Презентація "Електроенергетика світу "

9 кл гео Бойко Електроенергетика світу 9 12 2024* Видобуті з надр Землі мінеральні ресурси, → вирощену сільськогосподарську продукцію, → заготовлену деревину → спрямовують для подальшої переробки в переробну промисловість, → що разом з будівництвом утворюють вторинний сектор економіки.

* Вторинний сектор економіки → впливає на розвиток усіх інших видів господарської діяльності — від аграрного виробництва до інформаційної сфери, → які не можуть функціонувати без його продукції.

* Загалом вартісна частка вторинного сектору у світовому ВВП → становить третину. * Для різних країн цей показник коливається → у межах 15-60 % (залежно від її рівня розвитку). Секторальні моделі національних економік окремих країн світу (2019 р.).*

. Електроенергетика світу* Щорічно людство потребує величезних обсягів первинних джерел енергії — мінеральних (вугілля, природний газ, нафта, горючі сланці, торф, уран), → біологічних (дрова, енергетична рослинна сировина), → гідравлічних (енергія річок, припливів), → кліматичних і космічних (енергія вітру, Сонця), → геотермальних (енергія земних надр) тощо. ПАЛИВНО-ЕНЕРГЕТИЧНИЙ БАЛАНС. 

* Із цих джерел → виробляють електричну і теплову енергію, → паливо для транспортних засобів і побутових потреб, → технологічне паливо для промисловості тощо.

* Для оцінювання сумарних обсягів різних видів палива→ їх переводять у так зване умовне паливо, → яке вимірюють у тоннах нафтового (або вугільного) еквівалента. * Для цього прирівнюють кількість виробленої електроенергії → з різних видів палива до енергії, виробленої з 1 кг нафти або 1 кг кам’яного вугілля. За одиницю У. п. прийняте паливо, теплота згоряння якого дорівнює 29,3 МДж/кг або 7000 ккал/кг. Значення калорійного еквівалента приймають в середньому: для нафти 1,4; природного газу 1,2; торфу 0,4; коксу 0,93. застосовується при плануванні та аналізі теплоенергетичних процесів для зручності зіставлення різних видів палива.

У 2019 р. світове виробництво первинних джерел енергії (у нафтовому еквіваленті) становило → 16,4 млрд тонн, → а споживання — 15,9 млрд тонн, → світовими лідерами в обох випадках є Китай і США (табл. 5). Виробництво і споживання первинних джерел енергії у світі й окремих країнах, млн тонн нафтового еквівалента (2019 р.)Світ/країна. Виробництво. Споживання. Світ загалом16 37015 900 Китай3 7703 309 США2 1562 340 Росія1410789 Саудівська Аравія766252Індія668977 Японія38445 Україна6088 Таблиця 5

* Світове виробництво й споживання первинної енергії → протягом останнього століття суттєво змінювалося. *«Вугільний» етап розвитку →(коли у виробництві переважало вугілля)→ у другій половині XX століття змінився

*«нафтовим», до чого привело відкриття великих запасів і висока енергоефективність нафти. * Але суттєве підвищення цін на нафту наприкінці XX ст. → спричинило зменшення її частки в структурі світового енергоспоживання.

* Це знаменувало початок «перехідного» етапу, → коли розпочалося використання атомної енергії,→ зросло значення природного газу, → місцевих паливних ресурсів, → відходів деревообробки і рослинництва, → відбулося поступове нарощування обсягів споживання відновлюваних джерел енергії.

* Цьому сприяє, зокрема, запровадження у багатьох країнах світу → більш жорсткого екологічного законодавства. * Канада, Франція, Велика Британія, Фінляндія, Данія, Нідерланди, Австрія → планує у найближчі 10-15 років → відмовитися від використання вугілля для виробництва електроенергії.

* Сьогодні у світовому виробництві й споживанні первинних джерел енергії провідними енергоносіями є → нафта, тверде паливо (насамперед вугілля) і природний газ * Частка відновлюваних джерел енергії є → незначною, однак темпи її зростання надзвичайно високі. Мал. 85. Структура споживання первинної енергії у світі за видами джерел (2019 р.)

Структуру виробництва і споживання енергії в економіці країни характеризує її паливно-енергетичний баланс. Паливно-енергетичний баланс — це співвідношення між видобутком різних видів палива і виробництвом енергії з одного боку, та витратами палива й енергії (їх використанням у господарстві) з іншого. Мал. 86. Паливно-енергетичний баланс

* На це впливають запаси і якість паливно-енергетичних ресурсів у країні, → можливість їх використання, затрати на видобуток.

* Електроенергетика — це вид промислової діяльності, → що охоплює виробництво електричної енергії, її передавання, розподіл → і збут споживачам. ЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКИ. Мал. 87. Схема виробництва електроенергії та забезпечення споживачів

Повсякденне використання електричного струму

* Виробництво (генерування) електроенергії— це процес перетворення різних видів енергії на електричну на підприємствах, → які називають електростанціями. Мал. 88. Склад електроенергетики

* До об’єктів електроенергетики належать → електромережі (лінії електропередачі), якими електрична енергія надходить до споживача. * Особливістю електроенергетики є → неможливість накопичення електроенергії у значній кількості, → тому час її виробництва і споживання має збігатися.

* З рівнем споживання електричної енергії → тісно пов’язаний науково-технічний → і соціально-економічний розвиток суспільства. * Електроенергія «працює» в → побуті, промисловості та сільському господарстві, сучасних видах транспорту, засобах зв’язку й інформаційно-комунікаційній сфері, науці.

* Широкому застосуванню електроенергії сприяють можливість її перетворення → на інші види енергії (теплову, механічну, звукову, світлову) → та простота миттєвої передачі на великі відстані.

* Загальний рейтинг найбільших світових виробників електроенергії очолюють → Китай та США* Сумарно вони генерують близько 44 % світової електроенергії. * Україна за обсягами її виробництва перебуває → на 28-му місці у світі. Лідери з виробництва електроенергії, млрд к. Вт • год (2019 р.)

* Водночас за виробництвом електроенергії на одну особу→ провідні позиції посідають відносно невеликі країни → Північної Європи (Ісландія, Норвегія, Швеція, Фінляндія), → нафтовидобувні Перської затоки (Катар, Кувейт, ОАЕ), → а також Канада і США.

* Частка теплоелектростанцій (ТЕС) → у загальносвітовому виробництві електроенергії → становить майже 2/3 ТЕПЛОВА ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА. Мал. 90. Структура виробництва електроенергії у світі (2019 р.)

* Струм там отримують у результаті використання теплової енергії, → яку утворюють під час спалювання традиційних видів палива — вугілля, природного газу, мазуту (продукту переробки нафти). Вугілля котел турбіна

* ТЕС можуть також використовувати торф і горючі сланці, → проте ці види палива є низькокалорійними. * Теплоелектростанції здатні виробляти електроенергію незалежно від сезону.торф і горючі сланці,

* Теплові електростанції будують → поблизу вугільних басейнів, → на шляхах транспортування вугілля й нафти → або неподалік від споживача. * США, Росія, Казахстан, Німеччина, Україна. Казахстанан. Росія. США я. Україна. Німеччина

* Водночас у Японії, Республіці Корея, Італії → великі ТЕС розміщені на морських узбережжях, → орієнтуючись на привізне паливо. Японія. Республіка Корея, Італія

* Країнами, у яких майже всю електроенергію виробляють ТЕС, є→ Південна Африка, Польща, Австралія, Казахстан (вони використовують власне вугілля), ПАКазах­стан. Австралія. Польща

* Нідерланди, Туркменістан (власний природний газ), Туркменістан. Нідерланди

* країни Перської затоки і Північної Африки (власні нафтопродукти і природний газ). Пн Африки. Пер­ської затоки

* У Китаї, Росії, США, Японії, Індії, Великій Британії → більшість електроенергії генерують на ТЕС.

* Чимало ТЕС одночасно з електричною → виробляють і теплову енергію. * Їх називають теплоелектроцентралями (ТЕЦ). * Воду, нагріту в процесі вироблення електроенергії, → використовують для потреб виробництва, опалювання теплиць, будинків.

* Передавання тепла обмежене відстанню 20 км, → тому ТЕЦ будують поблизу споживачів — великих промислових підприємств та у великих містах.

* На атомних електростанціях (АЕС) на електричну перетворюють теплову енергію, → що вивільняється як результат реакції поділу атомних ядер → деяких важких хімічних елементів, насамперед урану. АТОМНА ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА. 

* Для АЕС, на відміну від ТЕС, → не потрібні великі обсяги палива. * Використовують збагачений уран, → який у формі твелів (тепловидільних елементів) завантажують в атомний реактор на тривалий час. твели (тепловидільні елементи)

* АЕС розміщують переважно в районах з великим обсягом → споживання електроенергії. * Водночас виробництво електроенергії на АЕС → є доволі водомістким.

* АЕС «Касівадзакі-Каріва» (Японія) — найпотужніша атомна електростанція у світі.* Японія не має значних ресурсів паливних корисних копалин, → тому велику роль у її господарстві відіграє атомна енергетика. * Більшість АЕС країни розташовані на узбережжі,→ де залишається велика ймовірність землетрусів і цунамі.

Позитивні наслідки. Негативні наслідки• Використовують величезну енергоємність ядерного палива за невеликих обсягів споживаного палива.• Розташовуються поблизу споживача й дозволяють заощаджувати на транспортуванні електроенергії та енергоносіїв.• Не спалюють атмосферний кисень, майже не забруднюють атмосферу й ґрунти.• Відсутні сезонні коливання вироблення електроенергії.• Виробляють дешеву електроенергію (якщо не враховувати вартості демонтажу АЕС та утилізації радіоактивних відходів). Це особливо важливо, оскільки гідроресурси значною мірою вже використані, запаси нафти й природного газу обмежені, а собівартість видобутку вугілля є дуже високою• Небезпека аварії з далекосяжними наслідками.• Чинниками забруднення навколишнього середовища може стати радіація від використаної води й активованих пилових часток.• АЕС можуть стати об’єктом нападу терористів, тому вони потребують посиленої охорони (в Україні це спеціальний підрозділ «Скорпіон»).• Значні витрати на утилізацію радіоактивних відходів.• Обмежений термін дії АЕС, після чого електростанція має бути закрита або значно реконструйована.• Невирішеними залишаються питання утилізації відходів АЕС

* Значна проблема атомної енергетики — це накопичення відпрацьованого ядерного палива, → яке є радіоактивним і потребує зберігання у спеціальних місцях.

* Міжнародна агенція з атомної енергії → забезпечує науково-технічну співпрацю в галузі мирного використання ядерної технології та атомної енергетики, → а також гарантує ядерну безпеку (в тому числі радіаційний захист) в усьому світі. МАГАТЕ

* Бурхливий розвиток світової атомної енергетики розпочався у 70-х роках XX ст., → однак аварія на Чорнобильській АЕС (1986 р.) загальмувала його.

* Чимало країн світу переглянули плани розвитку атомної електроенергетики → також після аварії на японській АЕС «Фукусіма-1» (2011 р.).

* А в Італії, Австрії, Данії, Уругваї ухвалено закони взагалі → → про заборону цього виду електроенергетики.

* Нині у 31-й країні світу діють понад 440 атомних реакторів. * Частка атомної енергетики у світовому виробництві енергії становить 11 %. * Лідерами за обсягами її виробництва є → США, Франція, Росія, Японія, Республіка Корея, Канада,

* а за часткою виробництва електроенергії на АЕС — Франція (понад 75 %), Бельгія, Словаччина, Україна (50-60 %).

* Гідравлічні електростанції (ГЕС) перетворюють на електричну→ енергію річок. * Їх доцільно будувати на річках зі швидкою течією і водоспадами, → здебільшого в гірських районах, у вузьких ущелинах рік. ГІДРОЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА. Схема використання гідроенергії на ГЕС.

* ГЕС виробляють найдешевшу за собівартістю електроенергію, → використовують відновлювані ресурси та не забруднюють довкілля. * Проте їх будівництво є доволі тривалим → та коштує значно дорожче, ніж теплових.

* Створені при ГЕС водосховища → затоплюють великі території, → порушують гідрологічний режим річок, → завдають шкоди живим організмам.

* Вироблення енергії на таких електростанціях → залежить від кліматичних умов та сезонності.

Музика на честь ГЕСОднією з найбільших у світі ГЕС є Ітайпу, що споруджена на річці Парана на кордоні між Бразилією і Парагваєм (12,6 млн к. Вт). Її назва у перекладі з мови народу гуарані означає «камені, що співають». Цікаво, що на честь цієї грандіозної споруди написано навіть симфонічну кантату — «Ітайпу» (Філіп Глас).

Рекорди світу«Три ущелини»* Найбільша у світі за потужністю ГЕС/ГАЕС (17,7 млн к. Вт) → та річним виробництвом електроенергії (100,8 млрд к. Вт • год, 2019 р.) → працює в Китаї. * Вона має назву «Сан-Ся» («Три ущелини»). Мал. 91. Найпотужніша в світі ГЕС/ГАЕС «Сан-Ся» (Китай)

* Її збудовано на річці Янцзи. * Бетонна гребля завдовжки 2,3 км і заввишки 185 м → утворює водосховище площею більш як 1 000 км2. * Під час його створення було затоплено міста Ваньсянь і Ушань, → майже 28 тис. га оброблюваних земель, → відселено 1,2 млн осіб й навіть перенесено низку історико-архітектурних пам’яток.

Рекорди світу. У Парагваї та Норвегії майже всю електроенергію (99,5 %) виробляють на ГЕС. Це найбільші у світі показники.

* Протягом доби електроенергію споживають нерівномірно: → великі обсяги вдень і незначні — вночі. * Щоб перерозподілити це споживання в часі, → будують гідроакумулятивні електростанції (ГАЕС). * Вони циклічно переміщують постійний об’єм води між дворівневими басейнами.

* ГАЕС одночасно є і споживачами електроенергії, і її виробниками: → уночі, коли є надлишки електроенергії, вони її споживають, закачуючи насосами воду у верхній басейн, → а вдень у момент пікових навантажень — виробляють електроенергію, спускаючи воду в нижній басейн. * Це дає змогу більш ефективно використовувати потужності електростанцій інших типів. Гідроакумулятивна станція: 1 - споживання, 2 - резервуар

* За абсолютними показниками обсягів виробництва електроенергії на → ГЕС світовими лідерами є Китай, Бразилія, США, Канада.

* Майже всю свою електроенергію генерують на ГЕС → Парагвай, Норвегія, Мозамбік, Замбія, Демократична Республіка Конго, Таджикистан,

більшість — Бразилія, Колумбія, Венесуела, Канада, Австрія, Швейцарія, Нова Зеландія.

* У світовій електроенергетиці дедалі більше використовують відновлювані джерела — енергію вітру, Сонця, земних надр, біомаси, морських припливів і відпливів, течій і хвиль тощо.* Таку електроенергетику часто називають альтернативною: → відновлювані джерела енергії є невичерпними→ на противагу невідновлюваному вичерпному мінеральному паливу. АЛЬТЕРНАТИВНЕ ВИРОБНИЦТВО ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ. 

* «Чисте» виробництво електроенергії → на вітрових, сонячних та інших електростанціях → має переваги над «брудним» виробництвом на ТЕС і АЕС,→ що завдають шкоди довкіллю.

* Розвитку альтернативної енергетики сприяє → технологічний прогрес і державні програми із запровадження так званого «зеленого» тарифу — високих закупівельних цін на електроенергію з відновлюваних джерел для заохочення її виробників.

* Найбільшого поширення в десятках країн (зокрема й Україні) набуло будівництво → вітрових і сонячних електростанцій (ВЕС і СЕС): → виробництво енергії на них досягло найбільших обсягів → у Китаї, США, Німеччині, Японії, Індії.

Картосхема сонячного випромінювання.

будова вітрогенератора; 

* Геотермальні електростанції за принципом дії нагадують ТЕЦ, → але вони використовують енергію підземних вод, нагрітих глибинним теплом Землі.

* Лідерами з виробництва енергії на гео. ТЕС є → США, Філіппіни, Індонезія, Ісландія, → а віднедавна з уведенням нових потужностей — Туреччина.

* Біоелектростанції виробляють електроенергію → з органічних матеріалів (деревини, соломи, продукції рослинництва, відходів життєдіяльності тварин, твердих побутових відходів). * Світовими лідерами з виробництва біоелектроенергії → є США, Китай, Німеччина, Бразилія, Японія.

* До альтернативних видів гідроенергетики належить → припливне і хвильове генерування. * Припливні електростанції (ПЕС) енергію морських припливів і відпливів → перетворюють на електричну.

* Найбільші ПЕС побудовані → у Республіці Корея, Франції, Великій Британії, Канаді, Китаї, Індії, США, Норвегії.

* Високу частку відновлюваних джерел енергії в загальному виробництві електроенергії мають країни Північної Європи — Ісландія (100 %, враховуючи гідроелектроенергетику), → Данія (майже 50 %, найбільший у світі розвиток вітрової енергетики), → а також Нова Зеландія, Португалія, Іспанія, Ірландія, Німеччина.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ1. За мал. 85 охарактеризуйте структуру світового споживання первинної енергії.2. Чому електроенергетику називають одним з найважливіших складників економіки?3. Які типи електростанцій розрізняють за джерелом енергетичних ресурсів?4. Наведіть приклади країн, у яких майже всю електроенергію виробляють ТЕС. Де переважно будують електростанції цього типу?5. Яка частка АЕС у світовому виробництві електроенергії? Які переваги й недоліки має цей тип електроенергетики?6. Якими чинниками зумовлений розвиток ГЕС? Назвіть провідні країни світу з виробництва гідроелектроенергії. Які альтернативні джерела сьогодні використовують у світі для виробництва електроенергії?За даними табл. 5 установіть, для яких країн характерне вивезення енергоресурсів у структурі їх паливно-енергетичного балансу, а для яких — ввезення.

ПОПРАЦЮЙТЕ В ГРУПІОхарактеризуйте загальні принципи виробництва електроенергії на електростанціях різного типу, їх частку у структурі світового виробництва електроенергії, основні чинники розміщення та негативний вплив на довкілля:група 1 — ТЕС;група 2 — АЕС;група 3 — ГЕС.

Побудова та аналіз діаграм виробництва електроенергії на електростанціях різних типів1. Використовуючи різні джерела інформації, побудуйте кругові діаграми виробництва електроенергії на електростанціях різних типів у 2-3 країнах Європи (на вибір).2. Порівняйте побудовані діаграми зі структурою світового виробництва електроенергії за типами електростанцій (мал. 90).3. Зробіть висновки щодо чинників розвитку того чи іншого виду електроенергетики в різних країнах. ПРАКТИЧНА РОБОТА 5