Гидроэнергетические ресурсы мира
Гидроэнергетические ресурсы мира
Человек
еще в глубокой древности обратил внимание на реки как на доступный источник
энергии. Для использования этой энергии люди научились строить водяные колеса,
которые вращала вода; этими колесами приводились в движение мельничные постава
и другие установки. Водяная мельница является ярким примером древнейшей
гидроэнергетической установки, сохранившейся во многих странах до нашего
времени почти в первозданном виде. До изобретения паровой машины водная энергия
была основной двигательной силой на производстве. По мере совершенствования
водяных колес увеличивалась мощность гидравлических установок, приводящих в
движение станки и т.д. В 1-й половине XIX века была изобретена гидротурбина,
открывшая новые возможности по использованию гидроэнергоресурсов. С
изобретением электрической машины и способа передачи электроэнергии на
значительные расстояния началось освоение водной энергии путем преобразования
ее в электрическую энергию на гидроэлектростанциях (ГЭС).
Общие сведения
Гидроэнергоресурсы
- это запасы энергии текущей воды речных потоков и водоемов, расположенных выше
уровня моря (а также энергии морских приливов).
Существенную
особенность в оценку гидроэнергоресурсов вносит то обстоятельство, что
поверхностные воды - важнейшая составляющая часть экологического баланса
планеты. Если все остальные виды первичных энергоресурсов используются
преимущественно для выработки энергии, то гидравлические ресурсы должны оцениваться
и с точки зрения возможностей осуществления промышленного и общественного
водоснабжения, развития рыбного хозяйства, ирригации, судоходства и т.д.
Характерна
для гидроэнергоресурсов и та особенность, что преобразование механической
энергии воды в электрическую происходит на ГЭС без промежуточного производства
тепла.
Энергия
рек возобновляема, причем цикличность ее воспроизводства полностью зависит от
речного стока, поэтому гидроэнергоресурсы неравномерно распределяются в течение
года, кроме того их величина меняется из года в год. В обобщенном виде
гидроэнергоресурсы характеризуются среднемноголетней величиной (как и водные
ресурсы).
В
естественных условиях энергия рек тратится на размыв дна и берегов русла,
перенос и переработку твердого материала, выщелачивание и перенос солей. Эта
эрозионная деятельность может приводить и к вредным последствиям (нарушение
устойчивости берегов, наводнения и др.), и иметь полезный эффект как, например,
при выносе из горной породы руды и минеральных веществ, формирование, вынос и
накопление различных стройматериалов (галечник, песок). Поэтому использование
гидроресурсов для выработки электроэнергии наносит ущерб формированию других
важных ресурсов.
Использование
гидроэнергетических ресурсов занимает значительное место в мировом балансе
электроэнергии. В 70-80-х годах вес гидроэнергии находился на уровне примерно
26 % всей выработки электроэнергии мира, достигнув значительной абсолютной
величины. Выработка электроэнергии ГЭС мира после 2-й Мировой войны росла
большими темпами: с 200 млрд. квт-ч в 1946 г. до 860 млрд. квт-ч в 1965 г. и
975 млрд. квт-ч в 1978 г. А сейчас в мире вырабатывается 2100 млрд. квт-ч
гидроэергии в год, а к 2000 г. эта величина еще вырастет. Ускоренное развитие
гидроэнергетики во многих государствах мира объясняется перспективой нарастания
топливно-энергетических и экологических проблем, связанных с продолжением
нарастания выработки электроэнергии на традиционных (тепловых и атомных)
электростанциях при слабо разработанной технологической основе использования
нетрадиционных источников энергии. Основная часть мировой выработки ГЭС падает
на Северную Америку, Европу, Россию и Японию, в которых производится до 80 %
электроэнергии ГЭС мира.
В
ряде стран с высокой степенью использования гидроэнергоресурсов наблюдается
снижение удельного веса гидроэнергии в электробалансе. Так, за последние 40 лет
удельный вес гидроэнергии снизился в Австрии с 80 до 70 %, во Франции с 53 до
очень малой величины (за счет увеличения производства электроэнергии на АЭС), в
Италии с 94 до 50 % (это объясняется тем, что наиболее пригодные к эксплуатации
гидроэнергоресурсы в этих странах уже почти исчерпаны). Одно из самых больших
снижений произошло в США, где выработка электроэнергии на ГЭС в 1938 г.
составляла 34 %, а уже в 1965 г. - только 17 %. В то же время в энергетике
Норвегии эта доля составляет 99,6 %, Швейцарии и Бразилии - 90 %, Канады - 66
%.
Гидроэнергетический потенциал и его распределение по
континентам и странам
Несмотря
на значительное развитие гидроэнергетики в мире в учете мировых
гидроэнергоресурсов до сих пор нет полного единообразия и отсутствуют
материалы, дающие сопоставимую оценку гидроэнергоресурсов мира. Кадастровые
подсчеты запасов гидроэнергии различных стран и отдельных специалистов
отличаются друг от друга рядом показателей: полнотой охвата речной системы
отдельной страны и отдельных водотоков, методологией определения мощности; в
одних странах учитываются потенциальные гидроэнергоресурсы, в других вводятся
различные поправочные коэффициенты и т.д.
Попытка
упорядочить учет и оценку мировых гидроэнергоресуров была сделана на Мировых
энергетических конференциях (МИРЭК).
Было
предложено следующее содержание понятия гидроэнергетического потенциала -
совокупность валовой мощности всех отдельных участков водотока, которые
используются в настоящее время или могут быть энергетически использованы.
Валовая мощность водотока, характеризующая собой его теоретическую мощность,
определяется по формуле:
N
квт = 9,81 QH,
где
Q - расход водотока, м3/с; H - падение, м.
Мощность
определяется для трех характерных расходов: Q = 95 % - расход, обеспеченностью
95 % времени; Q = 50 % - обеспеченностью 50 % времени; Qср -
среднеарифметический.
Существенным
недостатком этих предложений было то, что они предусматривали учет гидроэнергоресурсов
не по всему водотоку, а только по тем его участкам, которые представляют
энергетический интерес. Отбор же этих участков не мог быть твердо
регламентирован, что на практике приводило к внесению в подсчеты элементы
субъективизма. В табл. 1 приводятся подсчитанные для шестой сессии МИРЭК данные
по гидроэнергоресурсам отдельных стран.
Вопросу
упорядочения учета гидроэнергоресурсов было уделено большое внимание в работе
Комитета по электроэнергии Европейской экономической комиссии ООН, которая
установила определенные рекомендации по данному вопросу. Этими рекомендациями
устанавливалась следующая классификация в определении потенциала:
Теоретический
валовой (брутто) потенциал гидроэнергетический потенциал (или общие
гидроэнергетические ресурсы):
1.
поверхностный, учитывающий энергию стекающих вод на территории целого района
или отдельно взятого речного бассейна;
2.
речной, учитывающий энергию водотока.
Табл.
1
|
страна
Похожие работы на - Гидроэнергетические ресурсы мира
|