A világ vízenergia erőforrásai
Az ősi időkben a férfiak a folyókat mint hozzáférhető energiaforrást figyelték. Ennek az energianak a használatához az emberek megtanultak olyan víz kerekeit építeni, amelyek a víz elfordultak; Ezek a kerekek mozgást végeznek a malomgyártmányok és más berendezések között. A vízimalom élénk példája a legrégibb vízerőműnek, amelyet sok országban ma egészen a mai napig szinte eredeti formában tartanak fenn. A gőzfejlesztő találmánya előtt a termelés fő hajtóereje volt a vízenergia. A vízkerekek javulásával a hidraulikus egységek, a hajtógépek, stb. Teljesítménye megnőtt. A XIX. Század első felében feltalálták a hidraulikus turbinát, amely új lehetőségeket nyitott a vízerőművek felhasználására. A villamos gép találmányával és az elektromos áram nagy távolságokon történő átvitelének módszerével a vízenergia fejlesztése a hidroelektromos erőművek elektromos áramlásaként kezdődött.
A vízenergia a folyóvizek folyó vízének és a tengerszint fölött elhelyezkedő víztestek (valamint a tengerfenék energiaa) energia-tartalékai.
A vízenergia-kiértékelés egyik fontos eleme az a tény, hogy a felszíni víz a bolygó ökológiai egyensúlyának legfontosabb eleme. Ha minden más primerenergia-típust elsősorban az energiatermelésre használnak fel, akkor a hidraulikai erőforrásokat az ipari és közvízellátás, a halászat fejlesztése, az öntözés, a hajózás stb. Szempontjából meg kell vizsgálni.
Jellemző a vízenergia erőforrásaira, és arra a tulajdonságra, hogy a víz mechanikai energiájának elektromos energiává történő átalakulása a vízerőműben közbenső hőtermelés nélkül történik.
A folyók energiája megújuló, és reprodukciójának ciklikussága teljesen függ a folyó áramlásától, ezért a vízerőművek évente egyenlőtlenül oszlanak el, emellett nagyságuk évről évre változik. Egy általánosított formában a vízerőforrásokat egy átlagos éves érték (és vízforrások) jellemzi.
Természetes körülmények között a folyók energiáját az ágy alja és bankjainak eróziójára, a szilárd anyag átadására és feldolgozására, a sók kiszivárgására és átadására fordítják. Ez eróziós tevékenysége is vezethet káros hatások (csökkent stabilitás partján, árvíz, stb.), És jótékony hatással van, mint például, amikor meghatározza rock ércek és ásványi anyagok, képződés, eltávolítása és tárolása a különböző anyagok (kavics, homok) . Ezért a villamosenergia-termelésre fordított vízforrások használata más fontos források kialakulását hátrányosan érinti.
Számos olyan országban, ahol a vízenergia erőteljesen használatos, csökken a vízerősség fajsúlya az elektromos mérlegben. Így az elmúlt 40 évben ez az arány a vízenergia csökkent Ausztriában 80-70%, Franciaországban 53, egy nagyon kis érték (növelésével a villamosenergia-termelés az üzemben), Olaszországban 94-50% (ez annak a ténynek köszönhető, hogy a legtöbb az itt használt vízerőművek szinte kimerültek). Az egyik legnagyobb csökkenés történt az Egyesült Államokban, ahol a vízenergia-termelés 1938-ban 34% volt, és 1965-ben - csak 17%. Ugyanakkor Norvégia energiaszektorában ez a rész 99,6%, Svájc és Brazília - 90%, Kanada - 66%.
A vízenergia potenciálja és terjesztése kontinenseken és országokban
Annak ellenére, hogy a vízenergia jelentős fejlődést ért el a világ vízerőforrásainak elszámolásában, még mindig nincs egységes egység, és nincsenek olyan anyagok, amelyek összehasonlíthatják a világ vízerőforrásainak értékelését. A különböző országok vízerőforrásainak kataszteri számítása és az egyéni szakemberek számos mutatót különböznek egymástól: egy ország folyórendszerének és az egyes vízfolyásoknak a teljessége, a kapacitás meghatározásának módszertana; egyes országokban figyelembe veszik a potenciális vízerőforrásokat, máshol különböző korrekciós tényezőket vezetnek be stb.
A világ energiaellátásának elszámolásának és értékelésének egyszerűsítésére irányuló kísérletet a világ energiaügyi konferenciákon (MIREC) végezték.
ahol Q - a víz áramlási sebessége, m3 / s; H - bukás, m.
A teljesítmény három jellemző költséget határoz meg: Q = 95% - áramlás, biztonság 95% -ban; Q = 50% - biztonság 50% -a; Qsr az aritmetikai átlag.
E javaslatok jelentős hátránya az volt, hogy a vízerőforrások számbavételét nem az egész vízfolyáson, hanem kizárólag az energiaigényes szakaszokon nyújtják. E helyszínek kiválasztását nem lehetett szigorúan szabályozni, ami gyakorlatilag a szubjektivizmus elemeinek bevezetését eredményezte a számítások során. A táblázatban. Az 1. ábra mutatja be az egyes országok vízerőforrásaira vonatkozó adatokat, amelyek a MIREK hatodik ülésszakára vonatkoznak.
A vízerőforrások számvitelének racionalizálásának kérdése nagy figyelmet szentelt az Egyesült Nemzetek Európai Gazdasági Bizottságának villamosenergia-bizottságának munkájában, amely bizonyos ajánlásokat fogalmazott meg ebben a kérdésben. Ezek az ajánlások a potenciál definíciójában a következő besorolást határozták meg:
Elméleti bruttó (bruttó) potenciális vízenergia potenciál (vagy általános vízenergia):
1. felszíni, figyelembe véve az egész régió folyóvizének energiáját vagy egyetlen vízgyűjtő területét;
2. folyó, figyelembe véve a vízfolyás energiáját.
Működési nettó (vagy nettó) vízenergia potenciál:
1. műszaki (vagy technikai vízenergia) - az elméleti bruttó folyami potenciál egy része, amely technikailag használható vagy már használatban van (a világ technikai potenciálja körülbelül 12 300 milliárd kilowattóra);
2. Gazdasági (vagy gazdasági vízerőforrások) - a technikai potenciál azon része, amelynek felhasználása a meglévő valós körülmények között gazdaságilag indokolt (azaz gazdaságilag nyereséges); A nemzeti vízgazdálkodási erőforrásokat a 4. táblázat tartalmazza.
Ennek megfelelően a folyóvíz lefolyásának lehetséges potenciáljának a potenciális vízenergiáinak teljes értéke a 2. táblázatban található.
2. táblázat Az egyes kontinensek vízenergia-erőforrásai (teljes vízenergia potenciál)
% -a a világon
A hidroelektromos erőforrások fajlagos értéke, kW / négyzetkilométer
Összesen a világon
A fenti számítások egy időben jelentősen megváltoztatták a hidroelektromos erőforrások kontinensek általi megoszlásának korábbi megértését. Különösen nagy változások történtek Afrikában és Ázsiában. Ezek az adatok azt mutatják, hogy az ázsiai kontinensen a világ vízerőforrásainak csaknem 36% -a koncentrálódik, míg Afrikában, amely a leggazdagabb vízerőforrásnak tekinthető, mintegy 19% koncentrálódik. A táblázatban. A 3. ábra összehasonlítja a hidrofúziós erőforrások földrészek földrajzi eloszlását jellemző adatokat, amelyek különböző becslésekből származnak. 3. táblázat: A kontinensek vízerőforrásainak telítettsége, ezer kilowattóránként 1 négyzetkilométerenként. km
4. táblázat: A potenciális vízerőforrások földrészek szerinti megoszlására vonatkozó adatok összehasonlítása (a teljes globális arány% -ában)
az US Geological Survey szerint
az Oxford Atlas szerint
a jugoszláv delegáció szerint a IV MIREK
a Szovjetunióban gyártott számítás szerint
Még ha figyelembe vesszük, hogy a régi elképzelést, hogy a forgalmazás vízenergia adatok alapján számítják ki a leeresztő 95% biztonságot, de lehetetlen nem felhívni a figyelmet, hogy a rendkívüli túlbecsülték korábbi állításával lehetséges források Afrikában alapján eltúlzott ábrázolásai az áramlás a folyók a kontinens . Ha a Kongói-medence éves lefolyását előzőleg a réteg 500-570 mm-re becsülték, jelenleg csak 370 mm-re becsülik. A Niger-folyó esetében 567 mm-es lefolyót vettek, és valójában körülbelül 300 mm. Ugyanez érhető el az elfolyó réteg átlagértékére vonatkozó adatokkal is, amelyek jó mutatók az egyes kontinensek vízenergia potenciáljának tekintetében (lásd a 7. táblázatot). Ebből a táblázatból látható, hogy a kontinens magassága és a lefolyás mértéke, a főbb energia mutatókat illetően Afrikában az Ázsia mögött van, és közel azonos az Észak-Amerikához.
A kontinens átlagos magassága, m
a lefolyási réteg magassága, cm
kontinens területe, millió km2
fejáramlás, km3
így A vízforrások eloszlása szorosabban kapcsolódik a legnagyobb folyók és medencék földrajzi jellemzőihez. A világ vízelvezetésének hozzávetőlegesen 50% -a az 50 legnagyobb folyóba esik, amelyek medencéi a földterület mintegy 40% -át fedik le. Ebből a számból tizenöt folyó 10 000 km3 / s vagy annál nagyobb lefolyású. Kilencük Ázsiában van, három - délen és ketten - Észak-Amerikában, egy Afrikában.
A vízenergia világ nagy része (körülbelül 60%) vannak a keleti féltekén, amely jobb a nyugati és a specifikus (egységnyi terület) gidroresursnoy biztonsági jelző (17 és 15 kW / km 2.
Az ipari fejlődés magas szintjének köszönhetően Nyugat-Európa és Észak-Amerika országai hosszú időn át megelőzve a többi országot a vízerőforrások fejlesztése szempontjából. Az 1920-as évek közepén a vízpotenciált Nyugat-Európában körülbelül 6% -kal, Észak-Amerikában pedig 4% -kal nagyobb kapacitással rendelkeztek. Fél évszázaddal később a megfelelő adatok Nyugat-Európának mintegy 60% -át, Észak-Amerikának pedig körülbelül 35% -át tették ki. Már a 70-es évek közepén a nyugat-európai HPP abszolút kapacitása meghaladta a világ bármely más régiójában található kapacitást.
A fejlődő országokban a viszonylag magas vízenergia-felhasználás nagyrészt a rendkívül alacsony kiindulási értéknek köszönhető. A több mint 50-szeresére nőtt egy fél évszázad, telepített vízi lehetőségét a fejlődő országok a közép-70-es több mint 4,5-szer elmaradt a fejlett országok és az erőművekben, és fejleszteni őket áram. És ha a fejlett országokban a hetvenes évek közepén a vízpotenciál körülbelül 45%, majd a fejlődő országokban - csak 5%. A világ egészére ez a szám 18%. Így jelenleg a vízenergia potenciáljának csak egy kis része jellemző a világnak.
A gazdasági vízerőforrások kimerülésének köszönhetően számos országban jelentősen megemelkedett a szivattyúzott tároló erőművek (PSP) építése. Európában az 1920-as és 1930-as években kezdtek különleges PSP-ket készíteni, de az 1950-es évek közepe óta nagyon jól fejlődtek. Jelenleg a világ PAP-jainak több mint a fele az EU országaiban található. Az Egyesült Államokban és Kanadában a múltban szivattyúzott tárolórendszerek kevésbé voltak elterjedtek, mint Európában. ezek az országok nagy vízgazdálkodási forrásokkal rendelkeztek. Az elmúlt években azonban az USA-ban és Kanadában is nőtt a PSP iránti érdeklődés. A közelmúltban is nagy érdeklődés a világban a tengerhajózási energia felhasználása az áram előállításához, ez egy ígéretes terület a vízenergia területén, a tengervíz energia-megújulása és szinte kimeríthetetlen - hatalmas energiaforrás. Sok országban az árapályerőművek (TEC) már működnek. Ezt követően Franciaország előre haladt.
Ökológiai szempont a vízerőforrások használatában
Baburin V.N. "Vízenergia és a vízkészletek integrált használata", M: Nauka, 1986.
Nagy szovjet enciklopédia, M .: Sov. Encyclopedia, 1971. - 6. kötet.
A Szovjetunió vízerőforrásai, M: Nauka, 1967. Rövid földrajzi enciklopédia, M: Sov. Encyclopedia, 1959. - 2. kötet.
Obrezkov V.I. "Vízenergia", középiskolai tankönyv, M: 1989.
Tőke és fejlődő országok üzemanyag- és energiaforrásai, M: Nauka, 1978.