§ 22. ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА СВІТУ

• До змісту відповідей

ПРИГАДАЙТЕ

1. Які країни світу найкраще забезпечені різними видами горючих ресурсів?

Вугіллям найкраще забезпечені США, Китай, Індія та Австралія. Нафту й природний газ у найбільших обсягах мають країни Перської затоки (Саудівська Аравія, Іран, Катар, ОАЕ), а також США, Канада і Венесуела.

2. Які типи електростанцій мають найбільше значення в сучасному світі?

Найбільше електрики на планеті досі дають теплові електростанції (ТЕС), які спалюють вугілля, газ та мазут. Друге і третє місця посідають гідроелектростанції (ГЕС) та атомні електростанції (АЕС), а поруч із ними дуже швидко наздоганяють сонячні та вітрові станції.

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 104

1. За графіками визначте, які тенденції спостерігалися за останні 10 років у динаміці виробництва загальної кількості електроенергії у світі в цілому та в перших двох країнах-лідерах за її виробництвом.

Загальне світове виробництво стабільно зростало з 23,54 до 30,86 тис. млрд кВт·год. Китай показав потужний ривок і майже подвоїв генерацію (з 5,52 до 9,89 тис. млрд кВт·год), а США нарощували обсяги помірно й плавно (з 4,04 до 4,82 тис. млрд кВт·год).

2. Підрахуйте, які частки виробництва електроенергії світу припадали на США та Китай у 2014 та 2024 рр. Порівняйте одержані значення та встановіть наявні тенденції.

Розрахунки часток:

• 2014 рік:
  • Китай: 5,52 / 23,54 × 100% = 23,5%
  • США: 4,04 / 23,54 × 100% = 17,2%
• 2024 рік:
  • Китай: 9,89 / 30,86 × 100% = 32,1%
  • США: 4,82 / 30,86 × 100% = 15,6%

Частка Китаю у світі помітно зросла (з 23,5% до 32,1%), і він став безумовним світовим лідером. Частка США дещо скоротилася (з 17,2% до 15,6%), хоча в абсолютних цифрах країна виробляє більше енергії. Разом ці дві держави генерують майже половину всієї електрики планети.

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 105

1. Назвіть країни, що генерують найбільше електроенергії у світі. У яких регіонах світу розташована їх більшість?

Найбільше електроенергії виробляють Китай, США, росія, Японія, Бразилія, Республіка Корея, Канада, Німеччина, Франція, Саудівська Аравія та Іран. Більшість цих держав розташована в Азії (Китай, Японія, Південна Корея, Саудівська Аравія, Іран, а також азійська частина росії).

2. Які з країн за виробництвом електроенергії належать до високорозвинених (у тому числі G-7), а які до тих, що розвиваються? Чи всі вони є країнами G-20?

До високорозвинених належать США, Японія, Канада, Німеччина, Франція (усі п’ять входять до G-7), а також Республіка Корея. До країн, що розвиваються, належать Китай, Бразилія, Саудівська Аравія та Іран (росія належить до країн із перехідною економікою). До G-20 входять майже всі з них, окрім Ірану.

3. Які країни Європи є лідерами за виробництвом електроенергії? Яку частку електроенергії світового виробництва вони генерують (див. мал. 102)?

⚠️

Серед країн Європи найбільше електроенергії виробляють Німеччина (0,58 трлн кВт·год), Франція (0,47 трлн кВт·год) та європейська частина росії (загалом 1,17 трлн кВт·год). Частка Німеччини у світовому виробництві становить близько 1,9 %, а Франції — приблизно 1,5 % (разом вони дають майже 3,5 %, а вся Європа загалом генерує близько 15–16 % світової енергії).

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 106

1. За стовпчиковими діаграмами прослідкуйте, як змінилося у світі співвідношення між традиційними та відновлюваними джерелами енергії в структурі виробництва електроенергії за останні 10 років. Із чим це пов’язано?

Частка відновлюваних джерел зросла з 8,2 % у 2014 році до 20,1 % у 2025 році, тобто збільшилася майже у два з половиною рази. Відповідно, традиційні джерела зменшили свою частку з 91,8 % до 79,9 %. Це пов’язано з боротьбою проти зміни клімату, швидким здешевленням сонячних панелей та вітряків і прагненням держав спалювати менше дорогого викопного палива.

2. За секторними діаграмами дослідіть, значення якого виду енергії в енергобалансі світу зросло найбільше, а якого — скоротилося. Частка яких видів енергії змінилася несуттєво? Чим це можна пояснити?

Найбільше зросла частка сонячних електростанцій (з 0,7 % до 10,0 %) та вітрових (з 1,8 % до 8,1 %), а найбільше скоротилася частка ТЕС (з 66,2 % до 53,4 %). Несуттєво змінилися показники ГЕС (було 18,1 %, стало 17,5 %) та АЕС (було 7,5 %, стало 6,5 %). Вугільні та мазутні ТЕС масово закривають через забруднення повітря, «зелена» енергетика бурхливо розвивається завдяки сучасним технологіям, а спорудження нових великих гребель і ядерних блоків потребує багато років і величезних коштів.

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 106

3. Виділіть 3 пріоритетні види енергії у світі у 2014 та 2025 рр. Порівняйте з електроенергетикою в Україні (див. мал. 101).

У 2014 році першу трійку у світі складали ТЕС (66,2 %), ГЕС (18,1 %) та АЕС (7,5 %). У 2025 році трійка лідерів змінилася: ТЕС (53,4 %), ГЕС (17,5 %) та СЕС (10,0 %), які обігнали атомні станції (9,0 %).

В Україні структура принципово інша: понад 60 % електрики дають АЕС, друге місце посідають ТЕС (близько 28 %), а ГЕС і сонячні станції мають значно меншу частку, ніж у середньому у світі.

4. На основі аналізу діаграм окресліть сучасні тенденції розвитку електроенергетики у світі. Спрогнозуйте подальші зміни у світовій структурі виробництва електроенергії на електростанціях різних типів.

Частка традиційних джерел постійно падає (з 91,8 % до 79,9 %), а частка відновлюваних стрімко зростає (з 8,2 % до 20,1 %). Найшвидше розвиваються сонячні та вітрові станції, водночас теплові електростанції поступово втрачають позиції через забруднення повітря і дорожнечу викопного палива.

У майбутньому зелена енергетика може давати половину всієї електрики світу. СЕС та ВЕС стануть головними за обсягами генерації, а частка вугільних і газових ТЕС продовжить падати через перехід країн на чисті технології.

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 107

1. Відшукайте на політичній карті світу згадані у схемі країни, що вирізняються найбільшою часткою генерації електроенергії на різних типах електростанцій.

• ТЕС: Лівія (Північна Африка), Туркменістан (Центральна Азія), Бруней (Південно-Східна Азія), Тринідад і Тобаго (Карибський басейн), Ботсвана (Південна Африка), Бахрейн і Катар (Близький Схід).
• ГЕС: Бутан і Непал (Південна Азія, Гімалаї), Лесото, ЦАР та Ефіопія (Африка), Парагвай (Південна Америка), Албанія (Південна Європа).
• АЕС: Франція, Словаччина, Україна, Угорщина, Фінляндія, Болгарія, Бельгія (усі розташовані в Європі).
• СЕС: Острови Кука та Кірибаті (Океанія), Люксембург (Європа), Ліван (Близький Схід), Намібія (Південна Африка), Чилі та Сальвадор (Латинська Америка).
• ВЕС: Данія, Люксембург, Литва, Ірландія, Велика Британія (Європа), Уругвай (Південна Америка), Джибуті (Східна Африка).
• ГеоТЕС: Кенія (Східна Африка), Ісландія (Північна Європа), Сальвадор, Нікарагуа, Коста-Рика (Центральна Америка), Нова Зеландія (Океанія), Філіппіни (Південно-Східна Азія).
• Біоенергетика: Макао (Східна Азія), Есватіні (Південна Африка), Естонія, Данія, Литва, Фінляндія (Європа), Гватемала та Уругвай (Латинська Америка).

2. Дослідіть, у яких регіонах світу переважають країни з найбільшою часткою традиційних джерел енергії, а в яких — відновлюваних.

Країни з найбільшою часткою теплових станцій зосереджені на Близькому Сході, у Центральній Азії та Північній Африці, де розташовані велетенські поклади нафти й природного газу. Країни з найвищою часткою АЕС зосереджені виключно в Європі.

Країни з відновлюваними джерелами (ВЕС і СЕС) переважають у Західній і Північній Європі, а також серед острівних країн Океанії. Водночас інші відновлювані джерела мають регіональну прив’язку: потужні ГЕС характерні для гірських районів Африки, Південної Азії та Латинської Америки, а геоТЕС — для сейсмічних поясів Центральної Америки, Східної Африки та Тихоокеанського регіону.

3. Поясніть закономірності розміщення різних типів електростанцій на прикладі зазначених у схемі топкраїн.

ТЕС будують біля видобутку дешевого палива: Катар, Туркменістан і Лівія використовують власні надлишки нафти й газу.

ГЕС споруджують у країнах із гірським рельєфом і повноводними річками, тому Парагвай, Непал, Бутан та Ефіопія мають майже стовідсоткову частку гідроенергії.

АЕС потребують передових технологій, значних капіталовкладень і великої кількості води для охолодження, тому вони працюють у розвинених європейських країнах (Франція, Бельгія, Словаччина), де відчувається брак власного палива.

ВЕС будують на відкритих вітряних морських узбережжях та островах (Данія, Ірландія, Велика Британія).

СЕС зводять у посушливих сонячних районах із великою кількістю ясних днів (пустелі Намібії, Чилі чи сонячні тихоокеанські острови).

ГеоТЕС приурочені до зон розломів земної кори та діючих вулканів, де гарячі підземні води підходять близько до поверхні (гейзери Ісландії, рифтові долини Кенії, вулканічні зони Сальвадору та Нової Зеландії).

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 108

1. За стовпчиковими діаграми дослідіть, які країни вирізняються найбільшою кількістю енергоблоків на АЕС. У яких регіонах вони розташовані? З’ясуйте, у яких країнах переважають реактори з великою потужністю.

Лідерами за кількістю діючих енергоблоків є США (94 блоки), Франція (56 блоків) та Китай (56 блоків). За ними йдуть Росія (36), Республіка Корея (26) та Індія (20).

Більшість цих станцій зосереджена у трьох регіонах: Північній Америці, Західній Європі та Східній і Південній Азії.

Реактори з великою одиничною потужністю переважають у Франції, США, Південній Кореї та Китаї. Там кожен енергоблок у середньому видає понад 1 млн кВт електрики. Натомість в Індії переважають реактори значно меншої потужності (у середньому менше 0,4 млн кВт на блок).

2. Виявіть, які високорозвинені країни та які країни, що розвиваються, мають найбільш потужну атомну енергетику. Поясніть, як змінилося ставлення до АЕС у різних за рівнем розвитку типах країн після аварії на Чорнобильській АЕС (Україна) та АЕС Фукусіма (Японія).

Серед високорозвинених держав найпотужнішу атомну енергетику мають США, Франція, Південна Корея, Канада та Японія. Серед країн, що розвиваються, беззаперечними лідерами є Китай та Індія.

Після аварій у Чорнобилі та на Фукусімі більшість розвинених країн Західної Європи переглянули плани щодо атома, зупинили старі блоки і зробили ставку на відновлювану енергію. Водночас країни, що розвиваються, навпаки продовжили нарощувати кількість АЕС через швидке зростання фабрик, заводів і брак власного палива.

ЗАВДАННЯ ДО МАЛ. 109

Використовуючи текст підручника та додаткові джерела, підготуйте інформацію про найбільші електростанції світу та презентуйте її своїм однокласникам/однокласницям.

Найбільші електростанції різних типів:

1. ГЕС Сань-Ся («Три ущелини») в Китаї — найпотужніша електростанція на планеті (22,5 млн кВт). Її греблю звели на річці Янцзи, а гігантське водосховище заповнювали поступово протягом багатьох років.
2. ГЕС Ітайпу на кордоні Бразилії та Парагваю (14 млн кВт) — друга за потужністю ГЕС світу на річці Парана, енергія якої повністю забезпечує Парагвай і дає значну частку електрики для Бразилії.
3. ТЕС Джебель-Алі в ОАЕ (8,2 млн кВт) — найбільша у світі теплова газова електростанція, яка не лише виробляє струм для Дубая, а й опріснює морську воду своїм теплом.
4. АЕС Касівадзакі-Каріва в Японії (8 млн кВт) — має 7 потужних блоків і вважається найбільшою ядерною станцією світу, хоча після землетрусу її роботу тимчасово зупинили заради безпеки.
5. Комплекс ВЕС Ганьсу в Китаї (планова потужність 20 млн кВт) — найбільша у світі вітрова електростанція, яку збудували на вітряних просторах біля пустелі Гобі.
6. Сонячний парк Мідонг у Китаї (3,5 млн кВт) — найбільша сонячна станція планети, яка займає площу 6 тисяч футбольних полів і забезпечує струмом мільйони родин.

ОЦІНЮЄМО СВОЇ ДОСЯГНЕННЯ

1 бал • 1. Назвіть традиційні та відновлювані джерела енергії, що існують у світовій електроенергетиці.

Традиційні джерела — це викопне паливо (кам’яне вугілля, нафта, природний газ), енергія води на великих річках (для ГЕС) та ядерне паливо (уран для АЕС).

Відновлювані джерела — це сонячне випромінювання, вітер, тепло надр Землі (геотермальна енергія), енергія припливів і хвиль та біомаса.

2. Поясніть своїми словами зміст поняття «зелена енергетика». З’ясуйте, розв’язуванню яких нагальних проблем вона сприяє.

«Зелена енергетика» — це виробництво струму та тепла з невичерпних природних ресурсів (сонця, вітру, води та підземного тепла) без спалювання вугілля, газу чи нафти.

Вона допомагає зупинити глобальне потепління, очищає повітря міст від смогу та парникових газів і рятує людство від майбутнього вичерпання запасів палива.

3. Покажіть на карті світу приклади країн з різним значенням традиційних та відновлюваних джерел енергії в структурі їхньої електроенергетики. Які чинники обумовили їхній розвиток?

Традиційні джерела переважають там, де є власне викопне паливо або потужні річки:

• ТЕС виробляють майже 100% електрики в багатих на нафту і газ країнах Перської затоки (Катар, Бахрейн, Саудівська Аравія), а також у Лівії та Туркменістані через величезні власні запаси палива.
• ГЕС дають понад 90% енергії в Парагваї, Норвегії, Бутані та ДР Конго завдяки повноводним річкам і сприятливому рельєфу.
• АЕС забезпечують понад 60% струму у Франції та Україні через нестачу власних дешевих енергоносіїв і наявність високих ядерних технологій.

Відновлювані джерела енергії (ВДЕ) визначають баланс у країнах з вигідним кліматом і технологіями:

• ВЕС лідирують у Данії (понад 57%) та Ірландії завдяки постійним морським вітрам і «зеленій» політиці.
• ГеоТЕС генерують значну частку електрики в Кенії (47%) та Ісландії (30%) через вихід підземного тепла в зонах розломів і вулканів.
• СЕС активно зростають у Чилі, Австралії та державах Середземномор’я через велику кількість сонячних днів.

Головними чинниками розвитку є природно-ресурсний потенціал території, фінансові можливості держави та міжнародні вимоги щодо захисту клімату.

4. Порівняйте значення і сучасні тенденції розвитку у світі традиційних та відновлюваних джерел енергії.

5. Поміркуйте, чи вичерпала свої можливості для подальшого розвитку атомна енергетика й чому.

Атомна енергетика не вичерпала свій потенціал і переживає новий етап розвитку. Вона залишається єдиним потужним джерелом безперервної енергії, яке зовсім не робить шкідливих викидів CO₂ у повітря та не залежить від погоди. Зараз провідні країни розробляють малі модульні реактори (ММР), які значно безпечніші в роботі, потребують менше грошей і будуються швидше за класичні станції-гіганти.

6. Спрогнозуйте подальший розвиток електроенергетики світу. Підтвердьте свою думку конкретними фактами.

До 2040 року відновлювані джерела енергії забезпечать понад половину всієї світової генерації. Це підтверджує те, що сонячні панелі та вітрогенератори різко подешевшали, а темпи їх встановлення вже випереджають традиційні види генерації (майже 60% нових потужностей СЕС і ВЕС запускає Китай). ТЕС на вугіллі масово виводитимуть з експлуатації через кліматичні програми ЄС і США, а газові станції, маневрені ГЕС та сучасні атомні реактори залишаться головною базою для балансування мережі.

ПРАКТИЧНА РОБОТА

1. За статистичними даними довідкової таблиці побудуйте секторні діаграми структури виробництва електроенергії на електростанціях різних типів у світі, Україні, інших країнах світу (на вибір по одній із різних регіонів). Для побудови діаграм використовуйте кольорові олівці: чорний — для атомних електростанцій, червоний — теплових, синій — гідравлічних, жовтий — сонячних, зелений — вітрових, коричневий — геотермальних, помаранчевий — біоенергетика, фіолетовий — припливних.

Для порівняння обрано структуру світу, України, Данії (Європа) та Бразилії (Південна Америка).

Показники структури генерації за 2023 рік:

• Світ: ТЕС — 53,4% (червоний), ГЕС — 17,5% (синій), СЕС — 10,0% (жовтий), АЕС — 9,0% (чорний), ВЕС — 8,1% (зелений), біоенергетика — 1,5% (помаранчевий), геоТЕС — 0,5% (коричневий).
• Україна: АЕС — 63,0% (чорний), ТЕС — 28,0% (червоний), ГЕС — 5,0% (синій), СЕС — 3,0% (жовтий), ВЕС — 1,0% (зелений).
• Данія: ВЕС — 57,6% (зелений), біоенергетика — 21,2% (помаранчевий), ТЕС — 11,2% (червоний), СЕС — 9,9% (жовтий), ГЕС — 0,1% (синій).
• Бразилія: ГЕС — 60,2% (синій), ВЕС — 13,5% (зелений), ТЕС — 8,9% (червоний), біоенергетика — 8,4% (помаранчевий), СЕС — 6,9% (жовтий), АЕС — 2,1% (чорний).

2. Знайдіть суми відсоткових значень часток виробленої електроенергії завдяки традиційним джерелам та ВДЕ. Результати підрахунків запишіть у таблицю.

3. Порівняйте структуру електроенергетики світу та України з іншими країнами.

4. Поділіться результатами своїх досліджень із однокласниками та однокласницями. Зробіть висновок про вплив сировинної бази, природних умов та інших чинників на розвиток енергетики.

1. Наявність викопного палива визначає роботу ТЕС: Китай, Мексика та Австралія спалюють багато власного вугілля і газу, тому в них переважають теплові станції.
2. Природні умови диктують вибір екологічних джерел: стрімкі повноводні річки дають енергію для ГЕС у Бразилії, Канаді та Ісландії, морські вітри живлять ВЕС у Данії, а підземне тепло вулканів дає струм геоТЕС у Кенії та Ісландії.
3. Фінанси та технології дозволяють багатим державам купувати безпечні атомні реактори (Франція, Південна Корея) або швидко переходити на сонце й вітер, тоді як бідніші країни змушені спалювати мазут чи привізне паливо.

5. Спрогнозуйте подальший розвиток електроенергетики світу, України та інших країн. Поясніть, яке значення у майбутньому буде належати традиційним та відновлюваним джерелам енергії.

1. СЕС і ВЕС стануть головними станціями у світі завдяки здешевленню технологій та вимогам скорочувати шкідливі викиди в атмосферу.
2. Вугільні ТЕС будуть масово закривати, а газові станції залишать лише як резерв для швидкого ввімкнення в моменти безвітряної або похмурої погоди.
3. Атомні електростанції збережуть роль надійної безвуглецевої бази для багатьох держав, а для повоєнної України АЕС разом із новими сонячними та вітровими парками стануть основою енергетичної незалежності.