§ 18. Як працює електроенергетика у світі й в Україні

• Назад до змісту

Які природні ресурси використовує людство для одержання електроенергії?

Для одержання електричної енергії людство використовує дві основні групи ресурсів:

• Викопні невідновні паливні ресурси (кам’яне й буре вугілля, горючі сланці, торф, нафту та природний газ для ТЕС), а також ядерне паливо (уран і плутоній для АЕС).
• Відновні ресурси довкілля (кінетичну енергію води для ГЕС і ГАЕС, сонячне випромінювання для СЕС, енергію вітру для ВЕС, геотермальне тепло Землі для ГеоТЕС, енергію морських припливів і хвиль, а також біомасу й біогаз).

Чим відрізняються відновні джерела електроенергії від інших?

Відновні джерела енергії (ВДЕ) є практично невичерпними та здатні природно відновлюватися з часом. На відміну від викопного палива, їхнє використання не призводить до вичерпання надр і супроводжується мінімальним рівнем викидів парникових газів або токсичних відходів у навколишнє середовище.

Знайдіть інформацію про країни, які є лідерами у виробництві електроенергії з сонця та вітру. Чому вони стали успішними в цьому? Дослідіть, яка частка сонячних і вітрових електростанцій в одній з цих країн. Зробіть висновок про те, як розвиток «зеленої» енергетики може допомогти стати менш залежною від імпорту газу чи вугілля.

Лідерами у виробництві електроенергії з енергії сонця та вітру є Китай, США, Німеччина, Індія, Данія та Іспанія. Їхній успіх зумовлений сприятливими природними умовами (високим рівнем сонячної інсоляції або стійкими вітрами), державними програмами стимулювання «зеленого» переходу, інвестиціями у наукові розробки та створенням власної потужної виробничої бази обладнання.

У Китаї, який посідає перше місце у світі за масштабами розвитку вітрової та сонячної генерації, сумарна частка СЕС і ВЕС у загальному виробництві електроенергії досягла 18 % (а разом із гідроелектростанціями частка ВДЕ становить 31 %).

Розвиток власної відновної енергетики дає змогу країнам заміщувати дорогі закупівлі закордонного викопного палива (вугілля, природного газу, нафти) власними невичерпними ресурсами сонця, вітру й води. Це гарантує зміцнення енергетичної безпеки, утримує кошти всередині країни та захищає економіку від коливань світових цін на енергоносії.

Розгляньте схему біогазової заправної станції. Які економічні та екологічні проблеми може вирішити використання таких станцій?

Використання біогазових станцій вирішує важливі екологічні та економічні завдання:

• Знижує екологічне навантаження завдяки безпечній утилізації органічних відходів цукрових заводів і тваринницьких комплексів (жому, кукурудзяного силосу, гною), що запобігає забрудненню ґрунтів і підземних вод.
• Зменшує викиди метану та вуглекислого газу в атмосферу за рахунок перехоплення біогазу замість його неконтрольованого виділення на полігонах і у відстійниках.
• Забезпечує сільське господарство цінними біодобривами, що утворюються після перероблення біомаси, знижуючи потребу в хімічних мінеральних добривах.
• Заміщує імпортний природний газ і дороге дизельне пальне дешевшим власним біометаном для роботи автотранспорту та агротехніки.
• Зменшує собівартість аграрної продукції через формування безвідходного замкненого циклу та створює додаткові прибутки й робочі місця для місцевих громад.

ПЕРЕВІРЯЄМО СЕБЕ

1. Поясніть структуру світового виробництва електроенергії.

Сучасна структура світового виробництва електроенергії характеризується поступовим скороченням частки викопного палива та зростанням ролі відновних джерел:

• Більше ніж половину електроенергії у світі генерують ТЕС на викопному паливі (близько 60 %), де провідну роль продовжує відігравати кам’яне вугілля (близько 35 %).
• Відновні джерела енергії вперше сягнули 30 % світової генерації, з яких понад 15 % припадає на ГЕС, а близько 20 % виробляють нетрадиційні джерела (переважно СЕС і ВЕС).
• Атомні електростанції забезпечують майже 10 % глобального виробництва електричного струму.
• Інші джерела (біопаливо, енергія побутових відходів) становлять близько 1 %.

2. Схарактеризуйте сучасні тенденції щодо виробництва електроенергії.

Сучасне виробництво електроенергії розвивається під впливом таких ключових тенденцій:

• Стрімке зростання частки відновних джерел енергії (вітру, сонця, біомаси) та впровадження державних програм енергетичного переходу у провідних країнах світу.
• Поступове зменшення частки викопного палива з понад 80 % у 2015 році до близько 60 % для скорочення викидів CO₂ і запобігання змінам клімату.
• Децентралізація енергосистем — перехід від одиничних великих станцій до розгалуженої мережі невеликих і середніх електростанцій, наближених до кінцевого споживача, що мінімізує втрати під час транспортування та підвищує стабільність мереж.
• Підвищення енергоефективності світової економіки шляхом спорудження «розумних» будівель, оновлення промислового обладнання та переходу транспорту на електродвигуни.

3. Визначте перспективи споживання електроенергії у світі.

До 2040 року загальне споживання електроенергії у світі зросте більш ніж на 30 %. Найвищі темпи зростання спостерігатимуться в країнах Азії (передусім у Китаї та Індії), Близького Сходу, Латинської Америки й Африки через приріст населення, урбанізацію та промисловий розвиток. На противагу їм Європа скоротить загальне споживання енергії на 9 % за рахунок енергоощадних технологій, декарбонізації та модернізації економіки на інноваційній основі.

4. Порівняйте структуру виробництва електроенергії в Україні та провідних державах світу. Зробіть висновки.

• В Україні понад половину струму генерують атомні станції (53,3 %), частка ТЕС і ТЕЦ становить 28,3 %, гідроенергетики (ГЕС і ГАЕС) — 12,8 %, а СЕС і ВЕС — 7,1 %.
• У провідних країнах світу (Китаї, США, Індії, Японії) переважна більшість струму (58–78 %) виробляється на теплових станціях із використанням викопного палива, а ВЕС і СЕС дають 12–19 %. Винятками є Франція, де частка АЕС досягає 69 %, та Парагвай, чия генерація на 99 % базується на ГЕС.

Електроенергетика України суттєво відрізняється від більшості провідних держав переважанням атомної енергетики над тепловою, що знижує залежність від імпорту вугілля й газу, але водночас частка вітрової та сонячної генерації в Україні залишається помітно нижчою, ніж у країнах ЄС.

5. Яку частку у світовому виробництві електроенергії вперше посіли відновні джерела енергії (ВДЕ) 2024 року?

Відновні джерела енергії вперше у світі досягли частки у 30 % загального виробництва електроенергії (у тексті підручника зазначено досягнення цієї межі у 2023–2024 роках). Водночас у країнах Європейського Союзу частка ВДЕ у 2025 році сягнула 50 %.

6. Уявіть, що частка відновної енергії у світі зросла з 30 % до 80 %. Як це змінить екологічну ситуацію на планеті та економічні відносини між країнами, що продають нафту та газ?

Зростання частки ВДЕ до 80 % спричинить такі наслідки:

• Екологічний стан планети значно поліпшиться завдяки кардинальному скороченню викидів парникових газів, припиненню кислотних дощів та очищенню атмосфери в промислових регіонах від сажі й токсичних сполук.
• В економічній сфері світовий попит на нафту, вугілля та природний газ різко впаде, що позбавить країни-експортери палива монопольного становища і високих надприбутків та змусить їх перебудовувати власну економіку.
• Більшість держав світу здобудуть енергетичну самодостатність, а глобальна торгівля переорієнтується на технології зеленої енергетики, накопичувачі струму та сировину для створення акумуляторних систем.

МОЯ ТЕРИТОРІАЛЬНА ГРОМАДА

Дослідіть, чи може ваша громада виробляти власну «зелену» енергію, використовуючи сонце, вітер або воду. Які відновні джерела енергії мають найбільший потенціал для розвитку саме у вашій громаді (наприклад, багато сонячних днів, є відкриті ділянки для вітрових турбін, протікає річка)? Обґрунтуйте зроблений висновок.

Наша громада (на прикладі центральних регіонів України) має високий потенціал для виробництва відновної енергії:

• Сонячна енергетика є найбільш перспективною завдяки достатньому рівню сонячної інсоляції впродовж більшої частини року, що дає змогу встановлювати сонячні панелі на дахах шкіл, лікарень, адмінбудівель і приватних садиб, а також на вільних ділянках землі.
• Біоенергетика має значну ресурсну базу через наявність місцевих агропідприємств, залишки продукції яких (солома, силос, відходи тваринництва) можна переробляти на біогаз, біометан і тверде паливо для котелень.
• Гідроенергетика та вітроенергетика мають обмежені можливості через відсутність великих повноводних річок із суттєвими перепадами висот та помірну середньорічну швидкість вітру на рівнинній території.

Основними пріоритетами для забезпечення енергетичної незалежності громади є встановлення сонячних панелей на комунальних об’єктах та використання сільськогосподарської біомаси для опалення.