บ้าน › การทดสอบ › ปัญหาพลังงานและวัตถุดิบ รายงานในหัวข้อ “ปัญหาพลังงานโลกและแนวทางแก้ไข”

ปัญหาพลังงานและวัตถุดิบ รายงานในหัวข้อ “ปัญหาพลังงานโลกและแนวทางแก้ไข”

การแนะนำ. พลังงาน-ปัญหาการบริโภคที่เพิ่มขึ้น

วิกฤตพลังงาน - ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อความต้องการทรัพยากรพลังงานสูงกว่าอุปทานอย่างมีนัยสำคัญ สาเหตุอาจอยู่ที่การขนส่ง การเมือง หรือการขาดแคลนทางกายภาพ

การใช้พลังงานเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของมนุษย์ ความพร้อมของพลังงานสำหรับการบริโภคเป็นสิ่งจำเป็นเสมอมาเพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์ เพิ่มอายุขัย และปรับปรุงสภาพความเป็นอยู่
ประวัติศาสตร์ของอารยธรรมคือประวัติศาสตร์ของการประดิษฐ์วิธีการแปลงพลังงานใหม่ ๆ การพัฒนาแหล่งใหม่และท้ายที่สุดคือการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น
การก้าวกระโดดครั้งแรกในการเติบโตของการใช้พลังงานเกิดขึ้นเมื่อผู้คนเรียนรู้ที่จะจุดไฟและใช้มันในการปรุงอาหารและให้ความร้อนในบ้านของตน แหล่งที่มาของพลังงานในช่วงเวลานี้คือฟืนและพลังกล้ามเนื้อของมนุษย์ ขั้นต่อไปที่สำคัญเกี่ยวข้องกับการประดิษฐ์วงล้อ การสร้างเครื่องมือต่างๆ และการพัฒนาช่างตีเหล็ก เมื่อถึงศตวรรษที่ 15 มนุษย์ยุคกลางโดยใช้สัตว์กินเนื้อ น้ำและพลังงานลม ฟืน และถ่านหินจำนวนเล็กน้อย ได้บริโภคมากกว่ามนุษย์ดึกดำบรรพ์ประมาณ 10 เท่า การใช้พลังงานทั่วโลกเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกิดขึ้นในช่วง 200 ปีที่ผ่านมานับตั้งแต่เริ่มยุคอุตสาหกรรม โดยเพิ่มขึ้น 30 เท่าและสูงถึง 13.7 กิกะตันของเชื้อเพลิงมาตรฐานต่อปีในปี 1998 บุคคลในสังคมอุตสาหกรรมใช้พลังงานมากกว่าคนดึกดำบรรพ์ถึง 100 เท่า
ในโลกสมัยใหม่ พลังงานเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมพื้นฐานที่กำหนดความก้าวหน้าของการผลิตทางสังคม ในประเทศอุตสาหกรรมทั้งหมด อัตราการพัฒนาพลังงานมีมากกว่าอัตราการพัฒนาของอุตสาหกรรมอื่นๆ
ในขณะเดียวกัน พลังงานก็เป็นหนึ่งในแหล่งที่มาของผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์ มันส่งผลกระทบต่อบรรยากาศ (การใช้ออกซิเจน การปล่อยก๊าซ ความชื้นและอนุภาคของแข็ง) ไฮโดรสเฟียร์ (การใช้น้ำ การสร้างอ่างเก็บน้ำเทียม การปล่อยมลพิษและน้ำอุ่น ของเสียที่เป็นของเหลว) และเปลือกโลก (การใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล การเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์ , การปล่อยสารพิษ)
แม้จะมีปัจจัยที่กล่าวถึงผลกระทบด้านลบของพลังงานต่อสิ่งแวดล้อม แต่การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นก็ไม่ได้สร้างความกังวลให้กับประชาชนทั่วไปมากนัก สิ่งนี้ดำเนินต่อไปจนถึงกลางทศวรรษที่ 70 เมื่อผู้เชี่ยวชาญเข้ามาครอบครองข้อมูลจำนวนมากที่บ่งบอกถึงแรงกดดันจากมนุษย์ต่อระบบภูมิอากาศอย่างรุนแรง ซึ่งก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อภัยพิบัติระดับโลกด้วยการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่สามารถควบคุมได้ ตั้งแต่นั้นมา ไม่มีปัญหาทางวิทยาศาสตร์อื่นใดที่ดึงดูดความสนใจอย่างใกล้ชิดได้เท่ากับปัญหาในปัจจุบัน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคต
สาเหตุหลักประการหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงนี้เชื่อกันว่ามาจากพลังงาน พลังงานเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นกิจกรรมของมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตและการใช้พลังงาน ส่วนสำคัญของภาคพลังงานได้มาจากการใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลอินทรีย์ (น้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซ) ซึ่งในทางกลับกัน จะนำไปสู่การปล่อยมลพิษจำนวนมหาศาลออกสู่ชั้นบรรยากาศ
แนวทางที่เรียบง่ายดังกล่าวได้ก่อให้เกิดอันตรายอย่างแท้จริงต่อเศรษฐกิจโลก และอาจส่งผลร้ายแรงต่อเศรษฐกิจของประเทศเหล่านั้นที่ยังไม่ถึงระดับการใช้พลังงานที่จำเป็นในการทำให้ขั้นตอนการพัฒนาอุตสาหกรรมเสร็จสมบูรณ์ รวมถึงรัสเซียด้วย ในความเป็นจริงทุกอย่างซับซ้อนกว่ามาก นอกเหนือจากปรากฏการณ์เรือนกระจกซึ่งภาคพลังงานต้องรับผิดชอบบางส่วนแล้ว สภาพภูมิอากาศของโลกยังได้รับอิทธิพลจากสาเหตุทางธรรมชาติหลายประการ สาเหตุที่สำคัญที่สุด ได้แก่ กิจกรรมสุริยะ กิจกรรมภูเขาไฟ พารามิเตอร์ของวงโคจรของโลก และการแกว่งตัวของตัวมันเอง ในระบบชั้นบรรยากาศ-มหาสมุทร การวิเคราะห์ปัญหาที่ถูกต้องนั้นเป็นไปได้โดยคำนึงถึงปัจจัยทั้งหมดเท่านั้น ในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องชี้แจงคำถามว่าการใช้พลังงานทั่วโลกจะมีพฤติกรรมอย่างไรในอนาคตอันใกล้นี้ ไม่ว่ามนุษยชาติควรสร้างการควบคุมตนเองด้านพลังงานอย่างเข้มงวดหรือไม่ การบริโภคเพื่อหลีกเลี่ยงภัยพิบัติจากภาวะโลกร้อน

แนวโน้มการพัฒนาพลังงานสมัยใหม่

การจำแนกประเภทที่ยอมรับโดยทั่วไปจะแบ่งแหล่งพลังงานปฐมภูมิออกเป็น ทางการค้าและ ไม่แสวงหาผลกำไร.
แหล่งที่มาทางการค้าพลังงานรวมถึงของแข็ง (ถ่านหินแข็งและสีน้ำตาล พีท หินน้ำมัน ทรายน้ำมันดิน) ของเหลว (น้ำมันและก๊าซคอนเดนเสท) เชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซ (ก๊าซธรรมชาติ) และไฟฟ้าปฐมภูมิ (ไฟฟ้าที่ผลิตโดยนิวเคลียร์ พลังน้ำ ลม ความร้อนใต้พิภพ แสงอาทิตย์ น้ำขึ้นน้ำลง และสถานีคลื่น)
ถึง ไม่แสวงหาผลกำไรรวมถึงแหล่งพลังงานอื่นๆ ทั้งหมด (ฟืน ของเสียจากการเกษตรและอุตสาหกรรม ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อของสัตว์ร่างและมนุษย์เอง)
พลังงานของโลกโดยรวมตลอดช่วงอุตสาหกรรมของการพัฒนาสังคมนั้นมาจากแหล่งพลังงานเชิงพาณิชย์เป็นหลัก (ประมาณ 90% ของการใช้พลังงานทั้งหมด) แม้ว่าควรสังเกตว่ามีทั้งกลุ่มประเทศ (แอฟริกาเส้นศูนย์สูตร, เอเชียตะวันออกเฉียงใต้) แต่มีประชากรจำนวนมากที่สนับสนุนการดำรงอยู่ของมันเกือบทั้งหมดผ่านแหล่งพลังงานที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์
การคาดการณ์ต่างๆ เกี่ยวกับการใช้พลังงานจากข้อมูลในช่วง 50-60 ปีที่ผ่านมา ชี้ให้เห็นว่าจนถึงประมาณปี 2025 อัตราการเติบโตปานกลางของการใช้พลังงานทั่วโลกในปัจจุบันคาดว่าจะดำเนินต่อไป - ประมาณ 1.5% ต่อปี และการรักษาเสถียรภาพของการบริโภคต่อหัวทั่วโลกที่แสดงให้เห็น ของตัวเองในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาที่ระดับ 2.3-2.4 ตันน้ำมันเชื้อเพลิงธรรมดา/(คน-ปี) ตามการคาดการณ์ หลังจากปี 2030 การลดลงอย่างช้าๆ ในระดับเฉลี่ยของโลกของการใช้พลังงานต่อหัวประชากรจะเริ่มภายในปี 2100 ในเวลาเดียวกัน การใช้พลังงานทั้งหมดแสดงให้เห็นแนวโน้มที่ชัดเจนต่อเสถียรภาพหลังจากปี 2050 และแม้แต่การลดลงเล็กน้อยในช่วงปลายปี แห่งศตวรรษ
ปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งที่นำมาพิจารณาในการพัฒนาการคาดการณ์ก็คือความพร้อมของแหล่งพลังงานทั่วโลกโดยอิงจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงอินทรีย์ฟอสซิล
ภายในกรอบของการคาดการณ์ที่อยู่ระหว่างการพิจารณาซึ่งจัดอยู่ในหมวดหมู่ของการใช้พลังงานปานกลางในแง่ของสัมบูรณ์ความหมดสิ้นของปริมาณสำรองน้ำมันและก๊าซที่พิสูจน์แล้วที่พิสูจน์แล้วจะเกิดขึ้นไม่เร็วกว่าปี 2593 และคำนึงถึงทรัพยากรที่สามารถกู้คืนได้เพิ่มเติม - หลังจาก 2100 หากเราคำนึงถึงปริมาณสำรองที่สามารถกู้คืนได้ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว เนื่องจากปริมาณสำรองถ่านหินมีมากกว่าปริมาณสำรองน้ำมันและก๊าซรวมกันอย่างมีนัยสำคัญ จึงสามารถโต้แย้งได้ว่าการพัฒนาพลังงานของโลกภายใต้สถานการณ์นี้ได้รับความมั่นคงในแง่ของทรัพยากรมานานกว่าศตวรรษ
ในเวลาเดียวกัน ผลการคาดการณ์แสดงการกระจายที่มีนัยสำคัญ ซึ่งเห็นได้ชัดเจนจากการเลือกข้อมูลพยากรณ์ที่ตีพิมพ์บางส่วนสำหรับปี 2000

ตารางที่ 5.7. การคาดการณ์การใช้พลังงานล่าสุดบางส่วนในปี 2543
(ในวงเล็บคือปีที่พิมพ์) และความหมายที่แท้จริง

ศูนย์พยากรณ์โรค	การใช้พลังงานเบื้องต้น Gt น้ำมันธรรมดา/ปี
สถาบันพลังงานปรมาณู (2530)	21.2
สถาบันระหว่างประเทศเพื่อการวิเคราะห์ระบบประยุกต์ (IIASA) (1981)	20.0
สำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) (1981)	18.7
ห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์ (ORNL) (1985)	18.3
คณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) (1992)	15.9
ห้องปฏิบัติการปัญหาพลังงานโลก IBRAE RAS-MEI (1990)	14.5
การใช้พลังงานจริง	14.3

ประการแรกการลดการใช้พลังงานที่เกี่ยวข้องกับการคาดการณ์นั้นสัมพันธ์กันกับการเปลี่ยนจากวิธีการพัฒนาที่กว้างขวางจากความอิ่มเอมใจด้านพลังงานไปสู่นโยบายพลังงานโดยยึดตามการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการประหยัดพลังงานที่ครอบคลุม
สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้คือวิกฤตพลังงานในปี 1973 และ 1979 การรักษาเสถียรภาพของเชื้อเพลิงฟอสซิลสำรองและต้นทุนการผลิตที่เพิ่มขึ้น และความปรารถนาที่จะลดการพึ่งพาเศรษฐกิจจากความไม่มั่นคงทางการเมืองในโลกอันเนื่องมาจากการส่งออก ของแหล่งพลังงาน

ในเวลาเดียวกันเมื่อพูดถึงการใช้พลังงานก็ควรสังเกตว่าในสังคมหลังอุตสาหกรรมจะต้องแก้ไขปัญหาพื้นฐานอีกประการหนึ่ง - การรักษาเสถียรภาพของประชากร
สังคมยุคใหม่ที่ไม่ได้แก้ไขปัญหานี้หรืออย่างน้อยก็ไม่พยายามแก้ไขปัญหานั้น ถือว่าไม่ได้รับการพัฒนาหรือมีอารยธรรม เนื่องจากเห็นได้ชัดว่าการเติบโตของประชากรที่ไม่สามารถควบคุมได้ก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อการดำรงอยู่ของมนุษย์ในฐานะสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาในทันที สายพันธุ์.
ดังนั้นการใช้พลังงานต่อหัวในโลกจึงมีแนวโน้มที่ชัดเจนต่อการรักษาเสถียรภาพ ควรสังเกตว่ากระบวนการนี้เริ่มต้นเมื่อประมาณ 25 ปีที่แล้วเช่น ก่อนที่การคาดเดาในปัจจุบันเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก ปรากฏการณ์นี้ถูกพบเห็นในยามสงบเป็นครั้งแรกนับตั้งแต่เริ่มยุคอุตสาหกรรม และมีความเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ของประเทศต่างๆ ทั่วโลกไปสู่ขั้นตอนการพัฒนาใหม่หลังอุตสาหกรรม ซึ่งการใช้พลังงานต่อหัวยังคงที่ ข้อเท็จจริงนี้มีความสำคัญมาก เนื่องจากเป็นผลให้การใช้พลังงานทั้งหมดในโลกเติบโตช้าลงมาก อาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าการชะลอตัวอย่างรุนแรงของการเติบโตของการใช้พลังงานนั้นสร้างความประหลาดใจให้กับนักพยากรณ์หลายคน

วิกฤตน้ำมันเชื้อเพลิง

ในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 หน้าหนังสือพิมพ์เต็มไปด้วยพาดหัวข่าว: "วิกฤตพลังงาน!", "เชื้อเพลิงฟอสซิลจะอยู่ได้นานแค่ไหน", "การสิ้นสุดของยุคน้ำมัน!", "ความสับสนวุ่นวายของพลังงาน" สื่อทุกประเภทยังคงให้ความสนใจอย่างมากกับหัวข้อนี้ - สิ่งพิมพ์ วิทยุ โทรทัศน์ มีเหตุผลสำหรับข้อกังวลดังกล่าว เนื่องจากมนุษยชาติได้เข้าสู่ช่วงการพัฒนาอันทรงพลังของฐานพลังงานที่ซับซ้อนและค่อนข้างยาวนาน ดังนั้น คุณควรใช้เชื้อเพลิงสำรองที่มีอยู่ในปัจจุบันให้หมด แต่ด้วยการขยายขนาดของพลังงานสมัยใหม่ มองหาแหล่งพลังงานใหม่ และพัฒนาวิธีการใหม่ในการแปลงพลังงาน
ขณะนี้มีการคาดการณ์เกี่ยวกับการพัฒนาพลังงานมากมาย อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการปรับปรุงวิธีการพยากรณ์ให้ดีขึ้น แต่นักพยากรณ์ก็ไม่รอดพ้นจากการคำนวณผิด และไม่มีเหตุเพียงพอที่จะพูดถึงความแม่นยำที่ยอดเยี่ยมของการคาดการณ์ในช่วงเวลา 40-50 ปี
บุคคลจะพยายามมีพลังงานมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้แน่ใจว่าจะก้าวไปข้างหน้า วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไม่ได้เปิดโอกาสให้เขาได้รับพลังงานในปริมาณที่เพิ่มมากขึ้นเสมอไป แต่ดังที่การพัฒนาทางประวัติศาสตร์แสดงให้เห็น การค้นพบและสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆ จะปรากฏขึ้นอย่างแน่นอนซึ่งจะช่วยให้มนุษยชาติก้าวกระโดดเชิงคุณภาพอีกครั้งและก้าวไปสู่ความสำเร็จครั้งใหม่ด้วยก้าวที่เร็วยิ่งขึ้นไปอีก
อย่างไรก็ตาม ปัญหาทรัพยากรพลังงานที่หมดสิ้นยังคงมีอยู่ ทรัพยากรที่มีอยู่บนโลกแบ่งออกเป็น ต่ออายุได้และ ไม่สามารถต่ออายุได้- ประการแรก ได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์ ความร้อนของโลก กระแสน้ำในมหาสมุทร และป่าไม้ พวกมันจะไม่หยุดดำรงอยู่ตราบใดที่ดวงอาทิตย์และโลกยังมีอยู่ ทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียนไม่ได้ถูกเติมเต็มโดยธรรมชาติหรือถูกเติมเต็มอย่างช้าๆ ช้ากว่าที่ผู้คนใช้ไปมาก อัตราการก่อตัวของเชื้อเพลิงฟอสซิลใหม่ในบาดาลของโลกนั้นค่อนข้างยากที่จะระบุ ในเรื่องนี้การประมาณการของผู้เชี่ยวชาญแตกต่างกันมากกว่า 50 เท่า แม้ว่าเราจะยอมรับจำนวนที่มากที่สุด แต่อัตราการสะสมเชื้อเพลิงในบาดาลของโลกก็ยังน้อยกว่าอัตราการบริโภคถึงพันเท่า นั่นคือสาเหตุที่ทรัพยากรดังกล่าวเรียกว่าไม่หมุนเวียน การประเมินปริมาณสำรองและปริมาณการใช้หลักแสดงไว้ในตาราง 5.44 ตารางแสดงทรัพยากรที่เป็นไปได้ ดังนั้นด้วยวิธีสกัดในปัจจุบันจึงสามารถสกัดได้เพียงครึ่งเดียวเท่านั้น อีกครึ่งหนึ่งยังคงอยู่ในพื้นดิน ด้วยเหตุนี้จึงมักกล่าวกันว่าทุนสำรองจะมีอายุ 120-160 ปี สิ่งที่น่ากังวลอย่างยิ่งคือการที่น้ำมันและก๊าซหมดสิ้นลง ซึ่งอาจคงอยู่เพียง 40-60 ปีเท่านั้น (ตามประมาณการที่มีอยู่)
ถ่านหินมีปัญหาในตัวเอง ประการแรก การขนส่งเป็นงานที่ต้องใช้แรงงานมาก ดังนั้นในรัสเซีย ปริมาณสำรองถ่านหินหลักจึงกระจุกตัวอยู่ทางตะวันออก และการบริโภคหลักอยู่ในส่วนของยุโรป ประการที่สอง การใช้ถ่านหินอย่างแพร่หลายมีความเกี่ยวข้องกับมลพิษทางอากาศที่ร้ายแรง การปนเปื้อนของพื้นผิวโลก และการเสื่อมสภาพของดิน
ในประเทศต่างๆ ปัญหาที่ระบุไว้ทั้งหมดดูแตกต่างกัน แต่วิธีแก้ปัญหาก็เหมือนกันเกือบทุกที่ นั่นก็คือการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ ปริมาณสำรองของวัตถุดิบยูเรเนียมก็มีจำกัดเช่นกัน อย่างไรก็ตามหากเราพูดถึงเครื่องปฏิกรณ์ความร้อนสมัยใหม่ประเภทที่ได้รับการปรับปรุงแล้วสำหรับพวกเขาเนื่องจากประสิทธิภาพที่ค่อนข้างสูงปริมาณสำรองยูเรเนียมจึงถือว่าแทบไม่มีขีดจำกัด
แล้วเหตุใดผู้คนจึงพูดถึงวิกฤตพลังงาน ในเมื่อเชื้อเพลิงฟอสซิลสำรองเท่านั้นที่จะคงอยู่ได้หลายร้อยปี และยังมีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สำรองอยู่?
คำถามทั้งหมดคือมีค่าใช้จ่ายเท่าไร และจากด้านนี้เองที่ต้องพิจารณาปัญหาพลังงาน ยังมีอีกมากในส่วนลึกของโลก แต่การสกัดน้ำมันและก๊าซมีค่าใช้จ่ายมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากพลังงานนี้จะต้องถูกสกัดจากชั้นที่ยากจนและลึกกว่า จากแหล่งสะสมที่ไม่ดีซึ่งค้นพบในพื้นที่ที่ไม่มีคนอาศัยอยู่และไม่สามารถเข้าถึงได้ ความต้องการที่มากขึ้นและจะต้องลงทุนเพื่อลดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล
พลังงานนิวเคลียร์กำลังถูกนำมาใช้ในขณะนี้ไม่ใช่เพราะว่ามันมีเชื้อเพลิงมาเป็นเวลาหลายศตวรรษและนับพันปี แต่เป็นเพราะการประหยัดและการอนุรักษ์น้ำมันและก๊าซสำหรับอนาคต เช่นเดียวกับความเป็นไปได้ในการลดภาระทางสิ่งแวดล้อมในชีวมณฑล
มีความเชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าต้นทุนไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ต่ำกว่าต้นทุนพลังงานที่ผลิตได้จากถ่านหินและในอนาคตคือโรงไฟฟ้าก๊าซอย่างมีนัยสำคัญ แต่ถ้าเราพิจารณารายละเอียดเกี่ยวกับวัฏจักรของพลังงานนิวเคลียร์ทั้งหมด (ตั้งแต่การสกัดวัตถุดิบไปจนถึงการกำจัดกากกัมมันตภาพรังสีรวมถึงต้นทุนในการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ด้วย) จากนั้นให้ดำเนินการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และรับรองการทำงานที่ปลอดภัย จะมีราคาแพงกว่าการก่อสร้างและดำเนินการสถานีที่มีความจุเท่ากันโดยใช้แหล่งพลังงานแบบดั้งเดิม (ตารางที่ 5.8 โดยใช้ตัวอย่างเศรษฐกิจสหรัฐฯ)
ดังนั้นเมื่อเร็ว ๆ นี้จึงให้ความสำคัญกับเทคโนโลยีประหยัดพลังงานมากขึ้นเรื่อย ๆ และ แหล่งหมุนเวียน- เช่น พระอาทิตย์ ลม ธาตุน้ำ เช่น สหภาพยุโรปได้กำหนดเป้าหมายไว้สำหรับปี 2553-2555 รับไฟฟ้า 22% โดยใช้แหล่งใหม่ ตัวอย่างเช่น ในประเทศเยอรมนี ในปี 2544 พลังงานที่ผลิตจากแหล่งหมุนเวียนเทียบเท่ากับการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 8 เครื่องหรือ 3.5% ของไฟฟ้าทั้งหมด
หลายคนเชื่อว่าอนาคตเป็นของของขวัญจากดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตามปรากฎว่าทุกอย่างก็ไม่ง่ายเช่นกัน จนถึงขณะนี้ ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์สมัยใหม่นั้นสูงกว่าการใช้โรงไฟฟ้าทั่วไปถึง 100 เท่า อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญที่เกี่ยวข้องกับเซลล์แสงอาทิตย์มีทัศนคติเชิงบวกและเชื่อว่าจะสามารถลดต้นทุนได้อย่างมาก
ความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับโอกาสในการใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนนั้นแตกต่างกันอย่างมาก คณะกรรมการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในอังกฤษได้วิเคราะห์โอกาสในการพัฒนาแหล่งพลังงานดังกล่าวแล้วได้ข้อสรุปว่าการใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ยังคงมีราคาแพงกว่าการก่อสร้างนิวเคลียร์อย่างน้อยสองถึงสี่เท่า โรงไฟฟ้า ผู้เชี่ยวชาญคนอื่นๆ ได้ทำการคาดการณ์ต่างๆ เกี่ยวกับแหล่งพลังงานเหล่านี้ในอนาคตอันใกล้นี้ เห็นได้ชัดว่าแหล่งพลังงานหมุนเวียนจะถูกใช้ในบางพื้นที่ของโลกซึ่งเอื้ออำนวยต่อการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพและประหยัด แต่ในปริมาณที่จำกัดอย่างยิ่ง ความต้องการพลังงานส่วนใหญ่ของมนุษยชาติควรมาจากถ่านหินและพลังงานนิวเคลียร์ จริงอยู่ ยังไม่มีแหล่งที่มาราคาถูกที่ช่วยให้เราสามารถพัฒนาภาคพลังงานได้อย่างรวดเร็วอย่างที่เราต้องการ
ในปัจจุบันและในทศวรรษต่อๆ ไป มากที่สุด แหล่งพลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีการแนะนำบรรณาธิการด้านนิวเคลียร์และอาจเป็นเทอร์โมนิวเคลียร์ ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา บุคคลจะก้าวไปตามขั้นตอนของความก้าวหน้าทางเทคนิค มันจะเคลื่อนที่ไปจนกว่าจะค้นพบและเชี่ยวชาญแหล่งพลังงานอื่นที่สะดวกกว่า
รูปที่ 5.38 แสดงกราฟการเติบโตของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในโลกและการผลิตไฟฟ้าสำหรับปี 2514-2549 และการคาดการณ์การพัฒนาในปี 2563-30 นอกเหนือจากที่กล่าวข้างต้น ประเทศกำลังพัฒนาหลายประเทศ เช่น อินโดนีเซีย อียิปต์ จอร์แดน และเวียดนาม ได้ประกาศความเป็นไปได้ในการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และได้ดำเนินการขั้นแรกในทิศทางนี้

รูปที่.5.38. -ชั้นบน ) การเติบโตของกำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และการผลิตไฟฟ้าระหว่างปี พ.ศ. 2514-2549)

ตามข้อมูลของ IAEA และการคาดการณ์กำลังการผลิตโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในโลกปี 2563-2573

ลง
วิกฤตพลังงานเชิงนิเวศ
รูปแบบหลักของอิทธิพลของพลังงานที่มีต่อสิ่งแวดล้อมมีดังนี้
มนุษยชาติยังคงได้รับพลังงานจำนวนมากจากการใช้ทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียน
มลภาวะในบรรยากาศ: ผลกระทบจากความร้อน การปล่อยก๊าซและฝุ่นออกสู่บรรยากาศ
3. มลพิษจากอุทกสเฟียร์: มลพิษทางความร้อนของแหล่งน้ำ, การปล่อยมลพิษ
มลพิษของเปลือกโลกระหว่างการขนส่งตัวพาพลังงานและการกำจัดของเสียระหว่างการผลิตพลังงาน

การปนเปื้อนของสิ่งแวดล้อมด้วยกากกัมมันตภาพรังสีและสารพิษ

การเปลี่ยนแปลงระบบการปกครองทางอุทกวิทยาของแม่น้ำโดยโรงไฟฟ้าพลังน้ำ และผลที่ตามมาคือมลภาวะในเส้นทางน้ำการสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้ารอบสายไฟ
เห็นได้ชัดว่ามีสองวิธีในการประสานการเติบโตอย่างต่อเนื่องของการใช้พลังงานกับผลกระทบด้านลบที่เพิ่มขึ้นของพลังงาน โดยที่ในอนาคตอันใกล้นี้ มนุษยชาติจะรู้สึกถึงข้อจำกัดของเชื้อเพลิงฟอสซิลปัญหาน่าจะแก้ไขได้ด้วยการพัฒนาพลังงานทดแทนประเภทต่างๆ โดยเฉพาะพลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน อย่างไรก็ตาม วิธีการดำเนินการตามทิศทางนี้ยังไม่ชัดเจน จนถึงขณะนี้ แหล่งพลังงานหมุนเวียนให้พลังงานไม่เกิน 20% ของการใช้พลังงานทั่วโลก การสนับสนุนหลัก 20% นี้มาจากการใช้ชีวมวลและไฟฟ้าพลังน้ำ

ปัญหาสิ่งแวดล้อมของพลังงานแบบดั้งเดิม

ปัจจุบันมีการผลิตไฟฟ้าจำนวนมากที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (TPP) ถัดไปคือโรงไฟฟ้าพลังน้ำ (HPP) และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (NPP)

สถาบันความสัมพันธ์ระหว่างประเทศแห่งรัฐมอสโก (U) MFA ของรัสเซีย

กรมเศรษฐกิจโลก

รายงานในหัวข้อ
“ปัญหาพลังงานโลกและแนวทางแก้ไข”

งานนี้แล้วเสร็จโดย: นักศึกษากลุ่มที่ 11 ปีแรกของคณะความสัมพันธ์ทางเศรษฐกิจระหว่างประเทศ
บาดอฟสกายา เอ็น.วี.
หัวหน้างานด้านวิทยาศาสตร์: Komissarova Zh.N.

มอสโก
2006

ทุกชีวิตบนโลกต้องการพลังงาน อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากความต้องการทางชีวภาพแล้ว มนุษยชาติซึ่งมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์กำลังมีความเสี่ยงมากขึ้นเรื่อยๆ ในการพึ่งพาแหล่งพลังงานภายนอกที่จำเป็นสำหรับการผลิตสินค้าและบริการจำนวนมาก โดยทั่วไป พลังงานช่วยให้ผู้คนสามารถมีชีวิตอยู่ในสภาพธรรมชาติที่เปลี่ยนแปลงไปและสภาพที่มีความหนาแน่นของประชากรสูง และยังสามารถควบคุมสภาพแวดล้อมของตนเองได้ด้วย ระดับของการพึ่งพาอาศัยกันนั้นถูกกำหนดโดยปัจจัยหลายประการ - เริ่มต้นด้วยสภาพภูมิอากาศและจบลงด้วยมาตรฐานการครองชีพในประเทศที่กำหนด: เห็นได้ชัดว่ายิ่งคน ๆ หนึ่งมีชีวิตที่สะดวกสบายมากขึ้นเท่าใด เขาก็ยิ่งต้องพึ่งพาแหล่งพลังงานภายนอกมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างที่ดีของการพึ่งพาอาศัยกันดังกล่าว ได้แก่ สหรัฐอเมริกา ดังคำพูดของจอร์จ ดับเบิลยู บุช “เสพติดน้ำมันที่นำเข้าจากภูมิภาคที่ไม่มั่นคง” และยุโรป ซึ่งเกือบทั้งหมดต้องอาศัยแหล่งพลังงานจากรัสเซีย เทคโนโลยีใหม่ทำให้สามารถลดการใช้พลังงาน ทำให้ฉลาดขึ้น และใช้วิธีการล่าสุดที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการรับและใช้งาน

แต่การใช้ทรัพยากรพลังงานใดๆ ก็ตามมีข้อจำกัดในการขยายเชิงปริมาณ เมื่อต้นศตวรรษที่ 21 มีหลายประเด็นที่มีความสำคัญระดับโลกแล้ว ปริมาณสำรองของแร่ธาตุที่สำคัญที่สุดบางชนิด ได้แก่ น้ำมันและก๊าซ กำลังค่อยๆ ใกล้จะหมดลง และอาจเกิดการหมดสิ้นโดยสิ้นเชิงในศตวรรษหน้า

ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบของการใช้พลังงานและการแปรรูป โดยเฉพาะการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ก็มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับพลังงานเช่นกัน

ดังนั้น ปัญหาของพลังงานจึงเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของปัญหาการพัฒนาต่อไปของมนุษยชาติที่ลึกซึ้งและครอบคลุมมากขึ้น ดังนั้น ทุกวันนี้ ภารกิจในการค้นหาแหล่งพลังงานใหม่ที่ทำกำไรได้จึงเป็นเรื่องเร่งด่วนมากขึ้นกว่าเดิม

ปัจจุบัน ทรัพยากรเชื้อเพลิงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเพื่อการผลิตพลังงาน ซึ่งคิดเป็นประมาณ 75% ของการผลิตพลังงานทั่วโลก มีหลายสิ่งที่ต้องพูดถึงเกี่ยวกับข้อดีของพวกเขา - พวกมันถูกจัดอยู่ในกลุ่มใหญ่ไม่กี่กลุ่ม ใช้งานง่ายและให้พลังงานราคาถูก (แน่นอนว่าถ้าคุณไม่คำนึงถึงความเสียหายจากมลภาวะ) แต่ก็มีข้อเสียร้ายแรงหลายประการ:

ปริมาณสำรองเชื้อเพลิงจะหมดลงในอนาคตอันใกล้ ซึ่งจะนำไปสู่ผลกระทบร้ายแรงต่อประเทศที่ต้องพึ่งพาเชื้อเพลิงเหล่านั้น

การขุดกลายเป็นเรื่องยาก มีราคาแพง และอันตรายมากขึ้นเมื่อเราใช้ประโยชน์จากแอ่งที่เข้าถึงได้มากที่สุด

การพึ่งพาน้ำมันนำไปสู่การผูกขาดเสมือน สงคราม และความสั่นคลอนทางสังคมและการเมือง

การทำเหมืองแร่ทำให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรง

พลังงานที่น่าหวังประการหนึ่งคือพลังงานนิวเคลียร์

ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ซึ่งผลิตพลังงานจำนวนมหาศาลโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย ที่ระดับการบริโภคนี้ แหล่งสะสมยูเรเนียมที่ศึกษาจะคงอยู่นานกว่า 5,000,000,000 ปี - ในช่วงเวลานี้แม้แต่ดวงอาทิตย์ของเราก็ยังมีเวลาที่จะเผาไหม้

โอกาสที่จะเกิดภัยพิบัติและอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ค่อนข้างจะจำกัดการพัฒนาของอุตสาหกรรมนี้ ทำให้เกิดความไม่ไว้วางใจของสาธารณชนในเรื่องพลังงานนิวเคลียร์ อย่างไรก็ตาม จากมุมมองทางประวัติศาสตร์ อุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนและไฟฟ้าพลังน้ำทำให้มีผู้เสียชีวิตจำนวนมาก ไม่ต้องพูดถึงความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม

อีกวิธีหนึ่งในการผลิตพลังงานที่สร้างความตื่นเต้นให้กับจิตใจของนักวิทยาศาสตร์มานานหลายทศวรรษก็คือนิวเคลียร์ฟิวชัน นิวเคลียร์ฟิวชันปล่อยพลังงานมากกว่าการสลายตัวหลายร้อยเท่า และเชื้อเพลิงสำรองสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวจะมีอายุการใช้งานหลายพันล้านปี อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาดังกล่าวยังไม่ได้รับการควบคุม และคาดว่าจะปรากฏให้เห็นการติดตั้งครั้งแรกภายในปี 2593

ทางเลือกอื่นนอกเหนือจากแหล่งพลังงานประเภทนี้อาจเป็นแหล่งหมุนเวียน: พลังงานน้ำ พลังงานลมและพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง พลังงานแสงอาทิตย์ ความร้อนใต้พิภพ พลังงานความร้อนในมหาสมุทร และพลังงานชีวภาพ

ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม ทรัพยากรหมุนเวียนเป็นแหล่งพลังงานหลัก เชื้อเพลิงชีวภาพที่เป็นของแข็ง เช่น ไม้ ยังคงมีความสำคัญต่อผู้ยากจนในประเทศกำลังพัฒนา

ชีวมวล (การเผาไหม้ของวัสดุอินทรีย์เพื่อผลิตพลังงาน) เชื้อเพลิงชีวภาพ (การแปรรูปวัสดุชีวภาพเพื่อผลิตเอทานอล) และก๊าซชีวภาพ (การแปรรูปขยะชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจน) เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ ที่ไม่ควรลดราคา พวกเขาไม่สามารถผลิตพลังงานได้ในระดับโลก แต่สามารถผลิตได้สูงถึง 10 MW/ชม. นอกจากนี้ยังครอบคลุมต้นทุนการกำจัดขยะชีวภาพอีกด้วย

ไฟฟ้าพลังน้ำเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพียงแหล่งเดียวที่ใช้อยู่ในปัจจุบันซึ่งมีส่วนแบ่งที่สำคัญในการผลิตพลังงานทั่วโลก ศักยภาพของไฟฟ้าพลังน้ำได้รับการเปิดเผยเล็กน้อย ในระยะยาว ปริมาณพลังงานที่ผลิตได้จะเพิ่มขึ้น 9-12 เท่า อย่างไรก็ตาม การก่อสร้างเขื่อนใหม่ถูกขัดขวางจากการละเมิดสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง ในเรื่องนี้ มีความสนใจเพิ่มขึ้นในโครงการไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็กเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเขื่อนขนาดใหญ่

แผงเซลล์แสงอาทิตย์ในปัจจุบันสามารถแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ที่เข้ามาได้ประมาณ 20% ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม หากคุณสร้าง "เครื่องสะสมแสง" พิเศษและครอบครองพื้นที่อย่างน้อย 1% ของพื้นที่เพาะปลูกร่วมกับพวกเขา สิ่งนี้อาจครอบคลุมการใช้พลังงานสมัยใหม่ทั้งหมด ยิ่งไปกว่านั้น ผลผลิตของเครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ดังกล่าวยังสูงกว่าผลผลิตของโรงไฟฟ้าพลังน้ำโดยเฉลี่ยถึง 50 ถึง 100 เท่า แผงโซลาร์เซลล์สามารถติดตั้งบนพื้นผิวว่างของโครงสร้างพื้นฐานทางอุตสาหกรรมที่มีอยู่ได้ ซึ่งจะหลีกเลี่ยงการยึดที่ดินจากสวนสาธารณะและพื้นที่เพาะปลูก ขณะนี้รัฐบาลเยอรมันกำลังดำเนินโครงการที่คล้ายกัน ซึ่งประเทศอื่นๆ จับตาดูด้วยความสนใจ

จากการวิจัยพบว่าฟาร์มสาหร่ายสามารถดักจับได้มากถึง 10% และเครื่องสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ความร้อนสามารถจับพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากถึง 80% ซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ ในภายหลังได้

พลังงานลมเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ถูกที่สุดในปัจจุบัน อาจให้พลังงานมากกว่าที่โลกใช้อยู่ในปัจจุบันถึงห้าเท่า หรือมากกว่าความต้องการไฟฟ้าถึง 40 เท่า ในการดำเนินการนี้ จะต้องครอบครองพื้นที่ 13% ของพื้นที่ทั้งหมดที่มีโรงไฟฟ้าพลังงานลม ได้แก่ พื้นที่ที่มีการเคลื่อนตัวของมวลอากาศรุนแรงเป็นพิเศษ

ความเร็วลมในทะเลสูงกว่าความเร็วลมบนบกประมาณ 90% ซึ่งหมายความว่ากังหันลมนอกชายฝั่งสามารถผลิตพลังงานได้มากกว่ามาก

วิธีการผลิตพลังงานนี้จะมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและบรรเทาภาวะเรือนกระจกด้วย

พลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานความร้อนจากมหาสมุทร และพลังงานคลื่นยักษ์ เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพียงแหล่งเดียวที่มีอยู่ในปัจจุบันซึ่งไม่ต้องใช้แสงอาทิตย์ แต่มี "ความเข้มข้น" ในบางพื้นที่ พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่มีอยู่ทั้งหมดสามารถให้พลังงานประมาณหนึ่งในสี่ของการใช้พลังงานสมัยใหม่ ปัจจุบันมีโครงการขนาดใหญ่เพื่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

พลังงานความร้อนใต้พิภพมีศักยภาพมหาศาลเมื่อคำนึงถึงความร้อนทั้งหมดที่กักอยู่ภายในโลก แม้ว่าความร้อนที่ปล่อยออกมาสู่พื้นผิวจะคิดเป็น 1/20,000 ของพลังงานที่เราได้รับจากดวงอาทิตย์ หรือประมาณ 2-3 เท่าของพลังงานจากกระแสน้ำก็ตาม

ในขั้นตอนนี้ ผู้ใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพหลักคือไอซ์แลนด์และนิวซีแลนด์ แม้ว่าหลายประเทศมีแผนสำหรับการพัฒนาประเภทนี้ก็ตาม

ประเภทของแหล่งพลังงานที่พิจารณานั้นไม่มีข้อเสียเลย

การใช้เทคโนโลยีส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับการใช้ทรัพยากรหมุนเวียนต้องใช้ต้นทุนสูงและบ่อยครั้งที่ตั้งของสถานีดังกล่าวไม่สะดวกอย่างยิ่ง ซึ่งท้ายที่สุดแล้วทำให้แหล่งข้อมูลเหล่านี้ไม่ก่อให้เกิดผลกำไรและไม่สามารถเข้าถึงได้สำหรับผู้บริโภค ในทางกลับกัน แหล่งที่มาหลายแห่งอนุญาตให้มีการสร้างโรงงานผลิตขนาดเล็กซึ่งตั้งอยู่ใกล้กับผู้ใช้พลังงาน เช่น แผงโซลาร์เซลล์

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น การสร้างเขื่อน มีส่วนทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก ที่น่าแปลกคืออินทรียวัตถุที่เน่าเปื่อยในพื้นที่น้ำท่วมจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา โดยทั่วไปแล้ว ระบบนิเวศทั้งหมดของแม่น้ำที่ถูกปิดกั้นจะได้รับผลกระทบ

นอกเหนือจากทรัพยากรความร้อนใต้พิภพและไฟฟ้าพลังน้ำซึ่งเป็นพื้นที่เฉพาะแล้ว แหล่งพลังงานทดแทนอื่นๆ มักจะมีราคาแพงกว่าและไม่สะดวกในการใช้งานมากกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วไป บางทีพื้นที่เดียวของการใช้งานของพวกเขายังคงเป็นพื้นที่ห่างไกลที่มีโครงสร้างพื้นฐานที่ยังไม่ได้รับการพัฒนาซึ่งการสร้างลมและสถานีอื่น ๆ นั้นถูกกว่าการขนส่งเชื้อเพลิงทางทะเลหรือทางบกรวมถึงภูมิภาคที่ด้อยพัฒนาของโลก

อีกวิธีหนึ่งในการแก้ปัญหาพลังงานคือการทำให้เข้มข้นขึ้น เทคโนโลยีใหม่ทำให้การใช้พลังงานที่มีอยู่ดีขึ้น เพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ เช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์ มอเตอร์ วัสดุฉนวนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ความร้อนที่สูญเปล่าไปสู่สิ่งแวดล้อมสามารถนำไปใช้ผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อให้ความร้อนกับน้ำและเครื่องทำความร้อนส่วนกลางของอาคารได้

โรงไฟฟ้าที่มีอยู่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยมีต้นทุนและการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุดด้วยเทคโนโลยีใหม่ โรงไฟฟ้าใหม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้มากขึ้นโดยใช้เทคโนโลยี เช่น โคเจนเนอเรชั่น โซลูชันสถาปัตยกรรมใหม่อาจรวมถึงการใช้ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ ไฟ LED จะค่อยๆ เข้ามาแทนที่หลอดไฟที่ล้าสมัย โดยธรรมชาติแล้ว ไม่มีวิธีการใดที่นำเสนอเทคโนโลยีการเคลื่อนที่แบบต่อเนื่อง และพลังงานส่วนหนึ่งจะถูกใช้ไป "เพื่อให้ความร้อน" เสมอ

ในอนาคตอันไกลโพ้น แหล่งพลังงานใหม่จำนวนมากอาจนำมาซึ่งการสำรวจอวกาศ แม้ว่าแหล่งพลังงานเหล่านี้ไม่น่าจะเกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาพลังงานในปัจจุบันก็ตาม

ในอนาคตอันใกล้นี้ เราสามารถซื้อสถานีโคจรพลังงานแสงอาทิตย์ที่จะรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ตลอด 24 ชั่วโมงและส่งไปยังโลกผ่านไมโครเวฟ การวิจัยพื้นฐานในพื้นที่นี้จะช่วยให้การผลิตพลังงานประเภทนี้มีความคุ้มค่าและสามารถแข่งขันได้ในอนาคตเมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งพลังงานภาคพื้นดิน

ตามทฤษฎีแล้ว เชื้อเพลิงนิวเคลียร์สามารถขุดได้จากดาวเคราะห์น้อย แต่อุปสรรคทางเทคนิคในการขุดเจาะบนดาวเคราะห์น้อยนั้นยากจะเอาชนะมากกว่าความยากลำบากที่เกี่ยวข้องกับการเจาะแหล่งสำรองยูเรเนียม-238 จำนวนมหาศาลบนโลก

ความเป็นไปได้ที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งคือการสกัดไอโซโทปฮีเลียม-3 ซึ่งไม่มีบนโลกและบนดวงจันทร์ เชื้อเพลิงประเภทนี้สามารถใช้ในปฏิกิริยาฟิชชันชนิดพิเศษซึ่งมีข้อได้เปรียบเหนือฟิชชันของยูเรเนียมธรรมดา

ในอนาคตอันไกลโพ้นที่สุด มนุษยชาติที่มีความเชี่ยวชาญด้านอวกาศ จะมีแหล่งพลังงานให้เลือกมากมาย และจากนั้นก็อาจจะสามารถใช้ศักยภาพขนาดมหึมาของหลุมดำได้ ซึ่งเป็นความเป็นไปได้ที่นักวิทยาศาสตร์กำลังคิดถึงอยู่แล้ว

ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม การพัฒนาพลังงานเพิ่มเติมจะเผชิญกับความยากลำบาก: จำนวนประชากรที่เพิ่มขึ้น, การตอบสนองความต้องการของมาตรฐานการครองชีพที่สูงขึ้น, ข้อกำหนดสำหรับการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น และการสูญเสียทรัพยากรแร่ เพื่อหลีกเลี่ยงวิกฤตพลังงาน คุณต้องจำสิ่งต่อไปนี้:

การแก้ปัญหาพลังงานเป็นไปไม่ได้หากไม่ใส่ใจกับสิ่งแวดล้อมอย่างใกล้ชิด

มีเพียงแนวทางบูรณาการที่จัดให้มีการใช้ทั้งแหล่งที่รู้จักอยู่แล้วและแหล่งทางเลือกอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้นที่จะช่วยให้สามารถตอบสนองความต้องการไฟฟ้าของมนุษยชาติต่อไปได้

การพัฒนาและการนำเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้จะเปิดช่องทางในการเข้าถึงแหล่งพลังงานใหม่ๆ ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ในปัจจุบัน

โดยสรุป ฉันอยากจะอ้างอิงคำพูดของ Samuel Bodman รัฐมนตรีกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา: “ทุกวันนี้ เศรษฐกิจโลกต้องการน้ำมันเพื่อการพัฒนา เราต้องการวิธีที่จะบรรลุการเติบโตซึ่งจะลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลและขยายการใช้แหล่งพลังงานที่สะอาดและเชื่อถือได้มากขึ้นไปพร้อมๆ กัน ในระยะสั้น เราต้องการความหลากหลาย มันจะไม่ถูกกว่าหรือง่ายกว่า แต่มันจำเป็น โดยพื้นฐานแล้วทุกอย่างขึ้นอยู่กับเขา ดังนั้นเราก็ต้องจัดหามันให้”

วางแผน

1) บทนำ

2) ปัญหาพลังงานของโลก

3) แนวทางแก้ไขปัญหาวัตถุดิบและพลังงาน

4) แหล่งพลังงานทางเลือก

5) บทสรุป

6) วรรณกรรม

การแนะนำ

ในปัจจุบัน ปัญหาสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติและการสืบพันธุ์ ปริมาณสำรองทรัพยากรอินทรีย์และแร่ธาตุที่มีจำกัดกำลังมีความสำคัญมากขึ้น ปัญหาระดับโลกนี้เกี่ยวข้องกับทรัพยากรอินทรีย์และแร่ธาตุที่สำคัญที่สุดของโลกอย่างจำกัด นักวิทยาศาสตร์เตือนเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่ปริมาณสำรองน้ำมันและก๊าซที่ทราบและใช้งานได้จะหมดไป รวมถึงทรัพยากรที่สำคัญอื่นๆ เช่น แร่เหล็กและทองแดง นิกเกิล แมงกานีส อลูมิเนียม โครเมียม ฯลฯ

มีข้อจำกัดทางธรรมชาติหลายประการในโลกนี้ ดังนั้น หากเราประมาณปริมาณเชื้อเพลิงเป็นสามประเภท: สำรวจแล้ว เป็นไปได้ และเป็นไปได้ ถ่านหินจะมีเพียงพอสำหรับ 600 ปี น้ำมันสำหรับ 90 ปี ก๊าซธรรมชาติสำหรับ 50 ปี และยูเรเนียมสำหรับ 27 ปี กล่าวคือเชื้อเพลิงทุกประเภททุกประเภทจะถูกเผาในอีก 800 ปีข้างหน้า คาดว่าภายในปี 2553 ความต้องการวัตถุดิบแร่ในโลกจะเพิ่มขึ้น 3 เท่าเมื่อเทียบกับระดับปัจจุบัน ในหลายประเทศ เงินฝากจำนวนมากได้หมดลงหมดแล้วหรือใกล้จะหมดลงแล้ว สถานการณ์ที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นกับแร่ธาตุอื่นๆ หากการผลิตพลังงานเติบโตในอัตราที่เพิ่มขึ้น เชื้อเพลิงทุกประเภทที่ใช้อยู่ในปัจจุบันก็จะถูกใช้หมดใน 130 ปี นั่นคือต้นศตวรรษที่ 22

ปัญหาพลังงานของโลก

* ค้นหาระบบเครื่องมือที่รับรองการลงทุนที่เหมาะสมและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในประเทศ

* ค้นหาวิธีการอนุมัติและสนับสนุนผู้ลงคะแนนเสียงที่เป็นที่ยอมรับทางการเมือง ซึ่งจะถูกบังคับให้จ่ายค่าการเปลี่ยนแปลงทั้งทางภาษีและวิถีชีวิต แม้ว่าวิธีแก้ปัญหาบางอย่างอาจพบกับการต่อต้าน (เช่น พลังงานนิวเคลียร์)

* สร้างพื้นฐานที่ยอมรับได้สำหรับการมีปฏิสัมพันธ์กับผู้เล่นหลักอื่นๆ ในตลาดพลังงานโลก

ปัญหาพลังงานสิ่งแวดล้อมโลก

ภาวะเรือนกระจก การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกที่เรียกว่าปรากฏการณ์เรือนกระจกซึ่งตั้งชื่อโดยการเปรียบเทียบกับความร้อนสูงเกินไปของพืชในเรือนกระจก คาร์บอนไดออกไซด์มีบทบาทเป็นฟิล์มในชั้นบรรยากาศ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บทบาทที่คล้ายกันของก๊าซอื่นๆ (CH4 และ N2O) ได้กลายเป็นที่รู้จัก ปริมาณมีเทนเพิ่มขึ้นปีละ 1% คาร์บอนไดออกไซด์ - 0.4% ไนตรัสออกไซด์ - 0.2% เชื่อกันว่าคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสาเหตุของปรากฏการณ์เรือนกระจกครึ่งหนึ่ง

มลพิษทางอากาศ ผลกระทบด้านลบของพลังงานต่อบรรยากาศเกิดขึ้นในรูปของฝุ่นละออง ละอองลอย และมลภาวะทางเคมี การปนเปื้อนสารเคมีมีความสำคัญเป็นพิเศษ สิ่งสำคัญคือซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาเมื่อถ่านหิน หินดินดาน และน้ำมันซึ่งมีซัลเฟอร์เจือปนถูกเผา ถ่านหินบางประเภทที่มีปริมาณซัลเฟอร์สูงจะผลิตซัลเฟอร์ไดออกไซด์ได้มากถึง 1 ตันต่อถ่านหินที่ถูกเผาไหม้ 10 ตัน ขณะนี้ชั้นบรรยากาศทั้งหมดของโลกเต็มไปด้วยซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ออกซิเดชันเกิดขึ้นกับซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์และส่วนหลังตกลงสู่พื้นโดยมีฝนตกในรูปของกรดซัลฟิวริก การตกตะกอนนี้เรียกว่าฝนกรด สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นหลังจากที่ฝนดูดซับไนโตรเจนไดออกไซด์ - กรดไนตริกเกิดขึ้น

โอโซน "หลุม" เป็นครั้งแรกที่มีการค้นพบความหนาของชั้นโอโซนที่ลดลงเหนือทวีปแอนตาร์กติกา ผลกระทบนี้เป็นผลมาจากผลกระทบต่อมนุษย์ ขณะนี้มีการค้นพบหลุมโอโซนอื่นๆ แล้ว ปัจจุบันปริมาณโอโซนในชั้นบรรยากาศทั่วโลกลดลงอย่างเห็นได้ชัด อยู่ที่ 5-6% ต่อทศวรรษในฤดูหนาว และ 2-3% ในฤดูร้อน นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่านี่เป็นการรวมตัวกันของการกระทำของฟรีออน (คลอโรฟลูออโรมีเทน) แต่โอโซนก็ถูกทำลายโดยไนโตรเจนออกไซด์ซึ่งปล่อยออกมาจากสถานประกอบการด้านพลังงาน

แนวทางแก้ไขปัญหาวัตถุดิบและพลังงาน:

1. ปริมาณการผลิตลดลง

2. เพิ่มประสิทธิภาพในการสกัดและการผลิต

3. การใช้แหล่งพลังงานทดแทน

การลดปริมาณการผลิตเป็นปัญหามากเพราะ โลกสมัยใหม่ต้องการวัตถุดิบและพลังงานมากขึ้นเรื่อยๆ และการลดปริมาณวัตถุดิบและพลังงานลงจะส่งผลให้เกิดวิกฤตโลกอย่างแน่นอน การเพิ่มประสิทธิภาพก็ไม่มีท่าว่าจะดีเช่นกันเพราะ การดำเนินการต้องใช้เงินลงทุนจำนวนมาก และปริมาณสำรองวัตถุดิบก็ไม่จำกัด ดังนั้นจึงให้ความสำคัญกับแหล่งพลังงานทางเลือกเป็นหลัก

กระทรวงเกษตรและอาหารแห่งสหพันธรัฐรัสเซีย

สถาบันการศึกษาของรัฐแห่งสหพันธรัฐด้านการศึกษาวิชาชีพระดับสูง สถาบันเกษตรกรรมแห่งรัฐอูราล

ภาควิชานิเวศวิทยาและสุขอนามัยสัตว์

บทคัดย่อเกี่ยวกับนิเวศวิทยา:

ปัญหาพลังงานของมนุษยชาติ

ศิลปิน: ANToniO

นักเรียน FTJ 212T

หัวหน้า: Lopaeva

นาเดซดา เลโอนิดอฟนา

เอคาเทรินเบิร์ก 2007

การแนะนำ. 3

พลังงาน: การคาดการณ์จากมุมมองของการพัฒนาที่ยั่งยืนของมนุษยชาติ 5

แหล่งพลังงานที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม 11

พลังงานของดวงอาทิตย์ 12

พลังงานลม. 15

พลังงานความร้อนของโลก 18

พลังงานของน่านน้ำภายในประเทศ 19

พลังงานชีวมวล..20

บทสรุป. 21

วรรณกรรม. 23

การแนะนำ

ปัจจุบันนี้มีคำถามเกิดขึ้นมากขึ้นกว่าเดิมว่าอนาคตของโลกจะเป็นอย่างไรในแง่ของพลังงาน สิ่งที่รอคอยมนุษยชาติ - ความหิวโหยพลังงานหรือความอุดมสมบูรณ์ของพลังงาน? ในหนังสือพิมพ์และนิตยสารต่างๆ บทความเกี่ยวกับวิกฤตพลังงานเริ่มแพร่หลายมากขึ้น เนื่องจากน้ำมัน สงครามจึงเกิดขึ้น รัฐต่างๆ เจริญรุ่งเรืองและยากจนลง และรัฐบาลก็เปลี่ยนแปลง ความรู้สึกของหนังสือพิมพ์เริ่มรวมรายงานเกี่ยวกับการเปิดตัวการติดตั้งใหม่หรือสิ่งประดิษฐ์ใหม่ในด้านพลังงาน โครงการพลังงานขนาดมหึมากำลังได้รับการพัฒนา ซึ่งการดำเนินการจะต้องใช้ความพยายามมหาศาลและต้นทุนวัสดุจำนวนมหาศาล

หากในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 โดยทั่วไปพลังงานมีบทบาทเสริมและไม่มีนัยสำคัญต่อความสมดุลของโลก จากนั้นในปี 1930 โลกก็ผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 300 พันล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง เมื่อเวลาผ่านไป - จำนวนมหาศาล อัตราการเติบโตมหาศาล! และยังมีพลังงานเพียงเล็กน้อย - ความต้องการมันเพิ่มขึ้นเร็วยิ่งขึ้น ระดับของวัตถุและท้ายที่สุดแล้ว วัฒนธรรมทางจิตวิญญาณของผู้คนนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานที่พวกเขามีอยู่โดยตรง

ในการขุดแร่ หลอมโลหะจากมัน สร้างบ้าน สร้างอะไรก็ได้ คุณต้องใช้พลังงาน แต่ความต้องการของมนุษย์มีเพิ่มขึ้นตลอดเวลา และมีจำนวนผู้คนเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ แล้วทำไมต้องหยุด? นักวิทยาศาสตร์และนักประดิษฐ์ได้พัฒนาวิธีการต่างๆ มากมายในการผลิตพลังงาน โดยหลักๆ คือพลังงานไฟฟ้า เรามาสร้างโรงไฟฟ้าให้มากขึ้นเรื่อยๆ และจะมีพลังงานมากเท่าที่ต้องการ! วิธีแก้ปัญหาที่ซับซ้อนที่ดูเหมือนชัดเจนนี้ กลับกลายเป็นว่าเต็มไปด้วยข้อผิดพลาดมากมาย กฎแห่งธรรมชาติที่ไม่มีวันสิ้นสุดระบุว่าเป็นไปได้ที่จะได้รับพลังงานที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานโดยการเปลี่ยนแปลงจากรูปแบบอื่นเท่านั้น

เครื่องจักรการเคลื่อนที่ต่อเนื่องซึ่งคาดว่าจะผลิตพลังงานและไม่ได้นำไปจากที่ไหนเลย เป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้ และโครงสร้างของเศรษฐกิจพลังงานโลกในปัจจุบันก็ได้พัฒนาไปในลักษณะที่ว่าสี่ในห้ากิโลวัตต์ที่ผลิตได้ในหลักการในลักษณะเดียวกับที่มนุษย์ดึกดำบรรพ์เคยใช้รักษาความอบอุ่น กล่าวคือ โดยการเผาไหม้เชื้อเพลิง หรือโดยการใช้ พลังงานเคมีที่สะสมอยู่ในนั้น แปลงเป็นไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน

จริงอยู่ที่วิธีการเผาเชื้อเพลิงมีความซับซ้อนและก้าวหน้ามากขึ้น ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการปกป้องสิ่งแวดล้อมจำเป็นต้องมีแนวทางใหม่ในด้านพลังงาน นักวิทยาศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญที่โดดเด่นที่สุดจากสาขาต่างๆ เข้าร่วมในการพัฒนาโครงการพลังงาน คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ได้คำนวณตัวเลือกหลายร้อยตัวเลือกสำหรับโครงสร้างของสมดุลพลังงานในอนาคตโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ล่าสุด พบวิธีแก้ปัญหาขั้นพื้นฐานที่กำหนดกลยุทธ์การพัฒนาพลังงานในทศวรรษต่อ ๆ ไป แม้ว่าภาคพลังงานในอนาคตอันใกล้จะยังคงขึ้นอยู่กับการผลิตพลังงานความร้อนจากทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียน แต่โครงสร้างของมันจะเปลี่ยนไป การใช้น้ำมันจะต้องลดลง การผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

พลังงาน: การคาดการณ์จากมุมมองของการพัฒนาที่ยั่งยืนของมนุษยชาติ

ภาคพลังงานของโลกจะพัฒนาตามกฎหมายใดบ้างในอนาคต ตามแนวคิดของสหประชาชาติว่าด้วยการพัฒนาที่ยั่งยืนของมนุษยชาติ ผลการวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์ของอีร์คุตสค์และการเปรียบเทียบกับผลงานของผู้เขียนคนอื่นทำให้สามารถสร้างรูปแบบและคุณสมบัติทั่วไปจำนวนหนึ่งได้

แนวคิดเรื่องการพัฒนาที่ยั่งยืนของมนุษยชาติซึ่งกำหนดขึ้นในการประชุมสหประชาชาติเมื่อปี 1992 ที่เมืองรีโอเดจาเนโร ส่งผลต่อพลังงานอย่างไม่ต้องสงสัย การประชุมแสดงให้เห็นว่ามนุษยชาติไม่สามารถพัฒนาต่อไปตามแนวทางดั้งเดิมได้ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างไม่มีเหตุผลและผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อมที่ก้าวหน้า หากประเทศกำลังพัฒนาเดินตามเส้นทางเดียวกันกับประเทศที่พัฒนาแล้วประสบความสำเร็จ ความหายนะด้านสิ่งแวดล้อมทั่วโลกก็จะหลีกเลี่ยงไม่ได้

แนวคิดของการพัฒนาที่ยั่งยืนขึ้นอยู่กับความจำเป็นตามวัตถุประสงค์ (รวมถึงสิทธิและความจำเป็น) ของการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของประเทศโลกที่สาม เห็นได้ชัดว่าประเทศที่พัฒนาแล้วสามารถ "บรรลุข้อตกลง" (อย่างน้อยก็ในระยะเวลาหนึ่ง) ด้วยระดับความเป็นอยู่ที่ดีและการใช้ทรัพยากรของโลก อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่เพียงแต่เกี่ยวกับการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมและสภาพการดำรงอยู่ของมนุษย์เท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับการเพิ่มระดับเศรษฐกิจและสังคมของประเทศกำลังพัฒนา (“ภาคใต้”) ไปพร้อม ๆ กัน และนำมันเข้าใกล้ระดับของประเทศที่พัฒนาแล้วมากขึ้น (“ภาคเหนือ” ").

แน่นอนว่าข้อกำหนดสำหรับพลังงานที่ยั่งยืนจะกว้างกว่าพลังงานสะอาด ข้อกำหนดของความไม่สิ้นสุดของทรัพยากรพลังงานที่ใช้แล้วและความสะอาดของสิ่งแวดล้อมซึ่งฝังอยู่ในแนวคิดของระบบพลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมนั้นเป็นไปตามหลักการที่สำคัญที่สุดสองประการของการพัฒนาที่ยั่งยืน - การเคารพผลประโยชน์ของคนรุ่นอนาคตและการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม จากการวิเคราะห์หลักการและคุณลักษณะที่เหลือของแนวคิดเรื่องการพัฒนาที่ยั่งยืน เราสามารถสรุปได้ว่าในกรณีนี้ ควรนำเสนอข้อกำหนดเพิ่มเติมอย่างน้อยสองข้อต่อภาคพลังงาน:

การตรวจสอบให้แน่ใจว่าการใช้พลังงาน (รวมถึงการบริการด้านพลังงานแก่ประชากร) ไม่ต่ำกว่าเกณฑ์ขั้นต่ำทางสังคมที่กำหนด

การพัฒนาพลังงานของประเทศ (รวมถึงเศรษฐกิจ) จะต้องประสานงานร่วมกันกับการพัฒนาในระดับภูมิภาคและระดับโลก

ประการแรกตามมาจากหลักการของลำดับความสำคัญของปัจจัยทางสังคมและการรับรองความยุติธรรมทางสังคม: เพื่อให้ตระหนักถึงสิทธิของผู้คนในการมีชีวิตที่มีสุขภาพดีและอุดมสมบูรณ์ ลดช่องว่างในมาตรฐานการครองชีพของผู้คนทั่วโลก ขจัดความยากจนและความอดอยาก จำเป็นต้องรับประกันค่าครองชีพที่แน่นอน รวมถึงการตอบสนองความต้องการขั้นต่ำที่จำเป็นในด้านพลังงานของประชากรและเศรษฐกิจ

ข้อกำหนดที่สองเกี่ยวข้องกับลักษณะระดับโลกของภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อมที่กำลังจะเกิดขึ้น และความจำเป็นในการดำเนินการประสานงานโดยประชาคมโลกทั้งหมดเพื่อกำจัดภัยคุกคามนี้ แม้แต่ประเทศที่มีแหล่งพลังงานเพียงพอ เช่น รัสเซีย ก็ไม่สามารถวางแผนการพัฒนาพลังงานแบบแยกส่วนได้ เนื่องจากจำเป็นต้องคำนึงถึงข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจระดับโลกและระดับภูมิภาค

ในปี 2541--2543 ISEM SB RAS ดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับโอกาสในการพัฒนาพลังงานในโลกและภูมิภาคของโลกในศตวรรษที่ 21 ซึ่งควบคู่ไปกับเป้าหมายที่กำหนดไว้ในการกำหนดแนวโน้มระยะยาวในการพัฒนาพลังงาน ทิศทางที่มีเหตุผลของความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิค ฯลฯ มีการพยายามทดสอบทางเลือกการพัฒนาพลังงานที่เป็นผลลัพธ์ “เพื่อความยั่งยืน” เช่น เพื่อให้สอดคล้องกับเงื่อนไขและข้อกำหนดของการพัฒนาที่ยั่งยืน ยิ่งไปกว่านั้น ตรงกันข้ามกับตัวเลือกการพัฒนาที่พัฒนาขึ้นก่อนหน้านี้บนหลักการ "จะเกิดอะไรขึ้นถ้า ... " ผู้เขียนพยายามเสนอการคาดการณ์ที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับการพัฒนาภาคพลังงานของโลกและภูมิภาคใน ศตวรรษที่ 21 แม้จะมีความธรรมดาทั้งหมด แต่ก็ให้แนวคิดที่สมจริงยิ่งขึ้นเกี่ยวกับอนาคตของพลังงาน ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อสิ่งแวดล้อม ต้นทุนทางเศรษฐกิจที่จำเป็น ฯลฯ

รูปแบบทั่วไปของการศึกษาเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นแบบดั้งเดิม: การใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อเตรียมข้อมูลเกี่ยวกับความต้องการพลังงาน ทรัพยากร เทคโนโลยี และข้อจำกัด เพื่อคำนึงถึงความไม่แน่นอนของข้อมูล โดยหลักเกี่ยวกับความต้องการและข้อจำกัดด้านพลังงาน จึงได้มีการสร้างชุดสถานการณ์สำหรับเงื่อนไขการพัฒนาพลังงานในอนาคต จากนั้นนำผลการคำนวณแบบจำลองมาวิเคราะห์พร้อมข้อสรุปและคำแนะนำที่เหมาะสม

เครื่องมือวิจัยหลักคือ Global Energy Model GEM-10R โมเดลนี้เป็นการปรับให้เหมาะสม แบบเชิงเส้น คงที่ และหลายภูมิภาค ตามกฎแล้วโลกถูกแบ่งออกเป็น 10 ภูมิภาค ได้แก่ อเมริกาเหนือ ยุโรป ประเทศในอดีตสหภาพโซเวียต ละตินอเมริกา จีน ฯลฯ โมเดลดังกล่าวปรับโครงสร้างพลังงานของทุกภูมิภาคให้เหมาะสมพร้อมกัน โดยคำนึงถึงการส่งออก-นำเข้าของ เชื้อเพลิงและพลังงานทุก 25 ปี - พ.ศ. 2568, 2593, 2518 และ 2100 ห่วงโซ่เทคโนโลยีทั้งหมดได้รับการปรับให้เหมาะสม โดยเริ่มจากการสกัด (หรือการผลิต) แหล่งพลังงานปฐมภูมิ และสิ้นสุดด้วยเทคโนโลยีสำหรับการผลิตพลังงานขั้นสุดท้ายสี่ประเภท (ไฟฟ้า ความร้อน เครื่องกล และเคมี) แบบจำลองนี้นำเสนอเทคโนโลยีหลายร้อยรายการสำหรับการผลิต การแปรรูป การขนส่ง และการใช้ทรัพยากรพลังงานปฐมภูมิและตัวพาพลังงานทุติยภูมิ มีการจัดเตรียมข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมระดับภูมิภาคและระดับโลก (เกี่ยวกับการปล่อย CO 2, SO 2 และอนุภาค), ข้อจำกัดในการพัฒนาเทคโนโลยี, การคำนวณต้นทุนสำหรับการพัฒนาและการดำเนินงานของภาคพลังงานในภูมิภาค, การกำหนดการประเมินแบบคู่ ฯลฯ เบื้องต้น แหล่งพลังงาน (รวมถึงแหล่งพลังงานหมุนเวียน) ในภูมิภาคแบ่งออกเป็นประเภทต้นทุน 4-9 ประเภท

การวิเคราะห์ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าทางเลือกที่ได้รับสำหรับการพัฒนาโลกและภาคพลังงานระดับภูมิภาคยังคงยากต่อการนำไปใช้ และไม่ตรงตามข้อกำหนดและเงื่อนไขสำหรับการพัฒนาที่ยั่งยืนของโลกในด้านสังคมและเศรษฐกิจ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระดับการใช้พลังงานที่พิจารณาในอีกด้านหนึ่งดูเหมือนจะบรรลุผลได้ยาก แต่ในทางกลับกัน ไม่รับประกันการประมาณค่าที่ต้องการของประเทศกำลังพัฒนากับประเทศที่พัฒนาแล้วในแง่ของการใช้พลังงานต่อหัวและการพัฒนาเศรษฐกิจ (เฉพาะ จีดีพี) ในเรื่องนี้ มีการคาดการณ์การใช้พลังงานใหม่ (ลดลง) โดยสมมติว่าอัตราการลดความเข้มข้นพลังงานของ GDP ที่สูงขึ้นและการให้ความช่วยเหลือทางเศรษฐกิจจากประเทศที่พัฒนาแล้วไปยังประเทศกำลังพัฒนา

การใช้พลังงานในระดับสูงจะพิจารณาจาก GDP ที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งสอดคล้องกับการคาดการณ์ของธนาคารโลกเป็นส่วนใหญ่ ในเวลาเดียวกัน ในช่วงปลายศตวรรษที่ 21 ประเทศกำลังพัฒนาจะบรรลุถึงระดับ GDP ของประเทศที่พัฒนาแล้วในปัจจุบันเท่านั้น กล่าวคือ ความล่าช้าจะอยู่ที่ประมาณ 100 ปี ในตัวเลือกการใช้พลังงานต่ำ จำนวนความช่วยเหลือจากประเทศที่พัฒนาแล้วไปยังประเทศกำลังพัฒนาจะขึ้นอยู่กับตัวชี้วัดที่กล่าวถึงในรีโอเดจาเนโร: ประมาณ 0.7% ของ GDP ของประเทศที่พัฒนาแล้ว หรือ 100-125 พันล้านดอลลาร์ ต่อปี ในเวลาเดียวกัน การเติบโตของ GDP ของประเทศที่พัฒนาแล้วลดลงบ้าง ในขณะที่การเติบโตของประเทศกำลังพัฒนาเพิ่มขึ้น โดยเฉลี่ยแล้ว GDP ต่อหัวของโลกในสถานการณ์นี้เพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ในการให้ความช่วยเหลือดังกล่าวจากมุมมองของมนุษยชาติทั้งหมด

การใช้พลังงานต่อหัวในรุ่นต่ำในประเทศอุตสาหกรรมจะมีเสถียรภาพ ในประเทศกำลังพัฒนาจะเพิ่มขึ้นประมาณ 2.5 เท่าภายในสิ้นศตวรรษ และโดยเฉลี่ยทั่วโลก - 1.5 เท่า เมื่อเทียบกับปี 1990 การบริโภคพลังงานขั้นสุดท้ายโดยสมบูรณ์ของโลก พลังงาน (โดยคำนึงถึงการเติบโตของประชากร) จะเพิ่มขึ้นภายในสิ้นศตวรรษตามการคาดการณ์ระดับสูงประมาณ 3.5 เท่า และตามการคาดการณ์ต่ำประมาณ 2.5 เท่า

การใช้แหล่งพลังงานปฐมภูมิบางประเภทมีลักษณะเฉพาะดังต่อไปนี้ น้ำมันในทุกสถานการณ์มีการบริโภคใกล้เคียงกัน - ในปี 2593 ถึงจุดสูงสุดของการผลิตและภายในปี 2100 ทรัพยากรราคาถูก (จากห้าหมวดต้นทุนแรก) ก็หมดลงทั้งหมดหรือเกือบทั้งหมด แนวโน้มคงที่นี้อธิบายได้ด้วยประสิทธิภาพของน้ำมันที่สูงสำหรับการผลิตพลังงานกลและเคมี ตลอดจนความร้อนและไฟฟ้าสูงสุด ในช่วงปลายศตวรรษ น้ำมันจะถูกแทนที่ด้วยเชื้อเพลิงสังเคราะห์ (ส่วนใหญ่มาจากถ่านหิน)

การผลิตก๊าซธรรมชาติเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดศตวรรษ โดยถึงจุดสูงสุดในช่วงปลายศตวรรษ สองประเภทที่แพงที่สุด (มีเทนที่แปลกใหม่และมีเทนไฮเดรต) กลับกลายเป็นว่าไม่มีการแข่งขัน ก๊าซถูกใช้เพื่อผลิตพลังงานขั้นสุดท้ายทุกประเภท แต่ที่สำคัญที่สุดสำหรับการผลิตความร้อน

พลังงานถ่านหินและพลังงานนิวเคลียร์มีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่สุด ขึ้นอยู่กับข้อจำกัดที่กำหนด เนื่องจากมีความประหยัดพอๆ กัน จึงใช้แทนกันได้ โดยเฉพาะในสถานการณ์ "สุดขั้ว" ส่วนใหญ่จะใช้ในโรงไฟฟ้า ถ่านหินส่วนใหญ่ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษถูกแปรรูปเป็นเชื้อเพลิงเครื่องยนต์สังเคราะห์ และพลังงานนิวเคลียร์ถูกนำมาใช้ในวงกว้างเพื่อผลิตไฮโดรเจนในสถานการณ์ที่มีข้อจำกัดการปล่อย CO 2 ที่เข้มงวด

การใช้พลังงานทดแทนมีความแตกต่างกันอย่างมากในสถานการณ์ที่แตกต่างกัน มีเพียงไฟฟ้าพลังน้ำและชีวมวลแบบดั้งเดิม รวมถึงทรัพยากรลมต้นทุนต่ำเท่านั้นที่ถูกนำมาใช้อย่างยั่งยืน แหล่งพลังงานหมุนเวียนประเภทที่เหลือเป็นทรัพยากรที่มีราคาแพงที่สุด ซึ่งปิดสมดุลพลังงานและได้รับการพัฒนาตามความจำเป็น

การวิเคราะห์ต้นทุนพลังงานทั่วโลกในสถานการณ์ต่างๆ เป็นเรื่องที่น่าสนใจ โดยปกติแล้วจะเป็นเรื่องน้อยที่สุดในสองสถานการณ์ล่าสุดที่มีการใช้พลังงานลดลงและมีข้อจำกัดปานกลาง ภายในสิ้นศตวรรษนี้จะเพิ่มขึ้นประมาณ 4 เท่าเมื่อเทียบกับปี 1990 ต้นทุนสูงสุดเกิดขึ้นในสถานการณ์ที่มีการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นและข้อจำกัดที่เข้มงวด ในช่วงปลายศตวรรษ ค่าใช้จ่ายเหล่านี้สูงกว่าต้นทุนในปี 1990 ถึง 10 เท่า และสูงกว่าต้นทุนในสถานการณ์ล่าสุดถึง 2.5 เท่า

ควรสังเกตว่าการเลื่อนการชำระหนี้พลังงานนิวเคลียร์โดยไม่มีข้อ จำกัด ในการปล่อย CO 2 จะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นเพียง 2% ซึ่งอธิบายได้จากประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจที่เท่าเทียมกันโดยประมาณของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และโรงไฟฟ้าถ่านหิน อย่างไรก็ตาม หากในระหว่างการเลื่อนการชำระหนี้พลังงานนิวเคลียร์ มีการนำข้อจำกัดที่เข้มงวดในการปล่อย CO 2 มาใช้ ต้นทุนพลังงานก็จะเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่า

ด้วยเหตุนี้ “ราคา” ของการเลื่อนการชำระหนี้นิวเคลียร์และข้อจำกัดในการปล่อยก๊าซ CO 2 จึงสูงมาก ผลการวิเคราะห์พบว่าต้นทุนในการลดการปล่อย CO 2 อาจคิดเป็น 1-2% ของ GDP โลก กล่าวคือ พวกมันเทียบได้กับความเสียหายที่คาดหวังจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศบนโลก (โดยร้อนขึ้นหลายองศา) นี่เป็นเหตุให้ต้องพูดถึงการยอมรับ (หรือแม้แต่ความจำเป็น) ของการผ่อนคลายข้อจำกัดในการปล่อยก๊าซ CO 2 ในความเป็นจริง จำเป็นต้องลดต้นทุนในการลดการปล่อย CO 2 และความเสียหายจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศให้เหลือน้อยที่สุด (ซึ่งแน่นอนว่าเป็นงานที่ยากมาก)

เป็นสิ่งสำคัญมากที่ประเทศกำลังพัฒนาควรเป็นผู้รับผิดชอบค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมในการลดการปล่อย CO 2 เป็นหลัก ในขณะเดียวกัน ประเทศเหล่านี้ก็ไม่ควรถูกตำหนิสำหรับสถานการณ์ที่เกิดจากปรากฏการณ์เรือนกระจก และในทางกลับกัน ประเทศเหล่านี้ก็ไม่มีเงินทุนดังกล่าว การได้รับเงินทุนเหล่านี้จากประเทศที่พัฒนาแล้วจะทำให้เกิดความยากลำบากอย่างมากอย่างไม่ต้องสงสัย และนี่เป็นหนึ่งในปัญหาที่ร้ายแรงที่สุดในการบรรลุการพัฒนาที่ยั่งยืน

ในศตวรรษที่ 21 เราตระหนักรู้ถึงความเป็นจริงของสหัสวรรษที่สามอย่างมีสติ น่าเสียดายที่ปริมาณสำรองน้ำมัน ก๊าซ และถ่านหินนั้นไม่มีที่สิ้นสุด ธรรมชาติต้องใช้เวลาหลายล้านปีในการสร้างปริมาณสำรองเหล่านี้ และจะหมดไปในหลายร้อยปี ทุกวันนี้ โลกเริ่มคิดอย่างจริงจังเกี่ยวกับวิธีป้องกันการปล้นทรัพย์สมบัติทางโลกโดยนักล่า ท้ายที่สุดภายใต้เงื่อนไขนี้เท่านั้นที่สามารถสำรองเชื้อเพลิงได้นานหลายศตวรรษ น่าเสียดายที่ประเทศผู้ผลิตน้ำมันหลายแห่งมีชีวิตอยู่เพื่อทุกวันนี้ พวกเขาใช้น้ำมันสำรองที่ได้รับจากธรรมชาติอย่างไร้ความปราณี จะเกิดอะไรขึ้นและไม่ช้าก็เร็วเมื่อแหล่งน้ำมันและก๊าซหมดลง? ความน่าจะเป็นที่ปริมาณสำรองเชื้อเพลิงทั่วโลกจะหมดลงอย่างรวดเร็ว รวมถึงการเสื่อมสภาพของสถานการณ์สิ่งแวดล้อมในโลก (การกลั่นน้ำมันและอุบัติเหตุที่ค่อนข้างบ่อยในระหว่างการขนส่งก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง) บังคับให้เราต้องคิดถึงประเภทอื่น ๆ เชื้อเพลิงที่สามารถทดแทนน้ำมันและก๊าซได้

ขณะนี้ในโลกนี้ วิศวกรวิทยาศาสตร์จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ กำลังค้นหาแหล่งพลังงานใหม่ๆ ที่แหวกแนว ซึ่งอาจช่วยลดความกังวลในการจัดหาพลังงานให้กับมนุษยชาติ แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม ได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์ ลม ความร้อนใต้พิภพ ชีวมวล และพลังงานจากมหาสมุทร

พลังงานแสงอาทิตย์

เมื่อเร็ว ๆ นี้ความสนใจในปัญหาการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และแม้ว่าแหล่งนี้จะเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนด้วย แต่ความสนใจที่จ่ายไปทั่วโลกบังคับให้เราพิจารณาความเป็นไปได้แยกจากกัน ศักยภาพของพลังงานจากการใช้รังสีดวงอาทิตย์โดยตรงนั้นมีมาก โปรดทราบว่าการใช้พลังงานเพียง 0.0125% ของจำนวนนี้สามารถตอบสนองความต้องการพลังงานของโลกในปัจจุบันได้ และการใช้ 0.5% สามารถตอบสนองความต้องการพลังงานในอนาคตได้อย่างสมบูรณ์ น่าเสียดายที่ไม่น่าเป็นไปได้ที่ทรัพยากรที่มีศักยภาพมหาศาลเหล่านี้จะถูกนำไปใช้ในวงกว้าง อุปสรรคที่ร้ายแรงที่สุดประการหนึ่งในการดำเนินการดังกล่าวคือความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์ต่ำ

แม้ภายใต้สภาพบรรยากาศที่ดีที่สุด (ละติจูดใต้ ท้องฟ้าแจ่มใส) ความหนาแน่นฟลักซ์การแผ่รังสีจากแสงอาทิตย์จะไม่เกิน 250 W/m2 ดังนั้นเพื่อให้นักสะสมรังสีดวงอาทิตย์สามารถ "รวบรวม" พลังงานที่จำเป็นต่อการตอบสนองความต้องการของมนุษยชาติในหนึ่งปีพวกเขาจะต้องวางไว้บนพื้นที่ 130,000 กม. 2! ความจำเป็นในการใช้ตัวสะสมขนาดใหญ่ก็ส่งผลให้มีต้นทุนวัสดุจำนวนมากเช่นกัน ตัวสะสมรังสีดวงอาทิตย์ที่ง่ายที่สุดคือแผ่นโลหะสีดำซึ่งภายในมีท่อที่มีของเหลวไหลเวียนอยู่ในนั้น เมื่อได้รับความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ที่ถูกดูดซับโดยตัวสะสม ของเหลวจะถูกจ่ายเพื่อการใช้งานโดยตรง จากการคำนวณการผลิตตัวสะสมรังสีแสงอาทิตย์ที่มีพื้นที่ 1 กม. 2 ต้องใช้อลูมิเนียมประมาณ 10 4 ตัน ปริมาณสำรองของโลกที่พิสูจน์แล้วของโลหะนี้ในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 1.17 * 10 9 ตัน

เป็นที่ชัดเจนว่ามีปัจจัยหลายประการที่จำกัดพลังของพลังงานแสงอาทิตย์ สมมติว่าในอนาคตจะเป็นไปได้ที่จะใช้ไม่เพียง แต่อลูมิเนียมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัสดุอื่น ๆ สำหรับการผลิตนักสะสมด้วย สถานการณ์จะเปลี่ยนไปในกรณีนี้หรือไม่? เราจะดำเนินการต่อจากข้อเท็จจริงที่ว่าในระยะที่แยกจากกันของการพัฒนาพลังงาน (หลังปี 2100) พลังงานแสงอาทิตย์จะตอบสนองความต้องการพลังงานทั้งหมดของโลก ภายในกรอบของแบบจำลองนี้สามารถประมาณได้ว่าในกรณีนี้จำเป็นต้อง "รวบรวม" พลังงานแสงอาทิตย์บนพื้นที่ตั้งแต่ 1*10 6 ถึง 3*10 6 กม. 2 ในเวลาเดียวกันพื้นที่เพาะปลูกทั้งหมดในโลกปัจจุบันคือ 13 * 10 6 กม. 2 พลังงานแสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในประเภทการผลิตพลังงานที่ใช้วัสดุมากที่สุด การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ส่งผลให้มีความต้องการวัสดุเพิ่มขึ้นอย่างมาก และส่งผลให้มีทรัพยากรแรงงานในการสกัดวัตถุดิบ การเพิ่มคุณค่า การรับวัสดุ การผลิตเฮลิโอสแตต เครื่องสะสม อุปกรณ์อื่นๆ และการขนส่ง จากการคำนวณแสดงให้เห็นว่าในการผลิตพลังงานไฟฟ้า 1 เมกะวัตต์ต่อปีโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์นั้น จะใช้เวลาตั้งแต่ 10,000 ถึง 40,000 ชั่วโมงคน

ในการผลิตพลังงานแบบดั้งเดิมโดยใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ตัวเลขนี้จะอยู่ที่ 200-500 ชั่วโมงการทำงาน จนถึงขณะนี้ พลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากรังสีดวงอาทิตย์มีราคาแพงกว่าพลังงานไฟฟ้าที่ได้รับจากวิธีการแบบเดิมมาก นักวิทยาศาสตร์หวังว่าการทดลองที่พวกเขาจะดำเนินการในสถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งและสถานีต่างๆ จะช่วยแก้ปัญหาไม่เพียงแต่ทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัญหาทางเศรษฐกิจด้วย

ความพยายามครั้งแรกในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในเชิงพาณิชย์ย้อนกลับไปในยุค 80 ของศตวรรษที่ผ่านมา ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในด้านนี้มาจาก Loose Industries (USA) ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2532 ได้เปิดดำเนินการสถานีบริการน้ำมันพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 80 เมกะวัตต์ ที่นี่ในแคลิฟอร์เนีย ในปี 1994 มีการนำพลังงานไฟฟ้ามาใช้อีก 480 เมกะวัตต์ และต้นทุนพลังงาน 1 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงอยู่ที่ 7-8 เซนต์ ซึ่งต่ำกว่าสถานีทั่วไป ในตอนกลางคืนและฤดูหนาว พลังงานส่วนใหญ่มาจากก๊าซ และในฤดูร้อนและตอนกลางวัน - จากดวงอาทิตย์ โรงไฟฟ้าแห่งหนึ่งในแคลิฟอร์เนียได้แสดงให้เห็นว่าก๊าซและแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักในอนาคตอันใกล้นี้สามารถเสริมซึ่งกันและกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่คู่ของพลังงานแสงอาทิตย์ควรเป็นเชื้อเพลิงเหลวหรือก๊าซประเภทต่างๆ “ผู้สมัคร” ที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือไฮโดรเจน

การผลิตโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ เช่น โดยอิเล็กโทรไลซิสของน้ำอาจมีราคาค่อนข้างถูก และตัวก๊าซซึ่งมีค่าความร้อนสูงสามารถขนส่งและจัดเก็บได้ง่ายเป็นเวลานาน ดังนั้นข้อสรุป: ความเป็นไปได้ที่ประหยัดที่สุดในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งมองเห็นได้ในปัจจุบัน คือการกำหนดให้ได้รับพลังงานประเภทรองในบริเวณที่มีแสงแดดสดใสของโลก เชื้อเพลิงเหลวหรือก๊าซที่เกิดขึ้นสามารถสูบผ่านท่อหรือขนส่งโดยเรือบรรทุกไปยังพื้นที่อื่นได้ การพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์อย่างรวดเร็วเกิดขึ้นได้โดยการลดต้นทุนของเครื่องแปลงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ต่อกำลังไฟฟ้าที่ติดตั้ง 1 วัตต์จาก 1,000 ดอลลาร์ในปี 1970 เหลือ 3-5 ดอลลาร์ในปี 1997 และเพิ่มประสิทธิภาพจาก 5 เป็น 18% การลดต้นทุนของวัตต์พลังงานแสงอาทิตย์ลงเหลือ 50 เซ็นต์จะช่วยให้โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถแข่งขันกับแหล่งพลังงานอัตโนมัติอื่นๆ เช่น โรงไฟฟ้าดีเซล

พลังงานลม

พลังงานของมวลอากาศที่กำลังเคลื่อนที่นั้นมีมหาศาล พลังงานลมสำรองนั้นมากกว่าปริมาณสำรองไฟฟ้าพลังน้ำของแม่น้ำทุกสายในโลกมากกว่าร้อยเท่า ลมที่พัดผ่านพื้นที่อันกว้างใหญ่ของประเทศของเราสามารถตอบสนองความต้องการไฟฟ้าทั้งหมดได้อย่างง่ายดาย! สภาพภูมิอากาศทำให้เกิดการพัฒนาพลังงานลมในพื้นที่อันกว้างใหญ่ตั้งแต่ชายแดนตะวันตกไปจนถึงริมฝั่งแม่น้ำ Yenisei ภาคเหนือของประเทศตามแนวชายฝั่งมหาสมุทรอาร์กติกอุดมไปด้วยพลังงานลม ซึ่งเป็นที่ต้องการโดยผู้กล้าหาญที่อาศัยอยู่ในดินแดนอันอุดมสมบูรณ์เหล่านี้ เหตุใดแหล่งพลังงานที่อุดมสมบูรณ์ เข้าถึงได้ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมจึงถูกใช้น้อยครั้งนัก? ปัจจุบัน เครื่องยนต์พลังงานลมจัดหาพลังงานเพียงหนึ่งในพันของความต้องการพลังงานของโลก เทคโนโลยีแห่งศตวรรษที่ 20 เปิดโอกาสใหม่ให้กับพลังงานลมซึ่งงานที่แตกต่างออกไปคือการผลิตกระแสไฟฟ้า ในตอนต้นของศตวรรษที่ N.E. Zhukovsky พัฒนาทฤษฎีของเครื่องยนต์ลมบนพื้นฐานของการติดตั้งที่มีประสิทธิภาพสูงที่สามารถรับพลังงานจากลมที่อ่อนที่สุดได้ กังหันลมหลายแบบปรากฏว่าล้ำหน้ากว่ากังหันลมแบบเก่าอย่างหาที่เปรียบมิได้ โครงการใหม่ใช้ความสำเร็จของความรู้หลายแขนง ในปัจจุบัน ผู้เชี่ยวชาญด้านเครื่องบินที่รู้วิธีเลือกโปรไฟล์ใบมีดที่เหมาะสมที่สุดและศึกษาในอุโมงค์ลม มีส่วนร่วมในการสร้างการออกแบบกังหันลม ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของโรงไฟฟ้าพลังงานลม ด้วยความพยายามของนักวิทยาศาสตร์และวิศวกร ได้มีการสร้างสรรค์การออกแบบกังหันลมสมัยใหม่ที่หลากหลาย

เครื่องจักรใบมีดเครื่องแรกที่ใช้พลังงานลมคือใบเรือ นอกจากแหล่งพลังงานแหล่งเดียวแล้ว ใบเรือและเครื่องยนต์ลมยังมีหลักการเดียวกันอีกด้วย การวิจัยโดย Yu. S. Kryuchkov แสดงให้เห็นว่าใบเรือสามารถแสดงได้ในรูปแบบของเครื่องยนต์ลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางล้ออนันต์ ใบเรือเป็นเครื่องจักรใบมีดที่ทันสมัยที่สุด มีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งใช้พลังงานลมในการขับเคลื่อนโดยตรง

พลังงานลมที่ใช้ล้อลมและม้าหมุนกำลังได้รับการฟื้นฟู โดยหลักๆ แล้วคือการติดตั้งภาคพื้นดิน การติดตั้งเชิงพาณิชย์ได้ถูกสร้างขึ้นแล้วและกำลังดำเนินการในสหรัฐอเมริกา โครงการได้รับเงินทุนครึ่งหนึ่งจากงบประมาณของรัฐ ส่วนครึ่งหลังจะลงทุนโดยผู้บริโภคพลังงานสะอาดในอนาคต

พัฒนาการครั้งแรกของทฤษฎีเครื่องยนต์ลมย้อนกลับไปในปี 1918 V. Zalewski เริ่มสนใจกังหันลมและการบินไปพร้อมๆ กัน เขาเริ่มสร้างทฤษฎีกังหันลมที่สมบูรณ์และได้รับหลักการทางทฤษฎีหลายประการที่กังหันลมควรเป็นไปตามนั้น

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ความสนใจในใบพัดและล้อลมไม่ได้ถูกแยกออกจากแนวโน้มทั่วไปในสมัยนั้น - เพื่อใช้ลมในทุกที่ที่เป็นไปได้ ในตอนแรก กังหันลมแพร่หลายที่สุดในภาคเกษตรกรรม ใบพัดถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนกลไกของเรือ บนเครื่อง “Fram” อันโด่งดังระดับโลก เขาหมุนไดนาโม บนเรือใบ กังหันลมขับเคลื่อนปั๊มและกลไกการยึดเหนี่ยว

ในรัสเซียเมื่อต้นศตวรรษที่ผ่านมามีกังหันลมประมาณ 2,500,000 ตัวที่มีกำลังการผลิตรวมหนึ่งล้านกิโลวัตต์หมุนอยู่ หลังจากปี 1917 โรงสีต่างๆ ถูกทิ้งไว้โดยไม่มีเจ้าของ และค่อยๆ พังทลายลง จริงอยู่ มีการพยายามใช้พลังงานลมตามหลักวิทยาศาสตร์และของรัฐบาล ในปีพ.ศ. 2474 ใกล้ยัลตา ได้มีการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานลมที่ใหญ่ที่สุดในเวลานั้นด้วยกำลังผลิต 100 กิโลวัตต์ และต่อมาได้มีการพัฒนาการออกแบบสำหรับหน่วยขนาด 5,000 กิโลวัตต์ แต่ไม่สามารถนำไปปฏิบัติได้เนื่องจากสถาบันพลังงานลมซึ่งจัดการกับปัญหานี้ถูกปิดไปแล้ว

ในสหรัฐอเมริกา ภายในปี 1940 กังหันลมที่มีกำลังการผลิต 1,250 กิโลวัตต์ได้ถูกสร้างขึ้น ในช่วงสิ้นสุดของสงคราม ดาบเล่มหนึ่งได้รับความเสียหาย พวกเขาไม่สนใจที่จะซ่อมด้วยซ้ำ - นักเศรษฐศาสตร์คำนวณว่าการใช้โรงไฟฟ้าดีเซลแบบธรรมดาจะทำกำไรได้มากกว่า การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการติดตั้งนี้ถูกหยุดลง

ความพยายามที่ล้มเหลวในการใช้พลังงานลมในการผลิตพลังงานขนาดใหญ่ในช่วงวัยสี่สิบของศตวรรษที่ 20 ไม่ใช่เรื่องบังเอิญ น้ำมันยังคงค่อนข้างถูก การลงทุนเฉพาะเจาะจงในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดใหญ่ลดลงอย่างรวดเร็ว และการพัฒนาไฟฟ้าพลังน้ำ ดังที่เห็นจะรับประกันทั้งราคาที่ต่ำและความสะอาดของสิ่งแวดล้อมที่น่าพอใจ

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของพลังงานลมคือความแปรปรวนเมื่อเวลาผ่านไป แต่สามารถชดเชยได้ด้วยตำแหน่งของกังหันลม หากภายใต้เงื่อนไขของความเป็นอิสระโดยสมบูรณ์มีกังหันลมขนาดใหญ่หลายสิบตัวรวมกัน พลังงานเฉลี่ยของพวกมันจะคงที่ หากมีแหล่งพลังงานอื่น กังหันลมก็สามารถทดแทนแหล่งพลังงานที่มีอยู่ได้ และสุดท้าย พลังงานกลก็สามารถได้รับโดยตรงจากกังหันลม

พลังงานความร้อนของโลก

ผู้คนรู้มานานแล้วเกี่ยวกับการปรากฏตัวของพลังงานขนาดมหึมาที่ซ่อนอยู่ในส่วนลึกของโลก พลังของการปะทุนั้นยิ่งใหญ่กว่าพลังของโรงไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดที่สร้างขึ้นด้วยมือมนุษย์หลายเท่า จริงอยู่ที่ไม่จำเป็นต้องพูดถึงการใช้พลังงานโดยตรงของการปะทุของภูเขาไฟ - ผู้คนยังไม่มีความสามารถในการควบคุมองค์ประกอบที่กบฏนี้ได้และโชคดีที่การปะทุเหล่านี้เป็นเหตุการณ์ที่ค่อนข้างหายาก แต่สิ่งเหล่านี้เป็นการสำแดงพลังงานที่ซ่อนอยู่ในบาดาลของโลก เมื่อพลังงานที่ไม่สิ้นสุดนี้มีเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้นที่ถูกปล่อยออกมาทางปล่องภูเขาไฟที่พ่นไฟ ไอซ์แลนด์ประเทศเล็กๆ ในยุโรปที่พึ่งพาตนเองได้อย่างสมบูรณ์ด้วยมะเขือเทศ แอปเปิ้ล และแม้กระทั่งกล้วย! เรือนกระจกในไอซ์แลนด์จำนวนมากได้รับพลังงานจากความร้อนของโลก - ในทางปฏิบัติแล้วไม่มีแหล่งพลังงานในท้องถิ่นอื่นใดในไอซ์แลนด์ แต่ประเทศนี้อุดมไปด้วยน้ำพุร้อนและน้ำพุร้อนไกเซอร์ที่มีชื่อเสียงซึ่งพุ่งขึ้นมาจากพื้นดินด้วยความแม่นยำเที่ยงตรง และถึงแม้จะไม่ใช่ชาวไอซ์แลนด์ที่ให้ความสำคัญกับการใช้ความร้อนจากแหล่งใต้ดิน แต่ผู้อยู่อาศัยในประเทศเล็กๆ ทางตอนเหนือแห่งนี้ก็ใช้งานโรงต้มน้ำใต้ดินอย่างเข้มข้น

เรคยาวิกซึ่งมีประชากรเพียงครึ่งหนึ่งของประเทศ ได้รับความร้อนจากแหล่งใต้ดินเท่านั้น แต่ผู้คนดึงพลังงานจากส่วนลึกของโลก ไม่เพียงแต่เพื่อให้ความร้อนเท่านั้น โรงไฟฟ้าที่ใช้บ่อน้ำพุร้อนใต้ดินเปิดดำเนินการมาเป็นเวลานาน โรงไฟฟ้าแห่งแรกดังกล่าวยังคงใช้พลังงานต่ำมาก สร้างขึ้นในปี 1904 ในเมืองลาร์เดอเรลโลเล็กๆ ในอิตาลี พลังของโรงไฟฟ้าค่อยๆเพิ่มขึ้นหน่วยใหม่เริ่มดำเนินการมากขึ้นเรื่อย ๆ ใช้แหล่งน้ำร้อนใหม่และในปัจจุบันพลังของสถานีถึงมูลค่าที่น่าประทับใจแล้ว - 360,000 กิโลวัตต์ ในนิวซีแลนด์มีโรงไฟฟ้าดังกล่าวในพื้นที่ Wairakei ซึ่งมีกำลังการผลิต 160,000 กิโลวัตต์ ห่างจากซานฟรานซิสโกในสหรัฐอเมริกา 120 กิโลเมตร สถานีความร้อนใต้พิภพที่มีความจุ 500,000 กิโลวัตต์ผลิตกระแสไฟฟ้า

พลังงานน้ำภายในประเทศ

ก่อนอื่น ผู้คนเรียนรู้ที่จะใช้พลังงานจากแม่น้ำ แต่ในช่วงยุคทองของการผลิตไฟฟ้า กังหันน้ำได้ถือกำเนิดขึ้นใหม่ในรูปของกังหันน้ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตพลังงานจำเป็นต้องหมุน และน้ำก็สามารถทำเช่นนี้ได้สำเร็จ ไฟฟ้าพลังน้ำสมัยใหม่ถือได้ว่าเกิดในปี พ.ศ. 2434 ข้อดีของโรงไฟฟ้าพลังน้ำนั้นชัดเจน - การจัดหาพลังงานที่สร้างใหม่อย่างต่อเนื่องโดยธรรมชาติเอง ความสะดวกในการใช้งาน และการขาดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม และประสบการณ์ในการสร้างและใช้งานกังหันน้ำสามารถให้ความช่วยเหลือวิศวกรไฟฟ้าพลังน้ำได้อย่างมาก

อย่างไรก็ตาม เพื่อที่จะหมุนกังหันไฮดรอลิกที่ทรงพลัง จำเป็นต้องสะสมน้ำจำนวนมหาศาลไว้ด้านหลังเขื่อน ในการสร้างเขื่อนจำเป็นต้องวางวัสดุจำนวนมากจนปริมาณของปิรามิดอียิปต์ขนาดยักษ์ดูเหมือนจะไม่มีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบ ในปีพ.ศ. 2469 โรงไฟฟ้าพลังน้ำ Volkhov ได้เปิดดำเนินการ และในปีต่อมาก็เริ่มมีการก่อสร้างสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ Dnieper ที่มีชื่อเสียง นโยบายพลังงานของประเทศของเรานำไปสู่การพัฒนาระบบสถานีไฟฟ้าพลังน้ำที่ทรงพลัง ไม่มีรัฐใดที่สามารถอวดอ้างยักษ์ใหญ่ด้านพลังงานเช่น Volga, Krasnoyarsk และ Bratsk, โรงไฟฟ้าพลังน้ำ Sayano-Shushenskaya โรงไฟฟ้าบนแม่น้ำแรนซ์ซึ่งประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันแบบพลิกกลับได้ 24 เครื่องและมีกำลังไฟฟ้า 240 เมกะวัตต์ เป็นหนึ่งในโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ทรงพลังที่สุดในฝรั่งเศส โรงไฟฟ้าพลังน้ำเป็นแหล่งพลังงานที่คุ้มค่าที่สุด แต่มีข้อเสีย - เมื่อขนส่งไฟฟ้าผ่านสายไฟจะเกิดการสูญเสียมากถึง 30% และสร้างรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม จนถึงขณะนี้ ศักยภาพไฟฟ้าพลังน้ำของโลกเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้นที่สามารถรองรับผู้คนได้ ทุกปี กระแสน้ำขนาดใหญ่ที่เกิดจากฝนและหิมะละลายจะไหลลงสู่ทะเลโดยไม่ได้ใช้ หากเป็นไปได้ที่จะชะลอพวกเขาด้วยความช่วยเหลือของเขื่อน มนุษยชาติจะได้รับพลังงานจำนวนมหาศาลเพิ่มเติม

พลังงานชีวมวล

ในสหรัฐอเมริกา ในช่วงกลางทศวรรษที่ 70 กลุ่มผู้เชี่ยวชาญด้านการวิจัยมหาสมุทร วิศวกรทางทะเล และนักดำน้ำได้สร้างฟาร์มพลังงานทางทะเลแห่งแรกของโลกที่ความลึก 12 เมตร ใต้พื้นผิวมหาสมุทรแปซิฟิกที่เปียกโชกไปด้วยแสงแดด ใกล้กับเมืองซาน คลีเมนเต้ ฟาร์มแห่งนี้ปลูกสาหร่ายทะเลแคลิฟอร์เนียขนาดยักษ์ ตามที่ผู้อำนวยการโครงการ ดร. ฮาวเวิร์ด เอ. วิลค็อกซ์ จากศูนย์วิจัยระบบทางทะเลและมหาสมุทรในซานดิเอโก แคลิฟอร์เนีย "พลังงานมากถึง 50% จากสาหร่ายเหล่านี้สามารถแปลงเป็นเชื้อเพลิงได้ นั่นคือก๊าซมีเทนธรรมชาติ ฟาร์มในมหาสมุทรของ สาหร่ายสีน้ำตาลที่กำลังเติบโตในอนาคต "บนพื้นที่ประมาณ 100,000 เอเคอร์ (40,000 เฮกตาร์) จะสามารถให้พลังงานได้เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการของเมืองในอเมริกาที่มีประชากร 50,000 คนได้อย่างสมบูรณ์"

นอกจากสาหร่ายแล้ว ชีวมวลยังรวมถึงของเสียจากสัตว์เลี้ยงด้วย ดังนั้น เมื่อวันที่ 16 มกราคม 1998 หนังสือพิมพ์ "St. Petersburg Vedomosti" จึงตีพิมพ์บทความเรื่อง "ไฟฟ้า... จากมูลไก่" ซึ่งระบุว่าบริษัทในเครือของ Kvaerner ซึ่งเป็นบริษัทในเครือของการต่อเรือระหว่างประเทศของนอร์เวย์ ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองตัมเปเร ประเทศฟินแลนด์ กำลังขอการสนับสนุนจากสหภาพยุโรปสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้าในบริติชนอร์ธแฮมป์ตัน ซึ่งดำเนินการ... เกี่ยวกับมูลไก่ โครงการนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ EU Thermie ซึ่งจัดให้มีการพัฒนาแหล่งพลังงานใหม่ที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมและวิธีการประหยัดทรัพยากรพลังงาน คณะกรรมาธิการสหภาพยุโรปแจกจ่าย ECU 140 ล้านให้กับ 134 โครงการเมื่อวันที่ 13 มกราคม

โรงไฟฟ้าที่ออกแบบโดยบริษัทฟินแลนด์จะเผามูลไก่ 120,000 ตันต่อปีในเตาเผา ซึ่งผลิตพลังงานได้ 75 ล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง

บทสรุป

เราสามารถระบุแนวโน้มและคุณลักษณะทั่วไปหลายประการในการพัฒนาพลังงานโลกในช่วงต้นศตวรรษ

1. ในศตวรรษที่ 21 การใช้พลังงานทั่วโลกที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ โดยเฉพาะในประเทศกำลังพัฒนา ในประเทศอุตสาหกรรม การใช้พลังงานอาจทรงตัวในระดับปัจจุบันหรือแม้กระทั่งลดลงภายในสิ้นศตวรรษนี้ จากการคาดการณ์ต่ำของผู้เขียน การใช้พลังงานขั้นสุดท้ายทั่วโลกอาจอยู่ที่ 350 ล้าน TJ/ปีในปี 2593 และ 450 ล้าน TJ/ปีในปี 2100 (โดยปัจจุบันมีการบริโภคประมาณ 200 ล้าน TJ/ปี)

2. มนุษยชาติได้รับทรัพยากรพลังงานอย่างเพียงพอสำหรับศตวรรษที่ 21 แต่ราคาพลังงานที่สูงขึ้นเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ค่าใช้จ่ายรายปีสำหรับพลังงานโลกจะเพิ่มขึ้น 2.5-3 เท่าในช่วงกลางศตวรรษและ 4-6 เท่าภายในสิ้นปีเมื่อเทียบกับปี 1990 ต้นทุนเฉลี่ยของหน่วยพลังงานสุดท้ายจะเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาเหล่านี้ 20-30 และ 40 เท่าตามลำดับ 80% (ราคาน้ำมันและพลังงานอาจเพิ่มขึ้นอีก)

3. การแนะนำข้อจำกัดระดับโลกเกี่ยวกับการปล่อย CO 2 (ก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญที่สุด) จะส่งผลกระทบอย่างมากต่อโครงสร้างพลังงานของภูมิภาคและโลกโดยรวม ความพยายามที่จะรักษาระดับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกให้อยู่ในระดับปัจจุบันถือว่าไม่สมจริงเนื่องจากมีความขัดแย้งที่ยากลำบาก: ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับการจำกัดการปล่อย CO 2 (ประมาณ 2 ล้านล้านดอลลาร์ต่อปีในช่วงกลางศตวรรษ และมากกว่า 5 ล้านล้านดอลลาร์ต่อปี ณ สิ้น ศตวรรษ) จะต้องแบกรับโดยประเทศกำลังพัฒนาส่วนใหญ่ซึ่งในขณะเดียวกันก็ "ไม่ตำหนิ" สำหรับปัญหาที่เกิดขึ้นและไม่มีเงินทุนที่จำเป็น ประเทศที่พัฒนาแล้วไม่น่าจะเต็มใจหรือสามารถจ่ายค่าใช้จ่ายดังกล่าวได้ ถือได้ว่าเป็นจริงจากมุมมองของการรับรองโครงสร้างพลังงานที่น่าพอใจสำหรับภูมิภาคต่างๆ ของโลก (และต้นทุนในการพัฒนา) เพื่อจำกัดการปล่อย CO 2 ทั่วโลกให้อยู่ที่ 12-14 Gt C/ปีในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษ , เช่น. ไปสู่ระดับที่สูงประมาณสองเท่าของปี 1990 ขณะเดียวกัน ปัญหาในการกระจายโควต้าและค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมในการจำกัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกระหว่างประเทศและภูมิภาคยังคงอยู่

4. การพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในสถานการณ์ที่มีข้อจำกัดที่เข้มงวดหรือปานกลางในการปล่อย CO 2 และไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ ขนาดการพัฒนาที่เหมาะสมที่สุดกลับกลายเป็นว่ามีขนาดใหญ่มาก ตัวชี้วัดประสิทธิภาพอีกประการหนึ่งคือ “ราคา” ของการเลื่อนการชำระหนี้นิวเคลียร์ ซึ่งมีข้อจำกัดที่เข้มงวดในการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ส่งผลให้ต้นทุนพลังงานทั่วโลกเพิ่มขึ้น 80 เปอร์เซ็นต์ (มากกว่า 8 ล้านล้านดอลลาร์/ปี ณ สิ้นศตวรรษที่ 21) . ในเรื่องนี้ มีการพิจารณาสถานการณ์ที่มีข้อจำกัด "ปานกลาง" ในการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ เพื่อค้นหาทางเลือกอื่นที่เป็นไปได้ตามความเป็นจริง

5. เงื่อนไขที่ขาดไม่ได้สำหรับการเปลี่ยนผ่านสู่การพัฒนาที่ยั่งยืนคือการให้ความช่วยเหลือ (ทางการเงิน เทคนิค) ไปยังประเทศที่ล้าหลังที่สุดจากประเทศที่พัฒนาแล้ว เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แท้จริง ความช่วยเหลือดังกล่าวจะต้องจัดให้มีขึ้นในทศวรรษหน้า ในด้านหนึ่ง เพื่อเร่งกระบวนการนำมาตรฐานการครองชีพของประเทศกำลังพัฒนาให้ใกล้เคียงกับระดับของประเทศที่พัฒนาแล้ว และในอีกด้านหนึ่ง เพื่อให้ความช่วยเหลือดังกล่าว ยังคงสามารถครองส่วนแบ่งที่สำคัญใน GDP รวมที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของประเทศกำลังพัฒนา

วรรณกรรม

1. หนังสือพิมพ์รายสัปดาห์ของสาขาไซบีเรียของ Russian Academy of Sciences N 3 (2289) 19 มกราคม 2544

2. Antropov P.Ya. ศักยภาพเชื้อเพลิงและพลังงานของโลก ม., 1994

3. Odum G., Odum E. พื้นฐานพลังงานของมนุษย์และธรรมชาติ ม., 1998

บนโลก เนื่องจากปริมาณสำรองวัตถุดิบหมดลงอย่างรวดเร็ว ปัญหาวัตถุดิบจึงเกิดขึ้นซึ่งมีลักษณะทั่วไปกับปัญหาพลังงาน ดังนั้นผู้เชี่ยวชาญจึงพิจารณาว่าสิ่งเหล่านี้เชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออกว่าเป็นปัญหาเชื้อเพลิงและวัตถุดิบทั่วไปของโลก สำหรับการพัฒนาอารยธรรมจำเป็นต้องมีวัตถุดิบและเชื้อเพลิง แต่น่าเสียดายที่การสะสมของแร่และวัตถุดิบไฮโดรคาร์บอนบนโลกกำลังหมดลง ปัญหาการขาดแคลนคือการได้มาซึ่งสัดส่วนทั่วโลก ซึ่งได้รับการยืนยันจากวิกฤตวัตถุดิบในยุค 70 .

วัตถุดิบเป็นวัตถุดิบเริ่มต้นสำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยีมากมาย แนวคิดนี้รวมถึงสารที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติและสังเคราะห์ที่ใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรมเป็นวัสดุเริ่มต้นในการได้รับพลังงานและผลิตภัณฑ์ที่จำเป็น มีการแบ่งวัตถุดิบตามแหล่งกำเนิดเป็นอุตสาหกรรมและเกษตรกรรม แต่ส่วนใหญ่แล้วคำว่า "วัตถุดิบ" มักจะเกี่ยวข้องกับวัตถุดิบแร่ แร่ธาตุเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาและการดำรงอยู่ของมนุษยชาติ อุตสาหกรรมบนโลกกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว ความต้องการวัตถุดิบก็เพิ่มขึ้น ดังนั้นปริมาณการผลิตจึงเพิ่มขึ้น น่าเสียดายที่ปริมาณสำรองน้ำมัน ก๊าซ แร่เหล็ก และแร่ธาตุอื่นๆ บนโลกนี้มีจำกัด ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไปสักพัก พวกมันก็จะหมดไป

สาเหตุของปัญหาวัตถุดิบ:

การเติบโตอย่างรวดเร็วในปริมาณวัตถุดิบที่สกัดจากส่วนลึกของโลก
การสูญเสียเงินฝากตามธรรมชาติอันเป็นผลมาจากการขุด
ปริมาณสำรองไฮโดรคาร์บอนที่พิสูจน์แล้วนั้นไม่มีที่สิ้นสุด
ความจำเป็นในการขุดแร่ที่หมดแล้วซึ่งมีสารที่มีประโยชน์น้อย
การเพิ่มระยะห่างระหว่างพื้นที่การทำเหมืองและการแปรรูป
ความจำเป็นในการใช้เงินฝากที่มีสภาพการขุดและทางธรณีวิทยาไม่ดี
การพัฒนาแหล่งสะสมที่เพิ่งค้นพบในภูมิภาคที่มีสภาพธรรมชาติที่ยากลำบาก

เหตุผลข้างต้นมีผลกระทบอย่างมากต่อการจัดหาทรัพยากรธรรมชาติของอุตสาหกรรมในระดับโลกซึ่งกำลังลดลงอย่างต่อเนื่อง การคำนวณการจัดหาทรัพยากรของโลกโดยผู้เชี่ยวชาญโดยใช้วิธีการต่างๆ มักจะไม่ตรงกัน และความคลาดเคลื่อนอย่างมากเกิดขึ้นระหว่างผลลัพธ์ ในยุคของเรามีความจำเป็นเร่งด่วนในการใช้อย่างมีเหตุผลและการสกัดวัตถุดิบแร่ออกจากบาดาลของโลกให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น จำเป็นต้องปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตน้ำมันสมัยใหม่ที่มีปัจจัยการคืนสภาพต่ำไม่เกิน 0.25-0.45 เนื่องจากวัตถุดิบพลังงานที่มีค่าที่สุดส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในพื้นดิน หากปัจจัยการฟื้นตัวเพิ่มขึ้น 1% ด้วยปริมาณการผลิตน้ำมันที่มีอยู่ เราจะได้รับผลกระทบทางเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญ หากในศตวรรษที่ 20 มี "ความสิ้นเปลืองทรัพยากร" เกิดขึ้น ในศตวรรษที่ 21 มนุษยชาติก็ถูกบังคับให้เปลี่ยนไปใช้ทรัพยากรอย่างมีเหตุผล

ประเด็นสำคัญของการเปลี่ยนแปลง:

วิกฤตพลังงานในยุค 70 เป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีประหยัดพลังงานและเริ่มการพัฒนาเศรษฐกิจโลกอย่างเข้มข้น การใช้พลังงานที่ลดลงเกิดขึ้นในขอบเขตอุตสาหกรรมและที่ไม่ใช่การผลิต ซึ่งนำไปสู่การประหยัดวัตถุดิบไฮโดรคาร์บอนอย่างมีนัยสำคัญ
ความไม่สมบูรณ์ของเทคโนโลยีแบบดั้งเดิมได้นำไปสู่ความจริงที่ว่ามีเพียง 20% ของวัตถุดิบที่สกัดได้เท่านั้นที่ใช้ในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ส่วนที่เหลือสะสมอยู่ในการทิ้ง ประกอบด้วยขยะตะกรันจากโลหะวิทยา ขยะขี้เถ้าจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อน และหินจำนวนมหาศาล เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมได้เกิดขึ้นแล้วซึ่งใช้ของเสียในการสกัดโลหะ สารเคมี และผลิตวัสดุก่อสร้าง เทคโนโลยีดังกล่าวมีส่วนช่วยลด "การสิ้นเปลืองทรัพยากร" อย่างมีนัยสำคัญ และการเปลี่ยนไปสู่การใช้ทรัพยากรของโลกอย่างมีเหตุผล

ปัญหาพลังงาน

อารยธรรมจำเป็นต้องมีเชื้อเพลิงและพลังงานในระยะยาว แต่ปริมาณที่จำกัดและอัตราการใช้ไฮโดรคาร์บอนและทรัพยากรแร่ที่เพิ่มขึ้นบนโลกกลับกลายเป็นสาเหตุของปัญหาพลังงาน

วิกฤตการณ์ระดับภูมิภาคเกิดขึ้นในแต่ละรัฐในยุคก่อนอุตสาหกรรม ตัวอย่างที่เด่นชัดคือในอังกฤษในศตวรรษที่ 18 การตัดไม้ทำลายป่าถึงสัดส่วนที่ประเทศถูกบังคับให้เปลี่ยนมาใช้ถ่านหินเพื่อให้ความร้อน จากนั้นมันก็เป็นปัญหาในท้องถิ่น แต่ในช่วงวิกฤตพลังงานโลกในยุค 70 มันก็กลายเป็นปัญหาระดับโลก ราคาน้ำมันที่สูงขึ้นอย่างรวดเร็วส่งผลให้เศรษฐกิจโลกซบเซา

วิกฤตนี้ได้รับการแก้ไขแล้ว แต่ปัญหาในการจัดหาพลังงานและเชื้อเพลิงให้กับเศรษฐกิจโลกยังไม่หายไป แต่ยังคงความสำคัญอยู่ โดยเฉลี่ยแล้ว พนักงานฝ่ายผลิตหนึ่งคนใช้พลังงานเทียบเท่ากับ 100 ลิตร กับ. ปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ต่อประชากรโลกเป็นตัวบ่งชี้คุณภาพชีวิต เชื่อกันว่าค่าปกติต่อหัวคือ 10 กิโลวัตต์และค่าเฉลี่ยสำหรับประชากรโลกคือเพียง 2 กิโลวัตต์

ประเทศที่พัฒนาแล้วของโลกได้รับมาตรฐานการผลิตพลังงานที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปต่อคนแล้ว แต่การใช้ทรัพยากรอย่างไม่มีเหตุผล การเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากร และการกระจายวัตถุดิบและเชื้อเพลิงอย่างไม่สม่ำเสมอในภูมิภาคต่างๆ ของโลก จะนำไปสู่การบริโภคและการผลิตที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น แร่ยูเรเนียมที่ใช้ในพลังงานนิวเคลียร์ในอัตราการผลิตปัจจุบัน จะหมดไปโดยสิ้นเชิงในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 21

สาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดปัญหาเชื้อเพลิงและพลังงานคือ ขนาดของการใช้ทรัพยากรธรรมชาติเพิ่มขึ้น ซึ่งไม่จำกัดจำนวน ประเทศสังคมนิยมในอดีตมีความโดดเด่นด้วยเศรษฐกิจที่มีราคาแพงมากซึ่งมีการสูญเสียทรัพยากรพลังงานอย่างมหาศาล สถานการณ์หลังจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียตดีขึ้นเล็กน้อย แต่ถึงตอนนี้ประเทศ CIS ก็ใช้วัตถุดิบในการผลิตหน่วยการผลิตมากกว่าประเทศในยุโรปถึง 2 เท่า การผลิตน้ำมันและก๊าซกำลังเพิ่มขึ้น แหล่งน้ำมันและก๊าซที่ร่ำรวยที่สุดในไซบีเรียตะวันตก บนไหล่ทะเลเหนือ และในอลาสก้าได้รับการสำรวจและใช้ประโยชน์ พร้อมกับทำให้สถานการณ์ด้านสิ่งแวดล้อมแย่ลงไปพร้อมๆ กัน

นักวิทยาศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญทำการคำนวณที่ซับซ้อน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าหากอัตราการใช้ถ่านหินยังคงดำเนินต่อไป จะคงอยู่ต่อไปอีก 325 ปี ก๊าซจะใช้เวลา 62 ปี และปริมาณสำรองน้ำมันจะหมดลงใน 37 ปี มีการค้นพบแหล่งไฮโดรคาร์บอนใหม่อย่างต่อเนื่องทั้งบนแผ่นดินใหญ่และบนชั้นวาง การค้นพบแหล่งพลังงานใหม่ทำลายการคาดการณ์ในแง่ร้ายของทศวรรษที่ 70

วิธีการแก้ไขปัญหา

มีสองวิธีในการแก้ปัญหาพลังงาน - กว้างขวางและเข้มข้น

วิธีการที่ครอบคลุมคือการเพิ่มการผลิตไฮโดรคาร์บอนและการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น จีนและอังกฤษได้เข้าถึงขีดจำกัดของการผลิตพลังงานของตนเองแล้วและมีแนวโน้มที่จะลดปริมาณลง การขาดแคลนทรัพยากรพลังงานทำให้หลายประเทศต้องมองหาเทคโนโลยีที่สามารถนำไปใช้อย่างมีเหตุผลได้

วิธีที่เข้มข้นคือการลดการใช้พลังงานต่อหน่วยการผลิต

วิกฤตพลังงานนำไปสู่การปรับโครงสร้างเศรษฐกิจ การนำเทคโนโลยีประหยัดพลังงานที่เป็นนวัตกรรมมาใช้ และทำให้สามารถลดผลที่ตามมาจากวิกฤตพลังงานได้ หากคุณประหยัดพลังงานได้หนึ่งตัน ราคาของมันจะน้อยกว่าตันที่สกัดได้ 3 หรือ 4 เท่า ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 สหรัฐอเมริกาและเยอรมนีได้ลดความเข้มข้นของพลังงานในการผลิตลง 2.5 เท่า

ตัวอย่างเช่น:

เมื่อเทียบกับโลหะวิทยา ความเข้มของพลังงานในวิศวกรรมเครื่องกลลดลงเกือบ 10 เท่า

ประเทศที่พัฒนาแล้วได้โอนการผลิตที่ใช้พลังงานสูงทั้งหมดไปยังประเทศโลกที่สาม การอนุรักษ์พลังงานช่วยประหยัดทรัพยากรพลังงานได้ 20% ต่อหน่วย GDP

การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานเกี่ยวข้องกับการแนะนำกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ทันสมัย เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมนั้นใช้เงินทุนสูงมาก แต่นี่เป็นเส้นทางการพัฒนาที่มีแนวโน้ม - ต้นทุนน้อยกว่าต้นทุนในการเพิ่มการผลิตทรัพยากรพลังงานถึง 3 เท่า

น่าประหลาดใจที่บางประเทศ เช่น จีน รัสเซีย อินเดีย และยูเครน ยังคงใช้เทคโนโลยีที่ล้าสมัยในอุตสาหกรรมโลหะวิทยาและเคมี พวกเขายังมุ่งมั่นที่จะพัฒนาอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานสูงเหล่านี้อีกด้วย

การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นในประเทศเหล่านี้เกิดจากการขาดเงินทุนสำหรับการนำเทคโนโลยีสมัยใหม่มาใช้และมาตรฐานการครองชีพของประชากรเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ปัญหาพลังงานทั่วโลกและแนวทางแก้ไขเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานสำหรับผลิตภัณฑ์การผลิต ปัจจุบันในโลกนี้ไม่มีการขาดแคลนทรัพยากรพลังงาน สำหรับบางภูมิภาคและรัฐ ปัญหาลักษณะเฉพาะในการจัดหาแหล่งพลังงานยังคงอยู่

ปัญหาวัตถุดิบทั่วโลก แนวทางแก้ไข

จัดระเบียบและให้ทุนสนับสนุนการสำรวจทางธรณีวิทยาและการสำรวจแร่ทางธรณีวิทยา หากค้นหาสำเร็จ ปริมาณสำรองแร่ก็จะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ในช่วงหลังสงคราม ปริมาณสำรองแร่อะลูมิเนียมที่สำรวจเพิ่มขึ้นเกือบ 36 เท่า แต่การผลิตเพิ่มขึ้นเพียง 10 เท่า ในช่วงเวลานี้ ปริมาณสำรองแร่ทองแดงที่สำรวจเพิ่มขึ้นเกือบ 7 เท่า โดยการผลิตเพิ่มขึ้นเพียง 3 เท่า มีการสำรวจแหล่งสะสมของแร่อโลหะจำนวนมาก - เกลือโพแทสเซียม, ฟอสฟอไรต์, เกลือสินเธาว์ เทคโนโลยีสมัยใหม่ทำให้สามารถค้นหาและสำรวจแหล่งสะสมได้ไม่เพียงแต่บนแผ่นดินใหญ่เท่านั้น แต่ยังอยู่ที่ก้นทะเลและมหาสมุทรโลกอีกด้วย
บรรลุการประมวลผลทรัพยากรแร่ที่สมบูรณ์และปราศจากขยะ
การใช้วัสดุรีไซเคิลในอุตสาหกรรมเป็นองค์ประกอบสำคัญของการใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างมีเหตุผล
การใช้วัสดุเทียมทดแทนวัตถุดิบธรรมชาติ เช่น เซรามิก ไฟเบอร์กลาส คาร์บอนไฟเบอร์ และวัสดุอื่นๆ

แม้จะมีแร่ธาตุสำรองทางธรรมชาติจำนวนมหาศาล - แร่, น้ำมัน, ก๊าซ, เศรษฐกิจรัสเซียซึ่งกำลังพัฒนาอย่างกว้างขวางก็เริ่มประสบกับปรากฏการณ์วิกฤตบางอย่าง แหล่งแร่ที่อุดมสมบูรณ์จะค่อยๆ ลดน้อยลง ค่าใช้จ่ายในการสกัดก็เพิ่มขึ้น และปริมาณสำรองไฮโดรคาร์บอนและแร่ธาตุของรัฐก็ค่อยๆ ลดลง

เป็นที่นิยมในหมวดหมู่: