Bilance paliva a energie: popis, struktura a vlastnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Blahobyt a prosperita lidské civilizace závisí na dostupnosti dostatečných energetických zdrojů. Hledání alternativních paliv se jeví jako nejlogičtější cesta vpřed. S přihlédnutím k vágním perspektivám netradičních zdrojů energie je však otázka racionální spotřeby dostupných přírodních zdrojů obzvláště důležitá. Každá země čelí této výzvě.

Obecný koncept

Bilance paliva a energie je jedním z nejnaléhavějších problémů moderního světa. Růst světové populace a rozvoj průmyslových technologií způsobují rychlý nárůst spotřeby nerostných surovin. Neobnovitelnost přírodních zdrojů a jejich omezená nabídka jsou důvodem k obavám. Energetická bilance je poměr výroby a spotřeby takových paliv, jako je ropa, uhlí,plyn, rašelina, roponosné břidlice a palivové dřevo.

V průběhu 20. století se spotřeba těchto zdrojů zvýšila asi 15krát. Podle výzkumníků celková spotřeba tepelné energie za posledních několik desetiletí přesáhla objem, který lidstvo využívalo za celé předchozí období historie. Rozvoj vědy a techniky změnil bilanční strukturu. Pokrok v průmyslu vedl k prudkému nárůstu rozvoje nových ložisek nerostných surovin a také ke vzniku nekonvenčních paliv.

Struktura

V současné době činí podíl ropy na celkové spotřebě tepelné energie ve světě 40 %. Méně důležitou roli hraje uhlí, které zajišťuje 27 % potřeb lidské civilizace v palivu. Podíl zemního plynu nepřesahuje 23 %. Nejmenšími prvky energetické bilance jsou solární, větrná a jaderná energie. Jejich podíl je pouze 10 % z celkového objemu spotřeby paliva na světě.

Struktura energetického mixu se v jednotlivých zemích liší. Důvod heterogenity globálního obrazu spočívá ve zvláštnostech geografické polohy a úrovně průmyslového rozvoje států. Ve druhé polovině 20. století rychle rostl podíl ropy na energetické bilanci. Na konci století se ve vysoce industrializovaných zemích poměr změnil ve prospěch zemního plynu a uhlí.

Nekonvenční zdroje

Nerovnoměrné rozložení ložisek uhlovodíků na zeměkoulidonutil mnoho států hledat alternativní způsoby, jak uspokojit své potřeby energetických zdrojů. Tento úkol je spojen s určitými obtížemi. Možnost využití solární energie do značné míry závisí na geografické poloze. Jaderné elektrárny představují vážné nebezpečí pro obyvatelstvo a životní prostředí. Nehody v takových zařízeních vedou ke katastrofickým následkům.

Energetická bilance v Rusku

V Ruské federaci je kvůli klimatickým podmínkám potřeba vysoká spotřeba paliva k zajištění tepla v zimě. Ve struktuře energetické bilance dominuje zemní plyn. Její podíl je 55 %. Ropa je na druhém místě. Navzdory tomu, že Rusko je jedním z největších světových dodavatelů „černého zlata“, podíl tohoto druhu paliva na energetické bilanci země je pouze 21 %. Na třetím místě je uhlí, které zajišťuje 17 % celkové výroby tepla. Vodní elektrárny a jaderná energetika nemají pro ekonomiku země strategický význam. Jejich příspěvek je minimální, nepřesahující několik procent.

Efektivita

Za povšimnutí stojí postupná změna energetické bilance v procesu transformace ekonomiky. Ve druhé polovině 20. století měla dominantní roli uhlí a ropa. Na začátku nového tisíciletí se na předním místě umístil zemní plyn. Podle výzkumníků není jeho spotřeba v Rusku dostatečně efektivní. Užitečný koeficientvýroba elektřiny turbínami na zemní plyn je asi 30 %. Důvodem této nízké sazby je zastaralé vybavení, které je třeba upgradovat.

Ostatní země

Globální energetická bilance se vyznačuje extrémní nerovnoměrností ve spotřebě paliva v různých částech světa. Lídry ve spotřebě palivových zdrojů jsou země jako USA, Čína a Rusko. Spotřebovávají asi 40 % celosvětově vyrobené energie. Vysoká úroveň nákladů na palivo připadá na podíl zemí nacházejících se v severních zeměpisných šířkách.

V průběhu minulého století se počet dostupných zdrojů energie zvýšil ze dvou na šest. Zajímavým vzorem je, že v současnosti žádný z nich neztratil svůj strategický význam v globální ekonomice. Dlouho známé zdroje energie se přesunuly do kategorie tradičních, ale nadále zaujímají důležité místo ve struktuře palivové bilance. Analytické prognózy nezvažují možnost jejich úplného vyloučení z množství zdrojů, které slouží jako základ ekonomiky. Prognózy se týkají pouze změn budoucího podílu tradičních zdrojů energie ve struktuře spotřeby. Mnoho analytiků je toho názoru, že přírodní zdroje, jako je uhlí a plyn, zůstanou v nadcházejících desetiletích na prvním místě.

Jaderné elektrárny

Některé země se rozhodly upřednostnit rozvoj jaderné energie. Příklady zahrnují Francii a Japonsko. Dosáhli výrazné změny ve struktuře energetické bilance svých stavů. Francii a Japonsku se podařilo výrazně snížit roli ropy. Nahrazení uhlovodíků jadernou energií mělo příznivý vliv na ekologickou situaci. Přítomnost jaderných elektráren však vytvořila potenciální nebezpečí, o jehož realitě se přesvědčili obyvatelé Japonska po katastrofě ve Fukušimě.

Vyhlídky

Odhadované vyčerpání světových zásob energie je často předmětem vášnivých debat. Pesimistické prognózy o brzkém nástupu globálního nedostatku fosilních paliv vycházejí z nezpochybnitelného faktu – neobnovitelnosti přírodních zdrojů. Podle odborníků se při zachování současného objemu těžby ropy mohou zásoby „černého zlata“na planetě vyčerpat během následujících 30–50 let. Situaci zhoršuje skutečnost, že uhlovodíkové společnosti raději investují své zisky do projektů s rychlou návratností, než aby je utrácely na financování průzkumu.

Informace o světových zásobách zemního plynu dávají určitý důvod k optimismu. Podle odborníků by prozkoumaná ložiska tohoto nosiče energie měla vystačit na dalších 50-70 let. Rusko vyniká mezi ostatními zeměmi svými obrovskými zásobami zemního plynu. Jeho ložiska na poloostrově Jamal odhadují odborníci na 100 bilionů m3.

Zásoby uhlí jsou soustředěny v Číně, USA a Rusku. Jeho globální zásoby jsou15 bilionů tun. Pro průmyslové účely se však používají pouze určité druhy koksovatelného uhlí, které se těží v omezeném množství.

Zásoby fosilních paliv na zeměkouli jsou velké, ale ne nekonečné. Budoucí generace budou muset najít trvalé řešení energetického problému.