Розділ 1. Теоретико-методологічні основи дослідження паливно-енергетичного комплексу (ПЕК)

1.1 Суть, значення та структура ПЕК

Паливно-енергетичний комплекс (ПЕК) - сукупність галузей і підгалузей промислового виробництва, що спеціалізуються на видобутку, збагаченні, переробці і споживанні твердого, мінерального, рідкого і газового палива, виробництві, передачі і використанні електроенергії й тепла [1, 234].

Структура паливно-енергетичного комплексу (рис. 1) формується з урахуванням паливно-енергетичного балансу, що склався, і відображає територіальну специфіку видобутку (виробництва) і споживання паливних та енергетичних ресурсів.

Рис.1.1. Структура паливно-енергетичного комплексу [25, 96]

До паливно-енергетичного комплексу (ПЕК) належить паливна промисловість (видобування та переробка палива), електроенергетика (виробництво і передача електроенергії), а також тісно повязані з ними обслуговуючі підприємства. Характерна наявність розвинутої виробничої інфраструктури у вигляді магістральних високовольтних ліній і трубопроводів.

На сучасному етапі економічного розвитку найважливіша -- паливно-енергетична проблема. Успішне її розвязання визначає можливості, темпи й напрями економічного та соціального розвитку. Значення палива для економіки будь-якої держави величезне: без нього неможливий виробничий процес.

Паливно-енергетичний баланс -- співвідношення видобутку різних видів палива і виробленої енергії (прибуток) та їх використання в господарстві (витрати). Особливості його структури залежать від запасів паливно-енергетичних ресурсів, їх калорійності, можливостей використання, затрат на добування, які змінюються з розвитком техніки. Паливні ресурси -- частина паливно-енергетичних ресурсів, що використовуються тільки як паливо. Найважливішими паливними ресурсами є вугілля, нафта і газ, уран, торф. Найбільш економічні нафта і газ, бо їх добування, транспортування трубопроводами обходиться дешево. Ресурси енергетичні -- сонячна енергія, космічна енергія, енергія морських припливів і відпливів, геотермальна енергія, гравітаційна енергія, енергія тиску, атмосферна електрика, земний магнетизм, біопаливо, нафта, природний газ, вугілля, горючі сланці, торф, атомна та ядерна енергія. Запаси енергії рік і водойм, що лежать вище рівня моря, називають гідроресурсами [25, 98].

Паливна промисловість включає нафтовидобувну, нафтопереробну, газову, вугільну, торфову і сланцеву промисловість. Мінеральне паливо служить основним джерелом енергії у сучасному господарстві і водночас важливою промисловою сировиною. Наближення до джерел сировини є однією з головних вимог раціональної територіальної організації промисловості. Розміщення підприємств, де затрати на паливо становлять значну частку в собівартості готової продукції, перебуває під великим впливом паливного фактора. Переробка палива служить основою формування промислових комплексів, у тому числі нафтохімічних, вугільнохімічних та інших.

Паливна промисловість відіграє важливу роль у розвитку продуктивних сил, є основною ланкою паливно-енергетичного комплексу. Мінеральне паливо -- основне джерело енергії в сучасному господарстві, а водночас -- важливе технологічне паливо і сировина для металургії, нафтохімічної, хіміко-фармацевтичної та інших галузей народного господарства.

Паливна промисловість має важливе районоутворююче значення. Воно тим вагоміше, чим більші масштаби і вищі техніко-економічні показники паливних ресурсів. Масове і дешеве паливо притягує до себе паливомісткі виробництва, визначаючи певною мірою напрям спеціалізації, профіль району. Кількість різних видів палива визначають в умовних одиницях, теплота згоряння 1 кг якого визначена в 7 тис. ккал, а тепловий коефіцієнт дорівнює одиниці. Цінність паливних ресурсів залежить не тільки від калорійності, а й від можливостей його використання, затрат на видобування, що з розвитком техніки змінюються. Найбільш економічні нафта, газ, адже їх видобування і транспортування трубопроводами обходиться дешевше. У звязку з цим розміри видобування і використання різних видів палива змінюються [25, 99].

Просторові співвідношення між запасами, видобуванням і споживанням мінерального палива свідчать про напруженість паливного балансу України.

Нафтова промисловість. Видобуток нафти змінюється не тільки територіально (вшир), а й углиб. Раніше нафту добували лише з третинних відкладів, тепер -- з палеозойських і мезозойських. Розвинувся також видобуток з шельфових зон морів. Зараз важливою проблемою є збереження високої продуктивності старих нафтових районів. Розвязання подібного завдання може бути досягнуто внаслідок підвищення нафтовіддачі за допомогою використання хімічних (виштовхування нафти різними хімічними розчинами) і термічних (нагнітання у пласт пари чи гарячої води) методів. Практикується й використання попутного газу. В таких випадках коефіцієнт вилучення нафти збільшується.

В умовах територіального неспівпадання районів видобутку нафти та її споживання виняткове значення має транспортування нафти і нафтопродуктів. Найекономнішим є перевезення нафти спеціалізованими паливними судами -- танкерами. У нас цю функцію значною мірою виконують нафтові продуктопроводи.

Розміщення підприємств нафтоперебної промисловості залежить від розмірів споживання нафтопродуктів у різних районах, техніки переробки і транспортування нафти, територіальних співвідношень між ресурсами та місцями споживання рідкого палива. На початку століття нафтоперебка з її керосинно-мазутною спеціалізацією містилася у місцях видобування сирої нафти. Зараз переробка нафти наблизилася до районів споживання нафтопродуктів, що має чимало переваг: різко скорочується перевезення мазуту, масла та інших вязких нафтопродуктів; транспортування сирої нафти завжди економічніше, ніж перевезення численних похідних; для транспортування сирої нафти можуть бути широко використані трубопроводи, які (крім сирої нафти) здійснюють перекачування тільки світлих продуктів; зберігання сирої нафти обходиться дешевше, ніж нафтопродуктів; споживач отримує можливість одночасно використати сиру нафту, що надходить з різних районів; розміщення підприємств переробки нафти може здійснюватися на всій території країни [25, 101].

Газова промисловість. Специфіка газової промисловості в тому, що природний газ на відміну від твердого і рідкого палива повинен зразу направлятися безпосередньо до споживача. Тому видобування, транспортування і споживання газу -- це тісно звязані між собою ланки єдиного процесу. Основна частина затрат на використання газу як палива іде, щоб передати його від місць видобування до місць споживання. Але ефективність природного газу настільки висока, що практично будь-яке велике родовище, незалежно від його розташування стосовно споживачів, може стати обєктом експлуатації. Адже витрати на будівництво газопроводів навіть дуже великої протяжності швидко окуповуються.

Газова промисловість забезпечує сировиною хімію органічного синтезу і деякі галузі основної хімії (азотні добрива). Споживання природного газу для комунальних потреб має певною мірою сезонний характер, але транспортування його здійснюється рівномірно впродовж року. Тому великого значення набуває створення підземних сховищ газу, які вже діють під Києвом, в інших місцях світу.

Вугільна промисловість. Поширені два види вугілля: камяне і буре. Серед камяного вугілля важливе значення має технологічне паливо -- коксівне вугілля.

Зміни в географії видобування вугілля в ході індустріалізації відбувалися двома напрямами: створення вугільних баз міжрайонного значення; видобування місцевого вугілля. Значення вугільних басейнів у національному господарстві визначається не тільки їх запасами, а й якістю вугілля, його придатністю до промислової експлуатації, розмірами видобутку, особливостями транспортно-географічного положення.

Найтиповішою ознакою вугільних баз міжрайонного значення є вивіз палива.

Видобуток вугілля обходиться тим дорожче, чим більш глибокі пласти розробляються. Тому тут дуже висока собівартість вугілля. Найменша собівартість вугілля -- при відкритому його видобуванні [25, 104].

Торфова промисловість -- галузь паливно промисловості, підприємства якої добувають переробляють торф. Торф ( у вигляді брикетів, кускового торфу) в незначних масштабах використовується як паливо. Крім того він є цінним добривом і сировиною для отримання багатьох хімічних продуктів. Торфовидобувна промисловість у паливному балансі відігравала і відіграє незначну роль.

Сланцева промисловість здійснює видобуток і переробку горючих сланців. Можливість використання їх як низького ґатунку корисних копалин досліджується. Проте, при їх комплексному використанні, можуть одержуватися цінні будівельні матеріали.

Уранодобувна промисловість здійснює видобуток уранових руд і виробництво уранових концентратів. Сам уран використовується в ядерних реакторах як паливо, а також для отримання плутонія.

Електронергетика -- складова частина важкої промисловості і паливно-енергетичного комплексу, матеріальна основа електрифікації економіки та її науково-технічного розвитку, основа розвитку продуктивних сил. Вона забезпечує роботу силового апарату в промисловості, сільському господарстві, на транспорті, в побуті, бере участь у технологічних процесах багатьох галузей промисловості, значною мірою визначає розвиток науково-технічного прогресу. Електроенергію використовують усі галузі господарства, але найбільше -- промисловість (60 %). Електроенергетика істотно впливає на територіальну організацію виробництва. Вона притягає енергомісткі виробництва, має велике районоутворююче значення. Передача електроенергії дає змогу залучати в господарство віддалені ресурси палива, "вільніше" розміщувати промисловість.

Електроенергетика включає теплові (ТЕС, ДРЕС), атомні (АЕС), гідравлічні (ГЕС), теплоелектроцентралі (ТЕЦ), атомні теплоелектроцентралі (АТЕЦ), сонячні, вітроенергетичні електростанції (СЕС, ВЕС), геотермальні, гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС), паро газові установки (ПГУ), електричні та теплові мережі, котельні та інші джерела [25, 106].

Структура виробництва електроенергії характеризується високою питомою вагою теплових електростанцій (ТЕС), де виробляється більша половина всієї електроенергії. Потужність теплових електростанцій набула великих розмірів (понад 2 млн. кВт). Застосовується спільне виробництво теплової та електричної енергії на теплоцентралях, що забезпечує електроенергією і теплом міста й інші населені пункти. Радіус дії теплової мережі досягає 35 км, а це дає можливість постачати теплом і парою промислові підприємства цілих вузлів та центрів.

ТЕС мають переваги порівняно з іншими станціями. Вони досить вільно розміщуються на території (не привязані до річок); дають однакову кількість енергії без сезонних коливань; швидше споруджуються; вимагають менше капіталовкладень на будівництво, але залишаються великими забруднювачами атмосфери. Вибір місця розміщення ТЕС залежить від якості палива. Якщо паливо висококалорійне, його доцільно перевозити і будувати ТЕС біля споживача енергії (великого міста, промвузла). Коли ж паливо дешеве і низькокалорійне, то його використовують на місці, а електроенергію передають лініями електропередач (ЛЕП).

Гідроелектростанції (ГЕС) мають і позитивні, і негативні сторони. До позитивних належать: робота на природній невичерпній енергії (це зумовлює нижчу її собівартість), просте управління, високий коефіцієнт корисної дії, менше обслуговуючого персоналу. Але існують і суттєві недоліки та проблеми: ГЕС привязані до річок, будівництво ведеться не так швидко і коштує дорого, довго окупається. Найбільша вада їх у тому, що при спорудженні водосховища затоплюється велика площа, як правило, родючих заплавних ґрунтів, внаслідок чого несе збитки сільське господарство. Крім цього, у роботі ГЕС існують сезонні ритми.

Атомним електростанціям прогнозували велике майбутнє. Аварія четвертого енергоблоку Чорнобильської АЕС викликала радіоактивне забруднення значної території і різко змінила громадську думку щодо АЕС. Було прийнято рішення про припинення будівництва АЕС в Україні та інших регіонах.

Однак, при гарантії нормальної і безпечної роботи АЕС мають позитивні сторони. Вони вільно розміщуються на території, потребують дуже мало палива, не дають шкідливих викидів у атмосферу.

Закономірністю розвитку електроенергетики є створення енергосистем - комплексу теплових, гідравлічних та атомних електростанцій, зєднаних і звязаних між собою високовольтними лініями електропередач (ЛЕП). Вона дає змогу виробляти найдешевшу електроенергію за допомогою завантаження на повну потужність електростанцій, враховуючи сезонність, час доби, тип станції і характер споживання енергії. Обєднання електростанцій різних типів у енергосистеми сприяє посиленню централізації виробництва електроенергії. Виробництво електроенергії на електростанціях районних енергосистем досягло 97 %. Це дає можливість ефективно розподіляти електроенергію в часі на території країни, що, у свою чергу, створює велику економію потужностей [25, 108].

Зараз набувають великої актуальності питання впливу людини, її діяльності на оточуюче середовище (атмосферу, гідросферу, літосферу). Основними джерелами забруднення повітряного басейну, наприклад, у вугільній промисловості, є сушильні установки збагачувальних фабрик, аспіраційні системи технологічних комплексів поверхонь шахт і збагачувальних фабрик, комунально-побутові котельні, а також згоряючі породні відвали. З метою запобігання забрудненню повітряного басейну на підприємствах вугільної промисловості повинен здійснюватися комплекс заходів: гасіння згоряючих породних відвалів, складання породи, яка видається з шахт, і породи збагачувальних фабрик у групові площинні породні відвали з подальшою їх рекультивацією; обладнання промислових і комунально-побутових котелень пиловловлюючою апаратурою; ліквідація дрібних котелень з котлами застарілої конструкції; реконструкція систем пиловловлювання у сушильних цехах збагачувальних фабрик.

Основні напрями охорони і раціонального використання земельних ресурсів: скорочення площ земельних угідь, які порушуються і піддаються негативному впливу внаслідок ведення підземних гірничих робіт; зменшення рівня порушення земель і негативного впливу на них; скорочення термінів знаходження земель у стані порушення; оптимізація вибору напрямів рекультивації, зменшення затрат і підвищення якості рекультиваційних робіт.