موازنه سوخت و انرژی: توضیحات، ساختار و ویژگی‌ها

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

رفاه و شکوفایی تمدن بشری به در دسترس بودن منابع انرژی کافی بستگی دارد. به نظر می رسد جستجو برای سوخت های جایگزین منطقی ترین راه پیش رو باشد. اما با در نظر گرفتن چشم انداز مبهم منابع انرژی غیر سنتی، موضوع مصرف منطقی منابع طبیعی موجود از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هر کشوری با این چالش مواجه است.

مفهوم کلی

تعادل سوخت و انرژی یکی از حادترین مشکلات دنیای مدرن است. رشد جمعیت جهان و توسعه فناوری های صنعتی باعث افزایش سریع مصرف مواد معدنی می شود. تجدید ناپذیری منابع طبیعی و عرضه محدود آنها جای نگرانی دارد. تراز انرژی عبارت است از نسبت تولید و مصرف سوخت هایی مانند نفت، زغال سنگ،گاز، ذغال سنگ نارس، شیل نفتی و هیزم.

در طول قرن بیستم، مصرف این منابع حدود 15 برابر افزایش یافت. به گفته محققان، کل مصرف انرژی حرارتی در چند دهه گذشته از حجم مصرفی بشر در کل دوره قبلی تاریخ فراتر رفته است. توسعه علم و فناوری ساختار تعادل را تغییر داده است. پیشرفت در صنعت منجر به افزایش شدید در توسعه ذخایر معدنی جدید و همچنین ظهور سوخت‌های غیر متعارف شده است.

ساختار

در حال حاضر سهم نفت از کل مصرف انرژی حرارتی در جهان ۴۰ درصد است. زغال سنگ نقش کمتری را ایفا می کند که 27 درصد از نیازهای تمدن بشری را به سوخت تامین می کند. سهم گاز طبیعی بیش از 23 درصد نیست. کوچکترین عناصر تراز انرژی خورشیدی، باد و انرژی هسته ای هستند. سهم آنها تنها 10 درصد از کل حجم مصرف سوخت در جهان است.

ساختار ترکیب انرژی از کشوری به کشور دیگر متفاوت است. دلیل ناهمگونی تصویر جهانی در ویژگی های موقعیت جغرافیایی و سطح توسعه صنعتی دولت ها نهفته است. در نیمه دوم قرن بیستم، سهم نفت در تراز انرژی به سرعت رشد کرد. در پایان قرن، در کشورهای بسیار صنعتی، این نسبت به نفع گاز طبیعی و زغال سنگ تغییر کرد.

منابع غیر متعارف

توزیع نابرابر ذخایر هیدروکربنی در کره زمینبسیاری از کشورها را وادار کرد تا به دنبال راه های جایگزین برای تامین نیازهای خود به منابع انرژی باشند. این کار با مشکلات خاصی همراه است. امکان استفاده از انرژی خورشیدی تا حد زیادی به موقعیت جغرافیایی بستگی دارد. نیروگاه های هسته ای یک خطر جدی برای جمعیت و محیط زیست است. حوادث در چنین تأسیساتی منجر به عواقب فاجعه بار می شود.

تعادل انرژی در روسیه

در فدراسیون روسیه به دلیل ویژگی های آب و هوایی، نیاز به مصرف سوخت بالا برای تامین گرما در زمستان وجود دارد. ساختار تراز انرژی تحت سلطه گاز طبیعی است. سهم آن 55 درصد است. نفت در رتبه دوم قرار دارد. علیرغم اینکه روسیه یکی از بزرگترین تامین کنندگان "طلای سیاه" در جهان است، سهم این نوع سوخت در تراز انرژی این کشور تنها 21 درصد است. در رتبه سوم زغال سنگ قرار دارد که 17 درصد از کل تولید گرما را تامین می کند. نیروگاه های برق آبی و انرژی هسته ای برای اقتصاد کشور اهمیت راهبردی ندارند. آنها حداقل مشارکت را انجام می دهند که از چند درصد تجاوز نمی کند.

کارایی

شایان ذکر است تغییر تدریجی در تراز انرژی در روند تحول اقتصاد است. در نیمه دوم قرن بیستم، نقش غالب به زغال سنگ و نفت تعلق داشت. در آغاز هزاره جدید، جایگاه پیشرو به گاز طبیعی رسید. به گفته محققان، مصرف آن در روسیه به اندازه کافی کارآمد نیست. ضریب مفیدتولید برق توسط توربین های گاز طبیعی حدود 30 درصد است. دلیل این نرخ پایین به دلیل قدیمی بودن تجهیزات است که نیاز به ارتقاء دارند.

کشورهای دیگر

توازن جهانی انرژی با ناهمواری شدید در مصرف سوخت در نقاط مختلف جهان مشخص می شود. کشورهای پیشرو در مصرف منابع سوخت کشورهایی مانند ایالات متحده آمریکا، چین و روسیه هستند. آنها حدود 40 درصد از انرژی تولید شده در سراسر جهان را مصرف می کنند. سطح بالای هزینه های سوخت به سهم کشورهای واقع در عرض های جغرافیایی شمالی است.

در طول قرن گذشته، تعداد منابع انرژی موجود از دو به شش افزایش یافته است. یک الگوی جالب این است که در حال حاضر هیچ یک از آنها اهمیت استراتژیک خود را در اقتصاد جهانی از دست نداده است. منابع شناخته شده انرژی به رده منابع سنتی منتقل شده اند، اما همچنان جایگاه مهمی در ساختار تعادل سوخت دارند. پیش بینی های تحلیلی امکان حذف کامل آنها را از تعداد منابعی که به عنوان پایه اقتصاد عمل می کنند در نظر نمی گیرند. پیش بینی ها تنها به تغییرات در سهم آینده منابع انرژی سنتی در ساختار مصرف اشاره دارد. بسیاری از تحلیلگران بر این باورند که منابع طبیعی مانند زغال سنگ و گاز در دهه های آینده همچنان در صدر خواهند بود.

نیروگاه های هسته ای

برخی کشورها تصمیم گرفته اند توسعه انرژی هسته ای را در اولویت قرار دهند.به عنوان مثال می توان به فرانسه و ژاپن اشاره کرد. آنها به تغییر قابل توجهی در ساختار تراز انرژی ایالت های خود دست یافتند. فرانسه و ژاپن توانسته اند نقش نفت را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. جایگزینی هیدروکربن ها با انرژی هسته ای تأثیر مفیدی بر وضعیت اکولوژیکی داشته است. با این حال، وجود نیروگاه‌های هسته‌ای خطری بالقوه ایجاد کرد که مردم ژاپن پس از فاجعه فوکوشیما به واقعیت آن متقاعد شدند.

چشم انداز

تخمین تخمینی کاهش ذخایر انرژی جهان اغلب موضوع بحث های داغ است. پیش‌بینی‌های بدبینانه درباره شروع قریب‌الوقوع کمبود جهانی سوخت‌های فسیلی مبتنی بر یک واقعیت غیرقابل انکار است - تجدیدناپذیری منابع طبیعی. به گفته کارشناسان، با حفظ حجم فعلی تولید نفت، ذخایر "طلای سیاه" در این سیاره می تواند ظرف 30 تا 50 سال آینده به پایان برسد. این وضعیت با این واقعیت تشدید می‌شود که شرکت‌های هیدروکربنی ترجیح می‌دهند سود خود را در پروژه‌هایی با بازپرداخت سریع سرمایه‌گذاری کنند تا اینکه آن را برای تأمین مالی اکتشاف هزینه کنند.

اطلاعات در مورد ذخایر گاز طبیعی جهان دلایلی برای خوش بینی به دست می دهد. به گفته کارشناسان، ذخایر اکتشاف شده این حامل انرژی باید برای 50 تا 70 سال آینده کافی باشد. روسیه با ذخایر عظیم گاز طبیعی خود در میان سایر کشورها متمایز است. ذخایر آن در شبه جزیره یامال توسط کارشناسان 100 تریلیون متر برآورد شده است3.

ذخایر زغال سنگ در چین، ایالات متحده آمریکا و روسیه متمرکز است. ذخایر جهانی آن است15 تریلیون تن با این حال، تنها درجات خاصی از زغال سنگ کک‌سازی برای مقاصد صنعتی استفاده می‌شود که در مقادیر محدود استخراج می‌شوند.

ذخایر سوخت های فسیلی در کره زمین عالی هستند، اما بی پایان نیستند. نسل های آینده باید راه حلی دائمی برای مشکل انرژی پیدا کنند.