Según los expertos, el calor generado en el interior del planeta podrá asegurar el funcionamiento de la planta de energía geotérmica con una capacidad total de hasta 200-250 millones de kW a una profundidad de perforación de pozos de hasta 7 km y un período de operación de la estación de unos 50 años. Además, se pueden utilizar sistemas de suministro de calor geotérmico con una capacidad de hasta 1.2-1.5 mil millones de kW con una profundidad de perforación de hasta 4 km y una vida útil de 50 años.
Los líderes mundiales en el uso de fuentes geotérmicas son Estados Unidos, Filipinas, Indonesia, Italia, Nueva Zelanda, Japón e Islandia. En Islandia, el 99% de todos los costos de energía están cubiertos por fuentes geotérmicas.
Las fuentes geotérmicas, según la clasificación de la Agencia Internacional de Energía, se dividen en 5 tipos:
1) Depósitos de vapor seco geotérmico: relativamente fáciles de desarrollar, pero bastante raros. Sin embargo, la mitad de todas las plantas de energía geotérmica que operan en el mundo utilizan el calor de estas fuentes;
2) fuentes de vapor húmedo (mezclas de agua caliente y vapor): son más comunes, pero cuando se desarrollan, es necesario resolver los problemas de prevención de la corrosión de los equipos GeoTPP y la contaminación ambiental (eliminación de condensado debido a su alto grado de salinidad);
3) depósitos de agua geotérmica (contienen agua caliente o vapor y agua): son los llamados reservorios geotérmicos, que se forman como resultado del llenado de cavidades subterráneas con agua de precipitación atmosférica calentada por magma cercano;
4) rocas calientes secas calentadas por magma (a una profundidad de 2 km o más): sus reservas de energía son las mayores;
5) magma, que son rocas fundidas calentadas a 1300 ° C.
El uso de fuentes geotérmicas en Rusia es un área bastante prometedora de energía renovable debido al bajo costo de la energía que generan. El potencial de las fuentes geotérmicas en Rusia es mucho mayor que las reservas de combustibles fósiles (según algunas fuentes, de 10 a 15 veces). Las reservas de aguas geotérmicas actualmente identificadas en Rusia con una temperatura de 40-200 ° C y una profundidad de hasta 3500 m pueden proporcionar unos 14 millones de m3 de agua caliente por día, lo que equivale a unos 30 millones de toneladas de combustible equivalente.
La primera planta de energía geotérmica en Rusia se construyó en 1966 en el campo Pauzhetskoye en Kamchatka con el objetivo de suministrar electricidad a las aldeas circundantes y empresas procesadoras de pescado. Además, según los expertos, fue gracias al uso de fuentes geotérmicas que la planta de procesamiento de pescado de Ozernovsky pudo mantener la rentabilidad en condiciones económicas difíciles. Actualmente, el sistema geotérmico de Kamchatka puede proporcionar energía a centrales eléctricas con una capacidad de hasta 250-350 MW. Sin embargo, este potencial solo lo utiliza una cuarta parte.
Los recursos geotérmicos de las Islas Kuriles permiten actualmente recibir 230 MW de electricidad, que pueden satisfacer todas las necesidades de la región en cuanto a energía, calor, suministro de agua caliente.
Las regiones más prometedoras para el uso de fuentes geotérmicas en Rusia son el sur de Rusia y el Lejano Oriente. El Cáucaso, el Territorio de Stavropol y el Territorio de Krasnodar tienen un enorme potencial para la energía geotérmica. Aquí, prácticamente en cualquier punto, es posible comenzar a desarrollar depósitos de aguas geotermales con temperaturas que oscilan entre 70 y 126 ° C. Además, el agua sale a la superficie bajo presión natural, lo que reduce significativamente el costo de las bombas. Actualmente, el 30% del parque de viviendas en Daguestán se calienta y se abastece de agua de fuentes geotérmicas. Este indicador, incluso en condiciones modernas, se puede aumentar hasta en un 70%.
En la región de Kaliningrado, se descubrió un campo geotérmico con una temperatura de 105-120 ° C, que se puede utilizar para generar electricidad.
El uso de aguas geotermales en la parte central de Rusia es costoso debido a la presencia profunda de aguas termales, por debajo de los 2 km. En estas regiones, prometedor y beneficioso para el suministro de calor es el uso de aguas geotérmicas con una temperatura de 40-600 ° C, a una profundidad de 800 m, así como el uso de calor del suelo mediante bombas de calor. Esta práctica aún no se ha utilizado ampliamente en Rusia y se utiliza en varios proyectos individuales: un edificio de 17 pisos en Moscú, una escuela en la región de Yaroslavl y aldeas rurales individuales.
En la región de Kaliningrado, hay planes para implementar un proyecto piloto para el suministro de energía y calor geotérmico a la ciudad de Svetly sobre la base de un GeoPP binario con una capacidad de 4 MW.
En la isla de Iturup, se han descubierto recursos de un refrigerante geotérmico bifásico, cuya capacidad es suficiente para satisfacer las necesidades energéticas de toda la isla. En la isla sureña de Kunashir, opera un GeoPP de 2.6 MW, cuyas reservas de calor geotérmico ya se utilizan para generar electricidad y suministro de calor a la ciudad de Yuzhno-Kurilsk. Está previsto construir varios GeoPP más con una capacidad total de 12-17 MW. Las entrañas de la isla norteña de Paramushir están menos estudiadas. Sin embargo, se sabe que esta isla también cuenta con importantes reservas de agua geotérmica con temperaturas que oscilan entre los 70 y los 95 ° C.
En enero de 2012, en la República de Mordovia, se inició la construcción de una “casa energéticamente eficiente”, que será calentada por la energía de las aguas geotérmicas.
La energía geotérmica en Rusia se centra tanto en la construcción de "gigantes" (grandes instalaciones) como en el uso de energía geotérmica para viviendas individuales, escuelas, hospitales, tiendas privadas y otras instalaciones con una capacidad de 0,1-0,4 MW utilizando sistemas de circulación geotérmica. .
Por el momento, se han explorado unos cincuenta depósitos geotérmicos en Rusia. Un mayor desarrollo de la energía geotérmica requiere inversión y apoyo gubernamental. La introducción de la energía geotérmica en el balance energético del país aumentará, por un lado, la seguridad energética y, por otro, reducirá el impacto nocivo sobre la situación ambiental en comparación con las fuentes tradicionales.
Energía geotérmica- Esta es la energía del calor, que se libera de las zonas internas de la Tierra durante cientos de millones de años. Según estudios geológicos y geofísicos, la temperatura en el núcleo de la Tierra alcanza los 3000-6000 ° C, disminuyendo gradualmente en la dirección desde el centro del planeta hasta su superficie. La erupción de miles de volcanes, el movimiento de bloques de la corteza terrestre, los terremotos dan testimonio de la acción de la poderosa energía interna de la Tierra. Los científicos creen que el campo térmico de nuestro planeta se debe a la desintegración radiactiva en su interior, así como a la separación gravitacional de la materia del núcleo.
Las principales fuentes de calentamiento del interior del planeta son el uranio, el torio y el potasio radiactivo. Los procesos de desintegración radiactiva en los continentes ocurren principalmente en la capa de granito de la corteza terrestre a una profundidad de 20-30 km o más, en los océanos, en el manto superior. Se supone que en la base de la corteza terrestre a una profundidad de 10 a 15 km, el valor probable de las temperaturas en los continentes es de 600 a 800 ° C, y en los océanos, de 150 a 200 ° C.
Una persona puede usar energía geotérmica solo donde se manifiesta cerca de la superficie de la Tierra, es decir, en áreas de actividad volcánica y sísmica. Ahora la energía geotérmica es utilizada efectivamente por países como Estados Unidos, Italia, Islandia, México, Japón, Nueva Zelanda, Rusia, Filipinas, Hungría, El Salvador. Aquí, el calor interno de la tierra sube a la superficie en forma de agua caliente y vapor con una temperatura de hasta 300 ° C y, a menudo, estalla como el calor de manantiales que brotan (géiseres), por ejemplo, los famosos géiseres de Yellowstone. Parque en los Estados Unidos, géiseres de Kamchatka, Islandia.
Fuentes de energía geotérmica Se clasifican en vapor caliente seco, vapor caliente húmedo y agua caliente. El pozo, que es una importante fuente de energía para el ferrocarril eléctrico en Italia (cerca de Larderello), se alimenta con vapor caliente seco desde 1904. Otros dos lugares famosos con vapor seco caliente en el mundo son el campo Matsukawa en Japón y el campo de géiseres cerca de San Francisco, donde la energía geotérmica también se ha utilizado de manera eficiente durante mucho tiempo. La mayor parte del vapor caliente húmedo del mundo se encuentra en Nueva Zelanda (Wairakei), campos geotérmicos de un poco menos de energía: en México, Japón, El Salvador, Nicaragua y Rusia.
Así, se pueden distinguir cuatro tipos principales de recursos de energía geotérmica:
calor superficial de la tierra utilizado por bombas de calor;
recursos energéticos de vapor, agua caliente y tibia en la superficie de la tierra, que ahora se utilizan en la producción de energía eléctrica;
calor concentrado muy por debajo de la superficie de la tierra (posiblemente en ausencia de agua);
energía del magma y calor que se acumula debajo de los volcanes.
Las reservas de calor geotérmico (~ 8 * 1030 J) son 35 mil millones de veces más altas que el consumo anual de energía mundial. Solo el 1% de la energía geotérmica de la corteza terrestre (10 km de profundidad) puede proporcionar una cantidad de energía 500 veces mayor que todas las reservas de petróleo y gas del mundo. Sin embargo, hoy en día solo se puede utilizar una pequeña parte de estos recursos, y esto se debe principalmente a razones económicas. El desarrollo industrial de los recursos geotérmicos (energía de agua caliente profunda y vapor) comenzó en 1916, cuando se puso en servicio la primera planta de energía geotérmica con una capacidad de 7,5 MW en Italia. Durante el pasado, se ha acumulado una experiencia considerable en el campo del desarrollo práctico de los recursos de energía geotérmica. La capacidad instalada total de las plantas de energía geotérmica en funcionamiento (GeoTPP) fue: 1975 - 1278 MW, en 1990 - 7,300 MW. Estados Unidos, Filipinas, México, Italia y Japón han logrado los mayores avances en esta materia.
Los parámetros técnicos y económicos de la central geotérmica varían dentro de un rango bastante amplio y dependen de las características geológicas del área (profundidad de ocurrencia, parámetros del fluido de trabajo, su composición, etc.). Para la mayoría de las plantas de energía geotérmica encargadas, el costo de la electricidad es similar al costo de la electricidad obtenida en las centrales térmicas de carbón, y es de 1200 ... 2000 dólares estadounidenses / MW.
En Islandia, el 80% de los edificios residenciales se calientan con agua caliente de pozos geotérmicos cerca de Reykjavik. En el oeste de Estados Unidos, las aguas calientes geotérmicas se utilizan para calentar alrededor de 180 hogares y granjas. Según los expertos, entre 1993 y 2000, la producción mundial de electricidad a partir de energía geotérmica se duplicó con creces. Hay tantas reservas de calor geotérmico en los Estados Unidos que, en teoría, puede proporcionar 30 veces más energía de la que consume el estado actualmente.
En el futuro, es posible utilizar el calor del magma en aquellas regiones donde se encuentra cerca de la superficie de la Tierra, así como el calor seco de las rocas cristalinas calentadas. En este último caso, se perforan pozos durante varios kilómetros, se bombea agua fría y se recupera agua caliente.
Se calcula que a una profundidad de hasta 5 km en las entrañas de la Tierra, la cantidad de calor concentrado es muchas veces mayor que la energía contenida en todo tipo de recursos energéticos fósiles. En algunas regiones, por ejemplo, en Kamchatka, en Islandia, las aguas calientes se vierten sobre la superficie en forma de géiseres. Ahora se ha demostrado que la energía geotérmica, obtenida mediante el uso del calor natural del interior de la tierra, es la más prometedora y respetuosa con el medio ambiente entre las fuentes de energía renovables.
En la actualidad, en muchos países del mundo (EE.UU., Rusia, Islandia, etc.), el calor de las aguas termales se utiliza para generar electricidad y calentar edificios, calentar invernaderos e invernaderos. Desde 1930, la capital de Islandia, Reykjavik, se ha abastecido principalmente de calor geotérmico. Es importante enfatizar al mismo tiempo que las plantas de energía geotérmica (GeoTES) difieren poco de las centrales térmicas tradicionales en términos de diseño, equipamiento y operación.
Se utilizan principalmente aguas termales poco profundas con una temperatura de 50-100 ° C. Así, un pozo con un caudal diario de 1500 m 3 de agua termal (60 ° C) abastece las necesidades de agua caliente de una aldea con una población de 14 mil habitantes. En latitudes septentrionales, las aguas termales subterráneas se utilizan para calentar hogares, con fines medicinales, para cultivar verduras e incluso frutas en invernaderos especiales.
En los manantiales geotermales artificiales se utiliza líquido o gas como fluido de trabajo, que circula por los pozos perforados en los estratos de rocas con altas temperaturas.
Por ejemplo, en EE. UU. Se están realizando experimentos para inyectar agua fría en pozos perforados a una profundidad de 4 km en una zona de rocas calientes, pero fracturadas y por lo tanto sin agua. Aproximadamente 3/5 del agua inyectada ingresa a la superficie a través de otros pozos, pero ya en forma de vapor caliente. Este vapor no solo puede generar electricidad accionando turbinas, sino que también se puede utilizar para calefacción central. En otros países se están llevando a cabo experimentos similares.
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En la actualidad, existe un aumento real en el uso de una variedad de fuentes de energía renovables. Su uso se ha incrementado significativamente en varios campos de la actividad humana. Hay muchas razones para este aumento en el uso. La era en la que las fuentes de energía convencionales y baratas juegan un papel importante ya ha llegado a su fin. Muchos países que dependen de la energía están tratando de aprovechar al máximo las oportunidades existentes, por lo que las fuentes de energía geotérmica son una dirección muy prometedora y rentable para ellos.
Además, las consideraciones sobre el respeto al medio ambiente del uso de los recursos del planeta juegan un papel importante en este tema. La energía geotérmica se considera una fuente de energía muy prometedora. Estas y muchas otras razones sitúan el uso de la energía geotérmica en tareas y direcciones muy significativas que existen en el sector energético de un gran número de países de nuestro planeta. Muchos estados los implementan mediante la adopción de leyes y regulaciones especiales en las que existen ciertas reglas y regulaciones para el uso de la energía geotérmica en el país.
Características del uso de la energía geotérmica.
En la Federación de Rusia, aun a pesar de un punto tan importante que el país es considerado líder en términos de reservas disponibles de recursos minerales, ahora también hay cambios fundamentales y significativos en diversos temas que están directamente relacionados con el uso de fuentes de energía renovables. La energía geotérmica se utiliza en una variedad de industrias. Un aumento en el precio de los combustibles fósiles se considera una de las razones importantes, por lo que las tareas de uso eficiente de las energías alternativas son ahora muy relevantes no solo para los países dependientes de la energía. Los países que utilizan energía geotérmica se toman muy en serio la mejora de sus tecnologías y sistemas.
La energía geotérmica es el calor de las capas existentes de la tierra ubicadas a cierta profundidad, las cuales tienen una temperatura más alta que la temperatura existente del aire en la superficie. Los principales portadores de una energía tan moderna y efectiva pueden ser varios fluidos en forma líquida, así como mezclas de vapor con agua, rocas ubicadas a cierta profundidad de ocurrencia.
Las entrañas calientes del planeta de forma constante liberan una cierta cantidad de energía térmica a la propia superficie, y luego, bajo su influencia, se forma el gradiente de temperatura requerido, es decir, el nivel geotérmico.
Ahora es muy óptimo y económicamente rentable aprovechar el calor de las posibilidades térmicas utilizadas, así como las hidrotermas de vapor, para obtener esta energía. Llevando a cabo la producción de este tipo de energía con la mayor consideración posible de los costos técnicos y financieros, los indicadores de temperatura obtenidos deben ser de al menos 100 grados. Hay relativamente pocos lugares diferentes en nuestro planeta con tales indicadores de temperatura, por lo que los sistemas que se utilizan para generar energía deben tomarse lo más en serio posible.
Ventajas y desventajas del uso de energía geotérmica
Aún no se ha identificado la fuente de recursos energéticos más idónea para el ser humano, por lo que los recursos energéticos geotérmicos tienen sus aspectos positivos, así como algunos negativos, que deben tenerse en cuenta a la hora de utilizar sistemas que operan con este tipo de energía. Se considera que la principal ventaja de estos tipos de energía es su nivel prácticamente inagotable y su estabilidad de acción cuando se utilizan. Existe la oportunidad de suponer que el uso de fuentes de energía geotérmica reducirá, hasta cierto punto, la temperatura de las capas superiores de nuestro planeta. Es posible aprovechar el calor del planeta casi constantemente en el tiempo, esto distingue este tipo de energía de la eólica o solar. Estos indicadores de alta eficiencia con mínimos costos financieros brindan una excelente perspectiva de futuro en asuntos relacionados con la obtención de la cantidad de energía requerida para las regiones remotas del país.
Además de la gran cantidad de propiedades positivas que tiene la energía geotérmica, también tiene una serie de desventajas. Para obtener volúmenes suficientemente grandes de este tipo de energía, se requieren ciertas condiciones y no es posible implementar esto en algunos países del mundo por una serie de razones.
Los países que se encuentran en áreas volcánicamente activas del planeta podrán recibir una cantidad suficientemente grande de energía geotérmica de forma permanente. Además de todo esto, existen ciertos indicadores de riesgo para el medio ambiente, que están directamente relacionados con la liberación de volúmenes suficientemente grandes de líquido residual.
Los recursos del planeta que se encuentran en las entrañas de nuestro planeta pueden tener algún peligro para el cuerpo humano, pues contienen una variedad de elementos tóxicos que pueden tener un efecto negativo en el cuerpo humano. Las áreas más comunes y al mismo tiempo económicamente rentables donde ahora se usa la energía geotérmica son como: calefacción, varios sistemas de suministro de agua industrial para varias instalaciones industriales, etc. Se puede crear un efecto de alta energía al usar este tipo de energía creando modernos sistemas de calefacción, así como un aumento de la diferencia de temperatura.
Uso de energía geotérmica en la Federación de Rusia
La energía geotérmica en Rusia es una energía estudiada y prometedora que se puede obtener en el territorio del país. Por lo tanto, una gran cantidad de especialistas calificados y experimentados están involucrados en esta área, quienes están directamente involucrados en el estudio de diversas formas de su uso efectivo.
La energía solar y geotérmica en Rusia es un área prometedora para un estudio detallado y su uso en el futuro. Los usos de este tipo de energía prácticamente inagotable se expandirán en el futuro, por lo que ahora se están creando varios sistemas que permitirán el uso de la energía geotérmica en diversos campos de la actividad humana. Esta es un área prioritaria y muy importante que seguirá desarrollándose en el futuro. Obtener energía de fuentes geotérmicas puede convertirse en un momento clave en la transición hacia recursos energéticos económicos y respetuosos con el medio ambiente.
Hoy en día, alrededor del 4% del potencial total de este tipo de energía se utiliza en nuestro planeta, mientras que alrededor del 1% recae en sistemas que tienen como objetivo generar calor. tienen una potencia nominal media de aproximadamente el 90%. Esta cifra es muy superior a los datos relacionados con el uso de y. Si se usa una fuente solar, las tasas de eficiencia serán significativamente más bajas que cuando se usa energía geotérmica. Esto debe tenerse en cuenta, porque tanto los indicadores económicos como los indicadores de eficiencia en el uso de la casi infinita energía geotérmica se consideran un factor importante en estas materias.
Verkhne-Mutnovskaya GeoPP
En Rusia se utilizan varios tipos de energía geotérmica. El desarrollo de este tipo de energía en la Federación de Rusia cae en los años 60 del siglo pasado. El uso de fuentes de energía geotérmica comenzó con la creación de la Planta de Energía Geotérmica en 1967, que estaba ubicada en Kamchatka. Los indicadores de potencia iniciales del GeoTPP eran relativamente pequeños y ascendían a 5-10 MW. El uso de energía geotérmica en Rusia ahora se lleva a cabo en diversas industrias y agricultura.
Además, se están desarrollando nuevos principios y sistemas que permitirán utilizar este tipo de energía de forma continuada con las mayores tasas de eficiencia posibles. Ahora, se prevé que los indicadores de energía existentes de las plantas de energía geotérmica modernas se incrementen lo suficiente mediante el uso de tecnologías avanzadas. Estas modernas tecnologías brindarán una excelente oportunidad para obtener la cantidad de energía requerida de manera constante con los costos financieros más bajos posibles para una determinada región del país.
Mendeleevskaya GeoPP
Las Islas Kuriles tienen un potencial bastante grande para el uso de recursos geotérmicos. La construcción de un GeoTS moderno ya está en marcha aquí. Los depósitos en los que el indicador de temperatura varía de 110 a 190 grados son muy explotados en la Federación de Rusia. La formación de esta industria en la Federación de Rusia es muy conveniente dados los grandes territorios. Esto brindará una excelente oportunidad para que muchas regiones reciban la cantidad requerida de energía requerida con costos financieros mínimos de manera continua. En un futuro próximo, estos territorios serán capaces de dotarse de la cantidad de energía necesaria para su uso en diversas áreas.
Ahora en la Federación de Rusia hay alrededor de 75 campos explorados donde es posible obtener este tipo de producción de energía. El resultado de este tipo de trabajo fue el lanzamiento del GeoPP Verkhne-Mutnovskaya. Los recursos disponibles, que se han explorado en esta parte del país, brindan una excelente oportunidad para brindar a la región la cantidad de energía necesaria durante un período de tiempo suficientemente largo. El recurso energético al utilizar este tipo de energía es prácticamente inagotable, y es posible utilizarlo de la forma más eficiente posible. Para ello, se han creado en Rusia centros especiales que desarrollan sistemas fiables, eficientes y económicamente viables que permiten obtener energía geotérmica barata y segura de forma continua.
Factores geográficos para el desarrollo de energías renovables
Probablemente, la respuesta a la pregunta en qué países está mejor desarrollada la energía basada en fuentes renovables será: “Técnica y económicamente avanzada — América del Norte, Europa Occidental, Japón, Australia ". Pero esto es solo parcialmente cierto. Existen otros patrones en el desarrollo de la energía renovable, incluidos los relacionados con la ubicación geográfica y las condiciones naturales. Esto es natural, dada la dependencia de las fuentes de energía renovable de factores naturales, como la cantidad de energía solar suministrada a la Tierra, la fuerza de los vientos, la productividad de la biosfera, la presencia de fuentes geotérmicas y la escorrentía de los ríos por unidad. de tiempo.
La estructura de la producción mundial de electricidad a partir de fuentes de energía renovables.
Echemos un vistazo al ejemplo de la generación de electricidad. Los volúmenes totales y la estructura de la producción mundial de electricidad por fuente se presentan en la Tabla. 1. Considere los principales productores de energía renovable del mundo en términos absolutos (Tabla 2). El desglose por región del mundo y los principales productores de electricidad presenta un panorama complejo, en algunos lugares exactamente lo opuesto al liderazgo occidental.
De la mesa. 2, vemos que la mayor participación de las FER en el balance energético (más del 56%) se encuentra en los países de América Central y del Sur. Al mismo tiempo, la participación de esta región en la producción mundial de electricidad a partir de fuentes de energía renovable es del 17,4% (820 de 4715 mil millones de kWh), lo que es significativamente mayor que su participación en la producción mundial de electricidad en su conjunto, que asciende al 6,8% ( 1456 mil millones de 21,532 billones de kWh). H).
Además, una alta proporción de fuentes de energía renovable (50,6%) es característica de los países africanos que no se encuentran entre los principales productores del continente. Además, en varios países del continente (Congo, Etiopía, Zambia, Mozambique) alcanza casi el 100%.
La mayor participación de las fuentes de energía renovable en el balance energético (más del 56%) se encuentra en los países de América Central y del Sur. Al mismo tiempo, la participación de esta región en la producción mundial de electricidad a partir de fuentes de energía renovables es de 17.4 %
Los países asiáticos fuera de Oriente Medio representan, en primer lugar, el mayor volumen absoluto de producción de electricidad renovable: 1502 mil millones de kWh o el 31,9% del mundo. China representa alrededor de 2/3 de este volumen, o más de 1,000 billones de kWh.
Si hablamos de la participación de las fuentes de energía renovable en el balance energético, entonces está ligeramente por debajo de la media mundial (17,7 % frente al 21,9%), pero a expensas de Japón, Corea del Sur y Taiwán. Por el contrario, la proporción máxima de fuentes de energía renovable en esta región pertenece a Vietnam (44,9%), Pakistán (31,9%), Filipinas (29,6%), así como al resto de los países asiáticos relativamente pequeños productores de electricidad. La participación de las fuentes de energía renovable en su balance eléctrico es en promedio del 24%, y en algunos casos supera el 70 % (Afganistán, Myanmar, Corea del Norte) o incluso 90 % (Bután, Laos, Nepal).
Papua Nueva Guinea también se destaca entre los países del Tercer Mundo, donde la proporción de fuentes de energía renovable es del 32,8%.
La participación de las fuentes de energía renovable en Europa (29,1%) supera significativamente la media mundial, mientras que en América del Norte es menor (19,4%), mientras que solo en Estados Unidos es solo del 12,4%, y en Japón y Australia (12,7 y 10.1%, respectivamente) es significativamente más bajo que el promedio mundial y notablemente más bajo que en Rusia (16.6%).
Así, con base en estas cifras, no tenemos que hablar de liderazgo, sino del nivel promedio de desarrollo de las energías renovables en el grupo de países considerados económicamente más desarrollados, mientras que el liderazgo pertenece a Centro y Sudamérica y a varios países de Asia y Africa.
Al mismo tiempo, la participación de las fuentes de energía renovables en el balance energético también difiere drásticamente dentro del grupo de países desarrollados: de 21 a 24 % en Alemania y España e incluso 50-100 % en varios países más pequeños (Noruega, Islandia, Nueva Zelanda, Dinamarca) hasta 10-14 % (significativamente por debajo del promedio mundial) en Australia, Japón, EE. UU., Países Bajos, Bélgica.
Rusia, que se discutirá con más detalle en los siguientes materiales, también ocupa una posición promedio en el mundo en términos de participación de fuentes de energía renovable en la industria de energía eléctrica, rindiendo en promedio a Europa, pero superando a EE. UU., Japón y Australia.
Geografía de la energía hidroeléctrica mundial
Este efecto se determina teniendo en cuenta la hidroelectricidad, que representa el 77% de la producción de toda la electricidad a partir de fuentes de energía renovables.
La colocación de centrales hidroeléctricas está subordinada, en primer lugar, a la disponibilidad de recursos hidroeléctricos. Podemos distinguir varias regiones donde son mayores debido a la combinación de condiciones geomorfológicas y climáticas que aseguran un alto caudal y pendientes bastante grandes de los ríos, y donde actualmente se produce la mayor parte de la energía hidroeléctrica del mundo.
Por regla general, se trata de zonas al pie de las colinas:
1. Los territorios de América Central y del Sur, adyacentes a los Andes, Guayana y las mesetas brasileñas en las cuencas del Amazonas, Orinoco, Paraná y otros ríos profundos, producen más de 700 mil millones de kWh por año, o más del 20% de la electricidad mundial. producción.
2. África central y sudafricana en las cuencas del Nilo, Congo, Zambeze y Limpopo, también originarios de las regiones montañosas asociadas con el Rift de África Oriental (Tierras Altas de Etiopía, Meseta de África Oriental, Rwenzori) - alrededor de 100 mil millones de kWh o el 3% del mundo .
3. Los territorios del sur y este de Asia conectados con los sistemas montañosos del Pamir, el Tíbet y el Himalaya y las cuencas de los ríos Indo, Ganges, Brahmaputra, Ayeyarwaddy, Yangtze, Mekong: más de 1000 mil millones de kWh o el 30% del mundo.
4. Partes centrales y septentrionales de América del Norte (regiones suroeste, sur y sureste de Canadá y regiones septentrionales de los Estados Unidos), adyacentes a la Cordillera y las Tierras Altas de Laurentian en las cuencas de los ríos Columbia, Missouri, Churchill y St. Lawrence. alrededor de 500 mil millones de kWh o el 15% del mundo.
5. La península escandinava (Noruega, Suecia y, en menor medida, Finlandia), las laderas y estribaciones de las montañas escandinavas, las cuencas del Glomma, Vefsna, Namsen, Luleelv, Umeelv, Ounasjoki, Kemijoki y otros: más de 230 mil millones de kWh, que son 7 % mundial y el 43% de la producción eléctrica europea.
La Federación de Rusia es uno de los principales productores mundiales de electricidad en centrales hidroeléctricas. Nuestro país representa más del 5% de la producción mundial. En términos de generación de energía hidroeléctrica, la Federación de Rusia ocupa el quinto lugar en el mundo
Así, estos cinco macizos, que ocupan alrededor del 25-30% de la superficie terrestre, generan alrededor del 75% de la energía hidroeléctrica mundial. Al mismo tiempo, el potencial hidroeléctrico de América Latina, Asia y, además, África permanece en gran parte subdesarrollado.
El factor de desarrollo económico general en la producción de energía hidroeléctrica juega un papel. Sin embargo, la proporción de países desarrollados (la "tríada" antes mencionada de América del Norte, Europa,
Japón) es menor que su participación en la producción total de electricidad en el mundo, y esta brecha tiende a aumentar ligeramente en el contexto de una disminución general en la participación de los líderes económicos mundiales en la producción de electricidad (Figura 1).
Se pueden distinguir varios otros territorios con un alto potencial hidroeléctrico y una importante producción de electricidad en centrales hidroeléctricas. En Europa, estas son, en primer lugar, las regiones montañosas y al pie de las colinas del sur: los Pirineos, los Alpes, los Apeninos. Suiza, Austria, Francia e Italia se encuentran entre los principales productores europeos de energía a partir de centrales hidroeléctricas.
Entre los países occidentales, también destaca Islandia, donde las centrales hidroeléctricas suponen el 70% de la generación de electricidad con un 16% de media en Europa y Nueva Zelanda, donde las centrales hidroeléctricas suponen más de 52 % Generación de energía. Estos son ejemplos de países pequeños con alto potencial natural, técnico y económico de fuentes de energía renovables, que utilizan activamente, abasteciéndose de energía principalmente de fuentes renovables. En consecuencia, el 100 y el 72% de la generación de electricidad en estos países proviene de fuentes de energía renovables en su conjunto. Pero, como se señaló anteriormente, en la misma fila están lejos de los países asiáticos y africanos más ricos y desarrollados (Fig. 2a).
Japón es también un importante productor de energía hidroeléctrica y tiene un alto potencial hidroeléctrico, que representa 75 mil millones de kWh o el 2% de la producción mundial de electricidad. Al mismo tiempo, dado el tamaño general de la economía japonesa y los grandes volúmenes asociados de producción de electricidad, la proporción de centrales hidroeléctricas es baja en comparación con la mayoría de países con condiciones naturales similares.
En cuanto a Rusia, importantes recursos y volúmenes de producción de electricidad también están asociados con los territorios adyacentes a Escandinavia y asociados con el escudo báltico: la península de Kola y Karelia, el Cáucaso y las cadenas montañosas del sur de Siberia y el Lejano Oriente. Tenga en cuenta que el papel de la cascada de centrales hidroeléctricas en el Volga está disminuyendo: actualmente representan aproximadamente el 3% de toda la generación de electricidad en el país y menos del 20% de la energía hidroeléctrica. Una central hidroeléctrica Sayano-Shushenskaya en el Yenisei es comparable en capacidad y generación de electricidad potencial a toda la cascada del Volga.
Rusia es uno de los principales productores de energía hidroeléctrica del mundo. Nuestro país genera más de 160 mil millones de kWh por año, o 5 % producción mundial. En términos de generación de energía hidroeléctrica, Rusia ocupa el quinto lugar en el mundo después de China (850 mil millones), Brasil (411 mil millones), Canadá (377 mil millones) y los Estados Unidos (276 mil millones de kWh). Al mismo tiempo, el potencial hidroeléctrico de Rusia también está lejos de estar completamente desarrollado; en primer lugar, esto se aplica a los territorios al este de los Urales.
Una idea de la escala de subutilización del potencial de la energía hidroeléctrica se puede comparar con Canadá, un país similar a la Federación de Rusia en términos de condiciones naturales y comparable en territorio, donde el volumen total de producción de electricidad en las centrales hidroeléctricas es de 2,3 veces mayor, y la densidad de producción (en kWh por 1 km 2 del área del país) - 3.9 veces mayor.
En cuanto a los países de la antigua URSS, tanto los estados del Cáucaso Meridional (Georgia, Armenia y Azerbaiyán) como los de Asia Central adyacentes al Pamir y Tien Shan (Tayikistán, Kirguistán, determinadas regiones de Kazajstán y Uzbekistán). La energía hidroeléctrica representa el 95% de toda la producción de electricidad en Tayikistán, el 94% en Kirguistán, más del 75% en Georgia, 30 % - en Armenia, 22 % - en Uzbekistán, 8,8% - en Kazajstán, 8,3% - en Azerbaiyán.
Si consideramos las fuentes de energía renovable sin tener en cuenta las centrales hidroeléctricas, que incluyen solo la energía geotérmica, solar, eólica y biológica, entonces en este caso la dependencia del nivel de desarrollo económico del país se vislumbra más claramente, pero tampoco cancela. patrones naturales y geográficos
Agregamos que las centrales hidroeléctricas más grandes también se han construido en las regiones mencionadas del mundo, en particular, las Tres Gargantas y Silodu en el río Yangtze en China (22.5 y 13.9 GW), Itaipu en el río Paraná en la frontera de Paraguay y Brasil (14 GW), Guri en el río Caroní en Venezuela (10,2 GW), etc. En esta lista, la central hidroeléctrica más grande de Rusia (Sayano-Shushenskaya, 6,4 GW), ocupa el lugar 9-10. En las mismas regiones, se están diseñando y construyendo actualmente varias centrales hidroeléctricas grandes y supergrandes (Fig. 2a).
Energía basada en fuentes de energía renovables (excepto para centrales hidroeléctricas) - patrones de distribución
Si consideramos las fuentes de energía renovable sin tener en cuenta las centrales hidroeléctricas, que incluyen solo la energía geotérmica, solar, eólica y biológica, entonces en este caso la dependencia del nivel de desarrollo económico del país se vislumbra más claramente, pero tampoco cancela. los patrones naturales y geográficos. Considere los números de la tabla. 2, asociado a los volúmenes y participaciones de la producción de electricidad con base en fuentes de energía renovables, excepto para las centrales hidroeléctricas, y tab. 3, que proporciona un desglose de las RES por fuente de energía. En este caso, tampoco hay un liderazgo incondicional de los principales países occidentales. En total, las fuentes de energía renovable, además de las centrales hidroeléctricas, representan el 5% de la producción mundial de electricidad o 1.069.000 millones de kWh en 2012. Destaquemos las regiones y varios países individuales donde la proporción de fuentes de energía renovable en el sector energético es más alta que el promedio mundial (Tabla 3):
1. En primer lugar con 17,3 % resulta ser Centroamérica (Belice, Guatemala, Honduras, Nicaragua, Costa Rica, Panamá). Una gran parte de las fuentes de energía renovables se logra casi por igual gracias a la geotermia y la bioenergía. Debido a la producción de electricidad generalmente insignificante, los valores absolutos de la producción de electricidad a partir de fuentes de energía renovable también son pequeños: 8 mil millones de kWh por año, o solo el 0,8% del volumen global. Al mismo tiempo, la participación de la región en la producción mundial de energía geotérmica ya es del 6% (4 mil millones de kWh), y en la producción de bioenergía, alrededor del 1% (1 mil millones de kWh).
2. Europa ocupa el segundo lugar con 13 % y una alta proporción del uso de energía solar y eólica, así como bioenergía. Al mismo tiempo, en Europa, el volumen máximo de producción de electricidad a partir de fuentes de energía renovable en términos absolutos es de 440 mil millones de kWh, o casi el 44% del total mundial.
3. A esto le sigue un grupo de países de América del Sur: Brasil, Chile, Uruguay, donde la participación de las fuentes de energía renovable es del 7,5 al 11%, principalmente debido a la bioenergía. En este caso, es de 47 mil millones de kWh o 4.5 % producción mundial, y en bioenergía: más de 40 mil millones de kWh o 11 % producción mundial.
4. Les sigue Estados Unidos con 5,7 % principalmente debido a la energía eólica (3,5%). En términos absolutos, ocupan el segundo lugar después de Europa: 232 mil millones de kWh por año, o el 22% del mundo.
La energía geotérmica está claramente ligada a ciertas condiciones geológicas y tectónicas. La energía eólica está más desarrollada en la costa atlántica. La energía solar desarrollada es característica del sur de Europa y los países mediterráneos
Además, hay una serie de países individuales y grupos de países con una alta participación de una u otra fuente de energía renovable en el balance energético:
1. Grupo de islas en el Caribe (Aruba, Guadalupe, Jamaica) con una participación de fuentes de energía renovable 5,6-9,1 % (en el caso de Aruba debido a la energía eólica, en Guadalupe debido a la energía geotérmica, en Jamaica debido a la energía eólica y la bioenergía son aproximadamente iguales).
2. Islas Malvinas con 16,7% de energía eólica.
3. Kenia en África con el 23,8%, principalmente debido a la energía geotérmica, pero también debido a la bioenergía.
4. El grupo de países insulares y continentales de África Oriental: Mauricio, Reunión, Sudán (con Sudán del Sur) con una participación de energía renovable del 5,3 al 19,0%, principalmente debido a la bioenergía.
5. El grupo de países del sudeste asiático y Oceanía: Indonesia (5,2%), Filipinas (15,1%), Papua Nueva Guinea (11,9%), Nueva Zelanda (20,6%), donde una alta proporción de energías renovables se asocia principalmente con fuentes geotérmicas. , aunque los parques eólicos también ocupan un lugar destacado en Nueva Zelanda.
Por separado, deberíamos considerar Europa, la región del mundo con la energía más desarrollada basada en fuentes de energía renovable y, al mismo tiempo, heterogénea (Tabla 4).
Los volúmenes absolutos de producción de electricidad a partir de fuentes de energía renovables en los países europeos están altamente correlacionados con el volumen total de producción de electricidad por país. En particular, los cinco principales productores de electricidad en su conjunto también lideran la producción de electricidad a partir de fuentes de energía renovables.
Al mismo tiempo, existen diferencias espaciales. En particular, los líderes (con grandes volúmenes absolutos y una alta participación en la estructura) de producción por tipos de fuentes son: geotermia(Islandia, Italia), viento(España, Alemania, Gran Bretaña, Italia, Dinamarca, Portugal, Irlanda), soleado(Alemania, Italia y España) y bioenergía(Alemania, Gran Bretaña, Italia, Suecia, Finlandia, Dinamarca, Polonia, Países Bajos).
La energía geotérmica está claramente ligada a ciertas condiciones geológicas y tectónicas. La energía eólica está más desarrollada en la costa atlántica. La energía solar desarrollada es más típica del sur de Europa y los países mediterráneos. La bioenergía está más desarrollada en Europa Central y del Norte, lo que puede asociarse con la agricultura y la silvicultura desarrolladas (en Finlandia y Suecia).
Alemania, que ocupa una posición central en Europa, se distingue por un desarrollo uniformemente alto de todos los tipos de energía renovable, excepto la geotérmica. Al mismo tiempo, la energía geotérmica está casi completamente ausente en cualquier lugar excepto en Islandia e Italia, y la energía solar está ausente en los países nórdicos.
Además, la mayor proporción de fuentes de energía renovable en el balance energético es típica de los países pequeños: Dinamarca (50,7%), Portugal (31,7%), Islandia (29,9%).
Así, en la estructura total de la producción mundial de electricidad a partir de fuentes de energía renovables (excluidas las centrales hidroeléctricas), Europa Occidental y América del Norte representan más de 65 % de la producción mundial, con Japón, Corea del Sur y Australia, más del 70%, aunque esta cifra, junto con la participación total de estos países en la producción de electricidad, está disminuyendo gradualmente. Sin embargo, a diferencia de la energía hidroeléctrica (Fig.1), el factor de desarrollo económico general del país juega un papel clave, y la participación de los países líderes en el mundo en la producción de energía eólica, solar y bioenergía es mayor que su participación en el total. producción mundial de electricidad (Fig. 3).
Al mismo tiempo, vemos que también hay factores naturales y geográficos que crean una imagen de mosaico compleja dada arriba. Para simplificarlo, vincularemos las regiones con las fuentes de energía (Tabla 5). La conexión con ciertas condiciones naturales se manifiesta más claramente en la energía geotérmica. Su parte principal está ligada al Cinturón de Fuego de la Tierra o al Anillo Volcánico del Pacífico, la zona de falla de mayor actividad sísmica y volcánica que bordea el Océano Pacífico y un alto flujo de calor desde los intestinos, lo que crea condiciones favorables para el desarrollo de energía geotérmica en este territorio.
En nuestro caso, estas son las islas del Este y Sudeste de Asia y Oceanía en la costa occidental del Océano Pacífico y América (las partes central y occidental del Norte, en particular, el oeste de Estados Unidos) en el lado opuesto. Esto también incluye a Japón, donde en este momento la energía geotérmica representa 3 mil millones de kWh de generación de electricidad, o el 4,4% del volumen mundial. También incluye Sakhalin de Rusia, las islas Kuriles y Kamchatka, donde la energía geotérmica está bien desarrollada a nivel local (proporcionando, en particular, alrededor del 40% del consumo de energía del territorio de Kamchatka), y continúa la construcción de nuevas plantas geotérmicas.
Otros tres centros notables de desarrollo de la energía geotérmica se distinguen por condiciones geológicas y tectónicas similares. Estos son Islandia, donde el mayor potencial de la energía geotérmica está asociado con la Cordillera del Atlántico Medio, Italia, ubicada en la zona alpina-Himalaya de alta actividad tectónica, y Kenia, donde la energía geotérmica está vinculada al Rift de África Oriental. El Cáucaso pertenece a la misma zona que Italia. Como consecuencia, hasta cierto punto la energía geotérmica se desarrolla en Turquía y la parte rusa del Cáucaso, donde el agua geotérmica se utiliza principalmente para calefacción, y también se están construyendo nuevas instalaciones. A su vez, existen perspectivas y planes para el desarrollo de la energía geotérmica no solo en Kenia, sino también en otros países de África Oriental.
Un panorama más complejo en bioenergía, donde el nivel de desarrollo está determinado por una combinación de alta productividad natural de la biosfera, agricultura desarrollada y, en algunos casos, la industria maderera, y el nivel general de desarrollo técnico y económico del país. Las posiciones de liderazgo en bioenergía están ocupadas por Europa (principalmente Norte y Centro) y América del Norte (principalmente Estados Unidos), Centro y Sudamérica y el clúster de Asia Oriental, que incluye a China y Japón.
Un panorama más complejo en bioenergía, donde el nivel de desarrollo está determinado por una combinación de alta productividad natural de la biosfera, agricultura desarrollada, industria maderera y el nivel general de desarrollo técnico y económico del país.
Europa y América del Norte pueden unirse en el cinturón de desarrollo de bioenergía del norte. Esto también incluye el territorio de Rusia, principalmente las regiones del noroeste y, en los últimos años, también el sur de Siberia y el Lejano Oriente. Actualmente, la bioenergía no juega ningún papel en la producción de electricidad en nuestro país. Sin embargo, la Federación de Rusia es uno de los principales productores mundiales (junto con Canadá, Estados Unidos y los países escandinavos) de pellets de madera basados en un complejo forestal desarrollado, la mayoría de los cuales se exportan actualmente a Europa Occidental y, recientemente, también a Oriente. Asia.
Al mismo tiempo, si la situación interna mejora, el desarrollo del mercado interno es posible con un aumento significativo de la participación de la bioenergía en el balance energético de Rusia.
En Centro y Sudamérica, Brasil destaca sobre todo. Gracias a la combinación de una alta participación de energía hidroeléctrica (ver arriba) y bioenergía, Brasil tiene la participación más alta (alrededor del 85%) de energías renovables en el balance de electricidad entre los principales productores de electricidad del mundo.
El este de Asia (China y Japón) combina actualmente las ventajas de los países occidentales (economía desarrollada) y latinoamericanos (condiciones naturales favorables) en bioenergía y, probablemente, debería esperarse un mayor crecimiento de este segmento en la región.
África también tiene sus propias perspectivas para el desarrollo de la bioenergía, como podemos ver en el ejemplo de algunos países del continente (Cuadro 3), pero, probablemente, debido a los problemas económicos y políticos generales de la región, el desarrollo a gran escala debería considerarse una cuestión de un futuro relativamente lejano.
El desarrollo de la energía eólica está aún más determinado por el liderazgo económico general de un país o región. Al mismo tiempo, existe un cierto desnivel dentro del grupo de países desarrollados. Las capacidades eólicas, por ejemplo, en Europa se concentran, en primer lugar, en los países de la costa atlántica, en zonas de vientos estables y fuertes. Además de esto, el foco del desarrollo de la energía eólica se indica en las Antillas (Tabla 3) y otros territorios insulares (Islas Malvinas), que tiene los mismos prerrequisitos naturales.
En general, el uso de la energía eólica es más prometedor en las zonas costeras que no se limitan al Atlántico norte, así como en los espacios continentales abiertos (en particular, en las estepas).
En cuanto a la energía solar, en este momento es probablemente la más ligada a factores económicos y políticos generales. En 2012, casi el 60% de la producción mundial de energía solar provino de tres países europeos: Alemania (27%), Italia (20%) y España (13%). Al mismo tiempo, vemos que dentro del grupo de países desarrollados, la producción de energía solar se desplaza hacia zonas con mayor energía solar (en el Mediterráneo) y está prácticamente ausente en el norte de Europa. El mayor desarrollo de la energía solar, en particular en la cuenca mediterránea, probablemente debería considerarse una cuestión de un futuro relativamente próximo. El sur de la parte europea de Rusia también puede incluirse en el cinturón mediterráneo condicional; Además, la mayoría de los proyectos de energía solar y las capacidades disponibles en nuestro país se concentran allí (República de Crimea, Territorio de Krasnodar, Territorio de Stavropol y territorios adyacentes).
Desde un punto de vista geográfico, se pueden distinguir las siguientes grandes zonas mundiales parcialmente superpuestas o cinturones de desarrollo de varios tipos de energía renovable, además de la energía hidroeléctrica (Figura 2b):
1. Geotermia del Pacífico (asociada con el anillo de fuego de la Tierra del Pacífico).
2. Tres bioenergías: Norte, Centro, Sudamérica y Este de Asia.
3. Parque eólico del Atlántico Norte.
4. Soleado mediterráneo.
Debe hacerse una reserva: en la mayor medida posible, los factores naturales físico-geográficos y geológicos actúan en relación con la energía hidroeléctrica, la geotermia y la bioenergía.
En la energía solar y eólica, industrias con una historia relativamente reciente de desarrollo a gran escala, los factores del desarrollo económico y tecnológico general, combinados con políticas de incentivos gubernamentales específicas, son lo primero. Al mismo tiempo, los aspectos geográficos de la distribución de energía y la producción de energía eólica y solar ya están surgiendo y es probable que se intensifiquen en el futuro.
Potencialmente, un mayor desarrollo de la energía basada en fuentes de energía renovable puede asociarse tanto con estas zonas como con el desarrollo de nuevos territorios con prerrequisitos naturales favorables. Probablemente, aumentará el factor geográfico en el desarrollo de las energías renovables. Esto se debe tanto a la difusión de tecnologías desde los países del Centro Tecnológico (la "tríada" de América del Norte, Europa, Japón) a la Semiperiferia y Periferia, como a las tendencias generales en el desarrollo de las energías renovables, que Fueron discutidos en uno de los artículos anteriores relacionados con el crecimiento del pragmatismo en relación con el desarrollo de la industria.
Un mayor desarrollo de la energía basada en fuentes de energía renovable puede asociarse tanto con las zonas mundiales de fuentes de energía renovables como con el desarrollo de nuevos territorios con condiciones naturales favorables. Probablemente, aumentará el factor geográfico en el desarrollo de fuentes de energía renovables. Esto se debe tanto a la difusión de tecnologías de los países del Centro Tecnológico, como a las tendencias generales en el desarrollo de la ideología del uso de fuentes de energía renovables.
Con una alta probabilidad, debido a la combinación exitosa de recursos naturales y prerrequisitos económicos, se capturará la posición de liderazgo en el sector energético basado en fuentes de energía renovable, como ya ha sucedido o está sucediendo en varias áreas, los países de Oriente y el sudeste de Asia. En particular, ya en 2014, la participación de China en la producción mundial de paneles solares superó el 60%, y con este producto, China domina no solo el mercado nacional sino también el europeo, desplazando a los productores locales. En cuanto al número total de capacidades instaladas de los parques eólicos, China se ha situado en la cima del mundo, y en cuanto a la tasa de crecimiento de la energía basada en fuentes de energía renovable, también ocupa una posición de liderazgo.
En cuanto a Rusia, nuestro potencial para el desarrollo de energías renovables, tanto naturales como técnicas y económicas, también está lejos de ser utilizado plenamente, y tenemos nuestros propios nichos para el desarrollo de energías renovables en varias áreas. Más sobre esto en los siguientes artículos.
