Yanacaq enerji resurslarının ehtiyatları və onlardan istifadə olunması
Yüklə 193,64 Kb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Nüvə yanacağı.
|
Yanacaq enerji resurslarının ehtiyatları və onlardan istifadə olunması
Bütün dünyada diletant (həvəskar) mübahisə və nəşrlərdə olduğu kimi, ciddi elmi konfranslarda da ―enerjinin istehsalı — istehlakı‖ nisbətinə dair müxtəlif çoxlu fikirlər söylənib və söylənməkdədir. Problem haqqında geoloq və energetiklər, iqtisadçı və ekoloqlar, jurnalistlər, ictimai nümayəndələr və siyasi xadimlər öz fikirlərini söyləyirlər. Təəccüblü deyil ki, onların bu məsələyə baxışlarında fikir ayrılığı vardır. Hətta alimlərin də baxışlarında çox vaxt fikir ayrılığı olur. Yuxarıda göstərilən nisbətin qiymətləndirilməsində əsas faktorlardan biri əhalinin ilkin enerjidən istifadə dinamikası haqqında məlumatın olmasıdır. Enerjidən istifadə Yer üzərindəki əhalinin sayından, həmçinin onların həyat səviyyəsindən asılıdır. Bu verilənlərin 1950—2010-cu illər dövrü üçün analizi göstərir ki, enerjidən istifadənin cəmi hər 20 ildə iki dəfə artmışdır. 1950-ci ildə əhalinin adam başına düşən enerjidən istifadəsi təxminən 1 ton şərti yanacaq olmuşdur (XX əsrin əvvəlləri ilə müqayisədə 2 dəfə artmışdır). Növbəti 2 dəfə artım artıq 1975-ci ildə olmuşdur: təxminən 2 t ş.y./adam, 2000-ci illərin əvvəlində bu göstərici 4,75—5 t ş.y./adam səviyyəsinə çatmışdır, yəni 2,3 dəfədən çox artmışdır (1 t ş.y. ≈ 2,93∙10 10 C.) Hesablamalara görə, bu templə 100 ildən sonra enerjidən istifadə 150 dəfə artacaq. Enerji tələbatının əsas hissəsi keçmişdə ənənəvi mənbələr hesabına təmin edilirdi və indi də təmin edilməkdədir. Ənənəvi mənbələrə mədən yanacaqları aiddir (kömürün müxtəlif növləri, neft və təbii qaz). 1990-cı illərin ortalarında mədən yanacaqlarının payı dünyada ilkin enerjidən istifadənin təxminən 90 -ni təşkil edirdi, 2000-ci illərin əvvəllərində isə o azalmışdır, lakin bu azalma cüzidir ( 85,5 -ə qədər). Buna görə də ciddi qorxu vardır, əgər yanacaqdan istifadənin mövcud artım sürəti belə saxlanarsa, onda növbəti (XXII) yüzillikdə nəinki mədən yanacaqlarının öyrənilmiş ehtiyatları istifadə olunacaq, müəyyən dərəcədə onların proqnoz resursları da istifadə olunacaq. Qeyd etmək maraqlıdır ki, bəşəriyyət özünün mövcudluğu bütün dövr ərzində (XX əsrin ortalarına) 6∙10 21 C ilkin enerji ( 200 mlrd t ş.y.) istifadə etmişdir. 2000- ci ilə qədər isə əlavə 13∙10 21 C ( 400 mlrd t ş.y.), yəni əvvəlki tarix ərzində istifadə olunandan iki dəfə çox istifadə etmişdir. Mədən yanacaqlarının müasir ehtiyatları (40 400)∙10
21 C diapazonunda qiymətləndirilir. Minimal qiymətləndirilmədə bu o deməkdir ki, istifadənin müasir tempində mədən yanacaqlarının bütün ehtiyatları artıq XXII əsrdə tükənəcək, əgər maksimal qiymətləndirilmə qəbul edilərsə, bu 200 ildən sonra olacaq. Müasir dünya iqtisadiyyatı üçün vacib məsələ odur ki, birinci növbədə asan əldə olunan enerji mənbələri tükənəcək və enerjinin qiyməti daim artacaq. Enerjinin bu günə olan vəziyyətini düzgün qiymətləndirmək üçün, energetikanın gələcək inkişaf yollarına dair ağıllı qərarlar qəbul etmək üçün bəşəriyyətin bu gün malik olduğu əsas enerji resursları (yəni neft, təbii qaz, kömür, həmçinin nüvə yanacağı) haqqında kifayət qədər düzgün məlumat olmalıdır.
Qeyd etmək lazımdır ki, 1990-cı illərin sonunda dünyada ilkin enerjinin istifadəsinə görə ayrı-ayrı enerji daşıyıcılarının payı aşağıdakı kimi bölünmüşdür: kömür—24,6 ; neft—42,4 ; təbii qaz—20,3 ; hidroresurslar—6 ; atom
enerjisi—6,7 . Rusiyada isə yanacaq-enerji balansı belə olmuşdur: təbii qaz— 49,8 ; neft və qaz kondensatı—31,6 ; kömür—10,7 ; hidroenerji—4,0 ; atom
enerjisi—2,5 . Müxtəlif faydalı qazıntıların ehtiyatı və onlardan istifadə olunmasına baxaq. Kömür. Kömürün geniş sənaye hasilatı dəmirin əridilməsi ilə əlaqəlidir və hələ XVIII əsrin əvvəllərində başlanmışdır. Kömürün əsas istifadə istiqaməti uzun müddət fərdi və kommunal qızdırma sistemlərində, parovoz və elektrovozların odluğunda, elektrik stansiyalarının buxar qazanlarında, sənaye sobalarında bir başa yandırılması olmuşdur. Yüksək keyfiyyətli kömürün kokslaşan adlanan əsas hissəsini metallurji koksa çevirirdilər və ondan da domna sobalarında çuqunun istehsalında istifadə olunurdu. Kömürdən enerji yanacağı kimi istifadə olunduqda onun yanmasından alınan maddələrin ətraf mühitə təsir edici bir sıra problemləri meydana çıxır. Kömürü yandırmaq olduqca mürəkkəbdir. Alçaq növlü yüksək küllü kömürləri yalnız xüsusi güclü odluqlarda yandırmaq olar, buna görə də belə kömürlərdən əsasən böyük elektrik stansiyalarında istifadə olunur. Məsələn, 1000 MVt güclü istilik elektrik stansiyası sutka ərzində təxminən 20 000 t kömür yandırır. Kömürün küllülüyü 30 olduqda bu o deməkdir ki, stansiyaya sutkada 20 000 t kömür gətirmək, sonra isə elektrik stansiyasının ərazisindən 6 000 t şlakı götürüb və haradasa yerləşdirmək lazımdır. Filtrlərin olmasına baxmayaraq mineral təşkiledicilərin bir hissəsi uçan kül şəklində atmosferə düşür. Atmosferə həmçinin müəyyən miqdarda kükürd qazı da daxil olur, belə ki kömürün tərkibində həmişə kükürd aşqarı olur. Müxtəlif mənbələrə görə kömür ehtiyatlarının qiymətləndirilməsi müxtəlifdir (bu müxtəlif hasil etmə əmsalı, yanma istiliyi və s. əmsalların qəbul edilməsi ilə əlaqədardır). Buna baxmayaraq planetdə tədqiq olunmuş kömür ehtiyatları 1 trln tondan çoxdur. Əgər onun hasilatı 4,5 mlrd t/il səviyyəsində stabilləşdirilərsə, bu resurslar 200 ildən çox zamana çatar. tədqiq olunmuş kömür ehtiyatları 150—170 mlrd ton qiymətləndirilir. Kömürün dünya ehtiyatlarının çox hissəsi həmçinin MDB ölkələrində, ABŞ və Çində yerləşir. Bərk yanacaq ehtiyatlarının 10 –ə qədəri Avropa ölkələrində, Kanada, Hindistan, Cənubi Afrika, Avstraliya və Yaponiyada cəmlənir. Kömürü əsas ixrac edən ölkələr Avstraliya, Cənubi Afrika və İndoneziyadır. Bütün dünya ehtiyatları və resurslarının 35 –ə qədəri yüksək keyfiyyətli kateqoriyaya aiddir, qalanları isə yanacağın alçaq kalorili növləridir. Müasir dünya hasilatının 2/3 hissəsindən çoxunu bitumlu kömürlər, 1/4 hissəsinə qədərini boz kömür və liqnit, 6 —antrasit, qalanı isə—torf təşkil edir. Kömür hasilatı tempinin artırılması böyük çətinliklərlə bağlıdır. Kömürü əsasən şaxta üsulu ilə çıxarırlar. Bu çox bahalı üsuldur, müəyyən qədər kapital qoyuluşu tələb edir, şaxtada əmək şəraiti ağırdır.
Bir sıra ölkələrdə (o cümlədən Rusiyada) kömür yataqları, əsasən çox da dərində yerləşməyən boz kömür yataqları tapılmışdır, bu isə açıq üsulla onu çıxarmağa imkan verir. Hasilat qurtardıqdan sonra karxanaları torpaqla doldururlar və landşaftı bərpa edirlər. Ucuz kömür yataqları bir qayda olaraq enerji istifadə olunan əsas mərkəzlərdən uzaqda çətin gedilə bilən rayonlarda olurlar (məsələn Şərqi Sibirdə). Bu kömürlər yüksək nəmli və küllü olurlar. Onları dəmir yolu nəqliyyatı vasitəsilə uzaq məsafələrə daşımaq əlverişli deyil, belə ki bu halda yarıya qədər faydasız maddələr daşınır (kül, su və s.). Kömür yataqlarının yaxınlığında güclü elektrik stansiyalarının tikilməsi həmişə münasib olmur. Kömürün çıxarıldığı yerdə kompleks enerji-texnoloji emalı ilə yarımkoksun (onu dəmir yolu ilə daşımaq səmərəlidir), həmçinin maye və qaz halında olan sintetik yanacaq və elektrik enerjisinin alınması daha əlverişlidir. Belə enerji- texnoloji komplekslər indi yarımsənaye sınaq mərhələsindədirlər. Onların növü tədqiq edilən kömür yataqlarının konkret xarakteristikalarından asılıdır. Neft XX əsrdə enerji xammalı kimi ölkələrin və xalqların iqtisadi və sosial inkişafına əsaslı təsir etdi. Onun hasilatı və istifadəsi hər il artırdı. Əgər 1900-cü illərin əvvəllərində neft ilkin enerji mənbələrinin balansında bir neçə faiz təşkil edirdisə (onda kömür hakim mövqe tuturdu—70 ), artıq 1950-ci ildə onun payı 37 –ə çatdı. Bazarın neft ilə alınması avtomobilləşdirmənin sürətli artımı və hava nəqliyyatının inkişafı ilə müəyyən olunurdu, bunlar üçün yalnız neft yanacaqlarından istifadə olunur. Yaxın Şərq, Şimali Afrika və bir sıra regionlarda böyük neft yataqlarının tapılması və onların işlənib hazırlanması ona gətirib çıxardı ki, neft (uzaq məsafələrə daşınmanı nəzərə almaqla) elektrik stansiyaları üçün yanacaq kimi kömür ilə rəqabətə başladı. Bir neft quyusu sutkada 500—1000 t neft vermək qabiliyyətinə malik idi, buna görə də onun qiyməti çox aşağı idi. Neftdən elektrik stansiyalarında istifadə olunması yanacaq təchizatını sadələşdirməyə və ucuzlaşdırmağa imkan verdi (yanacağın hazırlanması, tüstü qazlarının təmizlənməsi və s.). Neft və neft məhsullarının çıxarılması, daşınması (həm tanker, həm də boru vasitəsilə) və istifadə olunması əmək şəraiti və ətraf mühitə təsiri nöqteyi- nəzərindən kömürlə müqayisədə daha səmərəli oldu. Yer üzərində neft sənayesi yaranan andan (XIX əsrin ortaları) 1990-cı illərin sonuna qədər təxminən 50 mlrd t neft çıxarılmışdır. Bununla belə XX əsrdə hər on illikdə neft çıxarılması iki dəfə artırdı və 1990-cı illərin sonunda 3 mlrd t/il –dən çox oldu. Lakin yanacaq-enerji balansında neftin böyük payı ciddi qorxu yaradır, indiki istifadə tempi ilə neft ehtiyatları olduqca tez işlənir. Planetdə neft resursları yalnız təxmini hesablana bilər. Yaddan çıxarmaq lazım deyil ki, neft — strateji xammaldır və onun dəqiq ehtiyatları müxtəlif ölkələrdə göstərilməyə də bilər. Buna görə də müxtəlif mənbələrdə göstərilən rəqəmlər bir- birindən kəskin fərqlənirlər. Əsas qeyri-müəyyənlik neftin çıxarılma əmsalı ilə əlaqədardır, bu isə tətbiq olunan texnologiyanın mükəmməlliyindən asılıdır. XX əsrdə bu əmsal cəmi 25—30 idi. Yeni texnologiyalar isə bu əmsalı 45 –ə
çatdırdı. Belə hesab olunur ki, neft layına aktiv təsir nəticəsində çıxarma əmsalı 50 –ə çata bilər (yəni bütün neft ehtiyatlarının yarısını çıxarmaq mümkün olmayacaq). Bizim planetdə hasil olunan neft resursları 140—150 mlrd t təşkil edir ( 200 mlrd t ş.y.). Əgər şelfin dərin qatlarında və polyar sahələrdəki, həmçinin bitumlu süxurlar və neftli qumlaqlardakı ehtiyatlar da nəzərə alınarsa, onda resurslar 360 mlrd t ş.y. ( 260 mlrd t neft) qiymətləndirilir. Bu rəqəmlər neftin çıxarılma əmsalının 40 olduğu təxmin edildikdə alınmışdır. Ekspertlərin hesablamalarına görə dünyada neftdən istifadə olunması 3,5 mlrd t/il təşkil edir. Beləliklə, istehlakın müasir həcmində adi neftin dünya resursları bir neçə on illərə çatar. Fars körfəzi və Şimali Afrika rayonları neftlə çox zəngindirlər. Çox böyük neft ehtiyatları Rusiyanın Asiya hissəsinin şimal rayonlarında, Alyaskada və Kanadada cəmlənmişdir. Böyük ehtiyatların Cənubi Amerika və Qərbi Afrikanın Nigeriyadan Anqolaya qədər olan sahilboyu sularında olması ehtimal olunur. Hal-hazırda energetikada yaranan və neft ilə əlaqədar problemlər ona əsaslanır ki, son illər neft hasilatının səviyyəsi elə sürətlə artır ki, ehtiyatların artımı tempini (yəni yeni resursların kəşfiyyatı və onların ehtiyat kateqoriyasına çevrilmə tempi) ötməyə başlamışdır. Köhnə yataqların tükənməsi ilə yeni yataqların kəşfi və onların mənimsənilməsi baha başa gəlir. Neft çıxarma əmsalını artırmaq məqsədilə laya aktiv təsir üsullarının tətbiqindən istifadə edilir ki, buna da böyük kapital qoyuluşları tələb olunur (məsələn, termik üsulda 200 ○ C temperaturlu su buxarı laya vurulur. Bu təzyiqi, temperaturu artırır və neftin özlülüyünü aşağı salır və onu daha hərəkətli edir). Əldə olan amillərin analizi və ekspertlərin qiymətləndirməsi onu göstərir ki, illik neft hasilatı maksimum 4—5 mlrd t çata bilər, bundan sonra azalmağa başlayacaq, neftin qiyməti isə artacaq. Son onillikdə neftin qiyməti kəskin dəyişir, 30 –dan 100 dollar/barel –ə qədər və daha çox (1 barel = 143 kq). Rusiyada kəşf olunan neft ehtiyatları dünya ehtiyatlarının 12—13 –ni təşkil edir. Neft hasilatını 300 mln t/il səviyyəsində stabilləşdirdikdə bu ehtiyatlar təxminən 50—60 ilə çatar. Təbii qaz. Təbii qazdan energetikada, kimya sənayesində və ev təsərrüfatında geniş istifadə olunması onun nisbətən ucuz olması, boru vasitəsilə nəqlinin sadəliyi, onda atmosferə tullanan zərərli aşqarların az olması ilə əlaqədardır. XX əsrin əvvəllərində inkişaf etmiş ölkələrin yanacaq-energetika balansında qazın payı 25—30
–ə çatmışdır. Quruda qazı böyük diametrli borularla minlərlə kilometr məsafəyə nəql etmək sərfəlidir. Belə boru kəmərləri SSRİ –də çəkilmişdi. Onlar qazı Qərbi Sibirin böyük yataqlarından Rusiyanın Avropa hissəsinə və sonra da Avropa ölkələrinə verirlər. Qazı dəniz vasitəsilə də (tanker-refrijeratorda sıxılmış halda) nəql etmək olar, lakin bu çox bahadır (neftin dənizlə nəqlindən baha başa gəlir). ―Adi‖ təbii qazın dünya resursları (çıxarma əmsalı 80 olduqda) 160—180 trln m 3 həcmində qiymətləndirilir. Lakin qazın dünyada paylanması, neft kimi qeyri-bərabərdir, buna görə də bir çox ölkələr (o cümlədən Qərbi Avropa ölkələri) artıq bu gün kəskin qaz çatışmazlığını hiss edirlər. Qazın bütün doğru dünya ehtiyatlarının 1/3 hissəsinə qədəri Rusiyada və MDB respublikalarında yerləşir. Rusiya təbii qaz hasilatına görə (700 mlrd m 3 /il səviyyəsində) dünyada ən böyük ölkə sayılır. Qaz yataqları Asiyada, Yaxın Şərqdə, Okean bölgəsində, Kanadada, Norveçdə və bir sıra ölkələrdə vardır. Təbii qazın dünya hasilatı müasir səviyyədə ( 2,4 trln m 3 /il) saxlanılarsa, qaz resursları 2050-ci illərin ikinci yarısında tükənə bilər. Nüvə yanacağı. Müasir atom elektrik stansiyaları üçün yanacaq uran və plutoniumdur. Uran filizləri yer kürəsinin bir çox rayonlarında təsadüf olunur: Cənubi Amerikada, Afrikada, ABŞ-da, Avropada. Təbii uran — atom kütləsi 238 və 235 olan izotopların t /
14 , 7 U 235
konsentrasiyasında qarışığıdır. Nəzərə almaq lazımdır ki, U 235 izotopu təbiətdə yeganə rast gələn bölünən izotopdur və bərpa olunmayan resurslara aiddir. O təbiətdə yaranmır və əgər onu nüvə (istilik) reaktorlarında tam istifadə edərlərsə, o həmişəlik yox olar. Təbiətdə U 238 izotopu daha tez-tez təsadüf olunur. O neytronların təsiri altında zəncirvari reaksiyanı dəstəkləmir, lakin plutonium izotopuna çevrilə bilər, hansı ki belə reaksiyanı dəstəkləyir:
. Pu ; Np ; U n U 239 239
239 238
U 239
izotopunun dərəcəsi U 235 izotopunun dərəcəsindən yüksəkdir, istilik neytron reaksiyası bölünməsinə məruz qalır, və onda yaranan neytronların sayı orta hesabla bir bölgü çox olur. Sürətli neytronlar əsasındakı reaktorlar uranın yeni bölünən maddəyə çevrilməsi sayəsində nüvə energetikasının yanacaq bazasını 30—40 dəfə genişləndirməyə imkan verir. Nüvə yanacağı öz təbii formasında nüvə reaktorlarında yanacaq kimi istifadə oluna bilməz, o mürəkkəb və bahalı emal prosesindən, yəni zənginləşmə və istilik ayıran elementlərin hazırlanması prosesindən keçməlidir. Qiymətləndirməyə görə təbii uranın hasilatına sərf olunan xərclər AES –lərin ümumi xərcinin 11 –ni təşkil edir. Təbiətdə uran ehtiyatlarının qiymətləndirilməsi neftə nəzərən daha da ziddiyyətlidir. 1970-ci illərin ortalarında dünya bazarında uran oksidi 17 dollar/kq ucuz sayılırdı, lakin 1980-ci illərdə isə artıq 66 dollar/kq oldu və sonralar bu göstərici durmadan artır. Əldə olan məlumatlar sübut edir ki, bahalı uranın dünya ehtiyatları çox böyükdür. Belə ki, 1 kq uranın çıxarılmasına 200 dollar xərclənərsə, uran ehtiyatları 10
—10 8 t olar, əgər 500 dollar/kq xərclənərsə — təxminən 10 9 t olar. Əgər nəzərə alınsa ki, 1 t təbii uranın yüksək neytronlu reaktorlarda istifadə edilməsi 10
t ş.y. –a ekvivalentdir, onda yuxarıda göstərilən təbii uran (10 7 — 10 8 t) isə 10 13 —10
14 t ş.y. –a ekvivalent olacaq. Müxtəlif regionlarda ucuz uran resursları haqqında məlumatlar vardır, lakin onlara ehtiyatla yanaşmaq lazımdır (digər regionlar lazımi dərəcədə kəşf olunmamışlar). Buna baxmayaraq, uran hasilatı 33 dollar/kq dəyərində olarsa, uran ehtiyatları (min ton U 3 O
uran külçəsi) təşkil edir: ABŞ –da — 430 min ton, Avstraliyada — 430 min ton, Cənubi Afrikada — 242 min ton, Kanadada — 189 min ton, Fransada — 48 min ton və s. Uran hasilatının qiyməti 130 dollar/kq –a qədər olduqda ümumi uran resursları 4,17 mln ton təşkil edir. Bu miqdarda uran adi (istilik) reaktorlarında istifadə edildikdə 4∙10 10 t ş.y. –a, sürətli neytron reaktorlarında istifadə edildikdə isə təxminən 10 12 t ş.y. –a uyğundur. Ağır (istilik) neytronlu reaktorlara malik olan 1 mln kVt güclü AES –də təbii uranın illik sərfi təxminən 500 t bərabərdir, bu maksimal yüklənmə 7000 s/il və FİƏ
olduqda mümkündür. Qeyd edək ki, Rusiya atom enerjisinin istehsalına görə ABŞ, Fransa və Yaponiyadan sonra dünyada dördüncüdür. Rusiyada 10 AES fəaliyyət göstərir. AES –lərin gücünün təxminən 2 — 2,5 dəfə artırılması planlaşdırılmışdır (2008-ci ildəki 23,8 QVt –dan 2030-cu ildə 52 — 62 QVt –a qədər). Bütövlükdə, atom energetikasının prioritetliyi saxlanılır, AES –in təhlükəsizliyi və etibarlılığının təmini sahəsində işlər aparılır. Lakin AES –də enerji istehsalı hər hansı səbəbdən azaldığı halda kəsir hissəsi İES –də enerji istehsalının artımı ilə kompensə olunmalıdır, bunun üçün isə əlavə üzvi yanacaq çıxarılması tələb olunacaq.
Yüklə 193,64 Kb. Dostları ilə paylaş:
|