namai › Testai › Energijos ir žaliavų problema. Pranešimas tema „Pasaulio energetikos problema ir jos sprendimo būdai

Energijos ir žaliavų problema. Pranešimas tema „Pasaulio energetikos problema ir jos sprendimo būdai

Įvadas. Energija – vartojimo augimo problemos

energetinė krizė – reiškinys, atsirandantis, kai energijos poreikis yra daug didesnis nei jų pasiūla. Jo priežastys gali slypėti logistikos, politikos ar fizinio stygiaus srityse.

Energijos suvartojimas yra būtina žmonijos egzistavimo sąlyga. Vartojimui prieinamos energijos prieinamumas visada buvo būtinas žmogaus poreikiams patenkinti, ilginti jo gyvenimo trukmę ir pagerinti jo sąlygas.
Civilizacijos istorija – tai vis naujų energijos konversijos metodų išradimo, naujų jos šaltinių kūrimo ir galiausiai energijos suvartojimo padidėjimo istorija.
Pirmasis energijos suvartojimo augimo šuolis įvyko, kai žmonės išmoko kurti ugnį ir naudoti ją maistui gaminti bei šildyti savo namus. Šiuo laikotarpiu malkos ir žmogaus raumenų jėga tarnavo kaip energijos šaltinis. Kitas svarbus etapas siejamas su rato išradimu, įvairių įrankių kūrimu, kalvystės plėtra. XV amžiuje viduramžių žmogus, naudodamas traukos gyvulius, vandens ir vėjo energiją, malkas ir nedidelį kiekį anglies, jau sunaudojo apie 10 kartų daugiau nei primityvus žmogus. Ypač pastebimas energijos suvartojimo augimas pasaulyje per pastaruosius 200 metų nuo pramonės eros pradžios – išaugo 30 kartų ir 1998 metais pasiekė 13,7 gigatonų ekvivalentinio kuro per metus. Industrinės visuomenės žmogus sunaudoja 100 kartų daugiau energijos nei primityvus žmogus.
Šiuolaikiniame pasaulyje energetika yra pagrindinių pramonės šakų, lemiančių socialinės gamybos pažangą, vystymosi pagrindas. Visose išsivysčiusiose šalyse energetikos pramonės plėtros tempai pralenkė kitų pramonės šakų vystymosi tempus.
Kartu energija yra vienas iš neigiamo poveikio aplinkai ir žmogui šaltinių. Tai veikia atmosferą (deguonies suvartojimas, dujų, drėgmės ir kietųjų dalelių išmetimas), hidrosferą (vandens suvartojimas, dirbtinių rezervuarų kūrimas, užteršto ir šildomo vandens išleidimas, skystos atliekos) ir litosferą (iškastinio kuro suvartojimas, kraštovaizdžio pokyčiai, toksinių medžiagų išmetimas).
Nepaisant pastebėtų neigiamo energijos poveikio aplinkai veiksnių, energijos suvartojimo augimas didelio nerimo plačiajai visuomenei nekėlė. Tai tęsėsi iki aštuntojo dešimtmečio vidurio, kai specialistų rankose pasirodė daugybė duomenų, rodančių stiprų antropogeninį spaudimą klimato sistemai, o tai kelia pasaulinės katastrofos grėsmę su nekontroliuojamu energijos suvartojimo padidėjimu. Nuo tada jokia kita mokslinė problema nesulaukė tokio didelio dėmesio kaip dabarties, o ypač ateities, klimato kaitos problema.
Manoma, kad viena pagrindinių šio pokyčio priežasčių – energija. Energija suprantama kaip bet kuri žmogaus veiklos sritis, susijusi su energijos gamyba ir vartojimu. Nemažą dalį energetikos sektoriaus sudaro energijos, išsiskiriančios deginant organinį iškastinį kurą (naftą, anglį ir dujas), suvartojimas, o tai savo ruožtu lemia didžiulio teršalų išmetimą į atmosferą.
Toks supaprastintas požiūris jau daro realią žalą pasaulio ekonomikai ir gali duoti mirtiną smūgį tų šalių, kurios dar nepasiekė energijos suvartojimo lygio, reikalingo užbaigti pramonės plėtros etapą, įskaitant Rusiją, ekonomikai. Tiesą sakant, viskas yra daug sudėtingiau. Be šiltnamio efekto, kuris iš dalies yra atsakingas už energiją, planetos klimatui įtakos turi daugybė natūralių priežasčių, tarp kurių svarbiausios yra saulės aktyvumas, ugnikalnių aktyvumas, Žemės orbitos parametrai, savaiminiai svyravimai atmosferoje. - vandenynų sistema. Teisingai išanalizuoti problemą galima tik atsižvelgiant į visus veiksnius, tuo tarpu, žinoma, būtina išsiaiškinti, kaip artimiausiu metu elgsis energijos suvartojimas pasaulyje, ar tikrai žmonija turėtų nustatyti griežtus energijos apribojimus. vartojimo siekiant išvengti pasaulinio atšilimo katastrofos.

Šiuolaikinės energetikos plėtros tendencijos

Pagal visuotinai priimtą klasifikaciją pirminiai energijos šaltiniai skirstomi į komercinis Ir nekomercinis.
Komerciniai šaltiniai energija apima kietą ir rudąją anglį, durpes, skalūnus, deguto smėlį, skystą (naftos ir dujų kondensatą), dujinį (gamtinių dujų) kurą ir pirminę elektros energiją (elektrą, pagamintą iš branduolinės energijos, vandens, vėjo, geoterminės, saulės, potvynių ir atoslūgių). ir bangų stotys).
KAM ne pelno apima visus kitus energijos šaltinius (malkas, žemės ūkio ir pramonės atliekas, dirbančių gyvulių ir pačių žmonių raumenų jėgą).
Visa pasaulio energetikos pramonė per visą pramoninį visuomenės vystymosi etapą daugiausia remiasi komerciniais energijos ištekliais (apie 90% viso suvartojamos energijos). Nors reikia pažymėti, kad yra visa grupė šalių (Afrikos pusiaujo zona, Pietryčių Azija), kurių didelė populiacija palaiko savo egzistavimą beveik vien dėl nekomercinių energijos šaltinių.
Įvairios energijos suvartojimo prognozės, pagrįstos pastarųjų 50–60 metų duomenimis, rodo, kad maždaug iki 2025 m. turėtų išlikti dabartinis nuosaikus pasaulinio energijos suvartojimo augimo tempas – apie 1,5 % per metus, o pasaulio suvartojimas vienam gyventojui stabilizuosis iki 2025 m. lygis 2,3-2,4 tonos standartinio kuro/(asm. per metus). Numatoma, kad po 2030 m. vidutinis energijos suvartojimas vienam gyventojui pasaulyje iki 2100 m. lėtai mažės. Tuo pačiu metu bendras energijos suvartojimas po 2050 m. aiškiai stabilizuosis, o amžiaus pabaigoje net šiek tiek sumažės.
Vienas iš svarbiausių veiksnių, į kurį atsižvelgiama rengiant prognozę, yra iškastinio kuro deginimu pagrįstų išteklių prieinamumas pasaulio energetikos sektoriui.
Pagal nagrinėjamą prognozę, kuri absoliučiais skaičiais neabejotinai priklauso nuosaikaus energijos suvartojimo kategorijai, ištirtų išgaunamų naftos ir dujų atsargų išeikvojimas įvyks ne anksčiau kaip 2050 m., o atsižvelgiant į papildomus atgaunamus išteklius - po 2100 m. Jei atsižvelgsime į tai, kad ištirtos atgaunamos Kadangi anglies atsargos gerokai viršija naftos ir dujų atsargas kartu paėmus, galima teigti, kad pasaulio energetikos plėtra pagal šį scenarijų išteklių požiūriu yra numatyta daugiau nei šimtmečiui.
Tačiau projekcijų rezultatai labai skiriasi, kaip aiškiai matyti iš kai kurių paskelbtų 2000 m. prognozių duomenų.

5.7 lentelė. Kai kurios naujausios energijos suvartojimo prognozės 2000 m
(skliausteliuose – išleidimo metai) ir jo faktinė vertė.

prognostinis centras	Pirminės energijos suvartojimas, Gt kuro konv./metus
Atominės energijos institutas (1987 m.)	21.2
Tarptautinis taikomųjų sistemų analizės institutas (IIASA) (1981 m.)	20.0
Tarptautinė atominės energijos agentūra (TATENA) (1981 m.)	18.7
Oak Ridge nacionalinė laboratorija (ORNL) (1985)	18.3
Tarptautinė klimato kaitos komisija (IPCC) (1992 m.)	15.9
Pasaulinių energijos problemų laboratorija IBRAE RAN-MPEI (1990)	14.5
Faktinis energijos suvartojimas	14.3

Energijos suvartojimo sumažėjimas, palyginti su prognoze, visų pirma siejamas su perėjimu nuo plačių jos plėtros būdų, nuo energetinės euforijos prie energetinės politikos, pagrįstos energijos vartojimo efektyvumo didinimu ir visokeriopai taupymu.
Šių pokyčių priežastimi tapo 1973 ir 1979 metų energetikos krizės, iškastinio kuro atsargų stabilizavimas ir jų gamybos brangimas, siekis sumažinti ekonomikos priklausomybę nuo politinio nestabilumo pasaulyje dėl šalies eksporto. energijos išteklių.

Tuo pačiu, kalbant apie energijos suvartojimą, reikia pažymėti, kad postindustrinėje visuomenėje reikia išspręsti dar vieną esminį uždavinį - populiacijos stabilizavimas.
Šiuolaikinė visuomenė, kuri neišsprendė šios problemos ar bent nesistengia ją išspręsti, negali būti laikoma nei išsivysčiusi, nei civilizuota, nes visiškai akivaizdu, kad nekontroliuojamas gyventojų skaičiaus augimas kelia tiesioginę grėsmę žmogaus, kaip biologinės, egzistavimui. rūšių.
Taigi energijos suvartojimas vienam gyventojui pasaulyje rodo aiškią stabilizavimosi tendenciją. Reikia pažymėti, kad šis procesas prasidėjo maždaug prieš 25 metus; gerokai prieš dabartines spekuliacijas dėl pasaulinės klimato kaitos. Toks reiškinys taikos metu stebimas pirmą kartą nuo pramonės eros pradžios ir yra susijęs su masiniu pasaulio šalių perėjimu į naują, postindustrinį vystymosi etapą, kuriame energijos suvartojimas vienam gyventojui išlieka pastovus. . Šis faktas yra labai svarbus, nes dėl to bendras energijos suvartojimas pasaulyje auga daug lėčiau. Galima teigti, kad rimtas energijos vartojimo augimo sulėtėjimas daugeliui sinoptikų buvo visiškai netikėtas.

Kuro krizė

Aštuntojo dešimtmečio pradžioje laikraščių puslapiai buvo pilni antraščių: „Energetikos krizė!“, „Kiek truks iškastinis kuras?“, „Naftos amžiaus pabaiga!“, „Energetikos chaosas“. Šiai temai vis dar daug dėmesio skiriama visoms žiniasklaidos priemonėms – spaudai, radijui, televizijai. Tokiam nerimui yra pagrindo, nes žmonija įžengė į sunkų ir gana ilgą savo energetinės bazės galingo vystymosi laikotarpį. Todėl reikėtų tiesiog išleisti žinomas kuro atsargas, tačiau plečiant šiuolaikinės energijos mastą, ieškoti naujų energijos šaltinių ir kurti naujus jos konvertavimo būdus.
Yra daug prognozių apie energetikos sektoriaus plėtrą. Vis dėlto, nepaisant patobulintos prognozavimo metodikos, sinoptikai nėra apsaugoti nuo klaidingų skaičiavimų ir neturi pakankamai pagrindo kalbėti apie didelį savo prognozių tikslumą tokiam laiko intervalui kaip 40-50 metų.
Žmogus visada sieks turėti kuo daugiau energijos judėti į priekį. Ne visada mokslas ir technologijos suteiks jam galimybę gauti energijos vis didesniais kiekiais. Tačiau, kaip rodo istorinė raida, tikrai atsiras naujų atradimų ir išradimų, kurie padės žmonijai padaryti dar vieną kokybinį šuolį ir dar greitesniais žingsniais eiti į naujus pasiekimus.
Tačiau energijos išteklių išeikvojimo problema išlieka. Žemės turimi ištekliai yra suskirstyti į atsinaujinantis Ir neatnaujinamas. Pirmieji apima saulės energiją, Žemės šilumą, vandenynų potvynius, miškus. Jie nenustos egzistuoti tol, kol bus Saulė ir Žemė. Neatsinaujinantys ištekliai gamtos nepasipildo arba pasipildo labai lėtai, daug lėčiau nei juos naudoja žmonės. Gana sunku nustatyti naujo iškastinio kuro susidarymo greitį Žemės žarnyne. Šiuo atžvilgiu ekspertų vertinimai skiriasi daugiau nei 50 kartų. Net jei priimtume didžiausią skaičių, degalų kaupimosi Žemės žarnyne greitis vis tiek yra tūkstantį kartų mažesnis nei jo suvartojimo greitis. Todėl tokie ištekliai vadinami neatsinaujinančiais. Atsargų ir pagrindinių suvartojimo įvertinimas pateiktas 5.44 lentelėje. Lentelėje pateikiami galimi ištekliai. Todėl šiandieniniais kasybos metodais iš jų galima išgauti tik apie pusę. Kita pusė lieka po žeme. Štai kodėl dažnai teigiama, kad atsargų užteks 120–160 metų. Didelį susirūpinimą kelia artėjantis naftos ir dujų išeikvojimas, kuris (galimais skaičiavimais) gali trukti tik 40–60 metų.
Anglis turi savų problemų. Pirma, jo pervežimas yra labai daug darbo reikalaujantis verslas. Taigi Rusijoje pagrindinės anglies atsargos yra sutelktos rytuose, o pagrindinis suvartojimas – europinėje dalyje. Antra, plačiai paplitęs anglies naudojimas yra susijęs su rimta oro tarša, žemės paviršiaus užsikimšimu ir dirvožemio blogėjimu.
Įvairiose šalyse visos šios problemos atrodo skirtingai, tačiau jų sprendimas beveik visur buvo vienodas – atominės energijos įvedimas. Urano žaliavų atsargos taip pat ribotos. Tačiau jei kalbėsime apie modernius patobulinto tipo šiluminius reaktorius, tai jiems dėl gana didelio efektyvumo urano atsargos gali būti laikomos praktiškai neribotomis.
Tai kodėl žmonės kalba apie energetinę krizę, jei šimtams metų užtenka tik iškastinio kuro, o branduolinio kuro vis dar yra rezerve?
Visas klausimas yra kiek tai kainuoja. Ir kaip tik iš šios pusės dabar reikėtų svarstyti energetikos problemą. žemės gelmėse vis dar yra daug, bet jų naftos ir dujų gavyba vis brangsta, nes ši energija turi būti išgaunama iš skurdesnių ir gilesnių sluoksnių, iš skurdžių telkinių, aptiktų negyvenamuose, sunkiai aptinkamuose. pasiekti sritis. Norint sumažinti iškastinio kuro naudojimo poveikį aplinkai, reikia ir turės būti investuota daug daugiau.
Branduolinė energija dabar diegiama ne todėl, kad ji šimtmečius ir tūkstantmečius tiekiama kuru, o dėl naftos ir dujų taupymo ir taupymo ateičiai, taip pat dėl galimybės sumažinti biosferos aplinkos naštą.
Plačiai paplitusi nuomonė, kad atominių elektrinių elektros kaina yra daug mažesnė nei anglimi kūrenamose, o ateityje ir dujomis kūrenamose elektrinėse. Bet jei išsamiai apsvarstysime visą branduolinės energijos ciklą (nuo žaliavų gavybos iki radioaktyviųjų atliekų šalinimo, įskaitant ir pačios atominės elektrinės statybos išlaidas), tai atominės elektrinės eksploatavimas ir jos saugumo užtikrinimas. eksploatacija pasirodo brangesnė nei tokio paties galingumo gamyklos statyba ir eksploatavimas naudojant tradicinius energijos šaltinius (1 lentelė). 5.8 JAV ekonomikos pavyzdžiu).
Todėl pastaraisiais metais vis daugiau dėmesio skiriama energiją taupančioms technologijoms ir atsinaujinančių šaltinių- pavyzdžiui, saulė, vėjas, vandens stichija. Pavyzdžiui, Europos Sąjunga užsibrėžė tikslą 2010–2012 m. elektros energijos iš naujų šaltinių gauna 22 proc. Pavyzdžiui, Vokietijoje jau 2001 metais iš atsinaujinančių šaltinių pagaminama energija prilygo 8 branduolinių reaktorių darbui, arba 3,5% visos elektros energijos.
Daugelis mano, kad ateitis priklauso Saulės dovanoms. Tačiau, pasirodo, čia ne viskas taip paprasta. Kol kas elektros energijos gamybos naudojant modernius saulės fotovoltinius elementus kaina yra 100 kartų didesnė nei įprastose elektrinėse. Tačiau saulės elementų srityje dirbantys ekspertai kupini optimizmo ir tiki, kad jiems pavyks gerokai sumažinti jų kainą.
Specialistų požiūriai į atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimo perspektyvas yra labai skirtingi. Anglijos Mokslo ir technologijų komitetas, išanalizavęs tokių energijos šaltinių plėtros perspektyvas, priėjo prie išvados, kad jų naudojimas šiuolaikinių technologijų pagrindu yra mažiausiai du keturis kartus brangesnis nei atominės elektrinės statyba. augalas. Kiti įvairių šių energijos šaltinių prognozių specialistai jau netolimoje ateityje. Matyt, atsinaujinantys energijos šaltiniai bus naudojami tam tikrose efektyviam ir ekonomiškam jų naudojimui palankiose pasaulio vietose, tačiau itin ribotai. Didžiąją žmonijos energijos poreikių dalį turėtų užtikrinti anglis ir branduolinė energija. Tiesa, kol kas nėra tokio pigaus šaltinio, kuris leistų energetiką vystyti tokiais sparčiais tempais, kaip norėtume.
Dabar ir ateinančiais dešimtmečiais – daugiausia žalias energijos šaltinis branduolinė, o vėliau, galbūt, pristatomi termobranduoliniai redaktoriai. Su jų pagalba žmogus judės technologinės pažangos žingsniais. Ji judės tol, kol atras ir įsisavins kokį kitą, patogesnį energijos šaltinį.
5.38 paveiksle pavaizduotas atominių elektrinių pajėgumų pasaulyje augimo ir elektros gamybos 1971-2006 metų grafikas bei 2020-30 metų plėtros prognozės. Be minėtųjų, kelios besivystančios šalys, tokios kaip Indonezija, Egiptas, Jordanija ir Vietnamas, paskelbė apie galimybę statyti atomines elektrines ir ėmėsi pirmųjų žingsnių šia kryptimi.

5.38 pav. ( viršuje) Atominių elektrinių pajėgumų ir elektros gamybos augimas 1971-2006 m. pagal TATENA ir AE pajėgumų prognozes pasaulyje 2020-2030 m. ( apačioje)

Ekologinė energetikos krizė

Pagrindinės energijos poveikio aplinkai formos yra šios.

Žmonija vis dar didžiąją dalį energijos gauna naudodama neatsinaujinančius išteklius.
Atmosferos tarša: terminis efektas, dujų ir dulkių išmetimas į atmosferą.
3. Hidrosferos tarša: vandens telkinių šiluminė tarša, teršalų išmetimas.
Litosferos tarša transportuojant energijos nešiklius ir šalinant atliekas, gaminant energiją.
Aplinkos tarša radioaktyviosiomis ir toksiškomis atliekomis.
Upių hidrologinio režimo pokyčiai hidroelektrinėmis ir dėl to tarša vandentakio teritorijoje.
Elektromagnetinių laukų aplink elektros linijas kūrimas.

Suderinti nuolatinį energijos suvartojimo augimą su neigiamų energijos pasekmių augimu, atsižvelgiant į tai, kad netolimoje ateityje žmonija pajus iškastinio kuro ribotumą, atrodo įmanoma dviem būdais.

Energijos taupymas. Pažangos įtakos energijos taupymui laipsnį galima parodyti garo mašinų pavyzdžiu. Kaip žinia, garo mašinų efektyvumas prieš 100 metų buvo 3-5%, o dabar siekia 40%. Pasaulio ekonomikos raida po aštuntojo dešimtmečio energetinės krizės taip pat parodė, kad žmonija turi nemažų atsargų šiame kelyje. Išteklius ir energiją taupančių technologijų naudojimas žymiai sumažino degalų ir medžiagų suvartojimą išsivysčiusiose šalyse.
Švaresnių energijos gamybos rūšių plėtra. Problema tikriausiai gali būti išspręsta kuriant alternatyvias energijos rūšis, ypač pagrįstas atsinaujinančių šaltinių naudojimu. Tačiau šios krypties įgyvendinimo būdai dar nėra aiškūs. Iki šiol atsinaujinantys šaltiniai sudaro ne daugiau kaip 20% viso pasaulio energijos suvartojimo. Didžiausią indėlį į šį 20 % sudaro biomasės ir hidroenergijos naudojimas.

Tradicinės energetikos aplinkosaugos problemos

Didžioji dalis elektros šiuo metu pagaminama šiluminėse elektrinėse (TPP). Po to dažniausiai seka hidroelektrinės (HE) ir atominės elektrinės (AE).

Maskvos valstybinis tarptautinių santykių institutas (U) Rusijos URM

Pasaulio ekonomikos departamentas

Pranešimas tema
„Pasaulio energetikos problema ir jos sprendimo būdai“

Darbą baigė: Tarptautinių ekonominių santykių fakulteto I kurso 11 grupės studentė
Badovskaya N.V.
Mokslinis patarėjas: Komissarova Zh.N.

Maskva
2006

Visai gyvybei Žemėje reikia energijos. Tačiau, be biologinių poreikių, žmonija su technologijų ir mokslo pažanga tampa vis labiau pažeidžiama dėl savo priklausomybės nuo išorinių energijos šaltinių, būtinų daugeliui prekių ir paslaugų gamybai. Apskritai energija leidžia žmonėms gyventi kintančiomis gamtos sąlygomis ir didelio gyventojų tankio sąlygomis, taip pat kontroliuoti savo aplinką. Tokios priklausomybės laipsnį lemia daugybė veiksnių – pradedant klimatu ir baigiant pragyvenimo lygiu tam tikroje šalyje: akivaizdu, kad kuo patogiau žmogus savo gyvenimą, tuo labiau priklauso nuo išorinių energijos šaltinių. Puikus tokios priklausomybės pavyzdys gali būti JAV, pasak George'o W. Busho, „priklausomos nuo naftos, importuojamos iš nestabilių regionų“, ir Europa, kuri beveik visiškai priklauso nuo energijos tiekimo iš Rusijos. Naujos technologijos leidžia sumažinti energijos suvartojimą, padaryti ją išmanesnę ir pritaikyti naujausius, efektyviausius jos gavimo ir panaudojimo būdus.

Tačiau bet kokių energijos išteklių suvartojimas turi kiekybinės plėtros ribas. XXI amžiaus pradžioje daugelis klausimų jau pasiekė pasaulinę reikšmę. Vienų svarbiausių naudingųjų iškasenų – naftos ir dujų – atsargos pamažu artėja prie išsekimo, o visiškas jų išsekimas gali įvykti jau kitą šimtmetį.

Su energetikos sektoriumi glaudžiai susijusios ir aplinkos problemos, susijusios su energijos naudojimo ir perdirbimo poveikiu, pirmiausia klimato kaita.

Taigi energetikos klausimas yra vienas svarbiausių gilesnės ir visapusiškesnės žmonijos raidos problemos komponentų, todėl šiandien kaip niekad aktualus uždavinys ieškoti naujų pelningų energijos šaltinių.

Šiuo metu kuro ištekliai yra plačiausiai naudojami energijos gamybai, sudarantys apie 75% pasaulinės produkcijos. Apie jų privalumus galima pasakyti daug – jie yra santykinai lokalizuoti keliuose dideliuose klasteriuose, lengvai eksploatuojami ir tiekia pigią energiją (žinoma, nebent būtų atsižvelgta į taršos žalą). Tačiau taip pat yra keletas rimtų trūkumų:

Kuro išteklių atsargos artimiausiu metu bus išeikvotos, o tai sukels skaudžių pasekmių nuo jų priklausančioms šalims.

Kasyba tampa sunkesnė, brangesnė ir pavojingesnė, nes naudojame labiausiai prieinamus baseinus.

Priklausomybė nuo naftos sukėlė de facto monopolizaciją, karus ir socialinę bei politinę destabilizaciją.

Kasyba sukelia rimtų aplinkos problemų.

Viena iš perspektyvių energetikos sričių yra branduolinė energetika.

Atominėse elektrinėse elektra gaminama vykstant branduolio dalijimosi reakcijoms, kurių metu, sudeginus palyginti nedidelį kuro kiekį, susidaro didžiulis energijos kiekis. Esant tokiam suvartojimo lygiui, ištirtų urano telkinių pakaks daugiau nei 5 000 000 000 metų – per tiek laiko net mūsų Saulė spės išdegti.

Katastrofų ir avarijų atominėse elektrinėse tikimybė šiek tiek stabdo šios pramonės plėtrą, sukelia visuomenės nepasitikėjimą branduoline energetika. Tačiau istorinėje perspektyvoje dėl avarijų šiluminėse ir hidroelektrinėse žuvo daug daugiau žmonių, jau nekalbant apie žalą aplinkai.

Kitas būdas gauti energijos, jau daugiau nei dešimtmetį jaudinantis mokslininkų mintis, yra branduolių sintezė. Branduolio sintezė išskiria šimtus kartų daugiau energijos nei dalijimasis, o kuro atsargų tokiems reaktoriams užteks daugeliui milijardų metų. Tačiau tokia reakcija dar nesuvaldyta, o pirmųjų tokių įrenginių pasirodymo tikimasi ne anksčiau kaip 2050 m.

Alternatyva šiems energijos ištekliams gali būti atsinaujinantys šaltiniai: hidroenergija, vėjo ir potvynio bangų energija, saulės, geoterminė, terminė vandenyno vandens energija ir bioenergija.

Iki pramonės revoliucijos atsinaujinantys ištekliai buvo pagrindinis energijos šaltinis. Kietasis biokuras, pavyzdžiui, mediena, vis dar yra svarbus besivystančių šalių neturtingiesiems.

Biomasė (organinių medžiagų deginimas energijai gaminti), biokuras (biomedžiagų perdirbimas etanoliui sintetinti) ir biodujos (anaerobinis biologinių atliekų apdorojimas) yra kiti atsinaujinantys energijos šaltiniai, kurių nereikėtų nuvertinti. Jie negali užtikrinti energijos gamybos pasauliniu mastu, tačiau jie gali pagaminti iki 10 MW / h. Be to, jie gali padengti biologinių atliekų šalinimo išlaidas.

Hidroenergija yra vienintelis šiandien naudojamas atsinaujinantis energijos šaltinis, užtikrinantis didelę pasaulio energijos gamybos dalį. Hidroenergetikos potencialas atskleistas nežymiai, ilgainiui gaunamos energijos kiekis padidės 9-12 kartų. Tačiau naujų užtvankų statybą stabdo su tuo susiję aplinkos trikdžiai. Šiuo atžvilgiu didėja susidomėjimas mini hidroelektrinių projektais, kurie leidžia išvengti daugelio didelių užtvankų problemų.

Šiandien saulės baterijos gali paversti apie 20% gaunamos saulės energijos į elektros energiją. Tačiau jei bus sukurti specialūs „šviesos kolektoriai“ ir jie užimtų bent 1% dirbamai žemei naudojamos žemės, tai galėtų padengti visas šiuolaikines energijos sąnaudas. Be to, tokio saulės kolektoriaus našumas yra nuo 50 iki 100 kartų didesnis nei vidutinės hidroelektrinės. Saulės baterijas galima montuoti ir ant laisvo esamos pramoninės infrastruktūros paviršiaus, taip išvengiant žemės pasitraukimo iš parkų ir pasėlių plotų. Vokietijos vyriausybė šiuo metu vykdo panašią programą, kurią su susidomėjimu stebi ir kitos šalys.

Tyrimų dėka pavyko išsiaiškinti, kad dumblių ūkiai gali sugauti iki 10%, šiluminiai saulės kolektoriai – iki 80% saulės energijos, kuri vėliau gali būti panaudota įvairiems tikslams.

Vėjo energija šiandien yra vienas pigiausių atsinaujinančių šaltinių. Potencialiai jis gali suteikti penkis kartus daugiau energijos nei šiandien suvartojama pasaulyje arba 40 kartų patenkinti elektros poreikį. Norėdami tai padaryti, vėjo jėgainėmis reikės užimti 13% visos žemės, o būtent tose vietose, kur oro masių judėjimas yra ypač stiprus.

Vėjo greitis jūroje yra maždaug 90 % didesnis nei vėjo greitis sausumoje, o tai reiškia, kad jūroje veikiančios vėjo turbinos gali generuoti daug daugiau energijos.

Toks energijos gavimo būdas taip pat turėtų poveikį aplinkai, sušvelnindamas šiltnamio efektą.

Geoterminė energija, vandenynų šiluminė energija ir potvynio bangų energija yra vieninteliai šiuo metu atsinaujinantys šaltiniai, kurie nepriklauso nuo saulės, tačiau yra „koncentruoti“ tam tikrose srityse. Visa turima potvynių energija gali sudaryti apie ketvirtadalį dabartinės energijos suvartojimo. Šiuo metu vykdomi didelio masto potvynių ir atoslūgių jėgainių kūrimo projektai.

Geoterminė energija turi didžiulį potencialą, jei atsižvelgsite į visą šilumą, įstrigusį Žemėje, nors į paviršių išeinanti šiluma yra 1/20 000 energijos, kurią gauname iš Saulės, arba maždaug 2–3 kartus didesnė už Žemės energiją. potvyniai ir atoslūgiai.

Šiuo metu pagrindiniai geoterminės energijos vartotojai yra Islandija ir Naujoji Zelandija, nors daugelis šalių planuoja tokią plėtrą.

Nagrinėjamos energijos išteklių rūšys jokiu būdu neturi trūkumų.

Daugumos technologijų, susijusių su atsinaujinančių išteklių naudojimu, taikymas kainuoja brangiai, o dažnai tokių stočių vieta yra itin nepatogi, dėl to šie šaltiniai galiausiai tampa nuostolingi ir vartotojui nepasiekiami. Kita vertus, daugelis šaltinių leidžia kurti mažas pramonės šakas, esančias arti energijos vartotojų, pavyzdžiui, saulės baterijas.

Kita problema – neigiamas poveikis aplinkai. Pavyzdžiui, užtvankų statyba, kaip bebūtų keista, prisideda prie šiltnamio efekto – irstanti užliejamų teritorijų organinė medžiaga išskiria anglies dvideginį. Apskritai kenčia visa užblokuotos upės ekosistema.

Be konkrečiai vietai būdingų geoterminių ir hidroelektrinių išteklių, kiti alternatyvūs energijos šaltiniai dažnai yra brangesni ir nepatogiai naudojami nei įprastinis iškastinis kuras. Bene vienintelė jų taikymo sritis išlieka atokios vietovės su neišvystyta infrastruktūra, kur pigiau statyti vėjo ir kitas stotis, nei gabenti kurą jūra ar sausuma, taip pat neišvystyti Žemės regionai.

Kitas energijos problemos sprendimo būdas – intensyvinimas. Naujos technologijos geriau išnaudoja turimą energiją, todėl įrenginiai tampa efektyvesni, pavyzdžiui, efektyvesnės fluorescencinės lempos, varikliai, izoliacinės medžiagos. Aplinkoje iššvaistomą šilumą šilumokaičiais galima panaudoti vandeniui šildyti ir centriniam pastatų šildymui.

Naujų technologijų dėka esamos elektrinės gali dirbti našiau su minimaliomis sąnaudomis ir keistis. Naujos elektrinės gali būti efektyvesnės naudojant tokias technologijas kaip „kogeneracija“. Nauji architektūriniai sprendimai gali apimti saulės kolektorių naudojimą. Šviesos diodai palaipsniui keičia pasenusias elektros lemputes. Natūralu, kad nė vienas iš šių būdų nesiūlo amžinojo judėjimo technologijos, o dalis energijos visada išleidžiama „šildymui“.

Tolimoje ateityje kosmoso tyrinėjimai gali atnešti daugybę naujų energijos šaltinių, nors jie vargu ar yra svarbūs sprendžiant šiandienos energetikos problemas.

Per trumpą laiką galime sau leisti saulės energijos orbitines stotis, kurios surinktų saulės energiją 24 valandas per parą ir perduotų ją į Žemę mikrobangomis. Šios srities fundamentiniai tyrimai leis ateityje padaryti tokio tipo energijos gamybą ekonomiškai efektyvią ir konkurencingą, palyginti su antžeminiais šaltiniais.

Branduolinis kuras teoriškai gali būti išgaunamas iš asteroidų, tačiau technines kliūtis gręžti asteroidus yra daug sunkiau įveikti nei tas, kurios susijusios su didžiulių Žemės urano-238 atsargų išnaudojimu.

Kita įdomi galimybė yra helio-3 izotopo, kuris Žemėje nepasiekiamas, išgavimas Mėnulyje. Šio tipo kuras gali būti naudojamas specialioje dalijimosi reakcijoje, kuri turi pranašumų, palyginti su įprasto urano dalijimu.

Na, o labai tolimoje ateityje žmonija, įvaldžiusi kosmosą, turės didžiulį energijos išteklių pasirinkimą. Ir tada tikriausiai bus galima panaudoti milžinišką Juodųjų skylių potencialą, kurio galimybę mokslininkai jau svarsto.

Tolimesnė energetikos pramonės plėtra bet kokiu atveju susidurs su sunkumais: didėjančiu gyventojų skaičiumi, tenkinant aukštesnio gyvenimo lygio poreikius, švaresnės gamybos poreikiu ir mineralų išeikvojimu. Kad išvengtumėte energijos krizių, turite atsiminti:

energetikos problemos sprendimas neįmanomas nekreipiant dėmesio į aplinkosauginį aspektą;

tik integruotas požiūris, numatantis efektyvesnį jau žinomų ir alternatyvių šaltinių naudojimą, toliau patenkins žmonijos poreikį elektros energijai;

naujų technologijų kūrimas ir diegimas atvers prieigą prie naujų energijos šaltinių, kurie šiuo metu yra neprieinami.

Baigdamas norėčiau pacituoti JAV Energetikos departamento sekretoriaus Samuelio Bodmano žodžius: „Šiandien pasaulio ekonomikai reikia naftos, kad ji vystytųsi. Mums reikia būdų, kaip pasiekti jos augimą, kurie sumažintų mūsų priklausomybę nuo iškastinio kuro ir plėstų švaresnių bei patikimesnių energijos šaltinių naudojimą. Trumpai tariant, mums reikia įvairovės. Tai nebus pigiau ar lengviau, bet būtina. Tiesą sakant, viskas priklauso nuo jo. Taigi mes tiesiog turime tai suteikti“.

Planuoti

1. Įvadas

2) Pasaulio energetikos problema

3) Žaliavų ir energijos problemos sprendimo būdai

4) Alternatyvūs energijos šaltiniai

5. Išvada

6) Literatūra

Įvadas

Šiuo metu vis aktualesnės tampa gamtinės aplinkos ir jos dauginimosi problemos, riboti organinių ir mineralinių išteklių ištekliai. Ši globali problema visų pirma susijusi su svarbiausių planetos organinių ir mineralinių išteklių ribotumu. Mokslininkai perspėja apie galimą žinomų ir turimų naftos ir dujų atsargų išeikvojimą, taip pat kitų kritinių išteklių išeikvojimą: geležies ir vario rūdos, nikelio, mangano, aliuminio, chromo ir kt.

Pasaulyje iš tiesų yra nemažai natūralių apribojimų. Taigi, jei apskaičiuosime kuro kiekį į tris kategorijas: išžvalgytas, galimas, tikėtinas, tai anglies užteks 600 metų, naftos – 90, gamtinių dujų – 50 urano – 27 metams. Kitaip tariant, visų rūšių kuras visose kategorijose bus sudegintas per 800 metų. Spėjama, kad iki 2010 metų mineralinių žaliavų paklausa pasaulyje išaugs 3 kartus lyginant su šiandieniniu lygiu. Jau dabar daugelyje šalių turtingi telkiniai buvo išdirbti iki galo arba yra beveik išeikvoti. Panaši situacija stebima ir kitų mineralų atveju. Jei energijos gamyba augs vis sparčiau, tai visos šiuo metu naudojamos kuro rūšys bus sunaudotos per 130 metų, tai yra 22 amžiaus pradžioje.

Pasaulio energetikos problema

* rasti priemonių sistemą, užtikrinančią tinkamas investicijas ir struktūrinius pokyčius šalių viduje;

* rasti politiškai priimtinus būdus patvirtinti ir paremti savo rinkėjus, kurie taip pat turės mokėti už pamainas tiek mokesčiais, tiek gyvenimo būdu, o kai kuriems sprendimams gali būti pasipriešinta (pavyzdžiui, atominė energetika);

* sudaryti priimtiną pagrindą sąveikai su kitais pagrindiniais pasaulio energijos rinkos dalyviais.

Pasaulinės energetikos aplinkosaugos problemos

Šiltnamio efektas. Padidėjusi anglies dvideginio koncentracija atmosferoje sukelia vadinamąjį šiltnamio efektą, kuris buvo pavadintas pagal analogiją su augalų perkaitimu šiltnamyje. Filmo vaidmenį atmosferoje atlieka anglies dioksidas. Pastaraisiais metais panašus vaidmuo tapo žinomas kai kurioms kitoms dujoms (CH4 ir N2O). Metano kiekis kasmet padidėja 1%, anglies dioksido - 0,4%, azoto oksido - 0,2%. Manoma, kad pusę šiltnamio efekto sukelia anglies dioksidas.

Oro tarša. Neigiamas energijos poveikis atmosferai atsispindi kietųjų dalelių, aerozolių ir cheminės taršos pavidalu. Ypatingą reikšmę turi cheminiai teršalai. Pagrindinis – sieros dioksidas, išsiskiriantis degant anglims, skalūnams, naftai, kuriuose yra sieros priemaišų. Kai kurios anglies rūšys, kuriose yra daug sieros, išskiria iki 1 tonos sieros dioksido 10 tonų sudegintų anglių. Dabar visa Žemės rutulio atmosfera yra užteršta sieros dioksidu. Vyksta oksidacija iki sieros anhidrido, o pastarasis kartu su lietumi nukrenta į žemę sieros rūgšties pavidalu. Šie krituliai vadinami rūgštiniais lietus. Lygiai taip pat atsitinka, kai azoto dioksidą sugeria lietus – susidaro azoto rūgštis.

Ozono skylės. Pirmą kartą virš Antarktidos buvo aptiktas ozono sluoksnio storio sumažėjimas. Šis poveikis yra antropogeninio poveikio rezultatas. Dabar aptiktos kitos ozono skylės. Šiuo metu visoje planetoje pastebimas ozono kiekio atmosferoje sumažėjimas. Žiemą tai yra 5-6% per dešimtmetį, o vasarą - 2-3%. Kai kurie mokslininkai mano, kad tai yra freonų (chlorfluormetanų) veikimo apraiška, tačiau ozoną ardo ir azoto oksidas, kurį išskiria energetikos įmonės.

Žaliavų ir energijos problemos sprendimo būdai:

1. Gamybos apimčių mažėjimas;

2. Gavybos ir gamybos efektyvumo didinimas;

3. Alternatyvių energijos šaltinių naudojimas;

Gamybos apimčių mažinimas yra labai problemiškas, nes. šiuolaikiniam pasauliui reikia vis daugiau žaliavų ir energijos, o jų mažinimas tikrai sukels pasaulinę krizę. Efektyvumo padidėjimas taip pat nežadantis. jo įgyvendinimas reikalauja didelių investicijų, o žaliavos atsargos nėra neribotos. Todėl pirmenybė teikiama alternatyviems energijos šaltiniams.

Rusijos Federacijos žemės ūkio ir maisto ministerija

FGOU VPO Uralo valstybinė žemės ūkio akademija

Ekologijos ir gyvūnų higienos katedra

Esė apie ekologiją:

Žmonijos energijos problemos

Atlikėjas: ANTONIO

studentas FTZh 212T

Vadovas: Lopaeva

Nadežda Leonidovna

Jekaterinburgas 2007 m

Įvadas. 3

Energija: prognozė darnaus žmonijos vystymosi požiūriu. 5

Netradiciniai energijos šaltiniai. vienuolika

Saulės energija. 12

vėjo energija. 15

Žemės šiluminė energija. 18

Vidaus vandenų energija. 19

Biomasės energija.. 20

Išvada. 21

Literatūra. 23

Įvadas

Dabar labiau nei bet kada iškilo klausimas, kokia bus planetos ateitis energetikos požiūriu. Kas laukia žmonijos – energijos alkis ar energijos gausa? Laikraščiuose ir įvairiuose žurnaluose vis daugiau straipsnių apie energetikos krizę. Dėl naftos kyla karai, valstybės klesti ir skursta, pakeičiamos vyriausybės. Pranešimai apie naujų įrenginių paleidimą ar naujus išradimus energetikos srityje buvo pradėti priskirti laikraščių sensacijų kategorijai. Kuriamos milžiniškos energetikos programos, kurių įgyvendinimas pareikalaus milžiniškų pastangų ir didžiulių materialinių išlaidų.

Jei XIX amžiaus pabaigoje energija pasaulio balanse apskritai vaidino pagalbinį ir nereikšmingą vaidmenį, tai jau 1930 metais pasaulyje buvo pagaminta apie 300 milijardų kilovatvalandžių elektros energijos. Laikui bėgant – milžiniški skaičiai, didžiuliai augimo tempai! Ir vis tiek energijos bus mažai – jos poreikis auga dar sparčiau. Žmonių materialinės, o galiausiai ir dvasinės kultūros lygis tiesiogiai priklauso nuo jų turimos energijos kiekio.

Norint išgauti rūdą, iš jos išlydyti metalą, pastatyti namą, pagaminti bet kokį daiktą, reikia sunaudoti energiją. O žmonių poreikiai visą laiką auga, o žmonių daugėja. Tai kam sustoti? Mokslininkai ir išradėjai jau seniai sukūrė daugybę energijos, visų pirma elektros, gamybos būdų. Tada statykime vis daugiau elektrinių, ir energijos bus tiek, kiek reikės! Toks iš pažiūros akivaizdus sudėtingos problemos sprendimas, pasirodo, yra kupinas daugybės spąstų. Nenumaldomi gamtos dėsniai teigia, kad naudoti energiją galima gauti tik ją transformuojant iš kitų formų.

Amžinieji varikliai, neva gaminantys energiją ir jos iš niekur nepaimantys, deja, neįmanomi. O pasaulio energetikos ekonomikos struktūra šiandien susiklostė taip, kad keturi iš penkių pagamintų kilovatų iš principo gaunami taip pat, kaip šildydavo pirmykštis žmogus, tai yra degindamas kurą arba naudodamas chemikalus. jame sukauptos energijos, šiluminėse elektrinėse paverčiant ją elektra.

Tiesa, kuro deginimo būdai tapo daug sudėtingesni ir tobulesni. Išaugę aplinkos apsaugos reikalavimai pareikalavo naujo požiūrio į energetiką. Kuriant Energetikos programą dalyvavo žymiausi įvairių sričių mokslininkai ir specialistai. Naujausių matematinių modelių pagalba elektroniniai kompiuteriai apskaičiavo kelis šimtus būsimos energijos balanso struktūros variantų. Rasti esminiai sprendimai, nulėmę ateinančių dešimtmečių energetikos plėtros strategiją. Nors artimiausios ateities energetikos sektorius vis dar bus pagrįstas šiluminės energetikos inžinerija, naudojanti neatsinaujinančius išteklius, jo struktūra keisis. Aliejaus naudojimas turi būti sumažintas. Elektros gamyba atominėse elektrinėse gerokai padidės.

Energija: prognozė darnaus žmonijos vystymosi požiūriu

Pagal kokius dėsnius ateityje vystysis pasaulio energetika, remiantis JT darnaus žmonijos vystymosi koncepcija? Irkutsko mokslininkų tyrimų rezultatai, jų palyginimas su kitų autorių darbais leido nustatyti nemažai bendrų dėsningumų ir bruožų.

Darnaus žmonijos vystymosi samprata, suformuluota 1992 metais Rio de Žaneire vykusioje JT konferencijoje, neabejotinai turi įtakos ir energetikos sektoriui. Konferencija parodo, kad žmonija negali toliau vystytis tradiciniu būdu, kuriam būdingas neracionalus gamtos išteklių naudojimas ir progresuojantis neigiamas poveikis aplinkai. Jei besivystančios šalys eis tuo pačiu keliu, kaip išsivysčiusios šalys pasiekė savo gerovę, pasaulinė aplinkos katastrofa bus neišvengiama.

Darnaus vystymosi samprata remiasi objektyvia trečiojo pasaulio šalių socialinio-ekonominio vystymosi būtinybe (taip pat teise ir neišvengiamumu). Išsivysčiusios šalys, matyt, galėtų „susitaikyti“ (bent kuriam laikui) su pasiektu klestėjimo ir planetos išteklių vartojimo lygiu. Tačiau kalbama ne tik apie aplinkos ir žmonijos egzistavimo sąlygų išsaugojimą, bet ir apie besivystančių šalių („Pietų“) socialinio ir ekonominio lygio kėlimą ir priartinimą prie išsivysčiusių šalių („Šiaurės“). “).

Tvaraus vystymosi energetikos reikalavimai, žinoma, bus platesni nei švarios energijos. Naudojamų energijos išteklių neišsemiamumo ir aplinkos švaros reikalavimai, įtvirtinti aplinką tausojančios energetikos sistemos koncepcijoje, tenkina du svarbiausius darnaus vystymosi principus – ateities kartų interesus ir aplinkos išsaugojimą. Analizuodami likusius darnaus vystymosi koncepcijos principus ir ypatumus, galime daryti išvadą, kad šiuo atveju energetikos sektoriui turėtų būti keliami bent du papildomi reikalavimai:

Energijos suvartojimo (įskaitant energetines paslaugas gyventojams) užtikrinimas, ne mažesnis už tam tikrą socialinį minimumą;

Nacionalinės energetikos (taip pat ir ekonomikos) plėtra turėtų būti tarpusavyje derinama su jos plėtra regioniniu ir pasauliniu lygiu.

Pirmasis išplaukia iš socialinių veiksnių prioriteto ir socialinio teisingumo užtikrinimo principų: siekiant realizuoti žmonių teisę į sveiką ir vaisingą gyvenimą, mažinti pasaulio tautų gyvenimo lygio atotrūkį, panaikinti skurdą ir nepriteklių. , būtina užtikrinti tam tikrą pragyvenimo lygį, įskaitant minimalių būtinų gyventojų ir ūkio energijos poreikių patenkinimą.

Antrasis reikalavimas yra susijęs su globaliu gresiančios aplinkos katastrofos pobūdžiu ir būtinybe koordinuoti visos pasaulio bendruomenės veiksmus šiai grėsmei pašalinti. Netgi pakankamai savo energijos išteklių turinčios šalys, pavyzdžiui, Rusija, negali planuoti savo energetikos plėtros atskirai, nes reikia atsižvelgti į pasaulinius ir regioninius aplinkos ir ekonominius suvaržymus.

1998-2000 metais ISEM SB RAS atliko XXI amžiaus pasaulio ir jo regionų energetikos pramonės plėtros perspektyvų tyrimus, kuriuose kartu su paprastai keliamais tikslais, nustatyti ilgalaikes energetikos plėtros tendencijas, racionalias kryptis. mokslo ir technikos pažanga ir kt. buvo bandoma išbandyti gautus energetikos sektoriaus plėtros „dėl tvarumo“ variantus, t.y. už darnaus vystymosi sąlygų ir reikalavimų laikymąsi. Tuo pačiu metu, priešingai nei anksčiau plėtotės, remiantis principu „kas bus, jei...“, autoriai bandė pasiūlyti, jei įmanoma, patikimą energetikos pramonės plėtros prognozę. pasaulis ir jo regionai XXI amžiuje. Nepaisant viso jo įprastumo, pateikiama realesnė idėja apie energetikos ateitį, galimą poveikį aplinkai, būtinas ekonomines sąnaudas ir kt.

Bendra šių tyrimų schema iš esmės yra tradicinė: naudojami matematiniai modeliai, kuriems ruošiama informacija apie energijos poreikius, išteklius, technologijas ir apribojimus. Siekiant atsižvelgti į informacijos neapibrėžtumą, pirmiausia apie energijos poreikius ir suvaržymus, sudaromas ateities energetikos plėtros sąlygų scenarijų rinkinys. Tada modelių skaičiavimų rezultatai analizuojami pateikiant atitinkamas išvadas ir rekomendacijas.

Pagrindinis tyrimo įrankis buvo GEM-10R pasaulinis energijos modelis. Šis modelis yra optimizavimo, linijinis, statinis, daugiaregioninis. Paprastai pasaulis buvo padalintas į 10 regionų: Šiaurės Amerika, Europa, buvusios SSRS šalys, Lotynų Amerika, Kinija ir kt. Modelis optimizuoja visų regionų energetikos struktūrą vienu metu, atsižvelgiant į eksportą-importą. kuras ir energija 25 metų intervalais – 2025, 2050, 2075 ir 2100 m. Optimizuojama visa technologinė grandinė, pradedant pirminių energijos išteklių gavyba (ar gamyba), baigiant keturių rūšių galutinės energijos (elektros, šiluminės, mechaninės ir cheminės) gamybos technologijomis. Modelyje pristatomi keli šimtai pirminių energijos išteklių ir antrinių energijos nešėjų gamybos, perdirbimo, transportavimo ir vartojimo technologijų. Numatyti ekologiniai regioniniai ir pasauliniai apribojimai (CO 2, SO 2 ir kietųjų dalelių išmetimui), technologijų plėtros apribojimai, energijos plėtros ir eksploatavimo regionuose sąnaudų skaičiavimas, dvigubų sąmatų nustatymas ir kt. energijos ištekliai (įskaitant ir atsinaujinančius) regionuose nustatomi suskirstant į 4-9 sąnaudų kategorijas.

Rezultatų analizė parodė, kad gauti pasaulio ir regionų energetikos sektoriaus plėtros variantai vis dar sunkiai įgyvendinami ir nevisiškai atitinka keliamus reikalavimus ir sąlygas darniam pasaulio vystymuisi socialiniu ir ekonominiu aspektu. Konkrečiai kalbant, svarstomą energijos suvartojimo lygį, viena vertus, sunku pasiekti, o kita vertus, jis neužtikrina norimo besivystančių šalių prilyginimo išsivysčiusioms šalims pagal energijos suvartojimą vienam gyventojui ir ekonomikos išsivystymą BVP). Šiuo atžvilgiu buvo sudaryta nauja (mažesnio) energijos suvartojimo prognozė, darant prielaidą, kad BVP energijos intensyvumas mažės didesniu tempu ir išsivysčiusioms šalims bus teikiama ekonominė pagalba besivystančioms.

Aukštas energijos suvartojimo lygis nustatomas pagal specifinį BVP, kuris iš esmės atitinka Pasaulio banko prognozes. Tuo pačiu metu besivystančios šalys XXI amžiaus pabaigoje pasieks tik dabartinį išsivysčiusių šalių BVP lygį, t.y. atotrūkis bus apie 100 metų. Mažo energijos vartojimo variante išsivysčiusių šalių pagalbos dydis besivystančioms šalims buvo priimtas remiantis Rio de Žaneire aptartais rodikliais: apie 0,7% išsivysčiusių šalių BVP, arba 100-125 mlrd. metais. Tuo pačiu metu išsivysčiusiose šalyse BVP augimas šiek tiek mažėja, o besivystančiose – didėja. Vidutiniškai BVP vienam gyventojui pagal šį scenarijų didėja visame pasaulyje, o tai rodo tokios pagalbos teikimo tikslingumą visos žmonijos požiūriu.

Energijos suvartojimas vienam gyventojui mažame variante pramoninėse šalyse stabilizuosis, besivystančiose šalyse iki šimtmečio pabaigos padidės apie 2,5 karto, o vidutiniškai visame pasaulyje - 1,5 karto, palyginti su 1990 m. Absoliutus galutinis energijos suvartojimas pasaulyje energijos (atsižvelgiant į gyventojų skaičiaus augimą) iki amžiaus pradžios pagal aukštąją prognozę padidės apie 3,5 karto, pagal žemą – 2,5 karto.

Tam tikrų rūšių pirminių energijos išteklių naudojimas pasižymi šiomis savybėmis. Nafta pagal visus scenarijus suvartojama maždaug vienodai – 2050 metais pasiekiamas jos gavybos pikas, o iki 2100 metų pigūs ištekliai (pirmų penkių sąnaudų kategorijų) visiškai arba beveik visiškai išnaudoti. Ši pastovi tendencija paaiškinama dideliu naftos efektyvumu gaminti mechaninę ir cheminę energiją, taip pat šilumą ir piko elektros energiją. Amžiaus pabaigoje naftą pakeičia sintetinis kuras (pirmiausia iš anglies).

Gamtinių dujų gavyba visą šimtmetį nuolat didėjo, o jo pabaigoje pasiekė maksimumą. Dvi brangiausios kategorijos (netradicinis metanas ir metano hidratai) pasirodė nekonkurencingos. Dujos naudojamos visų rūšių galutinės energijos gamybai, bet daugiausia šilumos gamybai.

Didžiausi pokyčiai priklauso nuo įvestų apribojimų anglies ir branduolinei energijai. Būdami maždaug vienodai ekonomiški, jie pakeičia vienas kitą, ypač „ekstremaliais“ scenarijais. Jie dažniausiai naudojami elektrinėse. Nemaža dalis anglies antroje amžiaus pusėje yra perdirbama į sintetinį variklių kurą, o branduolinė energija pagal scenarijus su griežtais CO 2 emisijų apribojimais naudojama dideliu mastu vandenilio gamybai.

Atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimas įvairiais scenarijais labai skiriasi. Tvariai naudojama tik tradicinė hidroenergija ir biomasė, taip pat pigūs vėjo ištekliai. Kitos AEI rūšys yra brangiausi ištekliai, uždaro energijos balansą ir vystosi pagal poreikį.

Įdomu analizuoti pasaulinės energijos sąnaudas įvairiais scenarijais. Žinoma, mažiausiai jų pasitaiko paskutiniuose dviejuose scenarijuose su mažesniu energijos suvartojimu ir nedideliais apribojimais. Iki amžiaus pabaigos jos išauga maždaug 4 kartus, palyginti su 1990 m. Didžiausios sąnaudos buvo gautos scenarijuje su padidėjusiu energijos suvartojimu ir griežtais apribojimais. Šimtmečio pabaigoje jos yra 10 kartų didesnės nei 1990 m. ir 2,5 karto didesnės už naujausius scenarijus.

Pažymėtina, kad įvedus moratoriumą branduolinei energetikai, nesant CO 2 emisijų apribojimų, sąnaudos padidėja tik 2 proc., o tai paaiškinama maždaug vienodu atominių elektrinių ir anglimi kūrenamų elektrinių efektyvumu. Tačiau jei per branduolinės energijos moratoriumą bus įvesti griežti CO 2 emisijų apribojimai, energijos sąnaudos padidės beveik dvigubai.

Vadinasi, branduolinio moratoriumo ir CO 2 emisijų apribojimų „kainos“ yra labai didelės. Analizė parodė, kad CO 2 emisijos mažinimo kaina gali siekti 1-2% pasaulio BVP, t.y. pasirodo, kad jie yra panašūs į numatomą klimato kaitos žalą planetai (atšilus keliais laipsniais). Tai suteikia pagrindo kalbėti apie leistinumą (ar net būtinybę) sušvelninti CO 2 emisijų apribojimus. Tiesą sakant, reikalaujama kuo labiau sumažinti CO 2 emisijų mažinimo ir klimato kaitos padarytos žalos mažinimo išlaidas (tai, žinoma, yra labai sudėtinga užduotis).

Labai svarbu, kad papildomas CO 2 išmetimo mažinimo išlaidas daugiausia padengtų besivystančios šalys. Tuo tarpu šios šalys, viena vertus, nėra kaltos dėl situacijos, susidariusios su šiltnamio efektu, o iš kitos – tiesiog neturi tokių priemonių. Šių lėšų gavimas iš išsivysčiusių šalių neabejotinai sukels didelių sunkumų ir tai yra viena rimčiausių problemų siekiant darnaus vystymosi.

XXI amžiuje mes blaiviai suvokiame trečiojo tūkstantmečio realijas. Deja, naftos, dujų, anglies atsargos jokiu būdu nėra begalinės. Gamtai prireikė milijonų metų šiems rezervams sukurti, jie bus išnaudoti šimtais. Šiandien pasaulis pradėjo rimtai galvoti, kaip užkirsti kelią grobuoniškam žemiškųjų turtų grobimui. Juk tik esant tokiai sąlygai degalų atsargų gali užtekti šimtmečiams. Deja, daugelis naftą gaminančių šalių gyvena šiandien. Jie negailestingai išleidžia gamtos duotas naftos atsargas. Kas bus tada, o tai įvyks anksčiau ar vėliau, kai naftos ir dujų telkiniai bus išnaudoti? Tikimybė, kad neišvengiamai išeikvotos pasaulio kuro atsargos, taip pat pablogėjusi aplinkos padėtis pasaulyje (naftos perdirbimas ir gana dažnos avarijos ją transportuojant kelia realią grėsmę aplinkai) privertė susimąstyti apie kitas kuro rūšis, kurios gali pakeisti naftą ir dujas.

Dabar pasaulyje vis daugiau mokslininkų ir inžinierių ieško naujų, netradicinių šaltinių, kurie galėtų perimti bent dalį žmonijos aprūpinimo energija rūpesčių. Netradiciniai atsinaujinantys energijos šaltiniai apima saulės, vėjo, geoterminę, biomasę ir vandenynų energiją.

Saulės energija

Pastaruoju metu itin išaugo susidomėjimas saulės energijos panaudojimo problema ir nors šis šaltinis taip pat yra atsinaujinantis, visame pasaulyje jam skiriamas dėmesys verčia atskirai svarstyti jo galimybes. Tiesioginės saulės spinduliuotės naudojimu pagrįstos energetikos galimybės yra itin didelės. Atkreipkite dėmesį, kad naudojant tik 0,0125 % šio saulės energijos kiekio būtų galima patenkinti visus dabartinius pasaulio energijos poreikius, o panaudojus 0,5 % būtų galima visiškai patenkinti ateities poreikius. Deja, mažai tikėtina, kad šie didžiuliai potencialūs ištekliai kada nors bus panaudoti dideliu mastu. Viena rimčiausių kliūčių tokiam įgyvendinimui yra mažas saulės spinduliuotės intensyvumas.

Net ir esant geriausioms atmosferos sąlygoms (pietinės platumos, giedras dangus) saulės spinduliuotės srauto tankis yra ne didesnis kaip 250 W/m2. Todėl tam, kad saulės spinduliuotės kolektoriai „surinktų“ energijos, reikalingos visiems žmonijos poreikiams patenkinti per metus, jie turi būti išdėstyti 130 000 km 2 teritorijoje! Be to, poreikis naudoti didžiulius kolektorius reikalauja didelių materialinių išlaidų. Paprasčiausias saulės spindulių kolektorius – pajuodęs metalo lakštas, kurio viduje yra vamzdžiai, kuriuose cirkuliuoja skystis. Šildomas kolektoriaus sugeriamos saulės energijos, skystis tiekiamas tiesioginiam naudojimui. Remiantis skaičiavimais, 1 km 2 ploto saulės spinduliuotės kolektorių gamybai reikia maždaug 10 4 tonų aliuminio. Šiandien įrodyta, kad šio metalo atsargos pasaulyje yra 1,17 * 10 9 tonos.

Akivaizdu, kad saulės energijos pajėgumą riboja įvairūs veiksniai. Tarkime, kad ateityje kolektorių gamybai bus galima naudoti ne tik aliuminį, bet ir kitas medžiagas. Ar šiuo atveju situacija pasikeis? Remsimės tuo, kad atskirame energetikos plėtros etape (po 2100 m.) visi pasaulio energijos poreikiai bus patenkinti saulės energija. Šio modelio rėmuose galima apskaičiuoti, kad tokiu atveju saulės energiją reikės „surinkti“ plote nuo 1*10 6 iki 3*10 6 km 2 . Tuo pačiu metu bendras ariamos žemės plotas pasaulyje šiandien yra 13*10 6 km 2 . Saulės energija yra viena iš daugiausiai medžiagų reikalaujančių energijos gamybos rūšių. Didelis saulės energijos naudojimas lemia milžinišką medžiagų, taigi ir darbo išteklių, poreikį žaliavoms išgauti, joms sodrinti, medžiagų gamybai, heliostatų, kolektorių, kitos įrangos gamybai, ir jų transportavimą. Skaičiavimai rodo, kad naudojant saulės energiją per metus pagaminti 1 MW elektros energijos prireiks nuo 10 000 iki 40 000 darbo valandų.

Naudojant tradicinę energiją naudojant iškastinį kurą, šis skaičius yra 200–500 žmogaus darbo valandų. Kol kas saulės spindulių generuojama elektros energija yra daug brangesnė nei gaunama tradiciniais metodais. Mokslininkai tikisi, kad eksperimentai, kuriuos jie atliks eksperimentinėse patalpose ir stotyse, padės išspręsti ne tik technines, bet ir ekonomines problemas.

Pirmieji bandymai panaudoti saulės energiją komerciniais pagrindais datuojami praėjusio amžiaus 80-aisiais. Didžiausią sėkmę šioje srityje pasiekė „Loose Industries“ (JAV). 1989 m. gruodį jis pradėjo eksploatuoti 80 MW galios saulės degalinę. Čia, Kalifornijoje, 1994 metais buvo įvesta dar 480 MW elektros energijos, o 1 kWh energijos kaina – 7-8 centai. Tai mažesnė nei tradicinėse stotyse. Naktį ir žiemą energija tiekiama daugiausia iš dujų, o vasarą ir dieną – iš saulės. Kalifornijoje esanti jėgainė įrodė, kad dujos ir saulė, kaip pagrindiniai energijos šaltiniai artimiausioje ateityje, gali veiksmingai papildyti vienas kitą. Todėl neatsitiktinai įvairių rūšių skystasis ar dujinis kuras turėtų būti saulės energijos partneris. Labiausiai tikėtinas „kandidatas“ yra vandenilis.

Jo gamyba naudojant saulės energiją, pavyzdžiui, vandens elektrolizės būdu, gali būti gana pigi, o pačios aukšto šilumingumo dujos gali būti lengvai transportuojamos ir saugomos ilgą laiką. Iš čia ir daroma išvada: ekonomiškiausia saulės energijos panaudojimo galimybė, kokia šiandien matoma, yra nukreipti ją į antrines energijos rūšis saulėtuose Žemės rutulio regionuose. Susidaręs skystas arba dujinis kuras gali būti pumpuojamas vamzdynais arba gabenamas tanklaiviais į kitas zonas. Sparti saulės energijos plėtra tapo įmanoma dėl to, kad fotovoltinių keitiklių, tenkančių 1 W įrengtos galios, kaina sumažėjo nuo 1000 USD 1970 m. iki 3–5 USD 1997 m. ir jų efektyvumas padidėjo nuo 5 iki 18%. Saulės vato kainą sumažinus iki 50 centų, saulės jėgainės galės konkuruoti su kitais autonominiais energijos šaltiniais, pavyzdžiui, dyzelinėmis elektrinėmis.

vėjo energija

Judančių oro masių energija yra didžiulė. Vėjo energijos atsargos yra daugiau nei šimtą kartų didesnės nei visų planetos upių hidroenergijos atsargos. Mūsų šalies platybėse pučiantys vėjai nesunkiai patenkintų visus jos poreikius elektros energijai! Klimato sąlygos leidžia plėtoti vėjo energiją didžiulėje teritorijoje nuo mūsų vakarinių sienų iki Jenisejaus krantų. Šiauriniuose šalies regionuose palei Arkties vandenyno pakrantę gausu vėjo energijos, kur ji ypač reikalinga drąsiems žmonėms, gyvenantiems šiuose turtingiausiuose kraštuose. Kodėl toks gausus, įperkamas ir aplinkai nekenksmingas energijos šaltinis naudojamas taip prastai? Šiandien vėjo varomi varikliai patenkina tik tūkstantąją pasaulio energijos poreikio. XX amžiaus technologijos atvėrė visiškai naujas galimybes vėjo energijai, kurios užduotis tapo kitokia – gaminti elektros energiją. Šimtmečio pradžioje N.E. Žukovskis sukūrė vėjo turbinos teoriją, kuria remiantis būtų galima sukurti didelio našumo įrenginius, galinčius priimti energiją iš silpniausio vėjo. Atsirado daug vėjo jėgainių projektų, nepalyginamai pažangesnių už senuosius vėjo malūnus. Daugelio žinių šakų pasiekimai panaudojami naujuose projektuose. Šiandien kuriant vėjo ratą, kuris yra bet kurios vėjo jėgainės širdis, dalyvauja orlaivių kūrėjai, kurie gali pasirinkti tinkamiausią mentės profilį ir ištirti jį vėjo tunelyje. Mokslininkų ir inžinierių pastangomis buvo sukurta įvairiausių šiuolaikinių vėjo jėgainių konstrukcijų.

Pirmoji ašmeninė mašina, naudojusi vėjo energiją, buvo burė. Burė ir vėjo turbina, išskyrus vieną energijos šaltinį, vienijamos tuo pačiu principu. Yu. S. Kryuchkov tyrimai parodė, kad burė gali būti pavaizduota kaip vėjo turbina, kurios rato skersmuo yra begalinis. Burė yra pažangiausia ašmeninė mašina, turinti didžiausią efektyvumą, kuri varymui tiesiogiai naudoja vėjo energiją.

Vėjo energija, naudojant vėjo ratus ir vėjo turbinas, dabar atgaivinama, visų pirma antžeminiuose įrenginiuose. Komerciniai padaliniai jau pastatyti ir veikia Jungtinėse Valstijose. Projektai per pusę finansuojami iš valstybės biudžeto. Kitą pusę investuoja būsimi švarios energijos vartotojai.

Pirmieji vėjo turbinos teorijos pokyčiai datuojami 1918 m. V. Zalevskis tuo pačiu metu susidomėjo vėjo malūnais ir aviacija. Jis pradėjo kurti pilną vėjo malūno teoriją ir išvedė keletą teorinių nuostatų, kurias turi atitikti vėjo malūnas.

XX amžiaus pradžioje domėjimasis sraigtais ir vėjo jėgainėmis nebuvo izoliuotas nuo bendrų to meto tendencijų – naudoti vėją, kur tik įmanoma. Iš pradžių vėjo jėgainės buvo plačiausiai naudojamos žemės ūkyje. Propeleris buvo naudojamas varyti laivų mechanizmus. Ant pasaulinio garso „Fram“ jis suko dinamą. Burlaiviuose vėjo malūnai įjungia siurblius ir inkaro mechanizmus.

Rusijoje iki praėjusio amžiaus pradžios sukasi apie 2500 tūkstančių vėjo malūnų, kurių bendra galia siekė milijoną kilovatų. Po 1917 metų malūnai liko be šeimininkų ir pamažu sugriuvo. Tiesa, vėjo energiją buvo bandoma panaudoti jau moksliniais ir valstybiniais pagrindais. 1931 metais prie Jaltos buvo pastatyta didžiausia tuo metu 100 kW galios vėjo jėgainė, vėliau buvo parengtas 5000 kW agregato projektas. Tačiau to įgyvendinti nepavyko, nes Vėjo energetikos institutas, kuris sprendė šią problemą, buvo uždarytas.

JAV iki 1940 metų buvo pastatyta 1250 kW galios vėjo jėgainė. Karo pabaigoje buvo sugadintas vienas iš jo ašmenų. Jie net nepradėjo taisyti - ekonomistai apskaičiavo, kad pelningiau naudoti įprastą dyzelinę elektrinę. Tolesni šio įrenginio tyrimai buvo nutraukti.

1940-aisiais nepavykę bandymai panaudoti vėjo energiją didelio masto elektros energijos gamybai nebuvo atsitiktiniai. Nafta išliko gana pigi, stipriai sumažėjo specifinės kapitalo investicijos į dideles šilumines elektrines, o hidroenergijos plėtra, kaip tuomet atrodė, garantavo ir žemas kainas, ir patenkinamą aplinkos švarą.

Reikšmingas vėjo energijos trūkumas yra jos kintamumas laikui bėgant, tačiau jį gali kompensuoti vėjo jėgainių vieta. Jei visiškos autonomijos sąlygomis bus sujungtos kelios dešimtys didelių vėjo turbinų, jų vidutinė galia bus pastovi. Esant kitiems energijos šaltiniams, vėjo generatorius gali papildyti esamus. Ir galiausiai mechaninę energiją galima gauti tiesiogiai iš vėjo turbinos.

Žemės šiluminė energija

Nuo seniausių laikų žmonės žinojo apie spontaniškas gigantiškos energijos apraiškas, slypinčias žemės rutulio žarnyne. Išsiveržimo galia daug kartų viršija didžiausių žmogaus rankomis sukurtų elektrinių galią. Tiesa, apie tiesioginį ugnikalnių išsiveržimų energijos panaudojimą kalbėti neverta – kol kas žmonės neturi galimybių pažaboti šios nepaklusnios stichijos, ir, laimei, šie išsiveržimai yra gana reti įvykiai. Tačiau tai yra žemės gelmėse slypinčios energijos apraiškos, kai tik mažytė šios neišsenkančios energijos dalelė randa išeitį per ugnikalnių ugnikalnių angas. Maža Europos šalis Islandija visiškai apsirūpina pomidorais, obuoliais ir net bananais! Daugybė Islandijos šiltnamių maitinami žemės šiluma – kitų vietinių energijos šaltinių Islandijoje praktiškai nėra. Tačiau ši šalis labai turtinga karštųjų versmių ir garsiųjų karšto vandens geizerių-fontanų, trykštančių iš žemės chronometro tikslumu. Ir nors islandai neturi pirmenybės naudoti požeminių šaltinių šilumą, šios nedidelės šiaurės šalies gyventojai požeminę katilinę eksploatuoja itin intensyviai.

Reikjavikas, kuriame gyvena pusė šalies gyventojų, šildomas tik požeminiais šaltiniais. Tačiau ne tik šildymui žmonės semiasi energijos iš žemės gelmių. Elektrinės, naudojančios karštąsias požemines versmes, veikė jau seniai. Pirmoji tokia, dar gana mažos galios, elektrinė buvo pastatyta 1904 metais nedideliame Italijos miestelyje Larderello. Palaipsniui augo jėgainės galia, pradėjo veikti vis nauji blokai, buvo naudojami nauji karšto vandens šaltiniai, o šiandien stoties galia jau pasiekė įspūdingą vertę – 360 tūkstančių kilovatų. Naujojoje Zelandijoje tokia elektrinė yra Vairakėjaus regione, jos galia – 160 000 kilovatų. 500 000 kilovatų galios geoterminė elektrinė gamina elektrą 120 kilometrų nuo San Francisko JAV.

Vidaus vandenų energija

Pirmiausia žmonės išmoko naudotis upių energija. Tačiau elektros aukso amžiuje atgimė vandens ratas vandens turbinos pavidalu. Energiją gaminančius elektros generatorius reikėjo sukti, o tai gana sėkmingai galėjo padaryti vanduo. Galima daryti prielaidą, kad šiuolaikinė hidroenergetika gimė 1891 m. Hidroelektrinių privalumai yra akivaizdūs – pačios gamtos nuolat atsinaujinantis energijos tiekimas, eksploatacijos paprastumas, aplinkos taršos nebuvimas. O vandens ratų kūrimo ir eksploatavimo patirtis gali labai padėti hidroenergetikos pramonei.

Tačiau norint suktis galingas vandens turbinas, už užtvankos reikia sukaupti didžiulę vandens atsargą. Norint pastatyti užtvanką, reikia tiek daug medžiagų, kad milžiniškų Egipto piramidžių tūris, palyginus, atrodys nereikšmingas. 1926 metais buvo pradėta eksploatuoti Volkhovskajos hidroelektrinė, kitais metais pradėta statyti garsioji Dneprovskaja. Mūsų šalies energetikos politika lėmė tai, kad sukūrėme galingų hidroelektrinių sistemą. Ne viena valstybė gali pasigirti tokiais energetikos gigantais kaip Volgos, Krasnojarsko ir Bratsko, Sajano-Šušenskajos HE. Rance upėje esanti jėgainė, kurią sudaro 24 reversiniai turbogeneratoriai, kurios galia siekia 240 megavatų, yra viena galingiausių hidroelektrinių Prancūzijoje. Hidroelektrinės yra ekonomiškiausias energijos šaltinis. Bet jie turi trūkumų – elektrą transportuojant elektros linijomis, susidaro nuostoliai iki 30% ir susidaro aplinkai pavojinga elektromagnetinė spinduliuotė. Kol kas tik nedidelė žemės hidroenergijos potencialo dalis tarnauja žmonėms. Kasmet į jūras nenaudojami įteka didžiuliai vandens srautai, susidarę nuo liūčių ir sniego tirpsmo. Jei pavyktų jas atidėti užtvankų pagalba, žmonija gautų papildomą kolosalų energijos kiekį.

Biomasės energija

Aštuntojo dešimtmečio viduryje JAV vandenynų mokslininkų, jūrų inžinierių ir narų komanda sukūrė pirmąjį pasaulyje vandenyno energijos ūkį 12 metrų gylyje po saulės nutviekstu Ramiuoju vandenynu netoli San Klemenso miesto. Ūkyje augo milžiniškos Kalifornijos rudadumbliai. Pasak projekto direktoriaus Dr. Howard A. Wilcox, San Diego (Kalifornija) Jūrų ir vandenynų sistemų tyrimų centro darbuotojo, „iki 50% šių dumblių energijos gali būti paversta kuru – į gamtines dujas metanu Ateities vandenyno ūkiai, auginantys ruduosius dumblius maždaug 100 000 akrų (40 000 hektarų) plote, galės tiekti energiją, kurios pakaks visiškai patenkinti 50 000 žmonių turinčio Amerikos miesto poreikius.

Biomasė, be dumblių, gali apimti ir naminių gyvūnų atliekas. Taigi 1998 m. sausio 16 d. laikraštis „Saint Peterburg Vedomosti“ paskelbė straipsnį „Elektra ... iš vištų mėšlo“, kuriame teigiama, kad tarptautinio Norvegijos laivų statybos koncerno „Kvaerner“ dukterinė įmonė, esanti Suomijos Tamperės mieste, siekė ES paramos statyti elektrinę Nortamptone, JK, veikiančią ... naudojant vištienos mėšlą. Projektas yra ES „Thermie“ programos dalis, kuri numato naujų, netradicinių energijos šaltinių ir energijos išteklių taupymo metodų kūrimą. ES Komisija sausio 13 d. paskirstė 140 mln. ekiu 134 projektams.

Suomijos kompanijos suprojektuota jėgainė per metus krosnyse sudegins 120 000 tonų vištų mėšlo, pagamindama 75 mln. kilovatvalandžių energijos.

Išvada

Galima išskirti keletą bendrų tendencijų ir bruožų pasaulio energetikos raidoje šimtmečio pradžioje.

1. XXI amžiuje. neišvengiamas didelis energijos suvartojimo padidėjimas pasaulyje, visų pirma besivystančiose šalyse. Išsivysčiusiose šalyse energijos suvartojimas iki amžiaus pabaigos gali stabilizuotis maždaug dabartiniame lygyje arba net sumažėti. Pagal autorių pateiktą žemą prognozę, galutinis energijos suvartojimas pasaulyje 2050 m. gali siekti 350 mln. TJ/metus, 2100 m. – 450 mln. TJ/metus (esant apie 200 mln. TJ/metus).

2. Žmonija yra pakankamai aprūpinta energijos ištekliais XXI amžiui, tačiau energijos kainų kilimas yra neišvengiamas. Metinės pasaulinės energijos sąnaudos iki amžiaus vidurio padidės 2,5–3 kartus, o iki pabaigos – 4–6 kartus, palyginti su 1990 m. Vidutinė galutinės energijos vieneto kaina šiais terminais padidės 20 -30 ir 40- 80% (kuro ir energijos kainų augimas gali būti dar didesnis).

3. Pasaulinių CO 2 (svarbiausių šiltnamio efektą sukeliančių dujų) išmetimo apribojimų įvedimas labai paveiks regionų ir viso pasaulio energijos rūšių derinį. Bandymai išlaikyti pasaulinį išmetamųjų teršalų kiekį dabartiniame lygyje turėtų būti pripažinti nerealiais dėl sunkiai išsprendžiamo prieštaravimo: papildomų išlaidų, susijusių su CO 2 emisijų ribavimu (apie 2 trilijonus USD per metus amžiaus viduryje ir daugiau nei 5 trilijonus USD per metus). / per metus amžiaus pabaigoje) turės padengti daugiausia besivystančios šalys, kurios tuo tarpu „nekalta“ dėl iškilusios problemos ir neturi reikiamų lėšų; vargu ar išsivysčiusios šalys norės ir negalės apmokėti tokių išlaidų. Patenkinamų energetikos struktūrų pasaulio regionuose užtikrinimo (ir jos plėtros sąnaudų) požiūriu, galima manyti, kad realu antroje metų pusėje apriboti pasaulines CO 2 emisijas iki 12–14 Gt C/metus. amžiaus, t.y. iki maždaug dvigubai didesnio lygio, nei buvo 1990 m. Tuo pat metu išlieka kvotų paskirstymo ir papildomų išlaidų ribojant emisijas tarp šalių ir regionų problema.

4. Branduolinės energetikos plėtra yra veiksmingiausia CO 2 emisijų mažinimo priemonė. Esant scenarijams, kai buvo įvesti griežti arba vidutinio sunkumo CO 2 emisijos apribojimai, o branduolinei energijai nebuvo jokių apribojimų, optimalus jos plėtros mastas pasirodė itin didelis. Kitas jo veiksmingumo rodiklis buvo branduolinio moratoriumo „kaina“, kuri, griežtai ribojant CO 2 emisijas, reiškia, kad pasaulinės energijos kaina padidėjo 80% (daugiau nei 8 trilijonai dolerių per metus XXI amžius). Šiuo atžvilgiu buvo svarstomi scenarijai su „vidutiniais“ branduolinės energetikos plėtros apribojimais, siekiant ieškoti realiai įmanomų alternatyvų.

5. Nepakeičiama perėjimo prie darnaus vystymosi sąlyga yra pagalba (finansinė, techninė) labiausiai atsilikusioms šalims iš išsivysčiusių šalių. Norint pasiekti realių rezultatų, tokia pagalba turi būti teikiama artimiausiais dešimtmečiais, viena vertus, siekiant paspartinti besivystančių šalių gyvenimo lygio priartėjimą prie išsivysčiusių, kita vertus, kad pagalba vis dar gali sudaryti didelę sparčiai didėjančio bendro besivystančių šalių BVP dalį.

Literatūra

1. Rusijos mokslų akademijos Sibiro skyriaus savaitraštis N 3 (2289) 2001 m. sausio 19 d.

2. Antropovas P.Ya. Žemės kuro ir energijos potencialas. M., 1994 m

3. Odum G., Odum E. Žmogaus ir gamtos energetinis pagrindas. M., 1998 m

Žemėje dėl spartaus žaliavų nykimo iškilo žaliavų problema, turinti bendrų bruožų su energetikos problema, todėl ekspertai jas laiko neatsiejamai susijusiomis, kaip bendra planetos kuro ir žaliavų problema. Civilizacijos vystymuisi reikalingos žaliavos ir kuras, bet, deja, planetoje išsenka mineralinių ir angliavandenilių žaliavų sankaupos, jos trūkumo problema įgauna pasaulinius mastus, patvirtina 70-ųjų žaliavų krizė. .

Žaliavos yra daugelio technologinių procesų pradinė medžiaga. Ši sąvoka apima natūralios ir sintetinės kilmės medžiagas, naudojamas pramoninėje gamyboje kaip pradinė medžiaga energijos gamybai ir reikalingiems produktams. Žaliavos skirstomos pagal kilmę į pramonines ir žemės ūkio. Tačiau dažniausiai terminas – „žaliavos“ asocijuojasi su mineralinėmis žaliavomis. Mineralai yra žmonijos vystymosi ir egzistavimo pagrindas. Pramonė planetoje vystosi sparčiais tempais, auga žaliavų poreikis, todėl auga ir gamybos apimtys. Deja, naftos, dujų, geležies rūdos ir kitų naudingųjų iškasenų atsargos planetoje yra ribotos, todėl po kurio laiko jos bus išsekusios.

Žaliavų problemos priežastys:

Sparčiai auga iš planetos žarnų išgaunamų žaliavų kiekis.
Natūralus telkinių išeikvojimas dėl kasybos.
Ištirtos angliavandenilių atsargos nėra begalinės.
Poreikis išgauti išeikvotas rūdas, kuriose yra mažai naudingų medžiagų.
Atstumo tarp gamybos ir perdirbimo regionų didinimas.
Poreikis naudoti telkinį su blogomis kasybos ir geologinėmis sąlygomis.
Naujai atrastų telkinių plėtra sunkių gamtinių sąlygų regionuose.

Minėtos priežastys turi didžiulę įtaką pramonės aprūpinimui gamtos ištekliais pasauliniu lygiu, kuris nuolat mažėja. Specialistų įvairiais metodais atlikti planetos išteklių apskaičiavimai dažnai nesutampa, o tarp rezultatų yra didelių neatitikimų. Mūsų laikais skubiai reikia racionaliai naudoti ir visapusiškiau išgauti mineralines žaliavas iš Žemės gelmių. Pavyzdžiui, reikia tobulinti šiuolaikines naftos gavybos technologijas, kurių atkūrimo koeficientas mažas, neviršijantis 0,25-0,45, nes didžioji dalis vertingiausių energetinių žaliavų lieka žarnyne. Jei atsigavimo koeficientas bus padidintas net 1%, tai su esamomis naftos gavybos apimtimis gausime reikšmingą ekonominį efektą. Jei XX amžiuje vyravo „resursų švaistymas“, tai XXI amžiuje žmonija buvo priversta pereiti prie racionalaus išteklių vartojimo.

Pagrindiniai perėjimo momentai:

Aštuntojo dešimtmečio energetikos krizė davė impulsą energiją taupančių technologijų plėtrai ir prasidėjo intensyvus visos pasaulio ekonomikos vystymosi kelias. Energijos suvartojimas sumažėjo pramoninėje ir nepramoninėje sferoje, todėl buvo sutaupyta daug angliavandenilių žaliavų.
Tradicinių technologijų netobulumas lėmė tai, kad tik 20% išgautų žaliavų panaudojama gatavai produkcijai, likusi dalis kaupiama sąvartynuose. Jas sudaro milijardai tonų metalurgijos šlako atliekų, šiluminių elektrinių pelenų ir didžiulis kiekis uolienų. Jau atsirado naujoviškų technologijų, kurios naudoja atliekas išgaunant metalus, chemines medžiagas ir gaminant statybines medžiagas. Tokios technologijos padeda gerokai sumažinti „resursų švaistymą“ ir pereiti prie racionalaus planetos išteklių naudojimo.

energijos problema

Civilizacija reikalauja kuro ir energijos prieinamumo ilgainiui. Tačiau energetikos problemos priežastimi tapo ribotas angliavandenilių ir mineralinių išteklių kiekis ir didėjantis jų suvartojimas Žemėje.

Regioninės krizės atskirose valstybėse kilo ir ikiindustrinėje eroje. Ryškus pavyzdys – XVIII amžiuje Anglijoje miškų naikinimas pasiekė tokį mastą, kad šalis buvo priversta šildymui pereiti prie anglies. Tada tai buvo vietinė problema, tačiau per pasaulinę 70-ųjų energetikos krizę ji įgavo pasaulinį pobūdį. Smarkiai išaugusios naftos kainos lėmė pasaulio ekonomikos sąstingį.

Krizė buvo įveikta, tačiau pasaulio ekonomikos aprūpinimo energija ir kuru problema neišnyko, išlaikė savo reikšmę. Vidutiniškai vienas darbuotojas gamyboje sunaudoja 100 litrų energijos. Su. Vienam planetos gyventojui pagaminamos energijos kiekis yra gyvenimo kokybės rodiklis. Manoma, kad norma vienam gyventojui yra 10 kW, o vidutinė planetos gyventojų vertė yra tik 2 kW.

Labai išsivysčiusios pasaulio šalys jau pasiekė visuotinai priimtus energijos gamybos vienam žmogui standartus. Tačiau neracionalus išteklių naudojimas, gyventojų skaičiaus augimas, netolygus žaliavų ir kuro pasiskirstymas planetos regionuose lems nuolatinį jų vartojimo ir gamybos didėjimą. Pavyzdžiui, atominėje energetikoje naudojamos urano rūdos, esant dabartiniam gamybos tempui, bus visiškai išnaudotos jau pirmoje XXI amžiaus pusėje.

Viena iš kuro ir energijos problemos priežasčių – didėjantis gamtos išteklių naudojimas, kurių skaičius nėra neribotas. Buvusioms socialistinėms šalims buvo būdinga itin brangi ekonomika, kurioje energijos išteklių praradimas buvo didžiulis. Situacija, žlugus SSRS, šiek tiek pagerėjo, tačiau ir dabar NVS šalys produkcijos vienetui pagaminti sunaudoja 2 kartus daugiau žaliavų nei Europos šalys. Naftos ir dujų gavyba auga. Turtingiausi naftos ir dujų telkiniai Vakarų Sibire, Šiaurės jūros šelfe, Aliaskoje buvo ištirti ir eksploatuojami, kartu blogėjant aplinkos situacijai.

Mokslininkai ir specialistai atliko sudėtingus skaičiavimus, rodančius, kad jei ir toliau bus naudojamas akmens anglis, tai jos užteks 325 metams, dujų – 62 metams, o naftos atsargos išeikvos per 37 metus. Nuolat atrandama naujų angliavandenilių telkinių tiek žemyne, tiek šelfe. Naujų energijos šaltinių atradimas sugriovė pesimistines aštuntojo dešimtmečio prognozes.

Problemų sprendimo būdai

Yra du būdai išspręsti energetikos problemą – platus ir intensyvus.

Platus būdas yra padidinti angliavandenilių gamybą ir padidinti energijos suvartojimą. Kinija ir Anglija jau pasiekė savo energijos gamybos ribą, tikėdamosi sumažinti jų skaičių. Energijos išteklių trūkumas daugelį šalių verčia ieškoti technologijų, leidžiančių jas racionaliai panaudoti.

Intensyvus būdas – energijos sąnaudų mažinimas produkcijos vienetui.

Energetikos krizė paskatino pertvarkyti ekonomikos struktūrą, diegti inovatyvias energiją taupančias technologijas, o tai leido sumažinti energetinės krizės pasekmes. Jei sutaupysite toną energijos, tai jos kaina bus 3 ar 4 kartus mažesnė nei išgaunamos tonos. Iki XX amžiaus pabaigos JAV ir Vokietija gamybos energijos intensyvumą sumažino 2,5 karto.

Pavyzdžiui:

Palyginti su metalurgija, mechanikos inžinerijoje energijos intensyvumas sumažėjo beveik 10 kartų.

Visas energijai imlias pramonės šakas išsivysčiusios šalys perkėlė į trečiojo pasaulio šalis. Energijos taupymas sutaupė 20 % energijos išteklių vienam BVP vienetui.

Energijos vartojimo efektyvumo didinimas siejamas su modernių technologinių procesų įdiegimu. Inovatyvios technologijos yra labai imlios kapitalui, tačiau tai perspektyvus plėtros būdas – sąnaudos 3 kartus mažesnės nei energijos išteklių gamybos didinimo kaštai.

Keista, bet kai kurios valstybės, tokios kaip Kinija, Rusija, Indija, Ukraina, vis dar naudoja pasenusias technologijas metalurgijos ir chemijos pramonėje. Jie netgi siekia plėtoti šias itin daug energijos suvartojančias pramonės šakas.

Energijos suvartojimo didėjimas šiose valstybėse siejamas su lėšų stygiumi šiuolaikinėms technologijoms diegti ir su nežymiu gyventojų pragyvenimo lygio kilimu. Pasaulinė energetikos problema ir jos sprendimas yra susijęs su energijos suvartojimu gaminių gamybai. Šiuo metu planetoje energijos išteklių netrūksta. Kai kuriems regionams ir valstybėms būdinga energijos išteklių tiekimo problema išlieka.

Globali išteklių problema, sprendimai

Organizuoti ir finansuoti žvalgymo ir žvalgymo ekspedicijas. Sėkmingai užbaigus paieškas, naudingųjų iškasenų atsargos padidės. Pavyzdžiui, pokariu išžvalgytas boksito atsargų kiekis išaugo beveik 36 kartus, o gamyba tik 10 kartų. Per šį laikotarpį išžvalgytos vario rūdos atsargos padidėjo beveik 7 kartus, o gamyba išaugo tik 3 kartus. Ištirta daug nemetalinių mineralų telkinių – kalio druskų, fosforitų, akmens druskos. Šiuolaikinės technologijos leidžia ieškoti ir tyrinėti telkinius ne tik žemyne, bet ir jūrų bei Pasaulio vandenyno dugne.
Pasiekti visišką mineralinių išteklių perdirbimą be atliekų.
Antrinių žaliavų naudojimas pramonėje yra svarbus racionalaus gamtos išteklių naudojimo elementas.
Dirbtinių medžiagų naudojimas pakeičiant natūralias žaliavas, tokias kaip keramika, stiklo pluoštas, anglies pluoštas ir kitos medžiagos.

Nepaisant didžiulių gamtinių naudingųjų iškasenų – rūdos, naftos, dujų – atsargų, ekstensyviai besivystanti Rusijos ekonomika pradėjo patirti tam tikrus krizės reiškinius. Pamažu išsenka turtingi naudingųjų iškasenų telkiniai, auga jų gamybos savikaina, palaipsniui mažėja valstybės angliavandenilių ir mineralinių žaliavų atsargos.

Populiarus kategorijoje: