Энергетические ресурсы
Содержание
Введение........................................................................................................3
Классификация и экономическая оценка энергетических ресурсов........... 3
Запасы и разработка энергоресурсов, электроэнергетика........................4
Решение проблемы энергоресурсов............................................................8
Альтернативные источники энергии………………………………………………10
Заключение....................................................................................................16
Список использованной литературы...........................................................17
1. Введение.
Для современной цивилизации в наступившем XXI в. характерно возрастание роли мировой политики и международных отношений, взаимосвязанность и масштабность мировых процессов в экономической, политической, социальной и культурной жизни планеты, включение в международную жизнь и общение всё больших масс населения Земли. Всё это свидетельствует о наличии объективных предпосылок для появления в современном мире таких проблем, которые имеют глобальный, планетарный характер. Они затрагивают интересы всего человечества. К таким проблемам относятся: предотвращение мирового ядерного конфликта, мировых и локальных войн, сохранение природной среды, надёжное обеспечение человечества энергией, сырьём, продовольствием, пресной водой, управление демографическими процессами, хозяйственное освоение Мирового океана и космического пространства.
При изучении глобальных проблем необходимо учитывать как общие закономерности и общие тенденции развития производительных сил, в том числе под воздействием научно – технической революции, так и действие социальных факторов развития: быстрого роста населения планеты, увеличение межгосударственного взаимовлияния. Произошёл крупный качественный скачок во всех сферах человеческой деятельности. Крупные масштабы и динамизм экономической деятельности в современных условиях повлекли за собой не только положительные, но и отрицательные последствия: резкое и не всегда оправданное увеличение расходования природных ресурсов, отрицательное воздействие производственной сферы на природную среду, ухудшение экологии, усиление неравномерности в уровне социально – экономического развития между развитыми и развивающимися странами и др.
Все эти факторы в немалой степени способствовали появлению и обострению глобальных проблем. Уже сейчас существуют: угроза необратимых изменений экологических свойств среды обитания, угроза нарушения формирующейся целостности мирового сообщества, угроза самоуничтожения цивилизации.
В последнее время также всё острее встаёт проблема нехватки природных ресурсов, в особенности, энергетических. Хотя в настоящее время нехватка энергетических ресурсов почти не ощутима, данная проблема требует немедленного рассмотрения и решения, так как большинство таких ресурсов не возобновляемы, а запасы их весьма невелики. От того, насколько быстро и качественно будет решена данная проблема зависит, сможет ли человечество в ближайшие 100 –150 лет стабильно получать тепло и свет, то есть те минимальные удобства, без которых современные люди попросту не смогут выжить. Таким образом, решение ресурсной проблемы для энергетики – вопрос жизни и смерти для человечества.
2.Классификация и экономическая оценка энергетических ресурсов.
Природная среда является местом обитания человека и источником всех благ. Развитие человеческого общества во все века было связано с использованием разнообразных ресурсов. Степень использования ресурсов определяется социально – экономическими потребностями.
За XX в. из недр Земли извлечено полезных ископаемых больше, чем за всю историю цивилизации. За последнее столетие потребление ископаемого топлива возросло почти в 30 раз. Объём мирового промышленного производства вырос в 50 раз. Причём ¾ роста потребления топлива и 4/5 увеличения объёма промышленного производства произошло за период с начала 1950 – х годов. Для удовлетворения своих потребностей современный человек нуждается в значительно большем количестве ресурсов, чем раньше. Наиболее необходимыми, а, следовательно, и наиболее ценными, для человечества являются так называемые энергетические ресурсы.
Существуют несколько классификаций энергоресурсов по разным направления:
1. Первичными, т. е. теми, которые человек использует в большей степени, энергетическими ресурсами признаются – нефть, природный газ, каменный и бурый угли, горючие сланцы торф, древесина, гидроэнергия, а также энергия атомного распада и ядерного синтеза. Вторичными, соответственно, называют все прочие ресурсы, такие как: солнечная, ветровая, геотермальная энергия и др.
2. Возобновляемым или восполняемым ресурсом, т. е. ресурсом, количество которого возможно увеличить естественным или искусственным путём за достаточно краткосрочный период времени, является древесина. К не возобновляемым ресурсам относятся нефть, природный газ, уголь, сланцы и торф.
3. Неисчерпаемыми ресурсами, т. е. ресурсами, запас которых практически и физически не ограничен, принято считать гидроэнергию, атомную энергию, энергию ветра, солнца, а также геотермальную энергию. Все прочие энергетические ресурсы – исчерпаемы.
4. Выделяют «альтернативные» или нетрадиционные источники энергии: гидроэнергия, геотермальная, ветровая, приливная, солнечная энергия.
Полное название этих ресурсов – топливно-энергетические (по направлению их использования), горючие (по составу и особенностям использования) природные ресурсы. Кроме подразделения энергетических ресурсов на исчерпаемые и неисчерпаемые, они также подвергаются экономической оценке – установлению возможности и целесообразности их вовлечения в производство при современном уровне развития науки и техники. При этом оцениваются размеры запасов (объёмы ресурсов) в целом и концентрацию их на единицу площади (например, газовое месторождение); качественный состав (например, для нефти – качественный состав, степень вязкости, сернистости и т. д.); условия эксплуатации (глубина залегания, трудность разведки, освоения месторождений и разработки); степень освоенности и заселённости территории, на которой имеется месторождение (уровень обеспеченности региона трудовыми ресурсами); условия транспортировки, к местам сбыта и использования (наличие необходимой транспортной и иной инфраструктуры); расходы производства или добычи на единицу продукции (себестоимость); наличие других природных ресурсов и полезных ископаемых, их сочетание; требования по охране окружающей среды и рекультивации территории.
Экономическая оценка энергетических природных ресурсов позволят производить их добычу по минимальной цене, таким образом добиваясь рационального использования, что является основой для их полного или частичного сохранения. Грамотная экономическая оценка – основа максимального показателя ресурсообеспеченности территории, то есть отношения между величиной разведанных запасов ресурсов и масштабами их использования.
3. Запасы и разработка энергоресурсов, электроэнергетика.
В ми ре дей ст ви тель но су ще ст ву ет ряд при род ных ог ра ни че ний. Так, ес ли брать оцен ку ко ли че ст ва то п ли ва по трем ка те го ри ям: раз ве дан ные, воз мо ж ные, ве ро ят ные, то уг ля хва тит на 600 лет, неф ти – на 90, при род но го га за – на 50 ура на – на 27 лет. Ины ми сло ва ми, все ви ды то п ли ва по всем ка те го ри ям бу дут со жже ны за 800 лет. Пред по ла га ет ся, что к 2010 г. спрос на ми не раль ное сы рье в ми ре уве ли чит ся в 3 раза. Сей час в ря де стран бо га тые ме с то ро ж де ния вы ра бо та ны до кон ца или бли з ки к ис то ще нию. Ана ло ги ч ное по ло же ние на блю да ет ся и по дру гим по лез ным ис ко па е мым. Ес ли энер го про из вод ст во бу дет рас ти се го д няш ни ми тем па ми, то все ви ды ис поль зу е мо го сей час то п ли ва бу дут ис т ра че ны че рез 130 лет, то есть в на ча ле ХХII в.
И все же вряд ли пра во мер но го во рить о де фи ци те при род ных ре сур сов на на шей пла не те. Че ло ве че ст во во вле к ло в хо зяй ст вен ный обо рот мень шую часть ре сур сов Зе м ли: глу би на раз ре зов не пре вы ша ет 700 м, шахт – 2,5 км, сква жин – 10 тыс. м. На ко нец, ос нов ные ре зер вы сбе ре же ния ре сур сов со дер жат ся в от ста лой тех но ло гии, из-за ко то рой не ис поль зу ет ся зна чи тель ная часть при род ных ре сур сов. Так, ис поль зу е мая ны не тех но ло гия из вле ка ет не бо лее 30 – 40% по тен ци аль ных за па сов неф ти, а ко эф фи ци ент по лез но го ис поль зо ва ния до бы тых энер ге ти че с ких ре сур сов ог ра ни чен 30 – 35%.
Неф тя ная про мыш лен ность.
Неф тя ная про мыш лен ность се го д ня - это круп ный хо зяй ст вен ный ком п лекс, ко то рый жи вет и раз ви ва ет ся по сво им за ко но мер но стям.
Что зна чит нефть се го д ня для хо зяй ст ва лю бой стра ны?
Это: сы рье для неф те хи мии в про из вод ст ве син те ти че с ко го ка у чу ка, спир тов, по ли эти ле на, по ли про пи ле на, ши ро кой гам мы раз ли ч ных пла ст масс и го то вых из де лий из них, ис кус ст вен ных тка ней; ис то ч ник для вы ра бот ки мо тор ных то п лив (бен зи на, ке ро си на, ди зель но го и ре а к тив ных то п лив), ма сел и сма зок, а так же ко тель но-пе ч но го то п ли ва (ма зут), стро и тель ных ма те ри а лов (би ту мы, гу д рон, ас фальт); сы рье для по лу че ния ря да бел ко вых пре па ра тов, ис поль зу е мых в ка че ст ве до ба вок в корм ско ту для сти му ля ции его ро с та. Нефть - на ци о наль ное бо гат ст во, ис то ч ник мо гу ще ст ва стра ны, фун да мент ее эко но ми ки.
До ка зан ные за па сы неф ти в ми ре оце ни ва ют ся в 140 млрд. т, а еже год ная до бы ча со ста в ля ет око ло 3.5 млрд. т. Од на ко вряд ли сто ит пред ре кать на сту п ле ние че рез 40 лет гло баль но го кри зи са в свя зи с ис чер па ни ем неф ти в не драх зе м ли, ведь эко но ми че с кая ста ти сти ка опе ри ру ет циф ра ми до ка зан ных за па сов то есть за па сов, ко то рые по л но стью раз ве да ны, опи са ны и ис чи с ле ны. А это да ле ко не все за па сы пла не ты. Да же в пре де лах мно гих раз ве дан ных ме с то ро ж де ний со хра ня ют ся не уч тён ные или не впол не уч тен ные неф те но с ные се к то ры, а сколь ко ме с то ро ж де ний еще ждет сво их от кры ва те лей
За последние два десятилетия человечество вычерпало из недр более 60 млрд. т нефти. Казалось бы, доказанные запасы при этом сократились на такую же величину? Ничуть не бывало. Если в 1977 году запасы оценивались в 90 млрд. т, то в 1987 г. уже в 120 млрд., а к 1997 году увеличились еще на два десятка миллиардов. Ситуация парадоксальна: чем больше добываешь, тем больше остается. Между тем этот геологический парадокс вовсе не кажется парадоксом экономическим. Ведь чем выше спрос на нефть, чем больше ее добывают, тем большие капиталы вливаются в отрасль, тем активнее идет разведка на нефть, тем больше людей, техники, мозгов вовлекается в разведку и тем быстрее открываются и описываются новые месторождения. Кроме того, совершенствование техники добычи нефти позволяет включать в состав запасов ту нефть, наличие ( и количество ) которой было ранее известно, но достать которую было нельзя при техническом уровне прошлых лет. Конечно, это не означает, что запасы нефти безграничны, но очевидно, что у человечества есть еще не одно десятилетие, чтобы совершенствовать энергосберегающие технологии и вводить в оборот альтернативные источники энергии.
При су ще ст ву ю щих спо со бах до бы чи неф ти ко эф фи ци ент её из вле че ния ко леб лет ся в пре де лах 0.25 – 0.45, что яв но не до с та то ч но и оз на ча ет, что боль шая часть её гео ло ги че с ких за па сов ос та ёт ся в зем ных не драх.
Электроэнергетика.
Энер ге ти ка — это ос но ва про мыш лен но сти все го ми ро во го хо зяй ст ва. При бли зи тель но 1/4 всех по треб ля е мых энер го ре сур сов при хо дит ся на до лю элек т ро энер ге ти ки. Ос таль ные 3/4 при хо дят ся на про мыш лен ное и бы то вое те п ло, на тран с порт, ме тал лур ги че с кие и хи ми че с кие про цес сы.
Те п ло энер ге ти ка в ос нов ном твер дое то п ли во. Са мое рас про стра нен ное твер дое то п ли во на шей пла не ты — уголь. И с эко ло ги че с кой и с эко но ми че с кой то ч ки зре ния ме тод пря мо го сжи га ния уг ля для по лу че ния элек т ро энер гии не луч ший спо соб ис поль зо ва ния твер до го то п ли ва.
Энер ге ти ка яв ля ет ся ос но вой раз ви тия про из вод ст вен ных сил в лю бом го су дар ст ве. Энер ге ти ка обес пе чи ва ет бес пе ре бой ную ра бо ту про мыш лен но сти, сель ско го хо зяй ст ва, тран с пор та, ком му наль ных хо зяйств. Ста биль ное раз ви тие эко но ми ки не воз мо ж но без по сто ян но раз ви ва ю щей ся энер ге ти ки.
Энер ге ти че с кая про мыш лен ность яв ля ет ся ча стью то п лив но-энер ге ти че с кой про мыш лен но сти и не раз рыв но свя за на с дру гой со ста в ля ю щей это го ги гант ско го хо зяй ст вен но го ком п ле к са - то п лив ной про мыш лен но стью
Из на пи сан но го яс но, что су ще ст ву ют раз ные фа к то ры, ог ра ни чи ва ю щие мощ ность со л не ч ной энер ге ти ки.
Од ним из са мых пер спе к тив ных, на дан ный мо мент, ме то дов ре ше ния энер ге ти че с кой про б ле мы- это ис поль зо ва ние аль тер на тив ных ви дов элек т ро энер гии.
Энергия рек.
Мно гие ты ся че ле тия, вер но, слу жит че ло ве ку энер гия, за клю чен ная в те ку щей во де. За па сы ее на Зе м ле ко лос саль ны. Не да ром не ко то рые уче ные счи та ют, что на шу пла не ту пра виль нее бы ло бы на зы вать не Зе м ля, а Во да - ведь око ло трех чет вер тей по верх но сти пла не ты по кры ты во дой. Ог ром ным ак ку му ля то ром энер гии слу жит Ми ро вой оке ан, по гло ща ю щий боль шую ее часть, по сту па ю щую от Солн ца. Здесь пле щут во л ны, про ис хо дят при ли вы и от ли вы, воз ни ка ют мо гу чие оке ан ские те че ния. Ро ж да ют ся мо гу чие ре ки, не су щие ог ром ные мас сы во ды в мо ря и оке а ны. По нят но, что че ло ве че ст во в по ис ках энер гии не мог ло прой ти ми мо столь ги гант ских ее за па сов. Рань ше все го лю ди на у чи лись ис поль зо вать энер гию рек.
Но ко г да на сту пил зо ло той век элек т ри че ст ва, про изош ло воз ро ж де ние во дя но го ко ле са, прав да, уже в дру гом об ли чье – в ви де во дя ной тур би ны. Элек т ри че с кие ге не ра то ры, про из во дя щие энер гию, не об хо ди мо бы ло вра щать, а это впол не ус пеш но мог ла де лать во да, тем бо лее что мно го ве ко вой опыт у нее уже имел ся. Мо ж но счи тать, что со в ре мен ная ги д ро энер ге ти ка ро ди лась в 1891 го ду.
Пре и му ще ст ва ги д ро элек т ро стан ций оче вид ны – по сто ян но во зоб но в ля е мый са мой при ро дой за пас энер гии, про с то та экс плу а та ции, от сут ст вие за гряз не ния ок ру жа ю щей сре ды. Да и опыт по строй ки и экс плу а та ции во дя ных ко лес мог бы ока зать не ма лую по мощь ги д ро энер ге ти кам. Од на ко по строй ка пло ти ны круп ной ги д ро элек т ро стан ции ока за лась за да чей ку да бо лее сло ж ной, чем по строй ка не боль шой за пру ды для вра ще ния мель ни ч но го ко ле са. Что бы при ве с ти во вра ще ние мощ ные ги д ро тур би ны, ну ж но на ко пить за пло ти ной ог ром ный за пас во ды. Для по строй ки пло ти ны тре бу ет ся уло жить та кое ко ли че ст во ма те ри а лов, что объ ем ги гант ских еги пет ских пи ра мид по срав не нию с ним по ка жет ся ни ч то ж ным. По э то му в на ча ле XX ве ка бы ло по стро е но все го не сколь ко ги д ро элек т ро стан ций.
Но по ка лю дям слу жит лишь не боль шая часть ги д ро энер ге ти че с ко го по тен ци а ла зе м ли. Еже год но ог ром ные по то ки во ды, об ра зо вав ши е ся от до ж дей и та я ния сне гов, сте ка ют в мо ря не ис поль зо ван ны ми. Ес ли бы уда лось за дер жать их с по мо щью пло тин, че ло ве че ст во по лу чи ло бы до по л ни тель но ко лос саль ное кол-во энер гии.
Атом ная энер гия.
От кры тие из лу че ния ура на впо с лед ст вии ста ло клю чом к энер ге ти че с ким кла до вым при ро ды.
Глав ным, сра зу же за ин те ре со вав шим ис сле до ва те лей, был во п рос: от ку да бе рет ся энер гия лу чей, ис пу с ка е мых ура ном, и по че му уран все гда чу то ч ку те п лее ок ру жа ю щей сре ды? Под со м не ние ста вил ся ли бо за кон со хра не ния энер гии, ли бо ут вер жден ный ве ка ми прин цип не из мен но сти ато мов? Ог ром ная на уч ная сме лость тре бо ва лась от уче ных, ко то рые пе ре шаг ну ли гра ни цы при вы ч но го, от ка за лись от ус то яв ших ся пред ста в ле ний.
Та ки ми смель ча ка ми ока за лись мо ло дые уче ные Эр нест Ре зер форд и Фре де рик Сод ди.
Два го да упор но го тру да по изу че нию ра дио ак тив но сти при ве ли их к ре во лю ци он но му по тем вре ме нам вы во ду: ато мы не ко то рых эле мен тов под вер же ны рас па ду, со про во ж да ю ще му ся из лу че ни ем энер гии в ко ли че ст вах, ог ром ных по срав не нию с энер ги ей, ос во бо ж да ю щей ся при обы ч ных мо ле ку ляр ных ви до из ме не ни ях.
Не ви дан ны ми тем па ми раз ви ва ет ся се го д ня атом ная энер ге ти ка. За три д цать лет об щая мощ ность ядер ных энер го бло ков вы ро с ла с 5 ты сяч до 23 мил ли о нов ки ло ватт! Не ко то рые уче ные вы ска зы ва ют мне ние, что в 21 ве ке око ло по ло ви ны всей элек т ро энер гии в ми ре бу дет вы ра ба ты вать ся на атом ных элек т ро стан ци ях.
В прин ци пе энер ге ти че с кий ядер ный ре а к тор ус т ро ен до воль но про с то - в нем, так же как и в обы ч ном кот ле, во да пре вра ща ет ся в пар. Для это го ис поль зу ют энер гию, вы де ля ю щу ю ся при цеп ной ре ак ции рас па да ато мов ура на или дру го го ядер но го то п ли ва. На атом ной элек т ро стан ции нет гро мад но го па ро во го кот ла, со сто я ще го из ты сяч ки ло мет ров сталь ных тру бок, по ко то рым при ог ром ном да в ле нии цир ку ли ру ет во да, пре вра ща ясь в пар. Эту ма хи ну за ме нил от но си тель но не боль шой ядер ный ре а к тор.
Са мый рас про стра нен ный в на сто я щее вре мя тип ре а к то ра во до гра фи то вый.
Еще од на рас про стра нен ная кон ст рук ция ре а к то ров - так на зы ва е мые во до-во дя ные. В них во да не толь ко от би ра ет те п ло от твэ лов, но и слу жит за ме д ли те лем ней тро нов вме сто гра фи та. Кон ст ру к то ры до ве ли мощ ность та ких ре а к то ров до мил ли о на ки ло ватт. Мо гу чие энер ге ти че с кие аг ре га ты ус та но в ле ны на За по рож ской, Ба ла ков ской и дру гих атом ных элек т ро стан ци ях. Вско ре ре а к то ры та кой кон ст рук ции, ви ди мо, до го нят по мощ но сти и ре корд с ме на - по лу то ра мил ли о ник с Иг на лин ской АЭС.
Но все-та ки бу ду щее ядер ной энер ге ти ки, по-ви ди мо му, ос та нет ся за треть им ти пом ре а к то ров, прин цип ра бо ты и кон ст рук ция ко то рых пред ло же ны уче ны ми, - ре а к то ра ми на бы ст рых ней тро нах. Их на зы ва ют еще ре а к то ра ми-раз мно жи те ля ми. Обы ч ные ре а к то ры ис поль зу ют за ме д лен ные ней тро ны, ко то рые вы зы ва ют цеп ную ре ак цию в до воль но ред ком изо то пе- ура не-235, ко то ро го в при род ном ура не все го око ло од но го про цен та. Имен но по э то му при хо дит ся стро ить ог ром ные за во ды, на ко то рых бу к валь но про се и ва ют ато мы ура на, вы би рая из них ато мы лишь од но го сор та ура на-235. Ос таль ной уран в обы ч ных ре а к то рах ис поль зо вать ся не мо жет. Воз ни ка ет во п рос: а хва тит ли это го ред ко го изо то па ура на на сколь ко-ни будь про дол жи тель ное вре мя или же че ло ве че ст во вновь столк нет ся с про б ле мой не хват ки энер ге ти че с ких ре сур сов?
Бо лее три д ца ти лет на зад эта про б ле ма бы ла по ста в ле на пе ред кол ле к ти вом ла бо ра то рии Фи зи ко-энер ге ти че с ко го ин сти ту та. Она бы ла ре ше на. Ру ко во ди те лем ла бо ра то рии Але к сан дром Иль и чом Лей пун ским бы ла пред ло же на кон ст рук ция ре а к то ра на бы ст рых ней тро нах.В 1955 го ду бы ла по стро е на пер вая та кая ус та нов ка.
Пре и му ще ст ва ре а к то ров на бы ст рых ней тро нах оче вид ны. В них для по лу че ния энер гии мо ж но ис поль зо вать все за па сы при род ных ура на и то рия, а они ог ром ны - толь ко в Ми ро вом оке а не рас тво ре но бо лее че ты рех мил ли ар дов тонн ура на.
Но все 450 атом ных элек т ро стан ции, ра бо та ю щих сей час на пла не те, не мо гут со з дать уг ро зу, хо тя бы срав ни мую с уг ро зой, ис хо дя щей от 50 ты сяч бо е го ло вок.
Нет со м не ния в том, что атом ная энер ге ти ка за ня ла про ч ное ме с то в энер ге ти че с ком ба лан се че ло ве че ст ва. Она, бе з у с лов но, бу дет раз ви вать ся и впредь, без от ка за но по ста в ляя столь не об хо ди мую лю дям энер гию. Од на ко по на до бят ся до по л ни тель ные ме ры по обес пе че нию на де ж но сти атом ных элек т ро стан ций, их без ава рий ной ра бо ты, а уче ные и ин же не ры су ме ют най ти не об хо ди мые ре ше ния.
4. Решение проблемы энергоресурсов.
Как видно из всего выше сказанного, в настоящее время человек не испытывает недостатка в энергоресурсах. Энергетическая ситуация, сложившаяся в результате ограниченности энергоресурсов и монополизации контроля над добычей, особенно нефти, а также в виду активного роста потребления энергии, в особенности в «странах третьего мира», привела к дефициту энергоресурсов, а, следовательно, к резкому повышению цен на них, которое можно наблюдать во всех станах мира (для обывателя это увеличение цен на бензин, увеличение тарифов на электроэнергию, газ). И хотя пока население Земли не испытывает недостатка в энергоресурсах, данная проблема уже сейчас требует поиска возможных решений. К сожалению, проблеме нехватки энергоресурсов не уделяется должного внимания. Это происходит по нескольким причинам: 1) отсутствие недостатка энергоресурсов в настоящее время, 2) наличие в современном мире других, как некоторые считают, более «насущных» проблем (например, проблема мирового терроризма), 3) непросвещённость основной массы населения по этому вопросу, а, следовательно, отсутствие внимания к этому вопросу и оказания влияния на разрешение его мировым сообществом (лишь 1 из 30 опрошенных понимает суть вопроса, его «серьёзность»). Стоить отметить, что главной чертой, характеризующей «энергетический кризис», является неизбежность его наступления. Нельзя не отметить и тот факт, что экологические проблемы, связанные с добычей и переработкой энергоресурсов, также приобрели ныне значительную остроту.
Про проблему нехватки энергетических ресурсов написано множество работ, книг, диссертаций. Из всех этих работ можно вынести два главных тезиса, на которых строится энергетическая проблема и которые доказывают само существование этой проблемы. Также они отвечают на вопрос: почему нельзя без конца увеличивать объёмы отнимаемых у природы ресурсов. Итак, проблема нехватки природных очевидна, т. к. 1) многие из них невозобновляемы и уже близки к исчерпанию, и 2) их массированная добыча, переработка и использование наносят огромный ущерб внешней среде, т. е. всей планете.
Существует также много размышлений о способе решения данной проблемы. Теоретическое решение проблемы выглядит приблизительно следующим образом:
1. для разрешения проблемы нехватки энергоресурсов, а, следовательно, и энергии необходимо, первоначально, освободиться от зависимости, основанной на недостаточном количестве природных ресурсов;
2. для этого надо изменить саму модель экономического роста: перейти от наращивания объёмов потребления ресурсов к рационализации их производства и потребления следующими способами:
путём снижения энерго – и материалоёмкости производства
путём замены в энергетики нефти и угля менее «грязным» газом
путём развития нетрадиционных видов энергии, как уже используемых, так и тех, которые ещё пока экспериментальные.
3. путём стимулирования рационального и экономичного использования ресурсов;
4. после изменения модели экономического роста в мировом масштабе необходим
контроль, опять же Мирового сообщества, за сохранением достигнутых результатов;
5. контроль специально созданной независимой организации за соблюдением
экологических норм и предписаний всеми предприятиями и фирмами, в т. ч. частными.
Такое решение проблемы невозможно для человечества для уровня его современного развития по многим причинам. Среди них можно назвать: а) относительно невысокий уровень прогресса (как технического, так и в экономической области), б) отсутствие политической стабильности, существование возможности нарушения мира, в) непонимание сути проблемы некоторыми представителями человечества – вот три главных причины невозможности применения данного решения на современном уровне развития человечества. Т. е. это те самые причины «благодаря» которым в настоящее время и не происходит активного разрешения сложившийся критической ситуации. Но, к великому сожалению, остальные предложения, которые поступают по этому вопросу, либо донельзя абсурдны, либо настолько «фантастичны», что для воплощения их в жизнь потребуется очень длительное время – настолько длительное, что топливно-энергетические ресурсы закончатся намного раньше, даже по самым оптимистическим прогнозам, поэтому попытка воплощения этих идей в жизнь никак и ничем не обоснованна.
Но нельзя сказать, что данной проблемой не занимаются вовсе. Так увеличивается использование «альтернативных» источников энергии, разрабатываются совершенно новые, основанные на новейших технологиях, электростанции, проводятся работы по нахождению и использованию новых энергоресурсов, проводится их внедрение в повседневную жизнь (последним таким достижением стали солнечные батареи). Большее внимание стало уделяться экологическому вопросу – сильнее развивается экобизнес (создание очистных сооружений), всё чаще ставятся вопросы о нормировании и регуляции эксплуатации природных энергоресурсов, о воздействии перерабатывающих комплексов на окружающую среду и др.
Начался переход от эпохи природной расточительности к эпохе рационального энергопотребления. За последние 50 лет достигнуто (в производственной сфере):
· снижение потребления топлива автомобилями и другими техническими средствами на 25 – 30 %(на один автомобиль);
· снижено количество потребляемой энергии на производство практически всех единиц производимой продукции (особенно в странах с высоким уровнем научно – технического прогресса, таких как Япония, США);
· разрабатываемая продукция стала более энергосберегающей (в основном бытовая техника), причём это достигнуто без видимого увеличения стоимости этой продукции для потребителя, что говорит о решении вопроса не за счёт покупателя;
· научно – техническая революция позволила создать качественно новые схемы потребления энергии (в том числе, использующие «альтернативные» источники энергии) – началось постепенное проникновение этих схем в «бытовую» жизнь;
· при использовании «традиционных» энергоресурсов используются искусственные методы увеличения их главного качества – теплотворности, для увеличения максимально возможного количества, выделяемой из них энергии (всевозможные «присадки»);
· на АЭС созданы мощные, так называемые «барьеры безопасности», которые, при правильной эксплуатации, позволяют говорить об экологической безопасности энергии ядерного распада;
· активно решается вопрос о переработке использованного ядерного топлива и повторном его использовании – в России, Франции и ещё нескольких странах уже функционируют специальные заводы, основная задача которых такая переработка.
На государственном и мировом уровнях:
· созданы многочисленные организации, в целях которых не последнее (а иногда и первое) место занимает вопрос оптимального использования и охраны природных ресурсов, в т. ч. топливно-энергетических; в их число входят: Green Peace, ORGANIZACION DE LA CUENCA DE LA PLATA(Ла – Платская группа), CARIBBEAN COMUNITY (CARICOM)(Карибское сообщество), EL PACTO AMAZONICO, ASSOCIATION OF SOUTH EAST ASION NATIONS (ASEAN)(Ассоциация Государств юго – восточной Азии), ACUERDO DE INTEGRATION SUBREGIONAL ANDINA (AISA)(Андский пакт), ORGANIZATION OF AFRICAN UNITY (OAU)(Организация Африканского Единства, ОАЭ), ORGANIZATION FOR ECONOMIC COOPERATION AND DEVELOPMENT (OECD)(Организация Экономического сотрудничества и развития, ОЭСР), ORGANIZATION OF THE PETROLIUM EXPORTING COUNTRIES (OPEC)(Организация стран – экспортёров нефти) и другие;
· в большинстве развитых стран, в т. ч. в России существует множество законодательных и нормативных актов, кодексов, указов, в задачу которых входит регулирование использования природных ресурсов, в т. ч. топливно-энергетических;
· во всём мире проводятся программы, акции призывающие население к рациональному потреблению энергоресурсов;
· созданы многочисленные (государственные и независимые) министерства по рациональному природопользованию и охране природных ресурсов, а также организации по предотвращению нарушений направленных на «неправильное» использованию этих ресурсов (экологическая милиция в России);
· на государственном и мировом уровнях преодолён психологический барьер, касающийся предположения, что только богатая ресурсами страна (в основном, конечно же, топливно-энергетическими) способна стать экономически развитой, с нормальными условиями проживания населения (быстрый рост экономики Японии доказал, что и страна расположенная на архипелагах, на небольшой территории может занимать первое место во многих сферах деятельности);
· в настоящее время общеизвестная мировая независимая UNITED NATIONS ORGANIZATION (UNO) – Организация Объединённых Наций (ООН) всё чаще обращает внимание общественности на нехватку ресурсов как таковых, так и в частности энергетических, два специализированных учреждения ООН (Организация Объединённых Наций по вопросам образования, науки и культуры – ЮНЕСКО и Международное агентство по атомной энергетике - МАГАТЭ) в плотную занимаются способами решения вопросов недостаточности, рационального использования и нахождения «альтернативных» источников энергии.
Таким образом очевидно, что проблема не остаётся без внимания. Однако, очевиден и тот факт, что внимание, которое уделяется данной проблеме, недостаточно. Пока действия, направленные на разрешение сложившийся ситуации, носят либо чисто формальный характер, либо чересчур пассивны и не приносят должного результата. Для того чтобы дело сдвинулось, наконец, с «мёртвой точки» необходимо: во- первых, более активное финансирование государствами программ, направленных на разработку уже известных и нахождению новых НВИЭ; и во- вторых донесение проблемы до масс людей через программы информирования населения путём агитации, в т. ч. с помощью телевидения, возможно даже ввода некоторых ограничений на использования энергетических ресурсов (причём эти ограничения должны быть обоснованны и, в то же время, не должны «стеснять» основную массу людей, не должны быть для них слишком обременительными). Необходима тщательная подготовка к переходу на новые источники энергии, тепла и топлива.
5.Альтернативные источники энергии.
Энергия солнца.
В по с лед нее вре мя ин те рес к про б ле ме ис поль зо ва ния со л не ч ной энер гии ре з ко воз рос, и хо тя этот ис то ч ник так же от но сит ся к во зоб но в ля е мым, вни ма ние, уде ля е мое ему во всем ми ре, за ста в ля ет нас рас смо т реть его воз мо ж но сти от дель но.
По тен ци аль ные воз мо ж но сти энер ге ти ки, ос но ван ной на ис поль зо ва нии не по сред ст вен но со л не ч но го из лу че ния, чрез вы чай но ве ли ки.
За ме тим, что ис поль зо ва ние все го лишь 0.0125 % это го ко ли че ст ва энер гии Солн ца мог ло бы обес пе чить все се го д няш ние по треб но сти ми ро вой энер ге ти ки, а ис поль зо ва ние
0.5 % - по л но стью по крыть по треб но сти на пер спе к ти ву.
К со жа ле нию, вряд ли ко г да-ни будь эти ог ром ные по тен ци аль ные ре сур сы уда ст ся ре а ли зо вать в боль ших мас шта бах. Од ним из наи бо лее серь ез ных пре пят ст вий та кой ре а ли за ции яв ля ет ся ни з кая ин тен сив ность со л не ч но го из лу че ния. Да же при наи луч ших ат мо сфер ных ус ло ви ях (юж ные ши ро ты, чи с тое не бо) плот ность по то ка со л не ч но го из лу че ния со ста в ля ет не бо лее 250 Вт/м
. По э то му, что бы кол ле к то ры со л не ч но го из лу че ния "со би ра ли" за год энер гию, не об хо ди мую для удо в ле тво ре ния всех по треб но стей че ло ве че ст ва ну ж но раз ме с тить их на тер ри то рии 130 000 км!
Ветровая энергия.
Ог ром на энер гия дви жу щих ся воз душ ных масс. За па сы энер гии ве т ра бо лее чем в сто раз пре вы ша ют за па сы ги д ро энер гии всех рек пла не ты. По сто ян но и по всю ду на зе м ле ду ют ве т ры - от лег ко го ве тер ка, не су ще го же лан ную про хла ду в лет ний зной, до мо гу чих ура га нов, при но ся щих не ис чи с ли мый урон и раз ру ше ния. Все гда не спо ко ен воз душ ный оке ан, на дне ко то ро го мы жи вем. Ве т ры, ду ю щие на про с то рах на шей стра ны, мог ли бы лег ко удо в ле тво рить все ее по треб но сти в элек т ро энер гии!
Тех ни ка 20 ве ка от кры ла со вер шен но но вые воз мо ж но сти для ве т ро энер ге ти ки, за да ча ко то рой ста ла дру гой - по лу че ние элек т ро энер гии. В на ча ле ве ка Н.Е.Жу ков ский раз ра бо тал те о рию ве т ро дви га те ля, на ос но ве ко то рой мог ли быть со з да ны вы со ко про из во ди тель ные ус та нов ки, спо соб ные по лу чать энер гию от са мо го сла бо го ве тер ка. По я ви лось мно же ст во про ек тов ве т ро аг ре га тов, не срав нен но бо лее со вер шен ных, чем ста рые ве т ря ные мель ни цы. В но вых про ек тах ис поль зу ют ся до с ти же ния мно гих от рас лей зна ния.
В на ши дни к со з да нию кон ст рук ций ве т ро ко ле са - серд ца лю бой ве т ро энер ге ти че с кой ус та нов ки - при вле ка ют ся спе ци а ли сты-са мо ле то ст ро и те ли, уме ю щие вы брать наи бо лее це ле со об раз ный про филь ло па сти, ис сле до вать его в аэ ро ди на ми че с кой тру бе. Уси ли я ми уче ных и ин же не ров со з да ны са мые раз но об раз ные кон ст рук ции со в ре мен ных ве т ро вых ус та но вок.
Энергия земли.
Из дав на лю ди зна ют о сти хий ных про яв ле ни ях ги гант ской энер гии, та я щей ся в не драх зем но го ша ра. Па мять че ло ве че ст ва хра нит пре да ния о ка та ст ро фи че с ких из вер же ни ях вул ка нов, унес ших мил ли о ны че ло ве че с ких жиз ней, не уз на ва е мо из ме нив ших об лик мно гих мест на Зе м ле. Мощ ность из вер же ния да же срав ни тель но не боль шо го вул ка на ко лос саль на, она мно го крат но пре вы ша ет мощ ность са мых круп ных энер ге ти че с ких ус та но вок, со з дан ных ру ка ми че ло ве ка. Прав да, о не по сред ст вен ном ис поль зо ва нии энер гии вул ка ни че с ких из вер же ний го во рить не при хо дит ся - нет по ка у лю дей воз мо ж но стей обу з дать эту не по кор ную сти хию, да и, к сча стью, из вер же ния эти до с та то ч но ред кие со бы тия. Но это про яв ле ния энер гии, та я щей ся в зем ных не драх, ко г да лишь кро хот ная до ля этой не ис чер па е мой энер гии на хо дит вы ход че рез ог не ды ша щие жер ла вул ка нов.
Ма лень кая ев ро пей ская стра на Ис лан дия - "стра на льда" в до слов ном пе ре во де - по л но стью обес пе чи ва ет се бя по ми до ра ми, яб ло ка ми и да же ба на на ми! Мно го чи с лен ные ис ланд ские те п ли цы по лу ча ют энер гию от те п ла зе м ли - дру гих ме ст ных ис то ч ни ков энер гии в Ис лан дии пра к ти че с ки нет. За то очень бо га та эта стра на го ря чи ми ис то ч ни ка ми и зна ме ни ты ми гей зе ра ми-фон та на ми го ря чей во ды, с то ч но стью хро но мет ра вы ры ва ю щей ся из-под зе м ли. И хо тя не ис ланд цам при на д ле жит при ори тет в ис поль зо ва нии те п ла под зем ных ис то ч ни ков, жи те ли этой ма лень кой се вер ной стра ны экс плу а ти ру ют под зем ную ко тель ную очень ин тен сив но. Сто ли ца - Рей кья вик, в ко то рой про жи ва ет по ло ви на на се ле ния стра ны, ота п ли ва ет ся толь ко за счет под зем ных ис то ч ни ков.
Но не толь ко для ото пле ния чер па ют лю ди энер гию из глу бин зе м ли. Уже дав но ра бо та ют элек т ро стан ции, ис поль зу ю щие го ря чие под зем ные ис то ч ни ки. Пер вая та кая элек т ро стан ция, со в сем еще ма ло мощ ная, бы ла по стро е на в 1904 го ду в не боль шом италь ян ском го род ке Лар де рел ло, на зван ном так в честь фран цуз ско го ин же не ра Лар де рел ли, ко то рый еще в 1827 го ду со ста вил про ект ис поль зо ва ния мно го чи с лен ных в этом рай оне го ря чих ис то ч ни ков. По сте пен но мощ ность элек т ро стан ции ро с ла, в строй всту па ли все но вые аг ре га ты, ис поль зо ва лись но вые ис то ч ни ки го ря чей во ды, и в на ши дни мощ ность стан ции до с тиг ла уже вну ши тель ной ве ли чи ны-360 ты сяч ки ло ватт. В Но вой Зе лан дии су ще ст ву ет та кая элек т ро стан ция в рай оне Вай ра кеи, ее мощ ность 160 ты сяч ки ло ватт. В 120 ки ло мет рах от Сан-Фран ци ско в США про из во дит элек т ро энер гию гео тер маль ная стан ция мощ но стью 500 ты сяч ки ло ватт.
Из ве ст но, что за па сы энер гии в Ми ро вом оке а не ко лос саль ны. Так, те п ло вая (вну т рен няя) энер гия, со от вет ст ву ю щая пе ре гре ву по верх но ст ных вод оке а на по срав не нию с дон ны ми, ска жем, на 20 гра ду сов, име ет ве ли чи ну по ряд ка 10
Дж. Ки не ти че с кая энер гия оке ан ских те че ний оце ни ва ет ся ве ли чи ной по ряд ка 10
Дж. Од на ко по ка что лю ди уме ют ути ли зо вать лишь ни ч то ж ные до ли этой энер гии, да и то це ной боль ших и ме д лен но оку па ю щих ся ка пи та ло вло же ний, так что та кая энер ге ти ка до сих пор ка за лась ма ло пер спе к тив ной.
Од на ко про ис хо дя щее весь ма бы ст рое ис то ще ние за па сов ис ко па е мых то п лив, ис поль зо ва ние ко то рых к то му же свя за но с су ще ст вен ным за гряз не ни ем ок ру жа ю щей сре ды, ре з кая ог ра ни чен ность за па сов ура на (энер ге ти че с кое ис поль зо ва ние ко то рых к то му же по ро ж да ет опа с ные ра дио ак тив ные от хо ды) и не оп ре де лен ность как сро ков, так и эко ло ги че с ких по с лед ст вий про мыш лен но го ис поль зо ва ния тер мо ядер ной энер гии за ста в ля ет уче ных и ин же не ров уде лять все боль шее вни ма ние по ис кам воз мо ж но стей рен та бель ной ути ли за ции об шир ных и без вред ных ис то ч ни ков энер гии в Ми ро вом оке а не. Ши ро кая об ще ст вен ность, да и мно гие спе ци а ли сты еще не зна ют, что по ис ко вые ра бо ты по из вле че нию энер гии из мо рей и оке а нов при об ре ли в по с лед ние го ды в ря де стран уже до воль но боль шие мас шта бы и что их пер спе к ти вы ста но вят ся все бо лее обе ща ю щи ми.
Наи бо лее оче вид ным спо со бом ис поль зо ва ния оке ан ской энер гии пред ста в ля ет ся по строй ка при лив ных элек т ро стан ций (ПЭС). С 1967 г. в устье ре ки Ранс во Фран ции на при ли вах вы со той до 13 ме т ров ра бо та ет ПЭС мощ но стью 240 тыс. кВт с го до вой от да чей 540 тыс. кВт
ч. Со вет ский ин же нер Берн штейн раз ра бо тал удоб ный спо соб по строй ки бло ков ПЭС, бу к си ру е мых на пла ву в ну ж ные ме с та, и рас счи тал рен та бель ную про це ду ру вклю че ния ПЭС в энер го се ти в ча сы их ма к си маль ной на гру з ки по тре би те ля ми. Его идеи про ве ре ны на ПЭС, по стро ен ной в 1968 го ду в Ки с лой Гу бе око ло Мур ман ска; сво ей оче ре ди ждет ПЭС на 6 млн. кВт в Ме зен ском за ли ве на Ба рен це вом мо ре.
Не ожи дан ной воз мо ж но стью оке ан ской энер ге ти ки ока за лось вы ра щи ва ние с пло тов в оке а не бы ст ро ра сту щих ги гант ских во до ро с лей, лег ко пе ре ра ба ты ва е мых в ме тан для энер ге ти че с кой за ме ны при род но го га за. По име ю щим ся оцен кам, для по л но го обес пе че ния энер ги ей ка ж до го че ло ве ка - по тре би те ля до с та то ч но од но го ге к та ра план та ций во до ро с лей.
Боль шое вни ма ние при об ре ла "оке а но тер ми че с кая энер го кон вер сия" (ОТ ЭК), т.е. по лу че ние элек т ро энер гии за счет раз но сти тем пе ра тур ме ж ду по верх но ст ны ми и за са сы ва е мы ми на со сом глу бин ны ми оке ан ски ми во да ми, на при мер при ис поль зо ва нии в замк ну том ци к ле тур би ны та ких лег ко ис па ря ю щих ся жид ко стей как про пан, фре он или ам мо ний. В ка кой-то ме ре ана ло ги ч ны ми, но как по ка ка жет ся, ве ро ят но, бо лее да ле ки ми пред ста в ля ют ся пер спе к ти вы по лу че ния элек т ро энер гии за счет раз ли чия ме ж ду со ле ной и пре сной, на при мер мор ской и ре ч ной во дой.
Уже не ма ло ин же нер но го ис кус ст ва вло же но в ма ке ты ге не ра то ров элек т ро энер гии, ра бо та ю щих за счет мор ско го во л не ния, при чем об су ж да ют ся пер спе к ти вы элек т ро стан ций с мощ но стя ми на мно гие ты ся чи ки ло ватт. Еще боль ше су лят ги гант ские тур би ны на та ких ин тен сив ных и ста биль ных оке ан ских те че ни ях, как Гольф ст рим.
Пред ста в ля ет ся, что не ко то рые из пред ла гав ших ся оке ан ских энер ге ти че с ких ус та но вок мо гут быть ре а ли зо ва ны, и стать рен та бель ны ми уже в на сто я щее вре мя. Вме сте с тем сле ду ет ожи дать, что твор че с кий эн ту зи азм, ис кус ст во и изо б ре та тель ность на уч но-ин же нер ных ра бот ни ков улуч шить су ще ст ву ю щие и со з да дут но вые пер спе к ти вы для про мыш лен но го ис поль зо ва ния энер ге ти че с ких ре сур сов Ми ро во го оке а на. Ду ма ет ся, что при со в ре мен ных тем пах на уч но-тех ни че с ко го про грес са су ще ст вен ные сдви ги в оке ан ской энер ге ти ке дол ж ны про изой ти в бли жай шие де ся ти ле тия. Оке ан на по л нен вне зем ной энер ги ей, ко то рая по сту па ет в не го из ко с мо са. Она до с туп на и бе з о па с на, и не за гряз ня ет ок ру жа ю щую сре ду, не ис ся ка е ма и сво бод на. Из ко с мо са по сту па ет энер гия Солн ца. Она на гре ва ет воз дух и об ра зу ет ве т ры, вы зы ва ю щие во л ны. Она на гре ва ет оке ан, ко то рый на ка п ли ва ет те п ло вую энер гию. Она при во дит в дви же ние те че ния, ко то рые в то же вре мя ме ня ют свое на пра в ле ние под воз дей ст ви ем вра ще ния Зе м ли.
Из ко с мо са же по сту па ет энер гия со л не ч но го и лун но го при тя же ния. Она яв ля ет ся дви жу щей си лой си с те мы Зе м ля - Лу на и вы зы ва ет при ли вы и от ли вы.
Оке ан - это не пло с кое, без жиз нен ное вод ное про стран с т во, а ог ром ная кла до вая бес по кой ной энер гии. Здесь пле щут во л ны, ро ж да ют ся при ли вы и от ли вы, пе ре се ка ют ся те че ния, и все это на по л не но энер ги ей.
Ба ке ны и ма я ки, ис поль зу ю щие энер гию волн, уже усе я ли при бре ж ные во ды Япо нии. В те че ние мно гих лет ба ке ны – сви ст ки бе ре го вой ох ра ны США дей ст ву ют бла го да ря во л но вым ко ле ба ни ям. Се го д ня вряд ли су ще ст ву ет при бре ж ный рай он, где не бы ло бы сво его соб ст вен но го изо б ре та те ля, ра бо та ю ще го над со з да ни ем ус т рой ст ва, ис поль зу ю ще го энер гию волн.
На чи ная с 1966 го да два фран цуз ских го ро да по л но стью удо в ле тво ря ют свои по треб но сти в элек т ро энер гии за счет энер гии при ли вов и от ли вов. Энер го ус та нов ка на ре ке Ранс (Бре тань), со сто я щая из два д ца ти че ты рех ре вер сив ных тур бо ге не ра то ров, ис поль зу ет эту энер гию. Вы ход ная мощ ность ус та нов ки 240 ме га ватт - од на из наи бо лее мощ ных ги д ро элек т ро стан ций во Фран ции.
В 70-х го дах си ту а ция в энер ге ти ке из ме ни лась. Ка ж дый раз, ко г да по став щи ки на Бли ж нем Вос то ке, в Аф ри ке и Юж ной Аме ри ке под ни ма ли це ны на нефть, энер гия при ли вов ста но ви лась все бо лее при вле ка тель ной, так как она ус пеш но кон ку ри ро ва ла в це не с ис ко па е мы ми ви да ми то п ли ва. Вско ре за этим в Со вет ском Со ю зе, Юж ной Ко рее и Ан г лии воз рос ин те рес к очер та ни ям бе ре го вых ли ний и воз мо ж но стям со з да ния на них энер го ус та но вок. В этих стра нах ста ли все рь ез по ду мы вать об ис поль зо ва нии энер гии при ли вов волн и вы де лять сред ст ва на на уч ные ис сле до ва ния в этой об ла с ти, пла ни ро вать их.
Не так дав но груп па уче ных оке а но ло гов об ра ти ла вни ма ние на тот факт, что Гольф ст рим не сет свои во ды вбли зи бе ре гов Фло ри ды со ско ро стью 5 миль в час. Идея ис поль зо вать этот по ток те п лой во ды бы ла весь ма за ман чи вой.
Воз мо ж но ли это? Смо гут ли ги гант ские тур би ны и под вод ные про пел ле ры, на по ми на ю щие ве т ря ные мель ни цы, ге не ри ро вать элек т ри че ст во, из вле кая энер гию из те че ний и во ли? "Смо гут" - та ко во в 1974 го ду бы ло за клю че ние Ко ми те та Мак-Ар ту ра, на хо дя ще го ся под эги дой На ци о наль но го уп ра в ле ния по ис сле до ва нию оке а на и ат мо сфе ры в Май а ми (Фло ри да). Об щее мне ние за клю ча лось в том, что име ют ме с то оп ре де лен ные про б ле мы, но все они мо гут быть ре ше ны в слу чае вы де ле ния ас сиг но ва ний, так как "в этом про ек те нет ни че го та ко го, что пре вы ша ло бы воз мо ж но сти со в ре мен ной ин же нер ной и тех но ло ги че с кой мы с ли".
В оке а не су ще ст ву ет за ме ча тель ная сре да для под дер жа ния жиз ни, в со став ко то рой вхо дят пи та тель ные ве ще ст ва, со ли и дру гие ми не ра лы. В этой сре де рас тво рен ный в во де ки с ло род пи та ет всех мор ских жи вот ных от са мых ма лень ких до са мых боль ших, от аме бы до аку лы. Рас тво рен ный уг ле ки с лый газ то ч но так же под дер жи ва ет жизнь всех мор ских рас те ний от од но кле то ч ных ди а то мо вых во до ро с лей до до с ти га ю щих вы со ты 60-90 ме т ров бу рых во до ро с лей.
Мор ско му био ло гу ну ж но сде лать лишь шаг впе ред, что бы пе рей ти от вос при ятия оке а на как при род ной си с те мы под дер жа ния жиз ни к по пыт ке на чать на на уч ной ос но ве из вле кать из этой си с те мы энер гию.
При под дер ж ке во ен но-мор ско го фло та США в се ре ди не 70-х го дов груп па спе ци а ли стов в об ла с ти ис сле до ва ния оке а на, мор ских ин же не ров и во до ла зов со з да ла пер вую в ми ре оке ан скую энер ге ти че с кую фер му на глу би не 12 ме т ров под за ли той сол н цем гла дью Ти хо го оке а на вбли зи го ро да Сан-Кле мент. Фер ма бы ла не боль шая. По су ти сво ей, все это бы ло лишь экс пе ри мен том. На фер ме вы ра щи ва лись бу рые ги гант ские ка ли фор ний ские во до ро с ли.
По мне нию ди ре к то ра про ек та до к то ра Го вар да А. Уил ко к са, со т руд ни ка Цен т ра ис сле до ва ния мор ских и оке ан ских си с тем в Сан-Ди е го (Ка ли фор ния), "до 50 % энер гии этих во до ро с лей мо жет быть пре вра ще но в то п ли во - в при род ный газ ме тан. Оке ан ские фер мы бу ду ще го, вы ра щи ва ю щие бу рые во до ро с ли на пло ща ди при мер но 40 000 га, смо гут да вать энер гию, ко то рой хва тит, что бы по л но стью удо в ле тво рить по треб но сти аме ри кан ско го го ро да с на се ле ни ем в 50 000 че ло век".
В на ши дни, ко г да воз ро с ла не об хо ди мость в но вых ви дах то п ли ва, оке а но гра фы, хи ми ки, фи зи ки, ин же не ры и тех но ло ги об ра ща ют все боль шее вни ма ние на оке ан как на по тен ци аль ный ис то ч ник энер гии. В оке а не рас тво ре но ог ром ное ко ли че ст во со лей. Мо жет ли со ле ность быть ис поль зо ва на, как ис то ч ник энер гии? Мо жет. Боль шая кон цен т ра ция со ли в оке а не на ве ла ряд ис сле до ва те лей Скрипп ско го оке а но гра фи че с ко го ин сти ту та в Ла-Кол ла (Ка ли фор ния) и дру гих цен т ров на мысль о со з да нии та ких ус та но вок. Они счи та ют, что для по лу че ния боль шо го ко ли че ст ва энер гии впол не воз мо ж но скон ст ру и ро вать ба та реи, в ко то рых про ис хо ди ли бы ре ак ции ме ж ду со ле ной и не со ле ной во дой.
Тем пе ра ту ра во ды оке а на в раз ных ме с тах раз ли ч на. Ме ж ду тро пи ком Ра ка и тро пи ком Ко зе ро га по верх ность во ды на гре ва ет ся до 82 гра ду сов по Фа рен гей ту (27 C). На глу би не 600 ме т ров тем пе ра ту ра па да ет до 35,36,37 или 38 гра ду сов по Фа рен гей ту (2-3.5 С). Воз ни ка ет во п рос: есть ли воз мо ж ность ис поль зо вать раз ни цу тем пе ра тур для по лу че ния энер гии? Мог ла бы те п ло вая энер го ус та нов ка, плы ву щая под во дой, про из во дить элек т ри че ст во? Да, и это воз мо ж но.
В да ле кие 20-е го ды прошлого сто ле тия Жорж Клод, ода рен ный, ре ши тель ный и весь ма на стой чи вый фран цуз ский фи зик, ре шил ис сле до вать та кую воз мо ж ность. Вы брав уча сток оке а на вбли зи бе ре гов Ку бы, он су мел-та ки по с ле се рии не уда ч ных по пы ток по лу чить ус та нов ку мощ но стью 22 ки ло ват та. Это яви лось боль шим на уч ным до с ти же ни ем и при вет ст во ва лось мно ги ми уче ны ми.
Ис поль зуя те п лую во ду на по верх но сти и хо лод ную на глу би не и со з дав со от вет ст ву ю щую тех но ло гию, мы рас по ла га ем всем не об хо ди мым для про из вод ст ва элек т ро энер гии, уве ря ли сто рон ни ки ис поль зо ва ния те п ло вой энер гии оке а на. "Со г ла с но на шим оцен кам, в этих по верх но ст ных во дах име ют ся за па сы энер гии, ко то рые в 10 000 раз пре вы ша ют об ще ми ро вую по треб ность в ней". "Увы, - воз ра жа ли ске п ти ки, - Жорж Клод по лу чил в за ли ве Ма тан сас все го 22 ки ло ват та элек т ро энер гии. Да ло ли это при быль?" Не да ло, так как, что бы по лу чить эти 22 ки ло ват та, Кло ду при шлось за тра тить 80 ки ло ватт на ра бо ту сво их на со сов.
Се го д ня про фес сор Скрипп ско го ин сти ту та оке а но гра фии Джон Иса акс де ла ет вы чи с ле ния бо лее ак ку рат но. По его оцен кам, со в ре мен ная тех но ло гия по з во лит со з да вать энер го ус та нов ки, ис поль зу ю щие для про из вод ст ва элек т ри че ст ва раз ни цу тем пе ра тур в оке а не, ко то рые про из во ди ли бы его в два раза боль ше, чем об ще ми ро вое по треб ле ние на се го д няш ний день. Это бу дет элек т ро энер гия, про из во ди мая элек т ро стан ци ей, пре об ра зу ю щей тер маль ную энер гию оке а на (ОТЕС).
Од на ко са мо ле ты и лег ко вые ав то мо би ли, ав то бу сы и гру зо ви ки мо гут при во дить ся в дви же ние га зом, ко то рый мо ж но из вле кать из во ды, а уж во ды-то в мо рях до с та то ч но. Этот газ - во до род, и он мо жет ис поль зо вать ся в ка че ст ве го рю че го. Во до род - один из наи бо лее рас про стра нен ных эле мен тов во Все лен ной. В оке а не он со дер жит ся в ка ж дой ка п ле во ды. По м ни те фор му лу во ды? Фор му ла H-OH зна чит, что мо ле ку ла во ды со сто ит из двух ато мов во до ро да и од но го ато ма ки с ло ро да. Из вле чен ный из во ды во до род мо ж но сжи гать как то п ли во и ис поль зо вать не толь ко для то го, что бы при во дить в дви же ние раз ли ч ные тран с порт ные сред ст ва, но и для по лу че ния элек т ро энер гии.
Все боль шее чи с ло хи ми ков и ин же не ров с эн ту зи аз мом от но сит ся к "во до род ной энер ге ти ке" бу ду ще го, так как по лу чен ный во до род до с та то ч но удоб но хра нить: в ви де сжа то го га за в тан ке рах или в сжи жен ном ви де в кри о ген ных кон тей не рах при тем пе ра ту ре -203 С. Его мо ж но хра нить и в твер дом ви де по с ле со еди не ния с же ле зо-ти та но вым спла вом или с маг ни ем для об ра зо ва ния ме тал ли че с ких ги д ри дов. По с ле это го их мо ж но лег ко тран с пор ти ро вать и ис поль зо вать по ме ре не об хо ди мо сти. В 60-е го ды спе ци а ли стам из НА СА уда лось столь ус пеш но осу ще ст вить про цесс элек т ро ли за во ды и столь эф фе к тив но со би рать вы сво бо ж да ю щий ся во до род, что по лу ча е мый та ким об ра зом во до род ис поль зо вал ся во вре мя по ле тов по про грам ме "Апол лон".
Та ким об ра зом, в оке а не, ко то рый со ста в ля ет 71 про цент по верх но сти пла не ты, по тен ци аль но име ют ся раз ли ч ные ви ды энер гии - энер гия волн и при ли вов; энер гия хи ми че с ких свя зей га зов, пи та тель ных ве ществ, со лей и дру гих ми не ра лов; скры тая энер гия во до ро да, на хо дя ще го ся в мо ле ку лах во ды; энер гия те че ний, спо кой но и не скон ча е мо дви жу щих ся в раз ли ч ных ча с тях оке а на; уди ви тель ная по за па сам энер гия, ко то рую мо ж но по лу чать, ис поль зуя раз ни цу тем пе ра тур во ды оке а на на по верх но сти и в глу би не, и их мо ж но пре об ра зо вать в стан дарт ные ви ды то п ли ва.
Та кие ко ли че ст ва энер гии, мно го об ра зие ее форм га ран ти ру ют, что в бу ду щем че ло ве че ст во не бу дет ис пы ты вать в ней не до с тат ка. В то же вре мя не воз ни ка ет не об хо ди мо сти за ви сеть от од но го - двух ос нов ных ис то ч ни ков энер гии, ка ки ми, на при мер, яв ля ют ся дав но ис поль зу ю щи е ся ис ко па е мые ви ды то п ли ва и ядер но го го рю че го, ме то ды по лу че ния ко то ро го бы ли раз ра бо та ны не дав но. Ра зу ме ет ся, тру д но да же пред ста вить се бе пе ре ход от столь при вы ч ных, тра ди ци он ных ви дов то п ли ва - уг ля, неф ти и при род но го га за - к не зна ко мым, аль тер на тив ным ме то дам по лу че ния энер гии. Раз ни ца тем пе ра тур? Во до род, ме тал ли че с кие ги д ри ды, энер ге ти че с кие фер мы в оке а не? Для мно гих это зву чит как на уч ная фан та сти ка.
И, тем не ме нее, не смо т ря на то, что из вле че ние энер гии оке а на на хо дят ся на ста дии экс пе ри мен тов и про цесс ог ра ни чен и до ро го сто ящ, факт ос та ет ся фа к том, что по ме ре раз ви тия на уч но-тех ни че с ко го про грес са энер гия в бу ду щем мо жет в зна чи тель ной сте пе ни до бы вать ся из мо ря. Ко г да - за ви сит от то го, как ско ро эти про цес сы ста нут до с та то ч но де ше вы ми. В ко не ч ном ито ге де ло упи ра ет ся не в воз мо ж ность из вле че ния из оке а на энер гии в раз ли ч ных фор мах, а в сто и мость та ко го из вле че ния, ко то рая оп ре де лит, на сколь ко бы ст ро бу дет раз ви вать ся тот или иной спо соб до бы чи. Ко г да бы это вре мя ни на сту пи ло, пе ре ход к ис поль зо ва нию энер гии оке а на при не сет двой ную поль зу: сэ ко но мит об ще ст вен ные сред ст ва и сде ла ет бо лее жиз не спо соб ной тре тью пла не ту Со л не ч ной си с те мы - на шу Зе м лю.
6. За клю че ние.
За вре мя су ще ст во ва ния на шей ци ви ли за ции мно го раз про ис хо ди ла сме на тра ди ци он ных ис то ч ни ков энер гии на но вые, бо лее со вер шен ные. И не по то му, что ста рый ис то ч ник был ис чер пан.
Сол н це све ти ло и обо г ре ва ло че ло ве ка все гда: и тем не ме нее од на ж ды лю ди при ру чи ли огонь, на ча ли жечь дре ве си ну.
За тем дре ве си на ус ту пи ла ме с то ка мен но му уг лю. За па сы дре ве си ны ка за лись без гра ни ч ны ми, но па ро вые ма ши ны тре бо ва ли бо лее ка ло рий но го "кор ма".
Но и это был лишь этап. Уголь вско ре ус ту па ет свое ли дер ст во на энер ге ти че с ком рын ке неф ти.
И вот но вый ви ток: в на ши дни ве ду щи ми ви да ми то п ли ва по ка ос та ют ся нефть и газ. Но за ка ж дым но вым ку бо мет ром га за или тон ной неф ти ну ж но ид ти все даль ше на се вер или вос ток, за ры вать ся все глуб же в зе м лю. Не му д ре но, что нефть и газ бу дут с ка ж дым го дом сто ить нам все до ро же.
За ме на? Ну жен но вый ли дер энер ге ти ки. Им, не со м нен но, ста нут ядер ные ис то ч ни ки.
За па сы ура на, ес ли, ска жем, срав ни вать их с за па са ми уг ля, вро де бы не столь уж и ве ли ки. Но за то на еди ни цу ве са он со дер жит в се бе энер гии в мил ли о ны раз боль ше, чем уголь. А итог та ков: при по лу че нии элек т ро энер гии на АЭС ну ж но за тра тить, счи та ет ся, в сто ты сяч раз мень ше средств и тру да, чем при из вле че нии энер гии из уг ля. И ядер ное го рю чее при хо дит на сме ну неф ти и уг лю... Все гда бы ло так: сле ду ю щий ис то ч ник энер гии был и бо лее мощ ным. То бы ла, ес ли мо ж но так вы ра зить ся, "во ин ст ву ю щая" ли ния энер ге ти ки.
В по го не за из быт ком энер гии че ло век все глуб же по гру жал ся в сти хий ный мир при род ных яв ле ний и до ка кой-то по ры не очень за ду мы вал ся о по с лед ст ви ях сво их дел и по ступ ков.
Но вре ме на из ме ни лись. Сей час на чи на ет ся но вый, зна чи тель ный этап зем ной энер ге ти ки. По я ви лась "ща дя щая" энер ге ти ка, по стро ен ная так, что бы че ло век не ру бил сук, на ко то ром он си дит. За бо тил ся об ох ра не уже силь но по вре ж ден ной био сфе ры.
Не со м нен но, в бу ду щем па рал лель но с ли ни ей ин тен сив но го раз ви тия энер ге ти ки по лу чат ши ро кие пра ва гра ж дан с т ва и ли ния экс тен сив ная: рас сре до то чен ные ис то ч ни ки энер гии не слиш ком боль шой мощ но сти, но за то с вы со ким КПД, эко ло ги че с ки чи с тые, удоб ные в об ра ще нии.
Яр кий при мер то му - бы ст рый старт элек т ро хи ми че с кой энер ге ти ки, ко то рую позд нее, ви ди мо, до по л нит энер ге ти ка со л не ч ная.
Энер ге ти ка очень бы ст ро ак ку му ли ру ет, ас си ми ли ру ет, вби ра ет в се бя все са мые но вей шие идей, изо б ре те ния, до с ти же ния на у ки. Это и по нят но: энер ге ти ка свя за на бу к валь но со всем, и все тя нет ся к энер ге ти ке, за ви сит от нее.
По э то му энер го хи мия, во до род ная энер ге ти ка, ко с ми че с кие элек т ро стан ции, энер гия, за пе ча тан ная в ан ти ве ще ст ве, квар ках, "чер ных ды рах", ва ку у ме, - это все го лишь наи бо лее яр кие ве хи, штри хи, от дель ные чер то ч ки то го сце на рия, ко то рый пи шет ся на на ших гла зах и ко то рый мо ж но на звать Зав т раш ним Днем Энер ге ти ки.
Ла би рин ты энер ге ти ки. Та ин ст вен ные пе ре хо ды, уз кие, из ви ли стые троп ки. Пол ные за га док, пре пят ст вий, не ожи дан ных оза ре ний, во плей пе ча ли и по ра же ний, кли ков ра до сти и по бед. Тер нист, не прост, не прям энер ге ти че с кий путь че ло ве че ст ва. Но мы ве рим, что мы на пу ти к Эре Энер ге ти че с ко го Изо би лия и что все пре по ны, пре гра ды и тру д но сти бу дут пре одо ле ны.
Рас сказ об энер гии мо жет быть бес ко не чен, не ис чи с ли мы аль тер на тив ные фор мы ее ис поль зо ва ния при ус ло вии, что мы дол ж ны раз ра бо тать для это го эф фе к тив ные и эко но ми ч ные ме то ды. Не так ва ж но, ка ко во ва ше мне ние о ну ж дах энер ге ти ки, об ис то ч ни ках энер гии, ее ка че ст ве, и се бе сто и мо сти. Нам, по-ви ди мо му, сле ду ет лишь со г ла сить ся с тем, что ска зал уче ный му д рец, имя ко то ро го ос та лось не из ве ст ным: "Нет про стых ре ше ний, есть толь ко ра зум ный вы бор".
7. Список использованной литературы.
Энциклопедия для детей. Том 3. География. Под редакцией М. Аксёновой и др. – 3- е изд., испр. - М.: «Аванта+», 1999. – 640 с.
Алисов, Н. В. Физическая и экономическая география мира. 2 – е изд. / Н. В. Алисов – М.: «Айрис - пресс», 2003. – 349 с.
Голдин, А. Океаны энергии. / А Голдин – М.: «Знание», 1983. – 87 с.
Гаврилов, В.П. Чёрное золото планеты. / В.П Гаврилов – М.: «Недра», 1990. - 160 с.
Куликов, Л.М. Основы экономической теории: учебное пособие. / Л.М. Куликов – М.: «Финансы и статистика», 2003. –393 с.
Родионова, И. А. Экономическая география. Полный курс для поступающих в вузы: учебно-справочное пособие. В 2–ух томах. / И. А. Родионова – М.: «Экзамен», 2003. – 416 с.
Юдасин, Л. С. Энергетика: проблемы и надежды. / Л. С. Юдасин – М.: «Просвещение», 1990. – 207 с.
Нравится материал? Поддержи автора!
Ещё документы из категории экология:
Чтобы скачать документ, порекомендуйте, пожалуйста, его своим друзьям в любой соц. сети.
После чего кнопка «СКАЧАТЬ» станет доступной!
Кнопочки находятся чуть ниже. Спасибо!
Кнопки:
Скачать документ