สมดุลเชื้อเพลิงและพลังงาน: คำอธิบาย โครงสร้าง และคุณสมบัติ

2025 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-24 13:26

ความอยู่ดีกินดีและความเจริญรุ่งเรืองของอารยธรรมมนุษย์ขึ้นอยู่กับความพร้อมของแหล่งพลังงานที่เพียงพอ การค้นหาเชื้อเพลิงทางเลือกดูเหมือนจะเป็นหนทางที่สมเหตุสมผลที่สุด อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาถึงแนวโน้มที่คลุมเครือของแหล่งพลังงานที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมแล้ว ประเด็นเรื่องการใช้ทรัพยากรธรรมชาติที่มีอยู่อย่างมีเหตุผลจึงมีความสำคัญเป็นพิเศษ ทุกประเทศต้องเผชิญกับความท้าทายนี้

แนวคิดทั่วไป

ความสมดุลของเชื้อเพลิงและพลังงานเป็นหนึ่งในปัญหาที่ร้ายแรงที่สุดของโลกสมัยใหม่ การเติบโตของประชากรโลกและการพัฒนาเทคโนโลยีอุตสาหกรรมทำให้การบริโภคแร่ธาตุเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทรัพยากรธรรมชาติที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้และอุปทานที่มีอยู่อย่างจำกัดทำให้เกิดความกังวล ความสมดุลของพลังงาน คือ อัตราส่วนของการผลิตและการบริโภคเชื้อเพลิง เช่น น้ำมัน ถ่านหินแก๊ส พีท หินน้ำมัน และฟืน

ในช่วงศตวรรษที่ 20 ปริมาณการใช้ทรัพยากรเหล่านี้เพิ่มขึ้นประมาณ 15 เท่า นักวิจัยกล่าวว่าการใช้พลังงานความร้อนโดยรวมในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมานั้นเกินปริมาณที่มนุษย์ใช้ไปตลอดช่วงประวัติศาสตร์ที่ผ่านมา การพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้เปลี่ยนโครงสร้างสมดุล ความก้าวหน้าในอุตสาหกรรมได้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากในการพัฒนาแหล่งแร่ใหม่ รวมถึงการเกิดขึ้นของเชื้อเพลิงที่แปลกใหม่

โครงสร้าง

ปัจจุบันส่วนแบ่งของน้ำมันในการบริโภคพลังงานความร้อนทั้งหมดในโลกคือ 40% ถ่านหินมีบทบาทที่มีความสำคัญน้อยกว่าซึ่งให้ 27% ของความต้องการของอารยธรรมมนุษย์ในด้านเชื้อเพลิง ส่วนแบ่งของก๊าซธรรมชาติไม่เกิน 23% องค์ประกอบที่เล็กที่สุดของสมดุลพลังงานคือพลังงานแสงอาทิตย์ ลม และพลังงานนิวเคลียร์ ส่วนแบ่งของพวกเขาเป็นเพียง 10% ของปริมาณการใช้เชื้อเพลิงทั้งหมดในโลก

โครงสร้างของพลังงานผสมแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ สาเหตุของความแตกต่างของภาพทั่วโลกอยู่ในลักษณะเฉพาะของที่ตั้งทางภูมิศาสตร์และระดับของการพัฒนาอุตสาหกรรมของรัฐ ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ส่วนแบ่งของน้ำมันในสมดุลพลังงานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในช่วงปลายศตวรรษ ในประเทศอุตสาหกรรมสูง อัตราส่วนเปลี่ยนไปเป็นก๊าซธรรมชาติและถ่านหิน

แหล่งที่ไม่ธรรมดา

การสะสมของไฮโดรคาร์บอนที่ไม่สม่ำเสมอทั่วโลกบังคับให้หลายรัฐมองหาทางเลือกอื่นเพื่อตอบสนองความต้องการทรัพยากรพลังงาน งานนี้เกี่ยวข้องกับปัญหาบางอย่าง ความเป็นไปได้ของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์นั้นขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์เป็นส่วนใหญ่ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อประชากรและสิ่งแวดล้อม อุบัติเหตุที่สิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าวนำไปสู่ความหายนะ

สมดุลพลังงานในรัสเซีย

ในสหพันธรัฐรัสเซีย เนื่องจากลักษณะภูมิอากาศ จึงมีความจำเป็นที่ต้องใช้เชื้อเพลิงสูงเพื่อให้ความร้อนในฤดูหนาว โครงสร้างของสมดุลพลังงานถูกครอบงำโดยก๊าซธรรมชาติ ส่วนแบ่งของมันคือ 55% น้ำมันอยู่ในอันดับที่สอง แม้ว่ารัสเซียจะเป็นหนึ่งในซัพพลายเออร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกของ "ทองคำดำ" แต่ส่วนแบ่งของเชื้อเพลิงประเภทนี้ในสมดุลพลังงานของประเทศนั้นมีเพียง 21% เท่านั้น อันดับที่สามคือถ่านหินซึ่งให้ 17% ของการสร้างความร้อนทั้งหมด โรงไฟฟ้าพลังน้ำและพลังงานนิวเคลียร์ไม่ได้มีความสำคัญเชิงกลยุทธ์สำหรับเศรษฐกิจของประเทศ พวกเขาบริจาคน้อยที่สุดไม่เกินสองสามเปอร์เซ็นต์

ประสิทธิภาพ

มันควรค่าแก่การสังเกตการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปในสมดุลพลังงานในกระบวนการเปลี่ยนแปลงเศรษฐกิจ ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 บทบาทที่โดดเด่นเป็นของถ่านหินและน้ำมัน ในตอนต้นของสหัสวรรษใหม่ ผู้นำไปอยู่ที่ก๊าซธรรมชาติ นักวิจัยกล่าวว่าการบริโภคในรัสเซียนั้นไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอ ค่าสัมประสิทธิ์ที่เป็นประโยชน์ของการผลิตไฟฟ้าด้วยกังหันก๊าซธรรมชาติประมาณ 30% สาเหตุที่ราคาต่ำนี้เกิดจากอุปกรณ์ที่ล้าสมัยที่ต้องอัปเกรด

ประเทศอื่นๆ

ความสมดุลของพลังงานทั่วโลกมีลักษณะที่ไม่สม่ำเสมออย่างมากในการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงในส่วนต่างๆ ของโลก ผู้นำด้านการใช้ทรัพยากรเชื้อเพลิง ได้แก่ สหรัฐอเมริกา จีน และรัสเซีย พวกเขาใช้พลังงานประมาณ 40% ที่สร้างขึ้นทั่วโลก ต้นทุนเชื้อเพลิงที่สูงนั้นตกอยู่ที่ส่วนแบ่งของประเทศที่ตั้งอยู่ในละติจูดเหนือ

ในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา จำนวนแหล่งพลังงานที่มีอยู่เพิ่มขึ้นจากสองแหล่งเป็นหกแหล่ง รูปแบบที่น่าสนใจคือในปัจจุบันไม่มีใครสูญเสียความสำคัญเชิงกลยุทธ์ในเศรษฐกิจโลก แหล่งพลังงานที่รู้จักกันมานานได้ย้ายไปอยู่ในหมวดหมู่ของพลังงานดั้งเดิม แต่ยังคงครอบครองสถานที่สำคัญในโครงสร้างของสมดุลเชื้อเพลิง การคาดการณ์เชิงวิเคราะห์ไม่ได้พิจารณาถึงความเป็นไปได้ของการยกเว้นโดยสมบูรณ์จากจำนวนทรัพยากรที่ใช้เป็นพื้นฐานของเศรษฐกิจ การคาดการณ์อ้างถึงการเปลี่ยนแปลงในส่วนแบ่งในอนาคตของแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมในโครงสร้างการบริโภคเท่านั้น นักวิเคราะห์หลายคนมีความเห็นว่าทรัพยากรธรรมชาติเช่นถ่านหินและก๊าซจะยังคงเป็นผู้นำในทศวรรษหน้า

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์

บางประเทศได้ตัดสินใจที่จะให้ความสำคัญกับการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ตัวอย่าง ได้แก่ ฝรั่งเศสและญี่ปุ่น พวกเขาประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างสมดุลพลังงานของรัฐอย่างมีนัยสำคัญ ฝรั่งเศสและญี่ปุ่นสามารถลดบทบาทของน้ำมันได้อย่างมาก การเปลี่ยนไฮโดรคาร์บอนด้วยพลังงานนิวเคลียร์มีผลดีต่อสถานการณ์ทางนิเวศวิทยา อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทำให้เกิดอันตราย ซึ่งความจริงแล้วชาวญี่ปุ่นเชื่อมั่นหลังจากภัยพิบัติในฟุกุชิมะ

อนาคต

ปริมาณสำรองพลังงานของโลกที่หมดไปโดยประมาณมักเป็นประเด็นถกเถียงกันอย่างดุเดือด การคาดการณ์ในแง่ร้ายเกี่ยวกับการเริ่มขาดแคลนเชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วโลกนั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่เถียงไม่ได้ นั่นคือทรัพยากรธรรมชาติที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญกล่าว ในขณะที่ยังคงรักษาปริมาณการผลิตน้ำมันในปัจจุบัน ปริมาณสำรองของ "ทองคำสีดำ" บนโลกอาจหมดไปภายใน 30-50 ปีข้างหน้า สถานการณ์เลวร้ายลงจากข้อเท็จจริงที่ว่าบริษัทไฮโดรคาร์บอนต้องการลงทุนเพื่อผลกำไรในโครงการที่มีการคืนทุนอย่างรวดเร็ว แทนที่จะใช้จ่ายเพื่อการสำรวจทางการเงิน

ข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณสำรองก๊าซธรรมชาติของโลกให้เหตุผลบางประการในการมองโลกในแง่ดี ตามที่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าแหล่งสะสมของผู้ให้บริการพลังงานที่สำรวจนี้น่าจะเพียงพอสำหรับ 50-70 ปีข้างหน้า รัสเซียโดดเด่นกว่าประเทศอื่นๆ ด้วยปริมาณก๊าซธรรมชาติสำรองจำนวนมาก เงินฝากในคาบสมุทรยามาลประมาณการโดยผู้เชี่ยวชาญที่ 100 ล้านล้านเมตร3.

ถ่านหินสำรองกระจุกตัวอยู่ในประเทศจีน สหรัฐอเมริกา และรัสเซีย ทุนสำรองทั่วโลกคือ15 ล้านล้านตัน อย่างไรก็ตาม ถ่านหินโค้กบางเกรดเท่านั้นที่ใช้สำหรับวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม ซึ่งขุดได้ในปริมาณจำกัด

ปริมาณสำรองเชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วโลกนั้นดีแต่ไม่สิ้นสุด คนรุ่นต่อไปจะต้องหาวิธีแก้ไขปัญหาพลังงานอย่างถาวร