12. Гидроэнергопотенциал Земли. Топливно-энергетический баланс и его динамика.

Гидроэнергией (водной энергией) называют энергию, которой обладает вода, движущаяся в потоках по земной поверхности. Существуют три категории гидроэнергетического потенциала (гидроэнергетических ресурсов): теоретический, технический и экономический.

При определении теоретического гидро-энергопотенциала (его называют также потенциальным и валовым) учитывается полный поверхностный сток рек, который, как уже отмечено, составляет 48 тыс. км3/год. Если принять среднюю высоту суши равной 800 м, то теоретический потенциал будет исчисляться в 1000 млн кВт возможной мощности, что соответствует выработке около 35 трлн кВт» ч в год. Впрочем, есть и другие оценки этого потенциала, которые колеблются в пределах от 35 трлн до 40 трлн кВт-ч.

Технический гидроэнергопотенциал – это та часть теоретического потенциала, которая технически может быть использована с учетом годовых и сезонных колебаний стока в реках, наличия подходящих створов для сооружения ГЭС, а также потерь воды вследствие испарения, фильтрации и т. д.

Наконец, экономический гидроэнергопотенциал – это та часть технического потенциала, использование которой в данных конкретных условиях места и времени можно считать экономически оправданным.

Априори можно предположить, что распределение гидроэнергетического потенциала по территории земной суши неравномерно. И действительно, согласно имеющимся данным, по размерам теоретического потенциала впереди стоит Азия (42 % мирового), за которой следуют Африка (21), Северная и Южная Америка (по 12–13 %), Европа (9) и Австралия и Океания (3 %). За этими общими цифрами географ конечно же видит размещение крупнейших речных систем мира.

Установлено, что примерно половина мирового речного стока приходится на 50 крупнейших рек, бассейны которых покрывают 40 % земной суши. В том числе 15 из них (9 в Азии, 3 в Южной, 2 в Северной Америке и 1 в Африке) имеют средний расход воды в размере 10 тыс. м3/с или более. Но этот показатель сам по себе еще не определяет роль той или иной реки в гидропотенциале. Например, Амазонка выносит в океан в пять раз больше воды, чем вторая по водоносности река мира – Конго. Однако Конго благодаря топографическим и геологическим особенностям территории, по которой она протекает, имеет значительно больший гидроэнергетический потенциал, чем Амазонка.

Крупные регионы Земли по масштабам экономического гидропотенциала «выстраиваются» следующим образом: Зарубежная Азия, Латинская Америка, Африка и Северная Америка, СНГ, зарубежная Европа, Австралия и Океания. Пока экономический гидропотенциал Земли используется лишь на 21 % (это означает, что в принципе годовое производство электроэнергии на ГЭС можно увеличить примерно в пять раз). Наконец, о том, что степень освоенности гидроэнергетического потенциала особенно велика в зарубежной Европе, где для сооружения ГЭС использовано уже большинство выгодных речных створов, и в Северной Америке. Наиболее благоприятные ресурсные предпосылки для развития гидроэнергетики имеют Азия, Африка и Латинская Америка. Можно добавить, что на развивающиеся страны в целом приходится еще примерно 2/3 всего неосвоенного мирового гидроэнергопотенциала.

Среди стран по размерам экономического гидроэнергетического потенциала особо выделяется первая пятерка в составе Китая (1260 млрд кВт-ч), России (850 млрд), Бразилии (765 млрд), Канады (540 млрд) и Индии (500 млрд кВт ч), на долю которой приходится почти 1/2 всего этого потенциала. Затем следуют ДР Конго (420 кВт-ч), США (375), Таджикистан (265), Перу (260), Эфиопия (260), Норвегия (180), Турция (125), Япония (115 кВт – ч). Степень использования этого потенциала в странах очень различна. Во Франции, в Швейцарии, Италии, Японии он использован уже почти полностью, в США и Канаде на 38–40 %, тогда как в Китае – на 16, в Индии – на 15, в Перу – на 5, а в ДР Конго – на 1,5 %.

Энергетическим балансом (или топливно-энергетическим балансом) называется система показателей, отражающих полное количественное соответствие (равенство) между приходом и расходом энергетических ресурсов, распределение их между отдельными потребителями и их группами, районами потребления и позволяющих определить эффективность использования энергоресурсов. Приходная часть энергетического баланса включает систему показателей, характеризующих структуру добычи и производства всех видов энергетических ресурсов, в том числе ИХ импортирование и др. Расходная часть энергетического это система показателей, характеризующая структуру и направления использования всех видов энергетических ресурсов и энергии (включая потери), отпуск их на сторону, и переходящие остатки, она определяется энергопотреблением общества, необходимым для обеспечения выбранных темпов развития производительных сил.

Темпы роста добычи и потребления энергетических ресурсов во времени изменяются достаточно неравномерно. Например, за 100 лет второй половины XIX и первой половины XX столетия в мире было потреблено 7350 ЭДж энергетических ресурсов и почти такое же было потреблено за количество —6470 ЭДж — последующие 34 года с 1950 по 1984 г. Одновременно растет удельное потребление энергии на 1 жителя планеты; если в 1900 г. на 1 человека в среднем приходилось 23—24 ГДж, то в 1950 г. эта величина возросла до 45 ГДж, а в 1980 г.— до 60 ГДж.

Резкое увеличение энергопотребления объясняется научно-техническим прогрессом 50—70-х годов, во время которого снижение Земли увеличилось на 2 млрд. человек, дают, что численность населения в недалеком будущем начнет стабилизироваться и к 2000 г. не превысит 6 млрд. человек, при этом энергопотребление будет расти главным образом за счет развивающихся стран.

С исчерпанием месторождений дешевого органического топлива преимущественно будут развиваться энергосберегающие технологические процессы, в том числе в коммунально-бытовом секторе, в связи с чем в ближайшие 50—60 лет ожидают коренных изменений в структуре мирового энергетического баланса, а именно: десятикратного увеличения потребления энергетических ресурсов к концу следующего столетия при меньших темпах роста потребления; непрерывного возрастания доли новых процессов производства тепловой и электрической энергии из неисчерпаемых источников энергии; непрерывного увеличения затрат на освоение новых источников энергии; образования международных систем энергоснабжения; продолжения концентрации производства энергии при увеличении масштабов и стоимости ее транспорта; непрерывного увеличения эффективности использования энергии; увеличения доли электроэнергии в энергетическом балансе.