Географія. Повторне видання. 9 клас. Довгань

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Розділ IІІ. Вторинний сектор господарства

Тема 1. Виробництво та постачання електроенергії

§ 21. Електроенергетика. Виробництво та постачання електроенергії в Україні

Ви дізнаєтесь:

  • про значення електроенергетики та паливно-енергетичного балансу
  • як і де виробляють електроенергію

Пригадайте:

  • що таке паливні корисні копалини
  • де розташовані паливні корисні копалини на території України

Зараз важко уявити собі життя без електричної енергії. Завдяки їй працюють численні побутові прилади, електродвигуни, які використовуються в промисловості, сільському господарстві, будівництві, та екологічно чисті транспортні засоби (тролейбуси, трамваї, електромобілі, електровози). Саме тому електричну енергію вважають універсальною. Вона має здатність передаватися на значні відстані, проте її не можна накопичувати й зберігати у великих обсягах.

1. Електроенергетика як складова промисловості. Паливно-енергетичний баланс.

Електроенергетика — це базова складова промисловості, яка забезпечує виробництво, транспортування й постачання електроенергії та тепла (у вигляді гарячої води або пари). Вона впливає на розвиток усіх видів господарської діяльності та умови життя населення. Як важливий чинник розміщення виробництва електроенергетика обумовлює особливості просторової організації національної економіки. До її підприємств тяжіють виробництва, у собівартості готової продукції яких високою є частка витрат на енергію. В Україні електроенергетика має особливе значення, адже на її території розташовано багато енергоємних підприємств, електрифікованих залізниць та міського електротранспорту.

Електроенергія здебільшого виробляється за рахунок невідновлюваних мінеральних ресурсів, у першу чергу вугілля, нафти, природного газу. До відновлюваних ресурсів належить гідроенергія, енергія біомаси, до невичерпних — енергія Сонця та вітру. Важливу інформацію про розвиток електроенергетики містить паливно-енергетичний баланс. Він дає уявлення про співвідношення й структуру надходження (прибуток) і витрати палива та енергії. Надходження включає видобуток та імпорт різних видів палива і вироблену енергію; витрати — їх використання в господарстві. Електроенергетика України розвивається за рахунок використання переважно власного вугілля, гідроенергоресурсів, сировини для виробництва ядерного палива (уранових концентратів), частково власного й частково імпортного природного газу, нафти та нафтопродуктів.

Мал. 1. Розподіл джерел енергії в загальному постачанні первинної енергії в Україні.

Порівняйте діаграми. Охарактеризуйте та поясніть зміни, що відбулися в розподілі джерел енергії з 2013 до 2019 р. в Україні.

У спадок від Радянського Союзу Україна отримала високу залежність від імпортних енергоресурсів, передусім від природного газу. Останніми роками ця залежність зменшується, оскільки зроблені важливі кроки для урізноманітнення джерел постачання природного газу (мал. 1). Найбільшими споживачами електроенергії є промислові підприємства та населення, що використовують по 33% від загального споживання електроенергії в країні (мал. 2).

2. Основні типи електростанцій та їх розміщення.

Залежно від джерела енергії розрізняють теплові (працюють на твердому, рідкому й газоподібному паливі), атомні (використовують збагачений уран або інші радіоактивні елементи), гідравлічні (використовують енергію водяного потоку), сонячні та вітрові електростанції. В Україні основні потужності становлять теплові та атомні електростанції.

При розміщенні теплоелектростанцій (ТЕС) найбільше значення мають два чинники: наявність паливних ресурсів та споживачів електроенергії. Якщо дешевше перевозити паливо, то ТЕС доцільно розташувати поблизу споживачів; якщо економніше передавати електроенергію — то поблизу джерел палива. Також необхідною умовою є наявність річок або водойм для охолодження циркуляційної води.

Мал. 2. Структура виробництва (а) і споживання (б) електроенергії в Україні (2020 р.)*

Кожен із зазначених типів електростанцій має свої переваги й недоліки. Так, споруджувати ТЕС швидше й простіше, ніж інші типи станцій. Проте вони виробляють найдорожчу електроенергію, використовують вичерпні природні ресурси, а також забруднюють навколишнє середовище.

Основою сучасної теплоенергетики країни є електростанції потужністю понад 1 млн кВт. Найбільші з них розміщені в Придніпров’ї та на Донбасі (тут є споживачі та паливо): Запорізька, Криворізька, Придніпровська, Луганська, Вуглегірська; у Харківській (Зміївська), Київській (Трипільська), Вінницькій (Ладижинська) областях. На заході країни розташовані Бурштинська та Добротвірська ТЕС. У минулому теплоелектростанції виробляли основну частину електроенергії, зараз — близько третини.

Для забезпечення населення міст теплом, гарячою водою та електроенергією працюють теплоелектроцентралі (ТЕЦ). Їх будують тільки поблизу споживача, оскільки радіус транспортування тепла (гарячої води для опалювальної системи) у середньому становить 10—15 км. Коефіцієнт корисної дії (ефективність) ТЕЦ становить майже 70%, тоді як ТЕС (переважно застарілі) — лише 30—35%. Найбільш потужні теплоелектроцентралі: Київська ТЕЦ-5 (700 тис. кВт), Харківська ТЕЦ-5, Київська ТЕЦ-6, Одеська.

Гідроелектростанції (ГЕС) виробляють електроенергію, що в 5 разів дешевша, ніж на ТЕС, а кількість обслуговуючого персоналу тут у 20 разів менша, ніж на АЕС. Коефіцієнт корисної дії ГЕС становить понад 80%. Однак їх розміщення повністю залежить від географії річок, а виробництво електроенергії має сезонний характер, знижуючись у зимовий період.

* За даними Укренерго.

Мал. 3. Південноукраїнська AEC розташована на берегах Південного Бугу в Миколаївській області. У цьому районі створюється енергетичний комплекс нового типу для вирішення проблеми раціонального використання енергії, що виробляється атомною, гідро- і гідроакумулюючою станціями.

Зараз гідроенергетика забезпечує приблизно 5% виробництва електроенергії. Її основу становить каскад гідроелектростанцій на Дніпрі: Київська, Канівська, Середньодніпровська, Дніпровська та Каховська. Через рівнинний характер течії Дніпра та застаріле обладнання ці гідроелектростанції недостатньо ефективні. У Закарпатській області споруджена Теребле-Ріцька ГЕС, на річці Дністрі — Дністровська-1 та Дністровська-2.

Проблемою для України є нестача акумулятивних потужностей, які могли б накопичувати енергію, коли її споживання невелике (наприклад уночі), і віддавати під час «пікових» (максимальних) навантажень. Для цього використовуються гідроакумулятивні електростанції (ГАЕС). В Україні збудовано кілька ГАЕС, зокрема Дністровська ГАЕС на Дністрі, яка є найпотужнішою в Європі (2,2 млн кВт • год). Частиною Південноукраїнського енергокомплексу стала Ташлицька ГАЕС. Однак цих потужностей недостатньо.

Одне з провідних місць в економіці України посідає атомна енергетика. В Україні працюють чотири атомні електростанції (АЕС) — Запорізька, Хмельницька, Південноукраїнська (мал. 3) та Рівненська. Упродовж останніх років вони виробляють 50—55% електроенергії країни, використовуючи лише чверть від усіх потужностей. Зростання питомої ваги АЕС пояснюється стабільністю їхньої роботи та зменшенням виробництва електроенергії на ТЕС. Найбільша у Європі Запорізька АЕС розташована на березі Каховського водосховища. Шість її енергоблоків генерують приблизно четверту частину річного виробництва електроенергії в Україні.

Атомні електростанції використовують незначну кількість палива, тому орієнтовані лише на споживачів. Оскільки вони є дуже водомісткими, при їх розміщенні враховують наявність джерел води. Розглянемо позитивні й негативні наслідки експлуатації АЕС (див. таблицю).

Таблиця

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

Подальший розвиток атомної енергетики в Україні стримується відсутністю надійних атомних реакторів та підприємств із виробництва ядерного палива. Україна має значні запаси уранових руд і є виробником уранових концентратів, однак завозить готове ядерне паливо з Росії. Із метою урізноманітнення його поставок у 2014 р. було підписано контракт із компанією «Вестінгауз». Із 2015 р. ядерне паливо, яке надходить зі Швеції, використовується для завантаження енергоблоків Південноукраїнської та Запорізької АЕС.

3. Відновлювані джерела енергії.

Останнім часом зусилля вчених спрямовані на пошук ефективних альтернативних джерел енергії. Запаси викопних видів палива стрімко виснажуються. До того ж їх використання спричиняє зміни клімату та забруднення навколишнього середовища. Тому світовою тенденцією, яка набирає обертів протягом останніх двох десятиліть, є перехід до відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Відповідно до прийнятої у 2017 р. енергетичної стратегії Україна планує до 2035 р. збільшити частку відновлюваної енергетики у своєму енергобалансі до 25%. Певних успіхів на шляху до «чистої» енергетики вже досягнуто. Зараз в Україні спостерігається поступове зростання встановлених потужностей ВДЕ, зокрема вітроенергетики, сонячної енергетики та енергії біомаси (мал. 4).

Мал. 4. Структура виробництва електроенергії в Україні з ВДЕ (2020 р.).

Мал. 5. Ботієвська ВЕС — найбільша вітрова електростанція України, розташована поблизу села Приморський Посад (Запорізька обл.). Завдяки великій протяжності узбережжя, досвіду проектування, будівництва й експлуатації ВЕС, серійному виробництву обладнання та державній підтримці Україна має добрі перспективи використання енергії вітру.

Перші вітрові електростанції (ВЕС) були побудовані в Україні на початку 1990-х рр. Сьогодні серед них успішно працюють Ботієвська (мал. 5), Новоазовська ВЕС, вітряний парк «Очаківський». Нові ВЕС буде зведено в Запорізькій, Херсонській, Миколаївській, Одеській, Львівській та Івано-Франківській областях. Україна посідає сьоме місце в Європі за темпами розвитку сонячної енергетики. Серед найпотужніших сонячних електростанцій (СЕС) — Покровська (друга за потужністю в Європі), Нікопольська, «Яворів-1», Кам’янець-Подільська, Дунайська тощо. Біоенергетика ґрунтується на використанні біопалива, яке виробляється з біомаси. Для виробництва біопалива придатні більшість відходів харчової промисловості та сільського господарства, а також спеціальні енергетичні рослини (ріпак, соняшник, кукурудза). Біогазові потужності в Україні також нарощуються. Наприкінці 2014 р. в країні було десять біогазових установок, а до кінця 2020 р. — уже 52.

4. Лінії електропередач, необхідність і шляхи енергозбереження.

З огляду на те, що електроенергетика не тільки виробляє, а й транспортує та постачає електроенергію, велике значення мають лінії електропередач (ЛЕП). Так, потужна ЛЕП Донбас — Західна Україна — Альбертірша (Угорщина) поєднує східну Україну з державами Центральної Європи. Друга ЛЕП сполучає Чорнобильську й Хмельницьку АЕС і через Львівську область прямує до Польщі. У 2015—2016 рр. було введено в експлуатацію ЛЕП, які з’єднали Рівненську та Хмельницьку АЕС із Києвом. Це підвищило надійність постачання електроенергії споживачам столиці й області, зменшило витрати вугілля.

Для України надзвичайно важливою є енергетична безпека, тобто надійне, гарантоване забезпечення паливно-енергетичними ресурсами.

Для вирішення цієї проблеми слід проводити реконструкцію й технічне переоснащення підприємств, замінювати імпортні енергоресурси на власні, впроваджувати сучасні енергоефективні технології та обладнання, розвивати виробництва з низькою енергоємністю (наприклад точне машинобудування, легка, харчова промисловість), використовувати економічні види (моделі) транспорту. Слід зменшувати витрати в житловому секторі й побуті: утеплювати будинки, вести облік енергоресурсів, заощаджувати електроенергію, природний газ тощо.

Головне

  • Електроенергетика — це базова складова промисловості, яка забезпечує виробництво, транспортування й постачання електроенергії та тепла.
  • Паливно-енергетичний баланс — це співвідношення надходження (прибуток) та витрати палива й енергії.
  • Виробництво електроенергії в Україні забезпечується переважно атомними (АЕС), тепловими (ТЕС) і гідроелектростанціями (ГЕС, ГАЕС). Усе ширше застосовуються вітрові, сонячні станції, а також електроустановки, що працюють на біопаливі.

Запитання для самоперевірки та колективного обговорення

1. Які типи електростанцій ви знаєте? 2. Що таке паливно-енергетичний баланс? Назвіть його особливості в Україні. 3. Які чинники впливають на розміщення електростанцій різних типів? 4. Використовуючи карти атласу, укажіть особливості розташування найважливіших ліній електропередач.

Поміркуйте

1. Чи згодні ви з тим, що природа гідроресурсів і ресурсів вітру пов’язана з енергією Сонця? Доведіть свою думку.

2. Чи необхідні Україні нові атомні електростанції? Поясніть свою точку зору.

Практичне завдання

Складіть у зошиті схему «Зв’язки електроенергетики з іншими виробництвами».

Набуваємо практичних навичок

Ознайомтеся з рекомендаціями щодо енергозбереження в побуті (на сайті «Державного агентства з ефективності та енергозбереження України»: http://saee.gov.ua/). Якими з них ви вже користуєтесь, а якими, можливо, користується ваша родина?

Практична робота 5.1. (за вибором учителя/учительки)

Позначення на контурній карті України найбільших електростанцій та пояснення чинників їх розміщення

  • 1. Дізнайтеся, якими умовними знаками позначаються електростанції різних типів.
  • 2. З’ясуйте, де розташовані найбільші електростанції України, позначте їх на контурній карті відповідними умовними знаками та підпишіть.
  • 3. Поясніть чинники розміщення найбільших електростанцій різних типів.


Підтримати сайт і наші Збройні Сили можна за посиланням на Buy Me a Coffee.