Теплоенергетичний комплекс України
Категорія (предмет): Регіональна економіка, РПСВступ
1. Теплоенергетика України та віхи її розвитку
1. Основні поняття теплоенергетики
1.2. Історичні аспекти розвитку теплоенергетичного комплексу України
1.3. Передумови і фактори розміщення підприємств ТЕК України
2.Теплоенергетичнийкомплекс в Україні сьогодні.
2.1. Структура ТЕК України
2.2. Місце і роль України у світовому паливно-енергетичному комплексі (ПЕК
2.3. Екологічні проблеми Українського ТЕК
3. Роль паливно-енергетичного комплексу в економіці України і шляхи виходу галузі з кризи
Висновки
Література
ВСТУП
Тепло-енергетичний комплекс (далі ТЕК) – це міжгалузева система, що розвивається на основі видобутку палива і виробництва енергії, їх транспортування, розподілу і використання. В свою чергу, ТЕК складають паливна промисловість – нафтова, азова, вугільна сланцева і торфова; електроенергетика і виробнича інфраструктура – магістралі високовольтних ліній електропередачі та трубопроводів.
Розвиток ТЕК пов’язаний з темпами, масштабами і техніко-економічними показниками виробництва промисловості, сільського господарства і транспорту. Основа формування і подальшого розвитку промислових комплексів ТЕКє в освоєнні ресурсів у межах економічних районів.
ТЕК країни розвивається в умовах поступового зниження темпів видобутку паливних ресурсів в основних районах паливної промисловості. Факти говорять, що видобуток основних видів первинних енергоресурсів в умовному обчисленні в останні роки зменшується, а власні ресурси становлять близько 30-40% до потреби. Це зумовлює збільшення імпортуваннявсіх видів палива для потреб народного господарства. Ця напруженість ускладнює роботу всіх секторів економіки і приводить до змін у споживанні енергії та енергоносіїв в ряді галузей. Отже держава спрямовує основні зусилля на зменшення витрат палива й енргії при виготовленні одиниці продукціїв різних галузях. Є й інші шляхи зменшення енергомісткості, зокрема, шляхом підвищення його якості. Важливо досягти випередження темпів росту виробництва електроенергії порівняно з темпами росту видобутку і виробництва первинних паливно-енергетичних ресурсів.
Теплоенергетичний комплекс України об’єднує вугільну, нафтовидобувну, газовидобувну та нафтову галузь. Особливістю структури видобутку палива в Україні є переважання видобутку кам’яного вугілля.
1. Теплоенергетика України та віхи її розвитку
1. Основні поняття теплоенергетики.
Галузьтеплотехнікизаймається перетворенням теплоти в інші види енергії, головним чином у механічну й електричну. Для генерування механічної енергії за рахунок теплоти використовують теплосилові установки; отримана в цих установках механічна енергія використовується для приведення вдію робочих машин чи електромеханічних генераторів, за допомогою яких виробляється електроенергія. Установки, у яких перетворення теплоти в електроенергію здійснюється без електромеханічних генераторів, називаються установками прямого перетворення енергії. До них відносятьмагнітогідродинамічні генератори,термоелектричні генератори,термоемісійні перетворювачіенергії.
Теплові електростанції. Основу сучасної теплоенергетики складають теплосилові установки паротурбінних електростанцій, що складаються з котла і турбіни. У СРСР на таких електростанціях у 1975 було вироблено більш 80% всієї електроенергії. У великих містах найчастіше будуютьсяії(ТЕЦ), а в районах з дешевим паливо -конденсаційні електростанції (КЕС).
Відмінність ТЕЦ від КЕС полягає в тому, що ТЕЦ віддає споживачу не тільки електроенергію, але і теплоту з мережною водою, нагрітої в бойлерах до 150-170 °С. Мережна вода по магістральних теплопроводах подається в житлові масиви і далі або безпосередньо, або через проміжні теплообмінники направляється на опалення і гаряче водопостачання. Турбіни ТЕЦ крім регенеративних доборів пари мають один чи кілька регульованих теплофікаційних доборів. Така турбіна працює за графіком теплового споживання, і в найбільш холодний час року пропуск пари в конденсатор практично дорівнює нулю. Опалення від ТЕЦ економічніше, ніж від індивідуальних і навіть центральних котелень, тому що на ТЕЦ мережна вода підігрівається парою, що відробила. У котельнях для підвищення економічності використовується теплота при максимальній температурі горіння палива.
Одна з основних тенденцій розвитку теплових електростанцій — збільшення потужності одиничних агрегатів (парогенераторів і парових турбін), що дозволяє швидкими темпами нарощувати енергооснащеність народного господарства. У СРСР (1976) на КЕС освоюються енергетичні блоки потужністю 800 Мвт, а на ТЕЦ — 250 Мвт.
На дизельних електростанціях (ДЕС), на відміну від теплових і атомних електростанцій, електромеханічні генератори приводяться в обертання не турбінами, а двигунами внутрішнього згоряння -дизелями. ДЕС служать для постачання електроенергією районів, що не підключені до ліній електропередач і в місцях, де неможливе спорудження теплових чи гідроелектричних станцій. Потужність окремих стаціонарнихдизельних електростанційперевищує 2,2 Мвт.
Установки прямого перетворення теплової енергії. Розглянуті вище теплосилові установки перетворять теплоту в механічну енергію, що на електростанціях перетворюється в електроенергію за допомогою електромеханічних генераторів або затрачається на рух у рухових установках. Однак можливо безпосереднє перетворення теплоти в електроенергію за допомогою так званих установок прямого перетворення енергії. Найбільш персТЕКтивні установки з магнітогідродинамічним генератором (МГД-генератором). Термодинамічний цикл електростанції з МГД-генератором, що працює на продуктах згоряння органічного палива, аналогічний циклу газотурбінної установки. У камеру згорання подаються паливо і стиснене повітря, попередньо підігріте до максимально можливої температури або збагачений киснем. Це необхідно, для того щоб одержати теоретичну температуру горіння палива — близько 3000 С. Потужність окремих МГД-генераторів на продуктах згоряння складає кілька десятків Мвт (1975). Тому що температура газів після генератора дуже велика (більш 2000 С), раціонально використовувати МГД-установку в комплексі зі звичайною паротурбінною станцією. У цьому випадку теплота, що відбирається від газів, йде на виробництво пари для паротурбінної установки. ККД такої комбінованої установки може досягати 50-60%. Таке підвищення ККД дуже важливо також з погляду зменшення теплових викидів електростанцій у навколишнє середовище. Так, якщо прийняти, що ККД теплової електростанції складає близько 40%, те при збільшенні ККД до 60% кількість теплоти, що скидається, зменшиться приблизно в 2,3 рази (при однаковій електричній потужності станцій).
1.2. Історичні аспекти розвитку теплоенергетичного комплексу України.
Наведемо основні історичні події Української енергетики в цілому і теплоенергетики зокрема
1878 р. Вперше в Києві встановлено електричну машину і 4 дуговихелектричних ліхтарі.
1880 р. Створено Електротехнічний відділ Імператорського російського технічного товариства (РТТ), а також його відділення в Києві, Одесі, Катеринославі (Дніпропетровську), Миколаєві. Вийшов перший номер журналу 'Электричество”
1890 р. Пуск перших електростанцій в Україні (Київ, Костянтинівка, Катеринослав, Львів)
1892 р. В Києві введено в дію перший у Росії і другий у Європі електричний трамвай
1913 р. Потужність електростанцій України становила 304,3 тис.кВт
1920 р. Прийняття плану ГОЕЛРО, що передбачав будівництво 4 теплових електростанцій у Донбасі і ДніпроГЕСу
1926 р Пуск першого агрегату Штерівської ДРЕС
1929 р. Споруджена перша ПЛ-110 кВ Штерівська ДРЕС-Кадіївка
1930 р. Введено в експлуатацію перші агрегати КРЕС і ЕСХАР (Київської і Харківської районних електростанцій).
Створення перших акціонерних енергокомпаній (Киевток, Донбассток та ін.) і диспетчерських центрів
1932 р. Пуск першого гідроагрегату ДніпроГЕС.
Введено в експлуатацію ПЛ-154 кВ ДніпроГЕС-Донбас.
Створено Всесоюзне наукове інженерно-технічне товариство енергетиків (ВНТТЕ). В Україні організації ВН¦ТТЕ працювали в Києві, Харкові, Дніпропетровську, Одесі
1935 р. Створення Донбаської, Дніпровської і Харківської енергетичних систем
1940 р. Введена в дію ПЛ-220 кВк Дніпро-Донбас.
Створена об'єднана Південна енергетична система з центральним диспетчерським керуванням
1944-1950рр. Відбудова зруйнованих війною електростанцій і електромереж України
1953-1958рр. Пуск першого енергоблока 100 МВт на Миронівській ДРЕС, введення агрегатів на Добротвірській, Луганській, Придніпровській ДРЕС
1959 р. Пуск енергоблоків 150 МВт на Придніпровській ДРЕС. Пуск перших гідроагрегатів на Кременчуцькій і Дніпродзержинській ГЕС
1961 р. Споруджена перша в Україні ЛЕП-330 кВ Кременчук-Черкаси-Київ.
Початок введення енергоблоків 200 МВт на Луганській і Старобешівській ДРЕС, а згодом — на Зміївській, Бурштинській, Курахівській ДРЕС
1962 р. Створено Міністерство енергетики та електрифікації України.
Споруджена перша у світі лінія електропередачі постійного струму Волгоград-Донбас напругою 800 кВ довжиною473 км.
Лініями електропередачі Україна з'єдналася з енергосистемами Угорщини, Чехословаччини, Польщі і Румунії
1963 р. Розпочалося введення енергоблоків 300 МВт на Придніпровській, а згодом на Криворізькій, Зміївській, Трипільській, Ладижинській, Запорізькій, Вуглегірській, Зуївській ДРЕС
1964 р. Введена в дію Дніпродзержинська ГЕС потужністю 350 МВт.
1965 р. В Україні працює близько 1600 малих ГЕС.
Сформована об'єднана енергетична система України
1967 р. Введено перший енергоблок 800 МВт на Слов`янській ДРЕС
1968 р. З ініціативи регіональних відділень Всесоюзного науково-технічного товариства (НТТ) створено Українське республіканське правління НТТ енергетики та електротехнічної промисловості
1970 р. Введена в дію перша в СРСР Київська гідроакумулююча електростанція потужністю 225 МВт
1973 р. Введена в експлуатацію електропередача 750 кВ ПС 'Донбаська' — ПС ёё'Західно-Українська'
1974 р. Прийнята в експлуатацію друга черга ДніпроГЕСу
1975 р. Завершено будівництво каскаду Дніпровських гідроелектростанцій.
Створена Рада старійших енергетиків України.
Розпочато спорудження Південно-Українського енергокомплексу в складі АЕС, ГЕС і ГАЕС
1976 р. На Київській ТЕЦ-5 введений в експлуатацію теплофікаційний енергоблок потужністю 250/300 МВт. У подальшому такі агрегати введені на Київській ТЕЦ-6 і Харківській ТЕЦ-5
1977 р. Введення в експлуатацію першого енергоблока на Чорнобильській АЕС потужністю 1000 МВт з реакторами РБМК-1000.
Завершилося спорудження 6 енергоблоків потужністю по 800 МВт на Запорізькій і Вуглегірській ДРЕС, потужність кожної з цих електростанцій досягла 3600 МВт
1986 р. 26 квітня. Аварія на енергоблоці №4 Чорнобильської АЕС. Завершено будівництво Рівненської АЕС із двома енергоблоками ВВЕР-440 і одним енергоблоком ВВЕР-1000
1987 р. Введена в експлуатацію Хмельницька АЕС потужністю 1000 МВт
1989 р. Введена в дію Південноукраїнська АЕС із трьома енергоблоками ВВЕР-1000
1991 р. Загальна довжина електромереж України перевищила 1 млн.км. Українське правління НТТЕіЕП реорганізувалося у Науково-технічну спілку енергетиків та електротехніків України (НТСЕУ)
1993 р. Створено Українське ядерне товариство
1994 р. Створена Національна комісія регулювання електроенергетики України
1995 р. Завершено спорудження найбільшої в Європі Запорізької АЕС потужністю 6 млн.кВт
1997 р. Прийнято Закон України “Про електроенергетику”
2000 р. Створено Міністерство палива та енергетики України
2000 р. Закрито Чорнобильську АЕС.
1.3. Передумови і фактори розміщення підприємств ТЕК України.
Напрям, динаміка, склад і структура господарства України зумовлювалися значною мірою її політичним статусом. Він характеризувався тим, що Україна в основному не мала своєї повноцінної державності. У ті короткі періоди, коли ця державність формувалася, не було змоги організувати господарське життя, виходячи з національних інтересів українського народу. Крім того, Україна у більшості випадків була поділена між сусідніми державами. У різний час це були Польща, Росія, Литва, Австрія, Туреччина та інші.
Теплоенергетика, як галузь народного господарства зародилася фактично в 20-му ст., більшу частину якого Україна входила до складу Радянського Союзу. Україна майже повністю копіювала динаміку господарства СРСР, а довготривалий період застою (від 60-х років) повністю відобразився в такому ж застої на Україні. Окремі злети в господарському розвитку України пояснюється тим, що її активно залучали до розв’язання всесоюзних програм, втому числі і енергетичної.
У розвитку та розміщенні господарства України важливу, часом вирішальну, роль відігравали позаекономічні фактори – військово-політичні чи навіть ідеологічні. Це деякою мірою стосується і підприємств енергетики, особливо атомної. На розміщення підприємств теплоенергетичної галузі все таки більшою мірою впливали економічні та природні фактори. Це пояснюється тим, що теплоенергетика має значний ступінь залежності від природних ресурсів.
Проаналізуємо трохи детальніше фактори, що вплинули на структуру теплоенергетичного комплексу України.
Паливний фактор. До паливомістких відносять виробництва, що поглинають багато тепла. Такі підприємства розташовуються поблизу паливних баз. Особливе місце серед паливомістких галузей належить теплоелектростанціям.. Для ДРЕС потужністю 3 млн. кВт (таку потужність має низка теплоелектростанцій у Донбасі і Придніпров’ї) треба приблизно 6,5 млн. т. у. п. на рік. Зрозуміло, що ДРЕС, які обслуговують широке коло споживачів електроенергії, повині розташовуватися поблизу джерел палива. Оскільки передавати електроенергію на великі відстані не вигідно через чималі втрати в мережі, ДРЕС притягують до себе енергомісткі виробництва. Це можна сказати про великі електростанції Донецько-Придніпровського району (Придніпровська, Слов’янська, Вуглегірська тощо).
Фактор робочої сили. Фактор робочої сили останнім часом все менше впливає на формування галузевої структури господарства. Скоріш навпаки, структура господарства визначає географію розміщення трудових ресурсів. Це значною мірою стосується енергетичної галузі. Багато електростанцій породили так звані міста супутники, в яких живуть в основному енергетики. Наприклад Бурштинська і Добротворська ТЕС. Не можна в зв’язку з цим не згадати сумновідоме місто Прип’ять, породжене Чорнобильською АЕС.
Споживчий фактор. Як вже говорилося, географія розміщення споживачів електроенергії суттєво впливає на структуру теплоенергетики. Якщо електричний струм ще можна передавати на великі відстані, то то тепло від теплоцентралей не можна транспортувати далі ніж30 км. (інакше воно розгубиться в мережі). Тому ТЕЦ споруджуються лише у великих містах.
Згадаємо щеекологічний фактор. Цей фактор протягом багатьох років мало враховувався або просто ігнорувався, за що ми, наші діти і онуки будемо ще довго розплачуватися. Не виняток і підприємства енергетичної галузі (ЧАЕС, Дніпровські ГЕС та ін.). Екологічні проблеми сучасної Української теплоенергетики будуть розглянуті в цій роботі окремим пунктом.
2.Теплоенергетичнийкомплекс в Україні сьогодні.
2.1. Структура ТЕК України.
Українська електроенергетика складається з восьми електроенергетичних систем:
- Дніпровська
- Донбаська
- Західна
- Кримська
- Південна
- Південно-Західна
- Північна
- Центральна
До них входять такі енергопостачанні компанії:
1.Вiнницяобленерго
2.Волиньобленерго
3.Днiпрообленерго
4.Донецькобленерго
5.Житомиробленерго
6.Закарпаттяобленерго
7.Запорiжжяобленерго
8.Київенерго
9.Київобленерго
10.Кiровоградобленерго
11.Крименерго
12.Луганськобленерго
13.Львiвобленерго
14.Миколаївобленерго
15.Одесаобленерго
16.Полтаваобленерго
17.Прикарпаттяобленерго
18.Рiвнеобленерго
19.Севастопiльмiськенерго
20.Сумиобленерго
21.Тернопiльобленерго
22.Харкiвобленерго
23.Херсонобленерго
24.Хмельницькобленерго
25.Черкасиобленерго
26.Чернiвцiобленерго
27.Чернiгiвобленерго
Електричний струм виготовляють такі енергогенеруючі компанії:
ВАТ "Днiпроенерго"
Запорізька ТЕС
Криворізька ТЕС
Придніпровська ТЕС
ВАТ "Захiденерго"
Бурштинська ТЕС
Добротворська ТЕС
Ладижинська ТЕС
ВАТ "Донбасенерго"
Зуївська ТЕС
Курахiвська ТЕС
Луганська ТЕС
Слов'янська ТЕС
Старобешiвська ТЕС
ВАТ "Центренерго"
Вуглегiрська ТЕС
Змiївська ТЕС
Трипiльська ТЕС
ДАГК "Днiпрогiдроенерго"
Каскад КиївГЕС i ГАЕС
Канiвська ГЕС
Кремечуцька ГЕС
Днiпродзержинська ГЕС
Днiпровська ГЕС
Каховська ГЕС
ДАЕК "Днiстрогiдроенерго"
Нацiональна атомна енергогенеруюча компанія "Енергоатом"
Запорiзька АЕС
Пiвденно-Українська АЕС
Рiвненська АЕС
Хмельницька АЕС
Чорнобильська АЕС (зупинено 15 грудня 2000 р.)
На 14 ТЕС енергогенеруючих компаній працює 99 енергоблоків сумарною потужністю 28027 МВт, з яких потужністю:
150 МВт ‑ 6,
175-210 МВт ‑ 43,
282-300 МВт ‑ 42,
720-800 МВт ‑ 8
27 ТЕЦ загального використання сумарною потужністю 4104 МВт
243 промислових ТЕЦ загальною потужністю 3100 МВт
2.2. Місце і роль України у світовому паливно-енергетичному комплексі (ПЕК)
Сучасна структура світового паливно-енергетичного комплексу складалася під впливом процесів розвитку світової економіки, росту населення і виробництва, а також у залежності від обсягів і географічного розташування природних запасів основних енергетичних ресурсів.
З дані таблиці [1] і графіка, представлених нижче, видно, що за останні 50 років абсолютний приріст споживання первинних ресурсів склав приблизно 8 млрд. т умовного палива, тобто збільшився майже на 200%.
млрд.т.у.т.
1950 р.
1960 р.
1970р.
1980р.
1990р.
1997р.
3,9
4,7
6,8
8,7
10,3
11,9
На початку XX в. у структурі споживання енергоресурсів абсолютно переважне місце займало вугілля. Наприклад, у розвитих країнах до 1950р. не долю вугілля приходилося 74%, а нафти – 17% у загальному обсязі енергоспоживання [1]. При цьому основна частка енергоресурсів використовувалася усередині країн, де вони добувалися.
Середньорічні темпи росту енергоспоживання у світі в першій половині XX в. складали 2-3%, а в 1950-1975р. — уже 5% [1].
В другій половині XX в. світова структура споживання енергоресурсів перетерплює великі зміни. У 50-60-х рр. на зміну вугіллю усе більше приходять нафта і газ.
Покриття приросту енергоспоживання забезпечувалося в першу чергу за рахунок збільшення видобутку нафти. У період з 1952 по 1972р. нафта була дешевою. Ціна на неї на світовому ринку доходила до 14 дол./т [1]. В другій половині 70-х також починається освоєння великих родовищ природного газу і його споживання поступове нарощуєтьсявитісняючи вугілля.
До початку 70-х років ріст споживання енергоресурсів був в основному екстенсивним. У розвитих країнах його темп фактично визначався темпом зростання промислового виробництва. Тим часом, освоєні родовища починають виснажуватися і починає рости імпорт енергоресурсів, у першу чергу – нафти.
У 1973р. вибухнула енергетична криза. Світова ціна на нафту підскочила до 250-300 дол./т[1]. Однієї з причин кризи стало скорочення її видобутку в легкодоступних місцях і переміщення в райони з екстремальними природними умовами і на континентальний шельф. Іншою причиною стало прагнення основних країн — експортерів нафти (членів ОПЕК), якими в основному є країни, що розвиваються, більш ефективно використовувати свої переваги власників основної частини світових запасів цієї коштовної сировини.
У цей період ведучі країни світу були змушені переглянути свої концепції розвитку енергетики. У результаті, прогнози росту енергоспоживання стали більш помірними. Значне місце в програмах розвитку енергетики стало приділятися енергозбереженню. Якщо до енергетичної кризи 70-х енергоспоживання у світі прогнозувалося до 2000 р. на рівні 20-25 млрд. т умовного палива, то після нього прогнози були скоректовані убік помітного зменшення до 12,4 млрд. т умовні палива [1].
Промислово розвиті країни приймаютьнайсерйознішізаходу для забезпечення економії споживання первинних енергоресурсів. Енергозбереження усе більше займає одне з центральних місць у їхніх національних економічних концепціях Відбувається перебудова галузевої структури національних економік. Перевага віддається мало енергоємним галузям і технологіям. Відбувається згортання енергоємних виробництв. Активно розвиваються енергозберігаючі технології, у першу чергу, в енергоємних галузях: металургії, металообробної промисловості, транспорті. Реалізуються масштабні науково-технічні програми по пошуку і розробці альтернативних енергетичних технологій. У період з початку 70х до кінця 80х рр. енергоємність ВВП у США знизилася на 40%, у Японії – на 30% [2].
У цей же період йде бурхливий розвиток атомної енергетики. У 70-і роки і за першу половину 80-х років у світі було запущено в експлуатацію близько 65% нині діючих АЕС.
У цей період у політичний і економічний побут уводиться поняття енергетичної безпеки держави. Енергетичні стратегії розвитих країн націлюються не тільки на скорочення споживання конкретних енергоносіїв (вугілля чи нафти), але й у цілому на скорочення споживання будь-яких енергоресурсів і диверсифікованість їхніх джерел.
У результаті всіх цих мір у розвитих країнах помітно знизився середньорічний темп приросту споживання первинних енергоресурсів: з 1,8% у 80-і рр. до 1,45% у 1991-1997 р. За прогнозом на 1995-2015 р. він не перевищить 1,25% [1].
В другій половині 80-х по з'явився ще один фактор, що робить сьогодні усе більший вплив на структуру і тенденції розвитку ПЕК. Вчені і політики усього світу активно заговорили про наслідки впливу на природу техногенної діяльності людини, зокрема, впливі на навколишнє середовище об'єктів ПЕК. Жорсткість міжнародних вимог по охороні навколишнього середовища з метою зниження парникового ефекту і викидів в атмосферу (за рішенням конференції в Кіото в 1997р.) повинне привести до зниження споживання вугілля і нафти як найбільш впливаючих на екологію енергоресурсів, а також стимулювати удосконалювання існуючих і створення нових енергетичних технологій.
Усе вищесказане в цілому вплинуло на формування сучасної глобальної структури ПЕК. У результаті, структура світового споживання первинних енергоресурсів до дійсного часу виглядає в такий спосіб [1] [3]:( %)
Енергоресурси
1990
1995
1997
2000
Усього,
у тому числі:
100
100
100
100
Нафта
39,0
39,0
40,2
38,5
Газ
22,0
21,9
21,0
22,3
Тверде паливо
29,0
28,7
28,4
28,5
АЕС
7,0
7,0
7,0
6,9
ГЕСі ін.
2,8
3,2
3,2
3,8
Як видно з таблиці і діаграми (на прикладі 2000р.):
нафта, вугілля і газ стабільно займають в енергоспоживанні лідируючі позиції й у сумі складають близько 90%. У цілому в цьому періоді стабільна не тільки частка углеводородного палива в загальному обсязі енергоспоживання, але і співвідношення між собою його основних складових,
частка атомної енергетики залишалася також стабільної. За цей період в усьому світі було пущено всего 20 енергоблоків. (Для порівняння: за попередні десять років їх було пущено 176, з яких 112 – у період 1980-85р. ) [4] Це порозумівається зниженням довіри до атомної енергетики у світі, викликаним аварією на Чорнобильської АЕС у 1986 році,
частка ГЕС і інших джерел зросла на 1%, майже цілком за рахунок нетрадиційних джерел енергії: вітряної, сонячної і біомаси. Разом з тим, частка таких джерел у загальному обсязі забезпечення енергоспоживання поки залишається несуттєвої, що зв'язано, з малою одиничною потужністю таких установок і природних обмежень по їхньому використанню.
Частка промислово розвитих країн у світовому споживанні первинних енергоресурсів знизилася з 59,5% наприкінці 80-х рр. до 51% у 1995 р. і за прогнозом у 2015 р. вона знизиться до 43%. Хоча в розрахунку на душу населення споживання енергоресурсів велике і продовжує рости — з4803 кгнафтового еквівалента в 1980 р. до5118 кгу 1995 р., частка країн, що розвиваються, (включаючи Китай) у загальному споживанні підвищилася за зазначений період з 21,9 до 31,4% і очікується на рівні 40% у 2015 р., а частка країн з перехідною економікою (крім Китаю) скорочується і досягне 17% у 2015 р. (за прогнозом) [1].
Енергоємність ВВП (приріст споживання первинних енергоресурсів на кожен відсоток приросту ВВП) у 90-e рр. складала: у розвитих країнах — 0,6%, що розвиваються (включаючи Китай) — 0,8%, державах — членах СНД, Центральної і Східної Європи — 0,9% [1].
Чисельність населення Землі, як відомо, досягла 6 млрд. людина і продовжує збільшуватися. Рівень життя, залишаючись украй нерівномірним у різних країнах і континентах, продовжує, у цілому, рости. Еволюція способу життя і народонаселення спричиняє неухильне збільшення споживання паливно-енергетичних ресурсів, незважаючи на технологічне удосконалювання продуктивних сил людства, эколого- і енергозберігаючі тенденції. У той же час, у силу зазначених прогресивних тенденцій, динаміка росту споживання ТЭР істотно відстає і буде, надалі, відставати від темпів економічного розвитку світового співтовариства.
У 1990 р. споживання первинних енергоресурсів на Землі склало 11,2 млрд т умовні палива. У 2000 р. воно досягло приблизно 13 млрд т умовного палива, тобто збільшилося на 15 % при росту ВВП за цей час приблизно на 25 %[3].
Прогнозні оцінки подальших перспектив мають досить великий розкид і, відповідно до них, діапазон споживання первинних ТЕР у 2020 р. складе від 16,5 до 23 млрд.т умовного палива з ростом стосовно 2000 р. на 26-75%. Темп росту енергоспоживання у світі може в цей період скласти від 1% до 2,8 % у рік, у залежності від середньорічних темпів економічного росту, що оцінюються в діапазоні від 1,5% до 4,0% у рік, а також у залежності від динаміки науково-технічного прогресу продуктивних сил і успіхів у реалізації програми «стійкого розвитку», спрямованої на збереження природного середовища існування на Землі.
Укрупнена середня прогнозна оцінка регіонального енергоспоживання у світі приведена в наступній таблиці [3] і на графіку:
Регіон
1990 р.
млрд. т у.т.
2000 р.
млрд. т у.т.
2010 р.
млрд. т у.т.
2020 р.
млрд. т у.т.
2020 р. до
1990 р., %
Північна Америка
3,0
3,1
3,2
3,3
110
Латинська Америка
0,8
1,0
1,4
2,0
250
Західна Європа
2,0
2,2
2,4
2,5
125
Централ. і Восточ. Європа
0,4
0,38
0,42
0,46
115
Країни СНД
2,0
1,7
1,9
2,2
110
Середній Схід і Африка
0,7
1,3
1,8
2,2
314
Азиатско-Тихоок. Регіон
2,5
3,3
4,8
6,4
256
Як видно з таблиці і графіка, при росту енергоспоживання в розвитих регіонах на 10-25 %, його збільшення в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні прогнозується в 2,5.
Світові запаси енергоресурсів (по різних закордонних джерелах) оцінюються в розмірах, приведених у наступній таблиці [3]:
(млрд.т нафтового еквівалента)
Енергоносій
Розвідані
запаси
Ресурси
(50 % вірогідн.)
Ресурсна
База
Нафта, усього
343
477
820
у т.ч. традиційна
150
145
295
Нетрадиційна
193
332
525
Природний газ, усього
333
537
870
у т.ч. традиційний
141
279
420
Нетрадиційний
192
258
450
Вугілля
606
2794
3400
Усього, органічне паливо
1282
3808
5090
Як видно з таблиці і діаграми, частка розвіданих запасів у ресурсній базі складає по нафті і газу близько 40 %, а по вугіллю близько 20 %, що свідчить про достатній «запасі міцності» у забезпеченні в найближчі два десятиліття світової енергетики ресурсами органічного палива.
Нерівномірність географічного розміщення геологічних запасів по території планети і невідповідність цього розміщення географії споживання енергоресурсів формують параметри світового і регіонального попиту на основні енергоносії.
Різке зниження світових цін на нафту в 1998 році до рівня 13,4 дол./ барель (середньорічний показник, найменший за останні 20 років) викликало серйозних труднощів для енергоекспортуючих країн, у тому числі і дляУкраїни.
Після вживання термінових заходів і висновку угоди між країнами – членами ОПЕК і іншими виробниками нафти по обмеженню видобутку цього виду палива в березні 1999 р., світові ціни на нафту знову піднялися до рівня вище 26 дол. / барель.
Подальша зміна світових цін на нафту в перспективі буде визначатися трьома основними факторами:
науково-технічним прогресом у нафтовій промисловості, що дозволяють новим постачальникам знижуючи витрати виходити на світовий ринок, компенсуючи вичерпання більш дешевих ресурсів;
геополітичними й економічними факторами, серед яких найважливіші – темпи глобалізації економіки і баланси політичних і економічних інтересів у головних регіонах нафтовидобутку,
реальністю прогнозних запасів нафти, оцінки яких істотно розрізняються (більш, ніж у 2 рази) по різних джерелах.
Аналіз прогнозів світових цін на нафту, виконаних різними закордонними організаціями, як офіційними (Міністерство енергетики США, Міжнародне Енергетичне Агентство, Європейська Комісія й ін.), так і неофіційними консалтинговими фірмами і науковими центрами (CERA, Wood Mackenzie, DRI і ін.) у 1999 р., дозволяє виділити три групи прогнозів.
Перша група пророкує ріст світових цін на нафту на всю розглянуту перспективу (до 2020 – 2030 р.м.) аж до рівня 35 дол. / барель.
Друга група прогнозів пророкує стабільні ціни на нафту в розглянутій перспективі в середньому на рівні 17 – 19 дол. / барель.
Третя, сама нечисленна, група прогнозів пророкує зниження цін у перспективі в середньому до рівня 10 – 14 доларів за барель.
Найбільш ймовірний діапазон перспективних світових цін на нафту показаний у наступній таблиці [3] і на графіку:
(долл. США)
1990
1998
2000
2005
2010
2015
2020
Верхній рівень
23,8
13,41
19,5
21
22
23
25
Нижній рівень
23,8
13,41
18,6
18
18
18
18
В даний час світовій торгівлі звертається близько 57 % усього видобутку сирої нафти, що формує величезні міжрегіональні потоки цього енергоносія. Попит на сиру нафту формується, головним чином, на трьох великих регіональних ринках. Близько 30% світового видобутку нафти споживається в Північній Америці, майже 27 % — у країнах АТР (у тому числі 8,1 % — у Японії і 5,2 % — у Китаї) і більш 22 % — у Європі [3].
Видобуток нафти у світі досяг майже 3,5 млрд. т/рік. Більш 40 % світового видобутку забезпечується країнами ОПЕК, близько 25 % — в економічно розвитих країнах (у т.ч. 11,4 % — у США, 9,8 % — у Європі), 8,6 % — у Росії, 9,3 % — у Південній і Центральній Америці, 4,7 % — у Китаї [3].
Очікується, що до 2020 р. споживання нафти у світі зросте, за різними оцінками, у 1,2-1,5 рази (найбільше ймовірно — на одну третину). Оскільки власне споживання нафти в основних видобувних її країнах буде мало збільшуватися, ріст попиту на нафту обумовить значне збільшення попиту на її імпорт, що може зрости на 50-60 %, тобто перевищить 3,0 млрд.т замість, порядку 2,0 млрд.т у даний час. Основний приріст попиту на імпорт нафти очікується в країнах, що розвиваються, де він може зрости в 2,5-2,8 рази, у той час, як імпорт нафти розвитими країнами зросте на 30-35 % [3].
Прогнозується, що з обліком високого економічного потенціалу видобутку нафти, основний приріст попиту на нафту буде задовольнятися країнами ОПЕК (до 90% приросту), у результаті чого, їхня частка у світовій торгівлі нафтою зросте з 69 % до 78-80%.
У цих умовах обсяги можливого експорту російської нафти і нафтопродуктів будуть визначатися можливостями мінімізації витрат на видобуток, переробку і транспорт продукції, а також можливостями видобутку і внутрішнім попитом на нафтопродукти. Збереження обсягу російського експорту нафти і нафтопродуктів у межах 110-170 млн.т не зробить, істотного впливу на розвиток світового ринку і рівень світових цін на нафту. У цілому передбачається зниження частки Росії в міжнародній торгівлі нафтою і нафтопродуктами з 9 % у даний час до 4-5% до кінця 2020р.
У розглянутій перспективі ціни на природний газ на європейському й азіатському енергетичному ринках будуть змінюватися під впливом різних факторів.
Прогноз тенденцій світових цін на природний газ на цих ринках представлений у наступній таблиці [3]:
(долл. США/тис.м3)
1990
1998
2000
2005
2010
2015
2020
Західна Європа
Верхній рівень
100,7
81,1
104,3
108
109
114
123
Нижній рівень
100,7
81,1
102,3
101
101
101
102
Країни АТР
Верхній рівень
136,5
108,9
127,1
132
136
143
149
Нижнійрівень
136,5
108,9
126,2
129
130
132
134
На перспективу 2010-2020 р. середня по Європі ціна на газ прогнозується мінімально на рівні 93-102 дол./тис.м³ і максимально 123-142 дол./тис.м³ [3].На європейському газовому ринку в середньостроковій перспективі ціни на газ будуть залежати від цін нафтопродуктів і корелювати з прогнозами світових цін на нафту. З іншого боку, лібералізація енергетичного ринку Європи створить умови для зниження цін на газ у країнах ЄС. Разом з тим, експерти прогнозують ріст попиту на газ у цьому регіоні, особливо для нестатків електроенергетики, у період після 2010р., що викликає необхідність залучення на європейський газовий ринок додаткових і більш дорогих ресурсів з Росії, Африки і з Близького Схід. Крім того, очікується поступовий «відрив» газових цін від цін на нафту і нафтопродукти, зв'язаний з лібералізацією ринку і більш «екологічно якісними» характеристик цього виду палива.
Азіатсько-тихоокеанський газовий ринок у даний час залежить від постачань зрідженого метану, ціна на який індексується за ціною сирої нафти. Ціни на газ там вище, ніж у Європі, приблизно на 20%. Прогнозований ріст потреби в газовому паливі приведе до швидкого розвитку цього енергетичного ринку, на якому з'являться нові постачальники газу, як зрідженого – із Близької Схід і Росії, так і мережного – з Росії й інших країн СНД.
Прогнозований ріст ціни газу на цьому ринку складе в середньому 12% у порівнянні з рівнем 1999-2000 р.
2.3. Екологічні проблеми Українського ТЕК.
Енергетична галузь — одна з основних галузей промисловості, від функціонування якої залежить стан економіки країни. Основна частина електроенергії України (близько 70%) виробляється на теплових електростанціях за рахунок спалювання викопного органічного палива. Менш 25% зробленої енергії забезпечується процесами горіння рідкого і газоподібного палива. Інша частина продукції теплоенергетики України визначається процесами горіння твердого палива — вугілля, причому спостерігається тенденція до скорочення споживання мазуту і природного газу і зростанню частки твердого палива, споживаного теплоелектростанціями.
Однак при цьому має місце погіршення якості енергетичних вугіль. За останні 15–20 років зольність твердого палива зросла від 26 до 35–38%, вологість — від 8 до 10%, а теплотворна здатність знизилася до 17–19 МДж/кг. При загальному падінні вироблення електроенергії в Україні частка її виробництва на вугільних електростанціях зростає. Відходи виробництва електроенергії на теплоелектростанціях ускладнюють і без того непросту екологічну ситуацію в країні. Відомо, що загальна маса відходів теплоелектростанції перевищує масу використаного палива за рахунок кисню й азоту повітря, що беруть участь у реакціях горіння. Відходи, що утворилися, надходять в усі геосфери: атмосферу, гідросферу, розміщаються на поверхні літосфери.
Склад відходів, що попадають в атмосферу, залежить від хімічного складу палива, режимів горіння і прийнятої системи очищення. Вуглецева складова палива переходить у диоксид вуглецю (продукт повного згоряння палива) у випадку кінетичного режиму горіння й у токсичний оксид вуглецю (продукт неповного згоряння палива) при реалізації дифузійного режиму горіння.
Азот, що входить до складу вугілля, частково окисляється й утворить “паливний” оксид азоту (до змісту азоту в паливі менш 0,01%), інша частина азоту палива переходить до складу хінолінів, піридинів, нітридів, аміаку і молекулярного азоту, обумовлених у складі димових газів. Органічна сірка палива утворить при горінні палива диоксид сірки. Термоліз сульфатів, що входять у баласт палива, приводить до утворення триоксида сірки.
Крім газоподібних продуктів горіння в димових газах присутні недопалені частки палива, а також частки мінеральної частини палива — баласту, що мають розміри менш 100 мкм і утворюючі золу виносу. Присутні в димових газах кислотні оксиди азоту і сірки, розчиняючись в атмосферній волозі, утворюють суміш азотної, азотистої і сірчистої кислот і є причиною кислотних дощів.
Вплив теплоелектростанцій на водяні об'єкти визначається їхнім тепловим забрудненням і скиданням стічних вод. З охолодними водами теплоелектростанції губиться для споживачів і розсіюється в навколишнім середовищі понад 50% енергії органічного палива
Особливу небезпеку представляють стічні води системи гідрозоловилученняення (ГЗУ), що можуть бути дуже агресивні (рн12) і тримати в розчиненому стані шкідливі і токсичні компоненти баласту палива (фториди, миш'як, ізотопи урану, калію, торію та ін.). Дуже агресивні і токсичні стічні води, що утворяться в результаті проведення профілактичних і ремонтних робіт з хімічного очищення устаткування. У їхній склад входять мінеральні (соляна, сірчана) і органічні (лимонна, оцтова, щавлева) кислоти.
Таким чином, збільшення частки вугільних теплоелектростанцій у системі енергозабезпечення України з одночасним погіршенням якості використовуваного викопного органічного палива збільшує кількість відходів, що надходять в усі геосфери, і дестабілізує стан навколишнього середовища.
3. Роль паливно-енергетичного комплексу в економіці України і шляхи виходу галузі з кризи
Науково-технічний прогрес, поліпшення якості продукції, поліпшення умов праці, інтенсифікація всього суспільне виробництво визначаються розвитком енергетики країни, основою якого є паливна база. Тому закономірно, що у всіх розвитих країнах інвестиції в паливно-енергетичний комплекс складають приблизно 40 % сумарних капітальних вкладень у промисловість.
Темпи росту паливно-енергетичного комплексу України за останнє десятиліття за всіма показниками не сприяли підвищенню електроємності національного прибутку і валового суспільного продукту
Високими темпами росте потреба в різних видах енергії і палива, хочав основному використовуються такі види енергетичних ресурсів, як нафта, природний газ, ядерне паливо і навіть вугілля.
Розміщення підприємств важкої індустрії, де витрати на пальне складають значну частину собівартості готової продукції, знаходиться підвеличезним впливом енергетичного фактора. Переробка палива – основа формування промислових комплексів, особливо нафто- і вуглехімічних. Велику роль грає паливо якрайоновиробничий фактор .Вплив його тим більший, ніж могутніше запаси і високі техніко-економічні показники ресурсів палива. Дешевепаливо сприяє розвиткупаливовмістких виробництв, формує спеціалізацію господарства району. Умісти з тим слід зазначити, що паливо використовується також в енергетику і є сировиною для одержання різноманітних коштовних продуктів. Наприклад, з нафти одержують не тільки паливні матеріали, але і різні олії і матеріали, що змазують, пластмаси, що миють речовини ,синтетичні волокна, добрива. З природного газу роблять синтетичні спирти і білкові препарати, виділяють сірку. Вугілля є коштовним джерелом для одержання пластмас ,бензину й інших продуктів виробництва.
У структурі промисловостіУкраїни на частку паливної приходиться 15% вартості основних фондів і майже 8% середньорічної чисельності промислово-виробничого персоналу. Паливно-енергетичний комплекс робить 11%вартості промислової продукції України.
У 50-80 рокахв Україні поступово ріс видобуток палива, особливо газу. У структурі витрати палива початку знижуватися частина вугілля і нафти і збільшуватися газу. У 80-і роки частка газу в структурі паливного балансу також як і нафта початку знижуватися .
Загальний видобуток палива в Україні ріс до 1987р. Однак, в останні роки, абсолютні розміри видобутку палива почали знижуватися. Це порозумівається головним чином погіршенням гірничо-геологічних умов видобутку вугілля в Донбасі, нестабільністю роботи вугільної, нафтової і газової промисловості, важким фінансово-економічним положенням країни в цілому.
Збільшення витрат на видобуток і транспортування палива вимагає обґрунтування економічної доцільності розробки тих чи інших родовищ. Для їхнього визначення в енергоекономічних розрахунках використовують показники кінцевих витрат, що дають можливість виявити в розрізі України і її економічних районів суспільно виправданий верхній рівень витрат, необхідних для одержання окремих видів палива. Так, на підставі кінцевих витрат установлюють рівень енергозабезпечення України в цілому і її окремих економічних районів.
Удосконалення паливного балансу України порозумівається насамперед значною диференціацією рівнів забезпечення паливом окремих районів, діаметрально протилежним у районах видобуткуі витрати палива. Тому в перспективі необхідно вирішувати подвійне завдання: удосконалювати галузеву і територіальну структуру паливного балансу, а також реконструювати розташування основних споживачів палива. Останнє позначає, що зниження енергоємності матеріального виробництва в енергодефіцитнихрайонах є одним з найважливіших завдань збалансованості видобутку і витрати палива в регіональному плані. Що стосується удосконалення структури паливного балансу, то в перспективі для західних і південних районів України самими ощадливими будуть електроенергія АЕС, а для східних районів – вугілля Донбасу.
ТЕК — складна міжгалузева система видобутку і виробництва палива й енергії, транспортування, розподіли і використання. У його склад входять паливна промисловість (нафтова, газова, вугільна, сланцева, торф'яна) і електроенергетика, тісно зв'язана з усіма галузями народного господарства.
Проблема забезпечення української економіки енергоносіями — одна із самих хворобливих. Газ, нафта, вугілля і навіть електроенергія приходиться імпортувати. Щорічно на це затрачається близько 8 млрд. діл., на що йде 2/3 усього товарного експорту. Дефіцит енергоносіїв спричиняє шлейф тяжких наслідків: недобір врожаю, систематичне відключення населених пунктів від електропостачання і т.д. Тому проблема вимагає кардинального рішення.
На сучасному етапі економічного розвитку найважливіша – паливно-енергетична проблема. Успішний її дозвіл визначає можливості, темпи і напрямок економічного і соціального розвитку. Значення палива для економіки будь-якої країни велико: без нього неможливий виробничий процес, робота промисловості, сільського господарства і транспорту.
Основними первинними джерелами енергії на сучасному етапі є нафта, вугілля, природний газ, гідроенергія, а також швидко росте значення атомної енергії. Частка інших джерел (дрова, торф, енергія сонця, вітри, геотермальна енергія) у загальному енергоспоживанні складає лише кілька відсотків.
Протягом декількох останніх десятиліть теплоенергетиці в нашій країні не приділялося належної уваги. Ефективність використання палива практично у всіх теплоенергетичних установках значно нижче, ніж на Заході. Так, КПД енергоблоків, що роблять електроенергію, на 7 – 10% нижче, ніж у США чи Німеччині.
Втрати енергії палива в газових турбінах, двигунах внутрішнього згоряння на 5 13% вище, ніж у закордонних. Теплові втрати в наших промислових печей у 1,5 2 рази більше, ніж у західних. Але не тільки відсутність належної уваги привело українську теплоенергетику в настільки жалюгідний стан. Багато років ціни на паливо були штучно занижені. У колишньому Радянському Союзі практично були відсутні які-небудь економічні стимули для економії палива. Можна навіть сказати, що економічного фактора в розвитку теплоенергетики реально не існувало.
Тепер у нашій країні інше положення. Ціни на паливо в порівнянні з тими, що булив СРСР, стали в кілька разів вищі. Свого палива не вистачає, і велику частину його приходиться закупляти за валюту за кордоном. Паливна складова собівартості практично всіх товарів, вироблених в Україні, виросла майже в три-чотири рази, на 30 — 70% упав їхній експортний потенціал. Здавалося б, така ситуація повинна викликати могутній імпульс для швидкого впровадження нових енергозберігаючих технологій у народне господарство.
Однак сьогодні, як і до стрибка цін на паливо, ефективність виробництва електроенергії і теплоти поки залишається на колишньому рівні: ККД теплових електростанцій низькі 35 – 39% (у вугільних і того менше), 60 – 80% енергії палива промислові печі даремно викидають в атмосферу, енергія більшості органічних відходів промисловості і сільського господарства практично не використовується і т.д.
У результаті в Україні склалася парадоксальна ситуація. З одного боку, значний ріст цін на паливо, низька ефективність його використання створили могутній економічний стимул для впровадження нових енергозберігаючих технологій у практику. З іншої в ряді інститутів нагромадилося багато нових розробок, упровадження яких могло б істотно скоротити витрата палива в Україні. Але, як і колись, більшість з них залишаються незатребуваними. Неозброєним поглядом видно: дія економічного стимулу штучно блокується. Цьому, головним чином, сприяє те, що в умовах вкрай обмежених фінансових ресурсів у правовому полі України панує суб'єктивний фактор.
Сьогодні вільний ринок нових розробок у країні відсутній. Його, по суті, замінили своєрідним механізмом силового проштовхування яких-небудь розробок переважно за допомогою адміністративно-командної системи. Інакше не можна пояснити той факт, що ще і сьогодні основні фінансові потоки обходять стороною головні джерела втрат палива в Україні. З його загального споживаної кількості 70% йде на таке виробництво теплоти в промислових і комунальних котельнях, при якому виробляти додаткову електроенергію немає ніякої можливості.
Подальше штучне ігнорування економічних стимулів розвитку теплоенергетики може серйозно підірвати енергетичну безпеку України. Потрібна інша державна енергетична політика, що дозволила б закріпити нові правила гри на ринку науково — технічних розробок. Головним пріоритетом у новій державній енергетичній політиці на даному етапі повинні стати проблеми теплоенергетики. Саме тут (і про це не слід забувати) лежать основні фінансові ресурси, що можуть бути вивільнені за рахунок підвищення ефективності використання палива. Назвемо деякі з них.
1. Сьогодні теплоенергетичні установки України споживають у рік вугілля, мазуту і природного газу таку кількість, що еквівалентно 162 млн. т у.п. Це наносить Україні колосальний фінансовий збиток, оскільки паливо нам доводиться закупляти за міжнародними цінами. Корисної ж енергії ми одержуємо в 1,2 – 2 рази менше, ніж на Заході. Якби удалося хоча б на 1% підвищити ефективність використання палива українськими теплоенергетичними установками, то втрати можна було б скоротити на 100 млн. доларів США.
2. Якщо порівнювати питоме споживання енергії на одиницю виробничої продукції, то виявляється, що в Україні воно в 3 – 4 рази вище, ніж на подібних підприємствах у Західній Європі. Така велика різниця в енерговитратах свідчить не тільки про низьку ефективність української теплоенергетики, але ще і про наявність тут великих резервів для економії палива.
3. Сьогодні наші ТЭЦ по ефективності використання палива набагато уступають західним. Ці електростанції наносять великий економічний і екологічний збиток: їм приходиться працювати на низькосортних вугіллях, зольність яких перевищує 35%, витрачати на підсвічування багато мазуту і природного газу. Якби дану проблему можна було вирішити за рахунок використання дешевої і швидкореалізованої технології спалювання низькосортних вугіль, то для України відкрилися б великі додаткові фінансові ресурси.
4. Практично не використовуються органічні відходи промислового і сільськогосподарського виробництв (солома, опілки, тріска, побутове сміття, соняшникова лузга і т.д.). Застосування їх у теплоенергетичних установках дало б можливість істотно скоротити споживання таких дорогих видів палива, як вугілля, мазут і природний газ. Щорічно в Україні утвориться близько 40 млн. т таких відходів. Якщо їх задіяти, то можна скоротити покупку природного газу на 15 30 млрд. куб. м у рік. Практично не використовуються паливні ресурси типу торфу. А їхні запаси сьогодні оцінюються в 2,2 млрд. т у.п. Мало енергії добувається з місцевих бурих вугіль, наприклад олександрійських, коростишевских і т.д.
5. В даний час в Україні мається велике число пробурених скважин. Видобуток теплоти з них допоміг би зберегти 12,6 млн. т у.п. Тим часом, і такий великий резерв економії палива практично не задіяний.
6. Сьогодні ефективність більшої частини вітчизняних сушилок знаходиться на рівні 25 35%. Якщо ж мати на увазі, що нині 8% всієї енергії, що добувається у світі, йде на сушіння, то легко представити, які великі резерви економії палива має ця галузь.
Зрозуміло, що ресурси, згадані в приведеному переліку, не лежать на поверхні. Їхній видобуток сполучений зі значними труднощами наукового, технічного, економічного й організаційного характеру. Зараз, з огляду на убогі фінансові можливості України, варто відмовитися від існуючого ще з часів Радянського Союзу методу "навалу", суть якого полягає в тому, що з будь-якою проблемою можна справитися, якщо на неї навалитися усім миром.
Сьогодні теплоенергетичні задачі потрібно вирішувати не числом, а вмінням. Не дивлячись ні на які обставини, пріоритет повинний бути відданий найбільш дешевим і швидкореалізованим науково — технічним методам. Інститут технічної теплофізики НАН України останні роки займався головним чином розробкою найбільш дешевих і швидковпроваджуванних технологій. Ось деякі з них. Величина енерговитрат багато в чому визначається тим, яким чином здійснюється підведення енергії в ту чи іншу технологію. При звичайному підведенні, як правило, велика частина енергії даремно розсіюється в навколишнє середовище. Для зменшення цих втрат був запропонований новий метод. Суть його полягає в трансформації енергії, що вводиться в гетерогенне дисперсне середовище, не у всьому обсязі апарата, а на границі поділу фаз і в імпульсному режимі.
Сьогодні цей широко використовуваний метод одержав назву ДІВЕ. Його застосування на 1- 2 порядки зменшує енерговитрати.
В даний час на основі ДІВЕ створено 26 технологій у 10 різних галузях, що дозволяють заощаджувати 92,5 тис. т у.п. на рік. Сучасні теплові електростанції, газові турбіни, двигуни внутрішнього згоряння й інші теплоенергетичні установки споживають величезну кількість палива тільки для того, щоб покрити великі втрати, що виникають у процесі горіння. Про що йде мова?
Сьогодні електроенергію з палива можна одержати або за допомогою паливного елементу, або теплової машини. Але в останньої "паливний апетит" на 20 -25% вищий. У тепловій машині на одне перетворення енергії більше, ніж при використанні паливного елемента (мова йде про процес горіння). А оскільки майже у всіх теплоенергетичних установок процес перетворення енергії палива в теплоту не ідеальний і супроводжується втратами, обчислювальними багатьма мільярдами тонн умовного палива. На їхнє покриття саме і витрачається додаткова кількість палива. Сьогодні Інститут технічної теплофізики НАН України єдина у світі організація, що володіє новим термохімічним методом підвищення КПД теплоенергетичних установок за рахунок зменшення втрат при горінні. Розроблено кілька варіантів його практичного використання в ПГУ, ПСУ, ГТУ, ДВС, а також у промислових печах. Один з них був реалізований на нагрівальній печі. Це дозволило вдвічі скоротити витрати природного газу і досягти рекордного коефіцієнта у використання палива ‑92- 93%.
На Заході давно зрозуміли вигоду автономної комбінованої системи виробництва електроенергії і теплоти. У нас же не усвідомили ще і того, що широке використання такої системи є ледве не єдиним ефективної шляхом виходу України з енергетичної кризи.
Інститут технічної теплофізики НАН України запропонував свій шлях рішення даної проблеми. Суть його в наступному. Використовуючи існуючу теплову інфраструктуру на наших чи підприємствах об'єктах комунального господарства, створити таку комбіновану систему, що по ефективності не уступала б західним, а по вартості була б значно нижче. Зробити це можна, пристроюючи газові чи турбіни газомотори до існуючого промисловим і комунальним чи казанам промисловим печам. Подібне дозволить зменшити фінансові витрати на 30- 40%. Зараз в інституту мається багато розробок по прив'язці різних енергоустановок до різних типів казанового устаткування. У 1998 році вперше в Україні одна з таких схем була реалізована на Шрамковском цукровому заводі.
Розглянемо в цьому зв'язку тільки два питання. Як підвищити КПД ТЕЦ, що працюють на природному газі, за рахунок удосконалювання термодинамічних процесів? І як збільшити КПД ТЕЦ за рахунок підвищення ефективності спалювання низькосортних вугіль?
У першому випадку 5 — 9 процентного підвищення КПД можна досягти, надбудовуючи вітчизняні газотурбінні установки до існуючого енергоблоку. Цей шлях не новий. Нове тут тільки те, що газова турбіна в нашому випадку працює на продуктах неповного горіння. Тоді надбудова може бути здійснена практично без реконструкції енергоблоку.
Підрахунки показують: нарощування електричних потужностей, таким чином, у порівнянні, скажемо, з будівництвом нових ПГУ значно дешевше. Друге питання пов’язане головним чином з гірничо-геологічними умовами видобутку, що погіршуються, вугілля в Донбасі. На електростанціях виникли значні труднощі, участилися аварійні зупинки котлів, зросла витрата мазуту і природного газу на підсвічування, збільшився недожог. Багаті країни, такі, як США, Німеччина й ін., вирішують цю проблему за допомогою киплячого шару. Для України подібний варіант сьогодні не підходить.
І все-таки проблему спалювання низькосортного вугілля потрібно вирішувати. Але як? Вона має два аспекти: економічний і технічний.
У першому випадку можна скористатися "польським способом". У Польщі одним з перших кроків переходу від соціалізму до капіталізму був переклад відносин між виробниками і споживачами вугілля на ринкову основу.
Електростанції стали платити не за кількість "чорного золота", а за кількість енергії, що надходить з ним. У ціні знайшли відображення й інші показники, що характеризують якість вугілля, зольність і летучість. Такі економічні важелі змусили удосконалити технологію видобутку, змінити виробничі відносини і т.д. Це дозволило підвищити якість вугілля, і проблема спалювання його низькосортних видів у Польщі практично зникла. В другому випадку нам допоможе тільки лише яка-небудь малозатратная технологія. Одну з них розробив Інститут технічної теплофізики НАН України. При її допомозі можна модернізувати велику частину існуючих котлів шляхом прибудови предтопка для позатьопочної термохімічної переробки вугілля.
Один з варіантів такої технології використаний для енергоефективного смолоскипового спалювання соняшникової лузги на Полтавському маслоекстракційному заводі. По ефективності спалювання низькосортного вугілля позатопочная термохімічна переробка практично не відрізняється від спалювання в киплячому шарі, але по фінансових витратах відмінність значна. На запропоноване Інститутом технічної теплофізики НАН України здійснення модернізації котлоагрегатів буде потрібно грошей на кілька порядків менше і те тільки в національній валюті. Сьогодні в цьому напрямку виконаний великий обсяг робіт з термохімічної переробки антрациту у науково-технічному центрі вугільних енерготехнологій НАН України і Міненерго. Якби вдалося об'єднати зусилля нашого інституту, цього центра і Міненерго, то можна було б таку важку проблему вирішити протягом двох- трьох років.
Зупинимося ще на одному енергетичному "полі", що сьогодні ще залишається цілинним. Не вважаючи окремі випадки використання дров, опилок, соломи, торфу і т.д. побутових відходів, ефективного енергетичного використання різних промислових і сільськогосподарських органічних відходів практично немає. Немає спеціальної топкової техніки, немає газифікаторів, немає спеціальних енерготехнологічних пристроїв, що дозволяють добувати максимум енергії з цих, так сказати, некваліфікованих видів палива. А на Заході спалювання таких відходів дає електроенергію або теплоту. Наприклад, у Данії 20% енергії центрального теплопостачання утворюється за рахунок пальних матеріалів місцевих невикопних палив. Зрозуміло, що таке відношення до відходів не могло з'явитися випадково.
Починаючи з 1973 року велика частина західних держав розробила спеціальну стратегію розвитку енергетики. Одним з важливих аспектів останньої було те, що регіонам надали право розвивати енергетику в межах своєї компетенції. У результаті проведення такої політики в життя виявилося, що фермеру вигідно везти солому на електростанцію, вигідно сортувати сміття, одержуючи при цьому ціну сировину і дармову енергію і т.д. У нас подібна політика в області енергетики відсутня. Енергетичний потенціал таких палив, як дрова, торф, сміття, місцеві вугілля і т.д., практично не затребуване. А як він може бути задіяний? Адже сьогодні ще вигідно просто побільше відкрити кран на трубопроводі природного газу чи мазуту. При цьому не потрібно возити дрова з лісу, реконструювати топкову техніку і т.д. Разом з тим при кваліфікованому використанні, наприклад, дров можна не тільки значно зменшити імпорт природного газу, але й одержати значну економію. Підрахунки показали: при перетворенні1 куб. мдеревної тріски в спеціальному газифікаторі можна одержати кількість газу, еквівалентне по теплоті35 куб. мприродного і15 кгмоторного палива, у виді вуглецевих брикетів і заробити при цьому 30 50 тис. доларів у рік. Енергетична політика в нашій країні повинна будуватися ще і так, щоб не можна було пройти повз ту обставину, коли енергія в буквальному значенні слова валяється під ногами, а її ніхто не хоче підняти. Мова йде про тепло землі, що надходить з гарячою водою з готових скважин. Тут на озброєнні Інституту технічної теплофізики НАН України мається все, щоб цю енергію використовувати корисно.
Тепер про сушіння. Створена своя технологія. В основі її лежить новий метод, що дозволяє керувати дифузією вологи. Завдяки йому ефективність сушіння підвищується в 2 3 рази. При цьому якість матеріалу відповідає світовим стандартам. Однак дана технологія не знайшла поки в Україні широкого впровадження. Ще багато сушив працюють з дуже низьким коефіцієнтом використання палива. Тут також економічний стимул поки бездіє.
У результаті помилкової енергетичної політики, що проводилася в Радянському Союзі, розвиток паливної енергетики зупинився, по суті справи, у 60-х роках. А оскільки в Україні в минулому були зосереджені великі теплоенергетичні об'єкти в різних галузях народного господарства, то при розпаді Союзу нам дісталася в спадщину відстала теплоенергетика.
У результаті ми не маємо сучасних котлів, здатних спалювати низькосортне вугілля, дрова, торф і т.д. Немає в нас високоефективних парових, газових турбін, парогазових установок, газифікаторів для одержання газу з вугіль, дров, торфу і т.д. Розрив у розвитку теплоенергетики України і Заходу сьогодні складає 30 40 років, перебороти які в доступний для огляду час навряд чи вдасться. Незважаючи на велике відставання в розвитку української теплоенергетики від західної його все-таки можливо значно скоротити в найближчі 2-3 роки.
Для цього необхідно створити нову стратегію розвитку теплоенергетики України (нагадаємо, робити інвестиції в енергозбереження в два три рази ефективніше, ніж у видобуток). Потім провести її всенародне обговорення і затвердити у Верховній Раді. На підставі згаданої стратегії підготувати конкретну програму виходу теплоенергетики з кризи, що враховує регіональні особливості всіх областей і районів країни. При цьому її виконання повинне проходити прозоро для громадськості з розшифровкою того, куди і на які цілі пішли ті чи інші гроші. Сьогодні наукова робота в області теплоенергетики ведеться розрізнено, має місце дублювання. Нерідкі випадки розпилення засобів по дрібних темах. Не ведеться координація робіт. Усунути деякі з перерахованих вище недоліків можна було б, відновивши функції головних організацій ведучих наукових установ НАН України.
ВИСНОВКИ
Підводячи підсумки проведеної роботи ще раз коротко охарактеризуємо ТЕК України.
Теплоенергетичний комплекс України об’єднує вугільну, нафтовидобувну, газовидобувну та нафтову галузь. Особливістю структури видобутку палива в Україні є переважання видобутку кам’яного вугілля.
Вугільна промисловість – це базова галузь для розвитку електроенергетики, коксохімії, металургії. Головним районом видобутку вугілля в Україні є Донецький. Площа Донбасу становить 53 тис. Км2. найбільші поклади твердого палива зосереджені у центральній та північній частині Донецької та південній частині Луганської областей. Значні вугленосні площі освоєні у Західному Донбасі (Дніпропетровська обл.). майже половина промислових запасів вугілля припадає на коксівне (75-90% вуглецю, теплотворність 7500 Ккал/кг). Його видобувають переважно у центральній частині Донецької області (Єнакієве, Горлівка, Макіївка, Донецьк, Красноармійськ, Костянтинівка) та у Краснодонському і Кадіївському районах Луганської області. Цінним енергетичним паливом є антрацит (90-96% вуглецю, теплотворність 8000 Ккал/кг). Поклади антрацитового вугілля залягають переважно у Луганській області.
За собівартістю Донецьке вугілля дороге. Однією з причин високої собівартості є глубоке залягання пластів (понад1000 м) та незначна їх потужність (від 0,45-1 м). Однак цей важливий для України басейн відіграє велику роль у формуванні таких промислових вузлів, як Донецько-Макіївський, Горлівсько-Єнакіївський, Стахановсько-Алчевський, Лисичансько-Рубіжанський та ін. На вугільній промисловості Донбасу спеціалізуються вузли: Торезо-Сніжнянський, Свердловсько-Антрацитівський, Селідовський та Красноармійський.
Важливою паливно-енергетичною базою на Західній Україні є Львівсько-Волинський вугільний басейн. Площа басейну близько 10 тис. Км2. Глибина залягання вугілля від 300 до500 м, потужність пластів – до 1м. Розвиток басейну сприяв поліпшенню паливного балансу України, зокрема, кращому забезпеченню паливом західних областей, формуванню таких нових промислових центрів, як Нововолинськ, Червоноград. Вугілля басейну газове, довгополум’яне, придатне переважно для використання на теплових електростанціях, а також для поглибленої хімічної переробки. Залягання сапропелітового вугілля можуть бути використані для одержання сировини, з якої виробляються пластмаси.
Основним районом залягання бурового вугілля на Україні є Дніпровський буровугільний басейн. Буре вугілля видобувається в таких центрах: Олександрія (Кіровоградська обл.), Ватутіне (Черкаська обл.), Коростишів (Житомирська обл.). Вугілля видобувають переважно відкритим способом, є також ряд шахт. Поклади бурого вугілля виявленів межах 200 родовищ, більше частина яких не розробляється. Адже це вугілля має високу вологість, відносно низьку теплотворну здатність не перевозиться на великі відстані, а споживається в основному в районах видобутку. Розвиток видобутку бурого вугілля у степових і лісостепових районах України забезпечує місцеві потреби у паливі і позитивно впливає на територіальну організацію виробництва.
Нафтова, нафтопереробна і газова промисловість. Нафту і природний газ в Україні видобувають у трьох регіонах: на Прикарпатті, в областях Лівобережжя та Причорономор’я.
Найдавнішим районом видобутку нафти є Прикарпатський, в якому почали видобувати нафту у 1770 році. У складі нафти Прикарпатських родовищ переважають метанові і метнонафтанові компоненти, вона придатна для виробництва палива і для хімічної переробки. В результаті геологорозвідувальних робіт у 1950 році було відкрито Долинське родовище нафти в Івано-Франківській області, а в 1962 році – Битківське, Північно-Долинське, Альхівське, Улючненсько-Орівське та ін. В наслідок освоєння цих родовищ видобуток нафти на Прикарпатті значно зріс. Однак домінуючу роль у видобутку нафти в 60-х роках взяв на себе район Дніпровсько-Донецької западини Лівобережжя України. Основні родовища нафти зосереджені у Полтавській (Радченківське, Зачепилівське, Новогригорівське, Миргородське та ін.), Сумській (Качанівське, Рибальське), Чернігівській (Прилуцьке, Гнідинцівське, Леляківське) областях. Найбільшим центром видобутку нафти тут є Анастасіївське родовище біля м. Ромни в Сумській області. Нафта Дніпровсько-Донецького району багата на легкі фракції і має високу якість, в родовищах залягає також велика кількість попутного горючого газу.
Промислові родовища нафти є також в Причорномор’ї та на Кримськомупівострові. Завдяки детальному вивченню надр цього району тут відкрито ряд нафто- і газоносних структур (західна частина Криму, на півострові Тарханкут).
Підприємства нафтопереробної промисловості зосереджені в районах видобування нафти, в портових містах, на шляхах пролягання нафтопроводів. У Прикартпатті вони розміщенні в Дрогобичі, Бориславі, Надвірній, Долині, Львові. У Причорномор’ї нафтопереробна промисловість розвинена в Одеському та Херсонському промислових вузлах. В Центрі України, де пролягають великі магістральні нафтопроводи, переробка нафти зосереджена у Кременчуцькому та Вінницькому промислових вузлах. На Сході України, в районі Донбасу, функціонує один з найпотужніших в Європі Лисичанський нафтогазохімічний комплекс.
Розвиток газовидобувної промисловості пов’язаний з відкриттям і освоєнням родовищ природного газу в Прикарпатському нафтогазовому районі. Уже в 1940 році на газових промислах цього району було видобуто майже 500 млн. м3газу. Після 1945 року газова промисловість Прикартпаття набула значення як паливна база України. Центрами газовидобутку стали Дашава, Більче-Волиця, Рудки, Угерське, Битків, Опара, Косів та ін. З цього району був прокладений перший магістральний газопровід Дашава-Київ, а також ряд газопроводів міжобласного і місцевого значення. Сьогодні у Прикарпатті видобувається менше 1/5 газу нашої держави.
Основним і найважливішим районом газовидобутку України в наш час є Дніпровсько-Донецький. Тут видобувається 80% газу від загальної кількості в Україні. Найдільші газові родовища природного газу знаходяться у Харківській (Шебелинське, Хрестищенське, Єфремівське), Сумській (Рибальське, Качанівське), Полтавській (Солохо-Диканське), Дніпропетровській та Чернігівській областях. Найбільше із зазначених родовищ – Шебелинське. Звідси прокладене магістральні газопроводи до багатьох міст України – Харкова, Києва, Дніпропетровська та ін.
Поступово освоюються газові родовища Причорноморського району України. Передусім на півострові Крим. Експлуатуються Джанкойське, Глібівське, Аленівське, Задорненське та ін. Споруджено газопровід Глібівка-Сімферополь-Севастополь з відгалуженням до Ялти, Сак і Євпаторії.
Аналіз розвіданих запасів свідчить, що Україна і в перспективі залишиться в числі країн імпортерів нафти і газу, потреби в яких забезпечуються власними ресурсами відповідно на 10-20%. В той же час збільшення власного видобутку цих ресурсів може значно зменшити від’ємне сальдо торговельного балансу шляхом скорочення обсягів їх імпорту.
Електроенергетика. Розміщення електроенергетики залежить від 2 факторів: наявності паливно-енергетичних ресурсів та споживачів електроенергії. Її розвиток базується на таких основних принципах: концентрація виробництва електроенергії на великих районних електростанціях; комбінування виробництва електроенергії і тепла з метою теплопостачання міст і промислових вузлів; освоєння гідроенергоресурсів з урахуванням комплексного вирішення завдань територіальної організації виробництва; розвиток атомної енергетики в районах з напруженим паливно-енергетичним балансом.
Найпоширенішим в країні є теплові електростанції (ТЕС). Перевагою цих підприємств є що вони можуть розміщуватись у будь-якому районі, і вартість капіталовкладень на їх будівництво порівняно з іншими типами електростанційзначно нижча. Найбільша концентрація ТЕС спостерігається у промислових районах Донбасу і Придніпров’я.
В умовах загального дефіциту палива посилилась роль атомних електростанцій. Атомна енергетика України представлена 5 станціями: Чорнобильська, Запорізька, Південно-Українська, Рівненська та Хмельницька.
Розвитку гідроенергетики сприяло створення каскаду ГЕС на Дніпрі та деяких інших річках. Всі великі електростанції об’єднані в районні енергосистеми, що утворюють єдину державну енергосистему. Функціонують Донбаська, Дніпровська, Харківська, Київська, Вінницька, Львівська, Одеська, Кримська районні енергосистеми. Державна об’єднана енергосистема пов’язана з енергосистемами сусідніх з Україною держав та енергосистемою “Мир” Через високовольтні лінії передачі пролягли мости з України у Поволзький район Росії, у Словаччину, Угорщину, Румунію.
Перспективи розвитку ТЕК України пов’язані з розширенням геологічних розвідок на території районів залягання палива, а також з реконструкцією вугільного басейну Донбасу. Показниками, що характеризують енергетичне становище країни, є енергоємність і електроємність ВВП. В 1996 році прийнята “Комплексна Державна програма енергозбереження України”, в якій містяться конкретні найважливіші заходи щодо створення енергозберігаючих технологій в енергомістких галузях економіки, а також ефективних систем управління енергозбереженням.
ЛІТЕРАТУРА
1.Мировая экономика, учебник под редакцией А.С.Булатова, изд. Юристъ, 1999 год, Москва
2.Курс лекций по мировой экономике, Всероссийская академия внешней торговли, проф. Пстыго В.И., 2001 год.
3.Энергетическая стратегия мирового ТЭК до 2020г., авторский коллектив под руководством Яновского А.Б., 2001 год.
4.Іщук С.І. “Розміщення продуктивних сил” – Київ, 2000
5.Корчевой Ю.П., Майстренко А.Ю. Сучасний стан вугільних електростанцій України і перспективи їхнього розвитку. // Екотехнології і ресурсозбереження. — 1996. — №3. — с.3–8.
6.Долинський А., Носач В. Теплоенергетика – джерело фінансових ресурсів., "Дзеркало тижня". Київ, 05 червня 2000 р.
7.Розміщення продуктивних сил (підручник)., за ред. Ковалевського В.В., Михайлюка О.Л., Семенова В.Ф., Київ.,-“Знання”.,-1998,546 с.
8.Соціально-економічна географія України: навч. Посібник., за ред. Проф. Шабіля О.І. — Львів: Світ, 1994,-608 с.