Energetické zdroje

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 3. prosince 2021; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Energetické zdroje  jsou všechny zdroje různých druhů energie dostupné pro průmyslové a domácí využití v energetickém sektoru .

Energetické zdroje se dělí na neobnovitelné , obnovitelné a jaderné . Podle původu se energetické zdroje dělí na různé druhy paliv (obnovitelné i neobnovitelné), energii různých přírodních procesů a jadernou energii. Existuje také zvláštní kategorie druhotných energetických zdrojů (palivo, teplo a přetlak VER). Člověk využívá různé druhy energie: tepelnou, elektrickou, jadernou, chemickou, mechanickou. Energetické zdroje se využívají především pro výrobu elektřiny a v palivovém průmyslu .

Odhad dostupných světových zdrojů energie je nezbytný v přístupu k udržitelnému rozvoji .

Historie

Až do 19. století bylo dřevo hlavním energetickým zdrojem na planetě . Průmyslová revoluce , vynález parního stroje vedl k širokému využití uhlí, masivní použití spalovacích motorů si vyžádalo prudký nárůst těžby ropy a začalo narůstat používání zemního plynu. Objevil se, zaujal jejich místo ve světové ekonomice, ale nezaujal přední místa vodní a jaderná energie . „Éra ropy“ dala impuls k intenzivnímu rozvoji ekonomiky, což si následně vyžádalo zvýšení její produkce a spotřeby. V posledních desetiletích se spotřeba energie zdvojnásobila každých 13-14 let.

Druhy zdrojů

Neobnovitelné zdroje energie

Mezi neobnovitelné zdroje energie patří všechny druhy fosilních paliv : ropa , zemní plyn , černé a hnědé uhlí, ropné břidlice , rašelina . Uhlí hraje vedoucí roli ve světových zásobách fosilních paliv (až 60 %, pokud jde o konvenční palivo), ropa a plyn tvoří asi 27 %. Při odhadu zásob se rozlišují zásoby prokázané a zásoby končící (odvozené).

V roce 2010 bylo přibližně 91 % veškeré energie vyprodukované lidstvem na Zemi získáno spalováním různých druhů paliv, přičemž lví podíl představovala neobnovitelná fosilní paliva [1] . Podle prognóz americké agentury EIA  ( Energy Information Administration ) se podíl fosilních paliv do roku 2040 sníží na pouhých 78 %, přičemž spotřeba energie v období 2010 až 2040 vzroste o 56 % [2] . S tím souvisí takové globální problémy moderní civilizace, jako je vyčerpávání neobnovitelných zdrojů energie, znečišťování životního prostředí a globální oteplování .

Základem energetického sektoru jsou tepelné elektrárny ( TPP ), které využívají chemickou energii fosilních paliv. Tepelné elektrárny na fosilní paliva zajišťovaly v roce 2010 více než 67 % celkové výroby všech elektráren na světě [3] .

Olej

Prokázané světové vytěžitelné zásoby ropy byly pro rok 2012 odhadnuty na 1638 [4] -1687 [5]  miliard barelů, ačkoli konečné zásoby mohou být 9800-18900 miliard barelů [6] , včetně objevených, ale nezpracovaných polí, zásob nevytěžitelných stávajícími technologiemi, stejně jako alternativní zdroje ( dehtové písky a břidlicová ropa ).

Podle Mezinárodní energetické agentury ( IEA ) byla ropa v roce 2010 zdrojem 32 % veškeré energie a 4,6 % elektřiny [7] .

Kromě využití jako zdroje energie se ropa využívá i jako chemická surovina, podle Mezinárodní energetické agentury v roce 2010 šlo 16,8 % ropných produktů na neenergetické využití [8] .

Zemní plyn

Zemní plyn je široce používán jako palivo pro tepelné elektrárny , pro vozidla na plyn , pro centralizované ( tepelné elektrárny , kotelny ) nebo decentralizované vytápění a zásobování teplou vodou v obytných budovách a průmyslových objektech a pro vaření na plynových sporákech .

Prokázané vytěžitelné zásoby zemního plynu v roce 2012 činily podle různých odhadů 185 [9] -192 [10] bilionů. m³, což je o 39 % více než před 20 lety.

Podle IEA byl plyn v roce 2010 zdrojem 21 % veškeré energie a 22 % elektřiny [7] , přičemž 5,5 % plynu bylo použito jako nepalivo [8] .

Uhlí

Uhlí je nejběžnějším a nejpoužívanějším fosilním palivem. Objevování průmyslových vlastností uhlí odstartovalo průmyslovou revoluci a míra jeho spotřeby roste dodnes. Prokázané vytěžitelné světové zásoby uhlí podle americké agentury EIA  za rok 2009 činily 946 miliard tun, takové zásoby umožní udržet současnou úroveň spotřeby do roku 2130 [11] ; při 5% ročním nárůstu spotřeby však dojde k vyčerpání zásob mnohem dříve. Podle British Petroleum činily zásoby uhlí pro rok 2013 891 miliard tun a vydrží do roku 2126 [12] .

Podle IEA bylo uhlí v roce 2010 zdrojem asi 27 % veškeré energie a asi 40 % elektřiny [7] .

Obnovitelné zdroje energie

Obnovitelné zdroje energie (tzv. "zelená energie" ) - přírodní zdroje , které mohou sloužit jako zdroje energie a které jsou obnovitelnými zdroji , to znamená, že jsou přirozeně doplňovány a jsou v lidském měřítku nevyčerpatelné. Jako takové zdroje mohou sloužit obnovitelné organické zdroje a řada přírodních procesů.

V roce 2010 bylo kolem 13 % celosvětové spotřeby energie (2,3 % vodní energie, 10 % biopaliv a odpadů, 1 % alternativních zdrojů energie) a přibližně 20 % veškeré elektřiny (16 % vodní energie, 3,7 % biopaliv a alternativní zdroje energie). Mezinárodní energetická agentura ( IEA ) [7] . Podle odhadů US EIA pro letošní rok činil podíl „zelené energie“ na celosvětové spotřebě energie 11 % a do roku 2040 se očekával nárůst o další 4 % [2] . Podle analytického centra REN21 byl podíl obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny v roce 2010 20,3 % (15 % vodní energie, 5,3 % biopaliva a alternativní zdroje energie) [13]

V roce 2018 byl podle Mezinárodní energetické agentury podíl obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny 26 %, podíl jaderné energie  10,1 %. [čtrnáct]

Biopaliva

Obnovitelná paliva zahrnují palivo z rostlinných nebo živočišných surovin, z odpadních produktů organismů a také z organického průmyslového odpadu: dřevo ( palivové dříví a naštípané dřevo ); palivové granule (pelety) a palivové brikety , rostlinný olej , etanol atd. V současné době tvoří 54-60 % biopaliv jeho tradiční formy: palivové dřevo, rostlinné zbytky a sušený hnůj pro vytápění domů a vaření, využívá je 38 % biopaliv světové populace. Hlavní formou biopaliva v energetice jsou palivové pelety. V dopravě se jako biopalivo využívá především etanol, sem patří i bionafta . V roce 2014 představoval etanol 74 % trhu s biopalivy, bionafta 23 % a hydrogenovaný rostlinný olej (HVO) 3 %.

Vodní energie

Energie proudící vody byla prvním druhem energie široce využívaným pro technologické účely. Do poloviny 19. století k tomu sloužila vodní kola , přeměňující energii pohybující se vody na mechanickou energii rotujícího hřídele. Poté se začaly používat vodní turbíny , které mechanickou energii dále přeměňovaly na elektřinu .

Vodní elektrárny se obvykle staví na řekách , pro zvýšení rozdílu vodních hladin a zajištění celoročního zásobování vodou se budují přehrady a nádrže . Využití vodní energie má tyto rysy: počáteční investice na výstavbu vodních elektráren obvykle vyžaduje větší kapitálové investice než tepelné elektrárny, ale náklady na výrobu energie jsou nižší; VE mohou snadno a rychle měnit vyráběný výkon elektřiny; velké a výkonné vodní elektrárny nelze postavit nikde a jsou často vzdálené od spotřebitelů; výstavba vodních elektráren má významný dopad na životní prostředí v důsledku vytváření přehrad a nádrží.

Globální potenciál výroby vodní energie se odhaduje na téměř 10 bilionů kWh. Asi 1/2 tohoto potenciálu připadá na Čínu, Rusko, USA, Zair, Kanadu a Brazílii.

Alternativní energie

Alternativní energetika zahrnuje jak relativně rozvinutá průmyslová odvětví - solární a větrnou , tak i méně častá a v procesu vzniku - geotermální energii , elektrárny na biopaliva , přílivové a vlnové elektrárny, bouřkovou energii .

Jaderná energie

Jaderná (atomová) energie využívá jadernou energii k výrobě elektrické (ale i tepelné ) energie . K získání jaderné energie se obvykle používá jaderná řetězová reakce jaderného štěpení plutonia-239 nebo uranu-235 [15] . Do budoucna se počítá i s rozvojem termojaderné energetiky založené na řízené termojaderné fúzi , v současnosti tento průmysl neopustil etapu výstavby experimentálních reaktorů.

Jaderná energie se vyrábí v jaderných elektrárnách , používá se na jaderných ledoborcích , jaderných ponorkách ; existují programy na vytvoření jaderného raketového motoru .

V roce 2010 zajišťovala jaderná energie 12,9 % výroby elektřiny a 5,7 % veškeré energie spotřebované lidstvem, podle Mezinárodní energetické agentury ( IEA ) [7] , asi 5 % veškeré energie podle americké EIA [2] .

Přibližně polovina světové výroby elektřiny v jaderných elektrárnách připadá na dvě země – Spojené státy americké a Francii, značné množství energie vyrábějí jaderné elektrárny v Rusku a Číně. Podle zprávy Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) bylo k roku 2019 v provozu 449 jaderných reaktorů ( tj. produkujících recyklovatelnou elektrickou a/nebo tepelnou energii) ve 34 zemích světa [16] ; k polovině roku 2019 bylo ve výstavbě 54 reaktorů [17]

Předpovědi

Podle prognózy British Petroleum z roku 2017 vzroste celosvětová poptávka po energii do roku 2035 o 30 %, přičemž nárůst bude způsoben především rostoucím bohatstvím v rozvojových zemích , ale bude výrazně nižší než růst celosvětového HDP v důsledku zlepšení energetické účinnosti . Předpokládá se, že poptávka po ropě poroste do roku 2035 v průměru o 0,7 % ročně, tempo růstu se však zpomalí; poptávka po zemním plynu poroste v průměru o 1,6 % ročně, zatímco spotřeba uhlí poroste až do poloviny roku 2020, poté bude klesat, především kvůli přechodu Číny na čistší paliva. V důsledku toho podíl plynu v globálním energetickém sektoru předstihne podíl uhlí. [osmnáct]

Poznámky

  1. ↑ Klíčové světové energetické statistiky, 2012 , str. 6.
  2. ↑ 1 2 3 Mezinárodní energetický výhled, 2013 , str. 2.
  3. ↑ Klíčové světové energetické statistiky, 2012 , str. 24.
  4. ↑ Mezinárodní energetický výhled, 2013 , str. 37.
  5. ↑ BP Statistical Review of World Energy, 2014 , str. 6.
  6. ↑ Statistiky ropného a plynárenského průmyslu . oiljobsource.com. Staženo: 14. října 2019.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 Klíčové světové energetické statistiky, 2012 , str. 6.24.
  8. ↑ 1 2 Klíčové světové energetické statistiky, 2012 , str. 37.
  9. ↑ BP Statistical Review of World Energy, 2014 , str. dvacet.
  10. ↑ Mezinárodní energetický výhled, 2013 , str. 62.
  11. ↑ Mezinárodní energetický výhled, 2013 , str. 84-85.
  12. ↑ BP Statistical Review of World Energy, 2014 , str. třicet.
  13. ↑ Zpráva o globálním stavu obnovitelných zdrojů, 2012 , str. 23.
  14. ↑ Světová hrubá výroba elektřiny podle zdrojů, 2018 – Grafy – Data a statistiky – IEA
  15. ↑ Jaderná elektrárna // Velká sovětská encyklopedie  : [ve 30 svazcích]  / kap. vyd. A. M. Prochorov . - 3. vyd. - M  .: Sovětská encyklopedie, 1969-1978.
  16. ↑ MAAE – Provoz a dlouhodobé odstavení reaktorů, světové statistiky
  17. ↑ Světové jaderné reaktory a požadavky na uran . World Nuclear Association (1. srpna 2019). Staženo: 14. října 2019.
  18. ↑ Světová poptávka po energetických zdrojích vzroste do roku 2035 o 30 %, uvádí BP  (25. ledna 2017). Staženo 14. října 2019.

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie