EN
Электр станциялары әлемдік энергетикалық сұраныстарды қанағаттандыруға қалай үлес қосады?
Энергия өндіру өсімдіктер - тұрғын үйлерді, өнеркәсіпті және маңызды инфрақұрылымды қуатпен жабдықтайтын электр энергиясына көмір мен табиғи газдан бастап жел мен күнге дейінгі біріншілік энергетикалық көздерді айналдыратын заманауи цивилизацияның негізі болып табылады. Халықаралық Энергетикалық Агенттіктің мәліметтері бойынша 2040 жылға дейін энергия сұранысы 23% артады деп күтілуде, сондықтан осындай өсімдіктер энергияға сенімді қолжетімділікті қамтамасыз етіп қана қоймай, сонымен қатар тұрақты даму мақсаттарын теңгереді. Ірі масштабды отынды қондырғылардан бастап таратылған жаңартылатын жобаларға дейінгі электр станциялары әлемнің 85%-дан астам электр энергиясын қажеттілігін өтеуге қатысады, аймақтық ресурстар мен технологиялық жетістіктерге бейімделіп отырады. Олардың әртүрлі үлесін және олардың әлемдік энергетикалық пейзажды қалай қалыптастыратынын қарастырайық.
Оттегі отынды электр станциялары: Сенімді базалық қоректендіру
Көмір, табиғи газ және мұнай сияқты қазба отындарды пайдалану арқылы энергия өндіру тарихи бойынша әлемдік энергетикалық жүйелердің негізі болып табылады, сонымен қатар тұрақты және талап бойынша электр энергиясын қамтамасыз етеді. Аймақтарда олардың рөлі климаттық мәселелерге байланысты өзгерсе де, көптеген аймақтарда маңызы зор.
Көмір қондырғылары: Бұл қондырғылар көмір жағу арқылы суды қыздырып, бу турбинасын басқаратын бу өндіреді. Көмір қоры көп елдерде, мысалы, Қытай мен Үндістанда доминантты орын алады, онда электр энергиясының сәйкесінше 56% және 70% қамтамасыз етеді. Көмір энергетикасы тұрақты тұтыну сұранысын қанағаттандыру үшін тәулік бойы жұмыс істейтін арзан бағалы базалық энергия көзін ұсынады, бірақ CO₂ шығарындыларының жоғары деңгейіне ие. Ультра-суперкритикалық (USC) будың қазандары сияқты инновациялық технологиялар ескі қондырғылармен салыстырғанда электр энергиясының әрбір бірлігіне шаққанда шығарындыларды 20–30% дейін азайтса, әсер етушілігін арттырады.
Табиғи газ қондырғылары: Табиғи газбен жұмыс істейтін энергия өндіру 2000 жылдардан бастап көмірден 50% аз көміртегін шығаратын және икемділігінің артуына байланысты тез дамып келеді. Газ және бу турбиналарын қолданатын газ турбиналы электр станциялары 60% ПӘК-ке жетеді, бұл көмірдің 30–40% ПӘК-інен ә существенно выше. Олар тез қуатын арттырып немесе кемітіп отыра алады, сондықтан ауыспалы жел және күн электр энергиясын теңгеруге ыңғайлы. АҚШ-та табиғи газбен жасалатын электр энергиясы қазір электр энергиясының 38% құрайды, ең үлкен көз болып табылады.
Мұнайлы электр станциялары: Үлкен көлемде электр энергиясын шығару үшін мұнай құны жоғары және шығаратын зиянды заттар көбірек болғандықтан сирек қолданылады, бірақ қашық аймақтарда немесе желі тұрақтылығы үшін резервтік көз ретінде пайдаланылады. Дизель генераторлары – бұл шағын мұнайлы электр станцияларының бір түрі, желіден тыс аудандарда немесе электр тоғының болмауы кезінде энергия қолжетімділігін қамтамасыз етеді.
Жаңартылатын энергия көздері: Тұрақты даму
Жел, күн, су, сондай-ақ биомасса сияқты табиғи күштерді пайдалану арқылы қайта өңделетін электр энергиясын шығару глобалдық энергетиканың ең жылдам дамып келе жатқан саласына айналып отыр, себебі оның құны төмендеп және климаттық мақсаттар белгіленіп отыр. Бұл атом станциялары көміртегі шығарындыларын азайтады және энергия көздерін диверсификациялауға көмектеседі.
Күн электр станциясы: Фотоэлектрлік (PV) станциялар күн сәулесін электр энергиясына айналдырады, онда мыңдаған акр жерді қамтитын және жеке ғимараттарды қамтамасыз ететін шатырлық жүйелер бар. Күн электр энергиясын шығару қарқыны 2010 жылы 40 ГВт-тан 2023 жылы 1000 ГВт-қа дейін өскен. Әлбетте, күн энергиясы үзілісті (күн көзіне тәуелді), бірақ аккумуляторлық сақтау және желілік интеграцияның дамуы оны сенімді көзге айналдырып жатыр. Германия мен Австралия сияқты елдерде күн энергиясы жалпы электр энергиясының 10–15%-ын құрайды, ал күн сәулелі күндері 50% дейін жетеді.
Жел энергиясын шығару: Жел турбиналары кинетикалық энергияны электр энергиясын шығару үшін ұстап алады, ал құрлық пен теңізде орналасқан электр станциялары әлемдегі жел электр желілеріне қызмет көрсетеді. Еуропада (Ұлыбритания мен Германия басшылар) және АҚШ-та теңіз желінің өндіру кеңейіп келеді. Жел энергиясы глобалдық электрмен жабдықтаудың 7% құрайды, ал Дания жел энергиясынан өзінің электр қажеттілігінің 50%-дан астамын өндіреді. 2010 жылдан бері жел энергиясын шығару құнын 68% төмендетіп, қуаты 15 МВт-қа дейінгі қазіргі турбиналар тиімдірек болып табылады.
Су электр станциялары: Су энергиясы – тұрақты дамып келе жатқан энергия көзінің ең ескісі, ол турбиналарды айналдыру үшін су ағынын пайдаланады. Бұл әлемдегі электр энергиясының 16%-ын қамтамасыз етеді, ал Үлкен су электр станциялары (Қытайдағы Үш Қатпарлы бұлақ су электр станциясы мен Бразилиядағы Итайпу су электр станциясы) базалық электрмен жабдықтауды қамтамасыз етеді. Кіші масштабды гидроэнергетика (10 МВт-тан төмен) дамып келе жатқан елдердегі ауылдық электрлендіруді іске асырады және үлкен инфрақұрылымсыз сенімді энергия береді. Су резервуарларында су қоймалау мүмкіндігі су электр станцияларын айнымалы қайта қалпына келтірілетін энергия көздерімен икемді серіктестікке айналдырады және қажетті шығысты тепе-теңдікке келтіреді.
Биомасса және Жерасты жылуы: Биомасса энергия станциялары электр тогын алу үшін органикалық материалдарды (ағаш, дақыл қалдықтары) жағады, жиі көмірмен бірге жағу арқылы шығарындыларды азайтады. Жер асты жылуын пайдаланатын электр станциялары жер астындағы жылуды пайдаланып бу алады, ол Исландияда (онда электр энергиясының 25%-ын береді) және Индонезияда тұрақты электрмен жабдықтайды. Осындай энергия көздері әлемдегі электр энергиясының 2–3%-ын құраса да, қашық орындардағы энергияға қолжетімділік үшін маңызы зор.
Ядролық энергетикалық өндіру қондырғылары: Төмен көміртегі бар базалық жүктеме
Ядролық энергия өндіру уранның атомдарын бөлу үшін екі реакцияны пайдаланады, соның нәтижесінде турбиналарды іске қосатын жылу шығады. Ол глобалды электр энергиясының 10%-ын береді, ауа ластанбаған, төмен көміртекті базалық жүктемені ұсынады.
Ядролық станциялар 18–24 ай сайын жанармайды қайта жүктейтін үзілістермен тәулік бойы жұмыс істейді, осылайша тұрақты сұранысты қанағаттандыру үшін сенімді болып табылады. Франция (70% ядролық), Словакия (58%) және Украина (55%) сияқты елдер ядролық энергия өндіруіне көп сүйенеді, отынды пайдалануды азайту үшін. Қауіпсіздікті және масштабтауды арттыру үшін дамып келе жатқан кіші модульді реакторлар (SMRs) сияқты инновациялық реакторлар желілерді декарбонизациялау рөлін кеңейтуге болады.
Қазіргі ядролық энергетикалық өндіру OECD зерттеулері бойынша энергияның бірлігіне шаққанда ең төменгі өлім-жітім көрсеткіштерінің біріне ие - отынды пайдалануға қарағанда анағұрлым төмен. Көміртегі ізінің аздығы (жел және күн сияқты) оны климатты шектеу бойынша жалпы жоспарлауға деген әсерін тигізетін негізгі ойыншы етіп жасайды.
Электр желісіне интеграция және энергетикалық қауіпсіздік
Электр станциялары тек электр тогын өндіру арқылы ғана емес, сонымен қатар электр желілерін тұрақты, тұрақты және қолжетімді етіп қамтамасыз етеді.
Негізгі және жүк пікірлер: Негізгі электр станциялары (көмір, ядролық, ірі гидроэнергетикалық) минималды сұранысты қанағаттандыру үшін үздіксіз жұмыс істейді, ал жүк пик электр станциялары (табиғи газ, мұнай, насосты-гидротурбиналық) жоғары сұраныс кезеңдерінде (мысалы, кешкі уақытта) жоғарылайды. Бұл комбинация электр желілерінің сұраныс жоғарылаған кезде де өшіп қалмауын қамтамасыз етеді.
Электр желілері мен бөлшектеп электр энергиясын шығару: Электр станцияларының артық электр энергиясын басқа елдерге экспорттау үшін елдер арасындағы электр желілері пайдаланылады. Мысалы, Норвегияның су электростанциялары қыста Германия мен Ұлыбританияға электр энергиясын экспорттайды, ал күн сәулесіне бай Испания жазда электр энергиясын Францияға жібереді. Бөлшектеп электр энергиясын шығару - кіші масштабды электр станциялары (жамылғы үстіндегі күн электр станциясы, микрожел электр станциясы) орталықтандырылған желілерге тәуелділікті азайтып, алыс немесе соғыс жағдайлары бар аймақтардағы энергетикалық қауіпсіздікті арттырады.
Сақтау және икемділік: Жаңартылатын энергия көздерінен алынатын электр энергиясының үлесі артқан сайын, аккумуляторлар мен гидроаккумулирующи электр станциялары сияқты сақтау технологиялары электр станцияларымен бірге жұмыс істеп, артық энергияны сақтайды. Мысалы, күндізгі уақытта күн энергиясынан алынған электр энергиясы аккумуляторларды зарядтаса, тал құбыстағы тұтынушылардың сұранысы артқан кезде олар разряд болады. Осындай интеграция айнымалы жаңартылатын энергия көздерін сенімді ресурстарға айналдырып, электр станцияларының тәулік бойы энергия тапшылығын жабуына көмектеседі.
ЖИҚ: Электр энергиясын шығару және глобалдық энергетика
Дамып келе жатқан елдер үшін қай электр станциялары ең маңызды?
Көмір, дизель және кішігірім қайта өңделетін энергия көздері (күн сәулесі үй жүйелері, микротурбиналық гидроэлектр станциялары) маңызды рөл атқарады. Дамып келе жатқан елдерде желілік инфрақұрылым жоқ болғандықтан тарату арқылы электр энергиясына тез қолжетімділік қамтамасыз етіледі (мысалы, күн сәулесі), ал көмір қондырғылары арзан өнеркәсіптік сұранысты қанағаттандырады.
Электр станциялары қалай өзгереді?
Қазіргі заманғы қондырғыларда ауа райына төзімді жобалау қарастырылған: мұзға төзімді желбезектері бар жел турбиналары, дауыл соққысына шыдамды күн батареялары және резервтік генераторлары бар отынды қондырғылар. Сонымен қатар желі операторлары өзара тәуелділікті азайту үшін электр энергиясын өндіру көздерін диверсификациялайды.
Қайта өңделетін энергия қондырғылары толығымен отынды пайдалануды ауыстыра ала ма?
Бұл сақтау, желілік қосылыстар және икемді зауыттардың (мысалы, газдық пиктер) дамуымен мүмкін. Исландия (жүз пайызында жаңартылатын) және Коста-Рика (99% - дан астам) сияқты елдер бұл жетістікке жетуге болатынын көрсетеді, бірақ глобалды түрде ауыстыру инфрақұрылым мен технологияларға инвестициялар салу арқылы ондаған жылдар алады.
Электр энергиясын өндіру зауыттары энергетикалық қуаныш рөлін атқарады?
Күн сәулесі, биомассадан алынған шағын масштабды зауыттар негізінде жасалған мини желілер электр энергиясына 733 миллион адамға қолжетімділікті қамтамасыз етудің негізгі факторы болып табылады. Әлем банкі сияқты ұйымдар осындай жобаларды қаржыландырады, электр энергиясын өндіруді пайдалана отырып, ауылдық аудандарда білім беру, денсаулық сақтау және экономикалық дамуды іске асыруға мүмкіндік туғызады.
Электр станциялары қалай азайтуда көміртегі шығарындарын азайтуда?
Көміртекті отынды қондырғылар көміртегін ұстау мен сақтау (CCS) технологияларын енгізуде, ал жаңартылатын және ядролық энергетика көбейіп келеді. Көптеген елдер (мысалы, ЕО, АҚШ) 2030-2040 жылдарға дейін көмір электр энергиясын өндіруді тоқтатып, төмен көміртекті көздерге ауыстыру арқылы нөлдік мақсаттарға жетуге тырысуда.
Table of Contents
- Электр станциялары әлемдік энергетикалық сұраныстарды қанағаттандыруға қалай үлес қосады?
-
ЖИҚ: Электр энергиясын шығару және глобалдық энергетика
- Дамып келе жатқан елдер үшін қай электр станциялары ең маңызды?
- Электр станциялары қалай өзгереді?
- Қайта өңделетін энергия қондырғылары толығымен отынды пайдалануды ауыстыра ала ма?
- Электр энергиясын өндіру зауыттары энергетикалық қуаныш рөлін атқарады?
- Электр станциялары қалай азайтуда көміртегі шығарындарын азайтуда?