada şi SUA.
ELECTROENERGETICA TERMICĂ. Industria de energie termică este lider mondial, partea centralelor termice (CET) în producţia de energie electrică la nivel mondial este de aproape 2/3 (des. 90). Curentul se obţine, ca urmare a utilizării energiei termice, care se formează prin arderea combustibililor tradiţionali -cărbunelui, gazelor naturale, păcurei (produs de la prelucrarea petrolului). CET pot folosi, de asemenea, turbă şi şisturi bituminoase, dar aceşti combustibili sunt scăzuţi în calorii. Centralele electrice termice sunt capabile să genereze putere, indiferent de sezon.
Centralele termice sunt construite în apropierea bazinelor de cărbune, pe drumurile pe care se transportă cărbunele şi petrolul sau în apropierea consumatorului. Multe centrale termice de aceste tipuri sunt în Statele Unite ale Americii, Rusia, Kazahstan, Germania şi Ucraina. între timp, în Japonia, Coreea, Italia marile CET sunt situate pe malurile mărilor, orientându-se pe combustibilul importat. Ţările, în care aproape toată energia electrică este produsă de CET, sunt Africa de Sud, Polonia, Australia, Kazahstan (ele folosesc cărbune propriu), Olanda, Turkmenistan (propriul gaz natural), ţările Golfului Persic şi Africii de Nord (petrol şi gaze naturale proprii). în China, Rusia, Statele Unite ale Americii, Japonia, India, Marea Britanie cea mai mare parte a energiei electrice este generată la centralele termice.
Multe CET produc simultan energie electrică şi termică. Acestea se numesc centrale electrice şi de căldură (CEC). Apa, încălzită în procesul de producţie a energiei electrice, este utilizată în scopuri de producţie, la încălzirea serelor, caselor. Transferul de căldură la distanţă este limitat la 20 km de aceea CEC sunt construite în apropierea consumatorilor -întreprinderilor industriale mari şi în oraşele mari.
ELECTROENERGETICA NUCLEARĂ. La centralele electrice nucleare (CEN) energia termică este transformată în energie electrică ce se eliberează în urma reacţiei de fisiune a nucleelor atomici ale unor elemente chimice grele, în special uraniu. Pentru CEN, spre deosebire de CET, nu este nevoie de cantităţi mari de combustibil. Folosesc uraniu îmbogăţit, care este sub formă de tije (elemente ce degajă căldură), este încărcat într-un reactor nuclear pentru o lungă perioadă de timp. Acestea sunt amplasate în special, în zone cu cantităţi mari de consum de energie. Cu toate acestea, la producţia de energie nucleară este nevoie de multă
apă. O mare parte a problemei energiei nucleare - este acumularea de combustibil uzat, care este radioactiv si necesită zone speciale de depozitare.
Dezvoltarea rapidă a industriei energiei nucleare la nivel mondial a început în anii 70 ai secolului XX. Cu toate acestea, accidentul de la Cernobîl (1986) a stagnat acest proces. Multe ţări au revizuit planurile de energie nucleară şi după accidentul de la centrala nucleară japoneză „Fukushima-1” (2011). Iar Italia, Austria, Danemarca, Uruguay au adoptat o lege care interzice acest tip electroenergetic.
AIEA
Agenţia Internaţională pentru Energie Atomică oferă cooperare ştiinţifică şi tehnică în utilizarea paşnică a tehnologiilor nucleare şi a energiei nucleare, şi, de asemenea, garantează siguranţa nucleară (inclusiv protecţia împotriva radiaţiilor) la nivel mondial.
Astăzi, în 31 de ţări din întreaga lume, sunt mai mult de 440 de reactoare nucleare. Ponderea energiei nucleare în producţia de energie la nivel mondial este de 11 %. Lideri din punct de vedere al volumului producţiei sunt SUA, Franţa, Rusia, Japonia, Coreea de Sud, Canada, iar ca parte a producţiei energiei la CEN - Franţa (peste 75 %), Belgia, Slovacia, Ucraina (50-60 %).
Muzică în onoarea CHE
Una dintre cele mai mari CHE din lume este Itaipu construită pe râul Parana la graniţa dintre Brazilia şi Paraguay (12,6 milioane kW). Numele său tradus din limba poporului guarani înseamnă „pietrele ce cântă." Interesant este că în cinstea acestei clădiri grandioase chiar este scrisă o cantată simfonică - „Itaipu" (Philip Glass).
„Trei defilee"
Cea mai mare din lume după putere CHE / CEHA (17,7 milioane de kW) şi producţie anuală de energie electrică (98,8 milioane de kWh în 2014) funcţionează în China. Ea se numeşte„Sanxia"(„Trei defilee"). Aceasta este construită pe râul Yangtze. Lungimea barajului de beton de 2,3 km şi înălţimea de 185 m formează zona rezervorului de peste 1000 km2. în timpul construirii sale au fost inundate oraşele Vansyan şi Ushan şi aproape 28 de mii de hectare de teren arabil, 1,2 milioane de persoane evacuate şi chiar mutate o serie de monumente istorice si de arhitectură.
HIDROELECTROENERGETICA. Centralele hidoelectrice (CHE) transformă puterea apelor din râuri în energie electrică. Este oportun ca ele să fie construite pe râurile cu curenţi rapizi şi cu cascade, în special, în zonele montane, pe porţiunile înguste ale râurilor. CHE produc cea mai ieftină energie electrică după cost, folosesc resursele regenerabile şi nu poluează mediul înconjurător. Cu toate acestea, construcţia lor este destul de lungă şi este mult mai scumpă decât a CET. Rezervoarele de apă create lângă CHE inundă zone mari, încalcă regimul hidrologic al râurilor, dăunează
organismelor vii. Producerea energiei la acest tip de centrale depinde de condiţiile climatice si de sezonalitate.
In timp de 24 de ore energia electrică este consumată diferit, în cantităti mai mari în timp de zi şi mai mici - pe timp de noapte. Pentru a redistribui acest consum în timp, se construiesc centralele electrice de hidroacumulare (CEHA). Ele ciclic mută volumul constant de apă între bazinele cu două niveluri. CEHA sunt în acelaşi timp şi consumatori de energie şi producători ai ei: pe timp de noapte, atunci când există un exces de energie, electrică ele o consumă, pompând apă în rezervorul superior, iar ziua - generează energie electrică prin eliberarea apei în bazinul inferior. Acest lucru permite utilizarea mai eficientă a puterii centralelor electrice de alte tipuri.
După cifrele absolute ale volumului de producţie a energiei electrice, la CHE lideri mondiali sunt China, Brazilia, Statele Unite ale Americii, Canada. Aproape întreaga sa energie electrică este generată la CHE în Paraguay, Norvegia, Mozambic, Zambia, Republica Democrată Congo, Tadjikistan, majoritatea în Brazilia, Columbia, Venezuela, Canada, Austria, Elveţia, Noua Zeelandă.
PRODUCŢIA DE ENERGIE ALTERNATIVĂ. în industria energiei electrice, la nivel mondial din ce în ce mai mult se utilizează surse regenerabile - energia vântului, Soarelui, a apelor subterane, biomasei, fluxurilor şi refluxurilor marine, curenţilor şi valurilor etc. Aceasta adesea este numită energie alternativă: energia din surse regenerabile este inepuizabilă, spre deosebire de epuizabilii combustibili fosili neregenerabili. Producţia „curată” a energiei electrice prin vânt, energiei solare şi altele, are avantaje faţă de producţia „murdară” în centralele termice şi centralele nucleare, care sunt dăunătoare pentru mediu. La dezvoltarea de energie alternativă contribuie progresele tehnologice şi programele de stat cu introducerea aşa-numitului tarif „verde” — preţuri ridicate de achiziţie de energie electrică, din surse regenerabile de energie, pentru a încuraja producătorii săi. Cea mai mare răspândire în zeci de ţări (inclusiv Ucraina) au avut-o construirea centralelor electrice eoliene (de vânt) (CEE) şi centralelor electrice solare (CES): producţia de energie obţinută la ele are cele mai mari volume din China, Statele Unite ale Americii, Germania, Japonia şi India.
Centralele geotermale, după principiul acţiunii, ne amintesc de CEC, dar ele folosesc energia apelor subterane încălzită de căldură profundă a Pământului. Lideri în producţia de energie la CEGT sunt: Statele Unite ale Americii, Filipine, Indonezia, Islanda, şi mai recent, prin introducerea de noi capacităţi - Turcia.
Centralele bioelectrice produc electricitate din materiale organice (lemn, paie, producţia culturilor, deşeuri de la creşterea animalelor, deşeuri municipale solide). Lideri mondiali în bioelectroenergie sunt SUA, China, Germania, Brazilia şi Japonia.
Din tipurile alternative de hidroenergetică fac parte şi generarea fluxurilor şi a valurilor. Centralele electrice de acest fel transformă energia fluxurilor în energie
electrică. Cele mai multe centrale sunt construite în Republica Coreea, Franţa, Marea Britanie, Canada, China, India, SUA şi Norvegia.
O mare parte a energiei regenerabile în producţia totală de energie electrică o deţin ţările Europei Nordice - Islanda (100 %, inclusiv energie hidroelectrică), Danemarca (aproape 50 %, cea mai mare dezvoltare din lume a energiei eoliene), şi Noua Zeelandă, Portugalia, Spania, Irlanda, Germania.
ÎNTREBĂRI Şl ÎNSĂRCINĂRI
1. După des. 85 descrieţi structura consumului global de energie primară.
2. De ce energia electrică este numită una dintre cele mai importante componente ale economiei?
3. Ce tipuri de centrale electrice se disting după sursele de energie?
4. Daţi exemple de ţări în care aproape toată energia electrică este produsă de CET. Unde în general, sunt construite aceste tipuri de centrale?
. Ce procent ocupă CEN în producţia mondială de energie electrică? Care sunt avantajele şi dezavantajele acestui tip de producţie a energiei?
6. Ce factori cauzează dezvoltarea centralelor hidroelectrice? Care sunt principalele ţări producătoare de energie hidroelectrică.
Ce surse alternative sunt utilizate astăzi la nivel mondial pentru a genera electricitate? Conform datelor tabelului 5, stabiliţi pentru care ţări sunt caracteristice exportările de resurse energetice în structura echilibrului său energetic, iar pentru care - importurile.
ACTIVITATE ÎN GRUP
Descrieţi principiile generale de producere a energiei electrice la centralele electrice de diferite tipuri, partea lor în structura producţiei mondiale de energie electrică, principalii factori de locaţie şi impactul asupra mediului:
grupul 7 - CET; grupul2- CEN; grupul3- CHE.
LUCRARE PRACTICĂ NR. 5.
Construirea si analiza diagramelor de producţie a energiei electrice în centrale electrice de diferite tipuri
1. Folosind diferite surse de informaţii, construiţi diagrame cerculare de producţie a energiei electrice în centrale electrice de diferite tipuri în 2-3 ţări europene (la alegere).
2. Comparaţi diagramele date cu structura producţiei globale de energie electrică după tipurile de centrale (des. 90).
3. Trageţi concluzii cu privire la factorii de dezvoltare a unui anumit tip de energie electrică în diferite ţări.
Source: Manual de geografie pentru clasa a 9 Boiko