توازن الوقود والطاقة: الوصف والهيكل والميزات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

رفاه الحضارة الإنسانية وازدهارها يعتمدان على توافر موارد الطاقة الكافية. يبدو أن البحث عن أنواع وقود بديلة هو الطريقة الأكثر منطقية للمضي قدمًا. ومع ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار الآفاق الغامضة لمصادر الطاقة غير التقليدية ، فإن مسألة الاستهلاك الرشيد للموارد الطبيعية المتاحة لها أهمية خاصة. كل بلد يواجه هذا التحدي

مفهوم عام

يعتبر توازن الوقود والطاقة من أكثر مشاكل العالم الحديث حدة. يتسبب نمو سكان العالم وتطور التقنيات الصناعية في زيادة سريعة في استهلاك المعادن. يثير عدم تجديد الموارد الطبيعية ومحدودية العرض مصدر قلق. ميزان الطاقة هو نسبة إنتاج واستهلاك أنواع الوقود مثل النفط والفحم ،الغاز والجفت والصخر الزيتي والحطب.

خلال القرن العشرين ، زاد استهلاك هذه الموارد بنحو 15 مرة. وفقًا للباحثين ، تجاوز إجمالي استهلاك الطاقة الحرارية على مدى العقود القليلة الماضية الحجم الذي استخدمته البشرية على مدار الفترة التاريخية السابقة بأكملها. لقد أدى تطور العلوم والتكنولوجيا إلى تغيير هيكل التوازن. أدى التقدم في الصناعة إلى زيادة حادة في تطوير رواسب معدنية جديدة ، فضلاً عن ظهور أنواع الوقود غير التقليدية.

هيكل

في الوقت الحالي ، تبلغ حصة النفط في إجمالي استهلاك الطاقة الحرارية في العالم 40٪. ويلعب الفحم دورًا أقل أهمية ، حيث يوفر 27٪ من احتياجات الحضارة الإنسانية في الوقود. لا تزيد حصة الغاز الطبيعي عن 23٪. أصغر عناصر توازن الطاقة هي الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة النووية. نصيبهم فقط 10٪ من الحجم الإجمالي لاستهلاك الوقود في العالم.

يختلف هيكل مزيج الطاقة من بلد إلى آخر. يكمن سبب عدم تجانس الصورة العالمية في خصوصيات الموقع الجغرافي ومستوى التطور الصناعي للدول. في النصف الثاني من القرن العشرين ، نمت حصة النفط في ميزان الطاقة بشكل سريع. في نهاية القرن ، في البلدان عالية التصنيع ، تغيرت النسبة لصالح الغاز الطبيعي والفحم.

مصادر غير تقليدية

التوزيع غير المتكافئ للرواسب الهيدروكربونية على الكرة الأرضيةأجبرت العديد من الدول على البحث عن طرق بديلة لتلبية احتياجاتها من موارد الطاقة. ترتبط هذه المهمة ببعض الصعوبات. تعتمد إمكانية استخدام الطاقة الشمسية بشكل كبير على الموقع الجغرافي. تشكل محطات الطاقة النووية خطرا جسيما على السكان والبيئة. الحوادث في مثل هذه المنشآت تؤدي إلى عواقب وخيمة

ميزان الطاقة في روسيا

في الاتحاد الروسي ، بسبب الخصائص المناخية ، هناك حاجة لاستهلاك مرتفع للوقود لتوفير الحرارة في الشتاء. يهيمن الغاز الطبيعي على هيكل توازن الطاقة. حصتها 55٪. النفط في المرتبة الثانية. على الرغم من حقيقة أن روسيا هي واحدة من أكبر موردي "الذهب الأسود" في العالم ، فإن حصة هذا النوع من الوقود في ميزان الطاقة بالبلاد تبلغ 21٪ فقط. ويحتل الفحم المرتبة الثالثة ، حيث يوفر 17٪ من إجمالي توليد الحرارة. محطات الطاقة الكهرومائية والطاقة النووية ليست ذات أهمية استراتيجية لاقتصاد البلاد. يقدمون مساهمة طفيفة ، لا تتجاوز نسبة مئوية قليلة.

كفاءة

وتجدر الإشارة إلى التغيير التدريجي في ميزان الطاقة في عملية تحويل الاقتصاد. في النصف الثاني من القرن العشرين ، كان الدور المهيمن للفحم والنفط. في بداية الألفية الجديدة ، ذهب مكان الصدارة إلى الغاز الطبيعي. وفقًا للباحثين ، فإن استهلاكه في روسيا ليس فعالًا بدرجة كافية. معامل مفيدمن توليد الكهرباء بواسطة توربينات الغاز الطبيعي حوالي 30٪. يعود سبب هذا المعدل المنخفض إلى المعدات القديمة التي تحتاج إلى ترقية.

دول أخرى

يتميز توازن الطاقة العالمي بالتفاوت الشديد في استهلاك الوقود في أجزاء مختلفة من العالم. الدول الرائدة في استهلاك موارد الوقود هي دول مثل الولايات المتحدة الأمريكية والصين وروسيا. يستخدمون حوالي 40٪ من الطاقة المولدة في جميع أنحاء العالم. يقع المستوى المرتفع لتكاليف الوقود على حصة الدول الواقعة في خطوط العرض الشمالية.

خلال القرن الماضي ، زاد عدد مصادر الطاقة المتاحة من اثنين إلى ستة. هناك نمط مثير للاهتمام وهو أنه في الوقت الحاضر لم يفقد أي منهم أهميته الاستراتيجية في الاقتصاد العالمي. انتقلت مصادر الطاقة المعروفة منذ زمن بعيد إلى فئة المصادر التقليدية ، لكنها استمرت في احتلال مكانة مهمة في هيكل توازن الوقود. لا تأخذ التوقعات التحليلية بعين الاعتبار إمكانية استبعادها التام من عدد الموارد التي تعمل كأساس للاقتصاد. تشير التوقعات فقط إلى التغييرات في الحصة المستقبلية لمصادر الطاقة التقليدية في هيكل الاستهلاك. يرى العديد من المحللين أن الموارد الطبيعية مثل الفحم والغاز ستبقى في الصدارة خلال العقود القادمة.

محطات الطاقة النووية

قررت بعض الدول إعطاء الأولوية لتطوير الطاقة النووية.تشمل الأمثلة فرنسا واليابان. لقد حققوا تغييرًا كبيرًا في هيكل توازن الطاقة في دولهم. تمكنت فرنسا واليابان من تقليص دور النفط بشكل كبير. كان لاستبدال الهيدروكربونات بالطاقة النووية تأثير مفيد على الوضع البيئي. ومع ذلك ، فإن وجود محطات الطاقة النووية خلق خطرًا محتملاً ، واقنع شعب اليابان بالواقع بعد كارثة فوكوشيما.

آفاق

غالبًا ما يكون الاستنفاد المقدر لاحتياطيات الطاقة في العالم موضوع نقاش ساخن. تستند التوقعات المتشائمة بشأن البداية الوشيكة لنقص عالمي في الوقود الأحفوري إلى حقيقة لا جدال فيها - عدم تجديد الموارد الطبيعية. وفقا للخبراء ، مع الحفاظ على الحجم الحالي لإنتاج النفط ، يمكن استنفاد احتياطيات "الذهب الأسود" على هذا الكوكب في غضون 30-50 سنة القادمة. ويتفاقم الوضع بسبب حقيقة أن شركات المحروقات تفضل استثمار أرباحها في مشاريع ذات مردود سريع ، بدلاً من إنفاقها على تمويل الاستكشاف.

تعطي المعلومات حول احتياطيات العالم من الغاز الطبيعي بعض الأسباب للتفاؤل. وفقًا للخبراء ، يجب أن تكون الرواسب المستكشفة لحاملة الطاقة هذه كافية لمدة 50-70 سنة مقبلة. تبرز روسيا من بين الدول الأخرى باحتياطياتها الهائلة من الغاز الطبيعي. ويقدر الخبراء رواسبها في شبه جزيرة يامال بـ 100 تريليون متر مربع3.

تتركز احتياطيات الفحم في الصين والولايات المتحدة وروسيا. احتياطياتها العالمية15 تريليون طن. ومع ذلك ، يتم استخدام درجات معينة فقط من فحم الكوك للأغراض الصناعية ، والتي يتم تعدينها بكميات محدودة.

احتياطيات الوقود الأحفوري في العالم كبيرة ، لكنها ليست بلا حدود. سيتعين على الأجيال القادمة إيجاد حل دائم لمشكلة الطاقة