Энергоресурсы и их структура

Мировая энергетическая система переживает серьезные изменения под влиянием ряда факторов. С одной стороны, экономический рост развивающихся стран сдвигает спрос на энергоносители в сторону все более высоких уровней, повышая цены и стимулируя предложение, инвестиции как в геологоразведку, развитие технологий добычи, так и в развитие возобновляемых источников энергии по всему миру. С другой стороны, технологический      прогресс,      нереализованный      потенциал энергоэффективности спроса на энергию, растущая экологическая нагрузка от использования ископаемых видов топлив, глобальные климатические изменения приводят к снижению конечного спроса на энергию и изменению его структуры в пользу более «чистых» источников. Для России, крупнейшего производителя и экспортера энергоресурсов, понимание и прогнозирование данных изменений является важной и актуальной задачей в формировании долгосрочной стратегии роста [2].

В качестве источника всей энергии на планете выступает Солнце. В ходе фотосинтеза, который является основой жизни большинства видов растений, живой природой потребляется лишь незначительная часть от общего количества солнечной энергии. Максимальное количество энергии Солнца тратится на согревание земной атмосферы, освещение планеты, а также на процессы кругооборота веществ. Энергия - это основа жизни на планете.

Под органическим топливом подразумевают аккумулированную солнечную энергию, которая накапливалась на протяжении миллионов лет и потребляется человечеством. Преобразованная солнечная энергия - энергия иных источников, к примеру, ветра, рек, морских приливов и отливов и др. Растениями поглощается солнечная энергия в ходе фотосинтеза; животными потребляется эта энергия косвенным путем, поедая растения и других животных. Человеком потребляется солнечная энергия разнообразными путями, в том числе с пищей.

Применение энергии населением Земли растет. Еще в глубокой древности люди научились перерабатывать солнечную энергию с помощью сжигания биологической материи. На сегодняшний день количество энергоресурсов неизмеримо расширилось. Нынешние энергосистемы выступают в качестве неотъемлемого компонента инфраструктуры общества. Поскольку энергия - важнейший элемент устойчивого развития каждого государства, все стремятся к разработке таких способов энергоснабжения, которые оптимальным образом могли обеспечить развитие и увеличение качества жизни человека, при этом сведя к минимуму воздействие хозяйственной деятельности на здоровье людей и окружающую среду [1].

Топливно-энергетические ресурсы образуются совокупностью природных и производственных энергоносителей, запасенной энергией которых при имеющемся уровне технологического развития можно пользоваться в хозяйственной деятельности. Энергетические ресурсы обладают сложной структурой, в которую входят первичные (природные) и преобразованные. Первичными являются ресурсы, которые имеются в природе в первоначальной форме. Энергию, получаемую при применении этих ресурсов, называют первичной.

К первичным энергоресурсам относятся:

• -    возобновляемые, т.е. природные энергоносители, которые постоянно пополняются в следствии естественных (природных) процессов. Возобновляемые ресурсы основываются на применении возобновляемых источников энергии (Солнце, ветра, реки, моря и океаны, внутреннее тепло Земли, вода, воздух); энергии естественных движений водных потоков и температурных градиент; энергии от применения биомассы, которая получается в виде отходов от растениеводства и животноводства; энергии от утилизации отходов человеческой деятельности.

• -    невозобновляемые, т.е. энергоресурсы, у которых запасы не обладают источниками пополнения и понемногу убавляются из-за растущего потребления (уголь, нефть, газ, ядерная энергия). Они делятся на два типа -традиционные (углеводороды, угли и высококачественные урановые руды) и нетрадиционные, которые условно выделяются «пригодные к освоению в XXI в. и перспективные источники энергии, широкое освоение которых возможно лишь в следующем веке». Из первичных энергоресурсов образуют преобразованные (нефтепродукты, электричество, искусственный газ и др.).

В результате преобразования энергоресурсов происходят вредные выбросы твердых частиц, газообразных соединений, а также значительного количества тепла, что негативно сказывается на окружающей среде. Возобновляемым энергоресурсам (за исключением гидроэнергетическим) не требуется транспортировка к месту потребления, однако они имеют низкий энергетический потенциал из-за слабой степени концентрации, поэтому для преобразования их энергии требуются большие капитальные вложения [4]. Но это в большой степени компенсирует их широкое распространение, относительно высокая экологическая чистота и их практическая неисчерпаемость. Эти источники более целесообразно употреблять непосредственно поблизости от потребителя. Энергетикой, которая работает на первичных источниках, используются потоки энергии, уже имеющиеся в окружающем пространстве, перераспределяется, но не нарушается их общий баланс. Наряду с этим, они считаются экологически чистыми.

В соответствии с классификацией Международного энергетического агентства, возобновляемыми источниками энергии являются:

• « - возобновляемые источники энергии, которые сжигаются, отходы биомассы;

• -    твердая биомасса и животные продукты: биологическая масса, в том числе любые материалы растительного происхождения, используемые непосредственно как топливо или превращаемые в другие формы перед сжиганием (древесина, растительные отходы и отходы животного происхождения; древесный уголь, который получают из твердой биомассы);

• -    газ/жидкость из биомассы: биогаз, полученный в процессе анаэробной ферментации биомассы и твердых отходов, который сжигается для производства электричества и тепла;

• -    муниципальные отходы: материалы, которые сжигаются для выработки тепловой и электрической энергии (отходы жилого,

коммерческого и общественного секторов). Утилизируются муниципальными властями с целью централизованного уничтожения» [5].

Сегодня из всего количества возобновляемых энергоресурсов главным образом применяется гидроэнергия и в небольшом количестве солнечная энергия, энергия ветра, геотермальная энергия.

К вторичным топливно-энергетическим ресурсам относятся ресурсы, которые были получены в виде отходов или побочных продуктов (сбросов и выбросов) производственно-технологического процесса. Среди наиболее часто встречающихся вторичных ресурсов выделяют тепло разнообразных параметров и топлива. В виде топлива применяются твердые отходы человеческой деятельности, жидкие сбросы и газообразные выбросы различных отраслей промышленности.

Энергетическая отрасль - это топливно-энергетический комплекс государства, который охватывает получение, передачу, преобразование и использование разнообразных видов энергии и энергетических ресурсов. Здесь пересекаются энергетическая, экономическая и социальная составляющие общественного развития.

На сегодняшний день потребности человечества в разнообразных видах энергии, в основном электрической, стремительно растут. Энергетическая система выступает в виде совокупности энергоресурсов всех видов, методов их употребления, технических средств и организационных комплексов, которые обеспечивают снабжение энергопотребителей.

Структура энергетического хозяйства состоит из нескольких элементов: топливно-энергетического комплекса; электроэнергетики; централизованного теплоснабжения; теплофикации [4].

Топливо бывает твердым; жидким; газообразным; ядерным. Древнейшим видом твердого топлива является древесное топливо. Затем стало применяться ископаемое угольное топливо, а вслед за тем электрическое. Использование нефти, природного газа и электричества, последующее освоение атомной энергии позволили человечеству осуществить огромные преобразования.

В настоящее время наиболее дефицитным топливом считается нефть. По разным оценка ее хватит на 25-40 лет, запасов горючего газа и урана - на 35-65 лет, а запасов угля – на 200-300 лет.

Обеспечение мировой экономики энергетическими ресурсами является сегодня одной из глобальных проблем, для решения которой необходим комплексный подход и скоординированные действия всего мирового сообщества.