Из трех основных видов топлива (уголь, газ и уран), которыми располагает человечество для производства электроэнергии, уран наиболее удовлетворил бы этим критериям, особенно в тех случаях, когда уголь и газ необходимо транспортировать на очень большие расстояния. Национальная энергетическая стратегия многих стран во многом зависит от имеющихся у них природных ресурсов, от экономической целесообразности импортирования топлива (или электроэнергии) и уровня индустриализации. Энергетически богатая страна, такая как США, имеет возможность выбора. Однако, даже в США, необходимость транспортировки угля в больших количествах и на большие расстояния значительно сказывается на стоимости электроэнергии. Более того, не далек тот день, когда уголь вообще перестанет быть главным источником энергии. Япония, не имеющая природных энергетических ресурсов, почти полностью полагается на импорт энергии. Когда-то удобным импортируемым топливом была нефть, и энергетические потребности страны существенно зависели от нее, включая и производство электроэнергии. В настоящее время для этих целей все более чаще используется уголь, но стоимость доставки его намного больше. Ядерное топливо имеет значительные преимущества. Во-первых его не так много требуется, и во-вторых затраты по транспортировке незначительны. Могут быть легко накоплены стратегические запасы. Кроме того, цена ядерного топлива менее подвержена колебаниям, чем угля. В Австралии условия энергоснабжения изменяются от штата к штату. Восточные штаты страны, например, имеют большие резервы угля. Запад и Юг Австралии имеют относительно меньшее количество угля, но большие запасы газа и пониженный спрос на электроэнергию. В настоящее время почти 60 процентов электроэнергии, потребляемой Югом Австралии и половиной Запада Австралии, получают сжиганием газа.

Канада - страна богатая энергетическими ресурсами и условия их использования меняются от одного побережья до другого. В Британской Колумбии, Манитобо и Квебеке в большей степени используются гидроэнергетические ресурсы, чем это делается, например, в Онтарио. Уголь активно используется в Луге и на Атлантическом побережье, хотя и в меньшей степени, чем в наиболее развитых странах. В Онтарио выбор сделан на ядерную энергетику, производящую более 60 процентов электроэнергии. В Квебеке и Новом Брансуике также частично используют ядерную энергию. Рисунок 4 иллюстрирует, каким образом производят электроэнергию в некоторых странах, включая Австралию и Канаду.

Во всех странах потребности в электроэнергии постоянно увеличиваются (примерно на 3-4 % каждый год). Из диаграммы видно, что уголь является основным видом топлива в США и Европе, и намного меньше используется в Японии и Канаде. В этих странах в настоящее время примерно одна треть всей электроэнергии вырабатывается на ядерных реакторах. Отражением мировых перспектив в добыче природных ресурсов является то, что замещаемое топливо, используемое в каждой стране, постепенно вытесняет все более недостаточную и, следовательно, довольно дорогую нефть. Это наиболее очевидно и остро наблюдается в Японии. Россия также заметно снизила свою зависимость от нефти в производстве электроэнергии за последние 25 лет, и увеличила вклад ядерной энергетики в энергообеспечение страны.

2.4 Ресурсы для будущего производства электроэнергии

При рассмотрении нашего будущего, уходящего за 2010 год, возникает несколько практических вопросов, которые нельзя упускать. Один из них - масштаб времени. Принятие решений сегодня об остановке относительно крупных базисных электростанций, означает, что реально они могут быть выведены из эксплуатации лишь через пять-десять лет. Можно даже ожидать, что срок их службы будет продлен до 40 лет. Таким образом, сегодняшние инвестиционные решения относительно больших электростанций не могут существенно изменить действующие системы энергоснабжения страны, по крайней мере, в течение двух или трех десятилетий. Британские ядерные программы 1950-ых годов, например, были рассчитаны на два десятилетия, чтобы достичь прироста электроэнергии всего на десять процентов. Даже газовые турбины, которые можно вводить в эксплуатацию в течение двух лет, и которые являются все более и более популярными, реально не смогут в короткие сроки изменить систему энергоснабжения страны. Если же рассматривать использование и внедрение новых технологий, еще только проектируемых, требуемое время растянется до двух, трех десятилетий. Следовательно, многие технологии, используемые сегодня, будут неизбежно актуальны еще в течение нескольких десятилетий.

Другой практический вопрос имеет отношение к размерам. В некоторых случаях малое предпочтительнее большого, а при низких трудовых затратах, оказывается эффективнее.

Рисунок 4

Рисунок 5

В горнодобывающей промышленности и производстве электроэнергии, однако, реальные размеры электростанций и сопутствующих объектов определяют и экономические показатели. Там где масштабы сокращаются, стоимость единицы продукции непреклонно увеличивается. Строительство стандартных электростанций крупного масштаба неизбежно в урбанизированных и индустриальных странах, где большие запросы в электроэнергии сконцентрированы в малых областях.

Таким образом, существование этих двух проблем, первой - достаточно долгого срока разработки и внедрения новых технологий, и второй - необходимости строительства крупномасштабных объектов, требуют осторожной оценки будущих тенденций в производстве электроэнергии, гарантирующих удовлетворение постоянно растущих потребностей. Кроме того, используемые технологии должны полностью соответствовать поставленным задачам. Поэтому вопрос состоит в том, как из существующего многообразия способов производства электроэнергии выбрать наиболее подходящие для конкретного места в конкретное время. Какие же здесь есть варианты?

Энергосбережение: Один из вариантов заключается в использовании меньшего количества энергии и строгом ее сохранении, преимущественно путем увеличенная энергоотдачи. Этот подход может быть применен как ко многим приложениям в развитых странах, так и к новым энергетическим объектам во всех странах. Если бы США, Великобритания и Япония могли бы, например, использовать меньшее количество электроэнергии, то это позволило бы вывести из эксплуатации электростанции, работающее на жидком топливе, в двух из этих стран, и заметно уменьшить его использование в третьей. Проблемы энергосбережения подробно рассмотрены в разделе 1.5. Заметим, что такой подход, однако, дает больший эффект на уровень потребления полной энергии чем на фактический уровень производства электроэнергии, и приводит к увеличению доли использования электроэнергии в картине полного энергопотребления.

Нефть: В 1994 нефть обеспечивала 11 % всего производства электроэнергии, и значительное количество нефти все еще используется сегодня, даже для базисного производства энергии в некоторых странах (Рисунок 4). Нефть - уникальный источник энергии с точки зрения его энергоемкости и сравнительной простоты транспортировки. Кроме того, как нефть, так и газ имеют важные применения в нефтехимической промышленности в качестве исходного сырья для производства пластических масс и фармацевтических изделий. Использование продуктов переработки нефти для производства электроэнергии в местах рационального расположения иных топливных ресурсов неэффективно. В Австралии и Канаде, например, нефть используется для производства электроэнергии лишь в областях, отдаленных от ресурсов природного газа и каменноугольных бассейнов, и в относительно небольших масштабах.