Электроэнергетика мира. 
Экономическая и социальная география мира

Рост производства электроэнергии. Электрическая энергия — универсальный, технически и экономически эффективный вид энергии. Важно, что использование и передача электроэнергии на значительные расстояния — экологически безопасны по сравнению с иными видами топлива (с учетом сложности и экологической составляющей при их транспортировке).

Рост потребления электроэнергии в мире связан с теми изменениями, которые формируются в промышленности под воздействием научно-технического прогресса: автоматизация и механизация производственных процессов, широкое применение электроэнергии в технологических процессах, повышение степени электрификации всех отраслей хозяйства. Значительно выросло потребление электроэнергии населением в быту, в том числе в связи с улучшением условий и качества жизни, широким распространением радиои телеаппаратуры, бытовых электроприборов, компьютеров, использованием всемирной компьютерной сети Интернет.

С глобальной электрификацией связан неуклонный рост производства электроэнергии в расчете на душу населения планеты. Причем показатель роста производства и потребления электроэнергии точно отражает все особенности развития хозяйства отдельных государств. Так, более ³/₅ всей электроэнергии вырабатывается в экономически высокоразвитых странах.

Традиционной энергетикой принято считать ТЭС, работающие на газе, угле, мазуте и прочем органическом топливе, гидроэлектростанции, а также АЭС. Именно эти источники вырабатывают и покрывают во всем мире большую часть потребностей в электроэнергии. Но развивается также альтернативная энергетика (нетрадиционная).

Изменилась структура сырьевого баланса мирового производства электроэнергии. Так, если в 1973 г. на уголь приходилось более 38%, нефть — около 25, природный газ — 12, ядерное топливо — немногим более 3%, гидроэлектроэнергию — более 20%. К началу XXI в. доля угля — около 29%, доля использования нефти при производстве электроэнергии — 35, доля природного газа — 24%, при значительном увеличении удельного веса ядерного топлива (5,6%) и сокращении значения гидроресурсного потенциала (6,5%). На прочие источники получения электроэнергии (альтернативные), т. е. геотермальную, солнечную, ветровую энергию и другие возобновляемые источники приходится менее 2%. Но следует помнить, что в разных регионах и странах мира структура потребления первичных источников энергии сильно различается.

Увеличиваются расходы на НИОКР в области энергетики. Так, значительно улучшило показатели работы тепловых станций обогащение угля, совершенствование оборудования ТЭС, повышение мощности агрегатов (котлов, турбин, генераторов). Ведутся активные научные исследования в ядерной энергетике (в области разработки реакторов), в сфере использования геотермальной и солнечной энергии и т. д.

Общее производство электроэнергии в мире выросло почти до 23 трлн кВт • ч. Рост производства электроэнергии во второй половине XX в. был отмечен во всех регионах и странах. Однако процесс проходил в них достаточно неравномерно (табл. 7.10).

Таблица 7.10

Доля регионов в мировом производстве электроэнергии, %

В 1950 г. почти половина мировой выработки электроэнергии производилась в Северной Америке. Например, уже в 1965 г. США превысили мировой уровень производства электроэнергии 1950 г. В настоящее время Китай стал мировым лидером (более 5 трлн кВт • ч), а США — на 2-й позиции — производят более 4 трлн кВт • ч электроэнергии. Однако доля Северной Америки в мировом производстве электрической энергии заметно снизилась с начала 1950;х г., а удельный вес азиатского региона, напротив, существенно вырос.

Из стран Азии в первой десятке стран мира находятся ныне не только Япония, но также Китай и Индия, причем Китай ныне занимает второе место вслед за США. Страны Восточной Европы в результате перестроечных процессов (при переходе «от плана к рынку») сократили производство и потребление электроэнергии. Изменения произошли не только на региональном, но и на страновом уровне. Лидерами ныне являются США, Китай, Япония, Россия, Канада (табл. 7.11).

Таблица 7.11

Производство электроэнергии в странах-лидерах, млрд кВт/ч.

Окончание табл. 7.11

А вот по производству электроэнергии в расчете на душу населения лидируют Норвегия, Исландия, Канада, Кувейт, Швеция, США.

Типы электростанций. Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях разного типа — ТЭС, ГЭС, АЭС, в сумме дающих 99% производства. Роль так называемых альтернативных источников получения электроэнергии (энергии Солнца, ветра, приливов, гейзеров) пока еще очень мала. Однако в разных странах доля производства электроэнергии на перечисленных станциях существенно отличается (табл. 7.12).

Таблица 7.12

Производство электроэнергии в странах-лидерах на электрических станциях разного типа, 2013 г.

Окончание табл. 7.12

Тепловые электростанции были и остаются основой мировой электроэнергетики в целом (свыше 60%) и многих государств, хотя на них сжигаются ежегодно миллионы тонн топлива (существенное влияние на экологию). Однако общая структура производства электроэнергии серьезно изменилась с 1950 г. Если ранее применялись лишь ТЭС и ГЭС, то ныне доля последних снизилась за счет использования ядерной энергетики и других альтернативных источников получения энергии.

ТЭС работают на минеральном топливе, главным образом на угле, мазуте или природном газе. Наиболее велика доля угля в теплоэнергетике таких стран, как ЮАР (почти 100%), Австралия, Китай, Россия, Германия и США, обладающих собственными запасами этого вида топлива. Ныне почти повсеместно растет значение тепловых станций, работающих на смешанном топливе. Среди тепловых электростанций различают конденсационные (КЭС), предназначенные только для производства электроэнергии, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые помимо электрической энергии дают еще тепло для снабжения промышленных предприятий и коммунально-бытовых услуг.

Как правило, крупные ТЭС строят в районах добычи топлива либо в местах, удобных для его подвоза (в портовых городах). Станции, работающие на мазуте, также располагаются в местах размещения нефтеперерабатывающих заводов, на природном газе — вдоль трасс газопроводов. Угольный топливно-энергетический цикл — один из экологически наиболее опасных, поэтому в разных регионах мира и странах расширяется использование «альтернативных» источников энергии.

Производство электроэнергии на ГЭС растет. Однако степень освоенности гидроэнергоресурсов в разных регионах мира различна. В целом по миру она составляет лишь 16%. В Японии гидроресурсы используются на ²/₃, в США и Канаде — на ³/₅, в Латинской Америке — на У₁₀, а в Африке — менее чем на V 20 гидроэнергоресурсного потенциала региона.

Из действующих ГЭС мощностью более 1 млн кВт свыше половины находятся в промышленно развитых странах. В Китае закончили строительство новой ГЭС «Санься» («Три ущелья») на р. Янцзы (22 млн кВт), которая стала самой мощной в мире. Также к крупнейшим по мощности из действующих ГЭС относятся: бразильско-парагвайская «Итайпу» на р. Парана (мощность свыше 14 млн кВт), венесуэльская «Гури» на р. Карони, американская «Гранд-Кули» на р. Колумбия. Крупнейшие российские ГЭС построены в Сибири на р. Енисей: Красноярская и Саяно-Шушенская (каждая мощностью более 6 млн кВт).

В энергоснабжении многих стран ГЭС играют решающую роль, например в Норвегии, Бразилии, Австрии, Новой Зеландии, Гондурасе, Гватемале, Танзании, Непале, Шри-Ланке, а также в Канаде, Швеции, Швейцарии и в других государствах.

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), производство гидроэлектроэнергии в мире составляет 16% глобального производства электроэнергии. В число ведущих производителей гидроэлектроэнергии в мире входят: Канада, Китай, Бразилия, США, Россия, Норвегия и др.

В последние десятилетия практическое применение в мире получило использование ядерной энергии. Во много тысяч раз меньшая потребность в топливе (1 кг урана эквивалентен по заключенной в нем энергии 20 т каменного угля) почти освобождает размещение АЭС от влияния транспортного фактора. Минимальны и выбросы вредных веществ в атмосферу (при условии безопасности эксплуатации АЭС и снижении рисков, связанных с захоронением ядерных отходов).

Со времени ввода в эксплуатацию первой атомной электростанции (в 1954 г. в СССР — г. Обнинск, мощностью 5 МВт. Станция была закрыта в 2003 г.) суммарная мощность АЭС мира превысила 400 тыс. ГВт. Но согласно прогнозам МЭА, в случае развития атомной энергетики по базовому сценарию (учитывая вывод из эксплуатации реакторов, исчерпавших свой технический ресурс), мощности АЭС в мире могут увеличиться до 416 ГВт в 2030 г.

Производство электроэнергии на АЭС в последние десятилетия росло. Вплоть до конца 1980;х гг. ядерная энергетика развивалась опережающими темпами по отношению ко всей электроэнергетике, особенно в экономически высокоразвитых странах и районах, дефицитных по другим энергоресурсам. Так, доля атомных станций в общем производстве электроэнергии мира в 1970 г. составляла 1,4% (в 1980 г. — 8,4; в 1993 г. — уже 17,7%). Но в последующие годы эта доля несколько снизилась.

В связи с психологическим воздействием на население планеты после аварий на АЭС в разных странах (особенно на Чернобыльской АЭС — Украина, 1986 г.) и активизацией деятельности противников ядерной энергетики темпы ее развития заметно снизились. Авария на японских АЭС («Фукусима-1» и др.) в 2011 г. вследствие землетрясения окажет также очень серьезное влияние на развитие мировой энергетики.

Важными причинами снижения производства электроэнергии на АЭС являются также высокие удельные капитальные затраты, длительные сроки выдачи лицензии на строительство и эксплуатацию АЭС, большая длительность проектирования и сооружения объектов ядерной энергетики и, конечно, сложность решения ряда крупных технических проблем безопасности АЭС и утилизации радиоактивных отходов, а также проблема консервации станций после завершения сроков эксплуатации. Некоторые страны даже законсервировали свои программы развития атомной энергетики, но в последние несколько лет многие страны изменили свое отношение к ней и намерены расширять мощности АЭС для обеспечения устойчивого роста. Специалисты назвали этот процесс «ядерным ренессансом».

В 2013 г. в мире эксплуатировалось более 438 блоков на АЭС и несколько десятков строилось. Велика доля АЭС в производстве электроэнергии во Франции (более 70%), в Украине, Швеции и Швейцарии (более 40), Республике Корея (около 40), в Японии (свыше 15%).

Перспективы развития ядерной энергетики (до техногенных аварий на японских АЭС в 2011 г.) в США и Европе в целом оценивались как достаточно благоприятные. Больше всего АЭС (63 АЭС, 100 энергоблоков) эксплуатируется в США. На втором месте Франция (58 энергоблоков), на третьем — Япония (54 блока в эксплуатации). Для сравнения: в России эксплуатируется 10 АЭС (32 энергоблока). В апреле 2007 г. в России приступили к созданию первого энергоблока плавучей атомной станции.

Крупнейшая в мире АЭС — это Kashiwazaki Kariva (Япония) мощностью 8200 МВт (7 реакторов типа BWR установленной мощностью 110—1356 МВт). Наиболее крупная в Европе — это Запорожская АЭС (Украина) мощностью 6000 МВт (6 реакторов ВВЭР-1000). В России наибольшую мощность имеют Балаковская, Ленинградская, Калининская и Курская АЭС (по 4 реактора мощностью 1000 МВт каждый). 2010 г. стал наилучшим по количеству новых пусков за все десять лет XXI в. В строй вошли пять новых блоков: два в Китае (Lingao-3 и Qinshan П-З), по одному в России (энергоблок № 2 Ростовской АЭС), Индии (Rajasthan-6) и Южной Корее (Shin-Kori-1). База данных засчитывает блок после подключения его к электрической сети, поэтому Kaiga-4 (синхронизирован с индийской южной энергосистемой 19 января 2011 г.) и Busker-1 (Иран) числятся в ней строящимися. В стадии строительства в мире находятся 65 энергоблоков, причем 43 из них — в Азии. В 2010 г. началось строительство сразу 15 энергоблоков: девяти в Китае (на блоке Fuging-3 работы стартовали 31 декабря 2010 г.), двух — в России, двух — в Индии, одного — в Японии и одного — в Бразилии.

Согласно базе данных МАГАТЭ по энергетическим реакторам (PRIS) на начало 2014 г. в мире эксплуатировались 438 ядерных энергоблоков общей мощностью 375 000 МВт.

В последние годы Китай непрерывно повышает уровень развития ядерной энергетики. Согласно прогнозам, в 2020 г. доля мощности установленных агрегатов на ядерной энергии от общего объема электроэнергетики в этой стране достигнет более 8% (мощность установленных агрегатов на ядерной энергии достигнет 70 млн кВт). Это значит, что в предстоящие 12 лет ежегодно будут устанавливаться 5—6 агрегатов на ядерной энергии мощностью 1 млн кВт. В 2010 г. в Китае были утверждены 10 проектов по ядерной энергетике, в рамках которых будут установлены 28 агрегатов. Китай стал страной с крупнейшим масштабом строящихся агрегатов на АЭС в мире.

Однако после аварий на японских АЭС в настоящее время во всех странах программы развития атомной энергетики серьезно корректируются. Ведущими продуцентами энергии на атомных станциях в мире являются: США, Франция, Япония, Россия, Республика Корея, Германия.

Как отмечают эксперты, в настоящее время развитие атомной энергетики (впрочем, как и энергетики в целом) в мире определяется такими основными факторами, как рост глобального энергопотребления вследствие роста численности населения планеты и сближения уровня потребления энергии в развитых и развивающихся странах, исчерпаемость запасов углеводородного сырья и др.

К нетрадиционным (альтернативным) источникам получения электроэнергии относят энергию Солнца, ветра, морских приливов и геотермального тепла. Развивается биоэнергетика. Все они имеют свои плюсы и минусы. Положительные качества альтернативной энергетики — широкая распространенность большинства ее источников и сравнительная экологическая чистота. Но в отличие от традиционной энергетики, альтернативная энергетика в большинстве случаев не может играть роль единственного энергоснабжающего тот или иной регион источника. Тем не менее она находит применение в проблемных регионах.

На практике использованию новых источников получения энергии препятствует также высокая стоимость получения энергетической мощности по сравнению с традиционными методами. Отсюда вытекает главная задача — разработка и внедрение новых технологий, позволяющих использовать то, что дарит человеку природа. Во многих странах мира действуют ветровые электростанции. В некоторых — построены электростанции, использующие энергию морских приливов и т. д. Геотермальные электростанции являются основой энергетики Исландии. Тепловую энергию подземных вод (гейзеров) используют в США, России и других странах. Лидерами по производству электроэнергии из альтернативных источников являются США, Германия, Япония, Бразилия, Италия, Великобритания. Высока доля в производстве электроэнергии из альтернативных источников в Дании, Сальвадоре, Исландии, Кении, Португалии.

Внешняя торговля электроэнергией. В середине 2000;х гг. экспорт электроэнергии в мире составлял около 0,5 млрд кВт • ч, т. е. примерно 3% ее мирового производства.

Межрегиональной торговли электроэнергией практически нет. Исключением является то, что до 1990 г. довольно значителен был обмен электроэнергией между странами Восточной Европы (в СССР действовала Единая энергетическая система, а с 1960 г. была создана Объединенная энергосистема «Мир», в которую входило еще шесть энергосистем государств Центрально-Восточной Европы — стран — членов Совета Экономической Взаимопомощи).

Ведущие экспортеры электроэнергии в мире: ФРГ, Канада, Франция, Парагвай, Швейцария, Швеция и др.