Энергетычная праблема чалавецтва і шляхі яе вырашэння

Энергетычная праблема чалавецтва з кожным годам набывае ўсё большыя маштабы. Звязана гэта з ростам насельніцтва планеты і інтэнсіўным развіццём тэхналогій, што абумоўлівае пастаянна расце ўзровень спажывання энергарэсурсаў. Нягледзячы на выкарыстанне ядзернай, альтэрнатыўнай і гідраэнэргіі, ільвіную долю паліва людзі працягваюць здабываць з нетраў Зямлі. Нафту, прыродны газ і вугаль з'яўляюцца неаднаўляльных прыроднымі энергетычнымі рэсурсамі, да цяперашняга часу іх запасы зменшыліся да крытычнага ўзроўню.

пачатак канца

Глабалізацыя энергетычнай праблемы чалавецтва пачалася ў 70-х гадах мінулага стагоддзя, калі скончылася эра таннай нафты. Дэфіцыт і рэзкае падаражанне гэтага віду паліва справакавалі сур'ёзны крызіс у сусветнай эканоміцы. І хоць кошт яго з часам знізілася, аб'ёмы няўхільна скарачаюцца, таму энергетычная і сыравінная праблема чалавецтва становіцца ўсё вастрэй.

Да прыкладу, толькі ў перыяд з 60-х па 80-я гады ХХ стагоддзя сусветны аб'ём здабычы вугалю склаў 40%, нафты - 75%, прыроднага газу - 80% ад агульнага аб'ёму гэтых рэсурсаў, выкарыстаных з пачатку стагоддзя.

Нягледзячы на тое што ў 70-х гадах пачаўся дэфіцыт паліва і выявілася, што энергетычная праблема - гэта глабальная праблема чалавецтва, прагнозы не прадугледжвалі росту яго спажывання. Планавалася, што аб'ёмы здабычы карысных выкапняў да 2000 году ўзрастуць у 3 разы. Пасля, вядома, гэтыя планы былі зніжаны, але ў выніку вельмі марнатраўнай эксплуатацыі рэсурсаў, якая доўжылася дзесяцігоддзямі, на сённяшні дзень іх практычна не засталося.

Асноўныя геаграфічныя аспекты энергетычнай праблемы чалавецтва

Адной з прычын росту дэфіцыту паліва з'яўляецца пацяжэнне умоў яго здабычы і, як следства, падаражэнне гэтага працэсу. Калі яшчэ некалькі дзесяткаў гадоў таму прыродныя багацці ляжалі на паверхні, то зараз прыйдзецца пастаянна павялічваць глыбіню шахт, газавых і нафтавых свідравін. Асабліва прыкметна пагоршыліся горна-геалагічныя ўмовы залягання энергарэсурсаў у старых прамысловых раёнах Паўночнай Амерыкі, Заходняй Еўропы, Расіі і Украіны.

Улічваючы геаграфічныя аспекты энергетычнай і сыравіннай праблем чалавецтва, трэба сказаць, што іх рашэнне заключаецца ў пашырэнні рэсурсных межаў. Неабходна асвойваць новыя раёны з больш лёгкімі горна-геалагічнымі ўмовамі. Такім чынам можна знізіць сабекошт здабычы паліва. Пры гэтым варта ўлічваць, што агульная капіталаёмістасць здабычы энергарэсурсаў у новых месцах, як правіла, нашмат вышэй.

Эканамічныя і геапалітычныя аспекты энергетычнай і сыравіннай праблем чалавецтва

Знясіленне запасаў прыроднага паліва стала прычынай ўзнікнення вельмі жорсткай канкурэнтнай барацьбы ў эканамічнай, палітычнай і геапалітычнай сферах. Гіганцкія паліўныя карпарацыі займаюцца падзелам паліўна-энергетычных рэсурсаў і перадзелам сфераў уплыву ў гэтай галіне, што цягне пастаянныя ваганні цэн на сусветным рынку газу, вугалю і нафты. Нестабільнасць сітуацыі сур'ёзна пагаршае энергетычную праблему чалавецтва.

Глабальная энергетычная бяспека

Гэта паняцце ўвайшло ва ўжытак у пачатку 21-га стагоддзя. Прынцыпы стратэгіі такой бяспекі прадугледжваюць надзейнае, доўгатэрміновае і экалагічна прымальнае энергазабеспячэнне, цэны на якое будуць абгрунтаваныя і ладзіць краіны як экспартуюць, так і імпартуюць паліва.

Рэалізацыя гэтай стратэгіі магчымая толькі пры ўмове ліквідацыі прычын энергетычнай праблемы чалавецтва і практычных мер, накіраваных на далейшае забеспячэнне сусветнай эканомікі як традыцыйнымі відамі паліва, так і энергіяй з альтэрнатыўных крыніц. Прычым развіццю альтэрнатыўнай энергетыкі павінна быць нададзена асаблівая ўвага.

палітыка энергазберажэння

У часы таннага паліва ў многіх краінах свету сфармавалася вельмі рэсурсаёмістая эканоміка. Перш за ўсё такая з'ява назіралася ў дзяржавах, багатых мінеральнымі рэсурсамі. Узначальвалі гэты спіс Савецкі Саюз, Злучаныя Штаты Амерыкі, Канада, Кітай і Аўстралія. Пры гэтым У СССР аб'ём спажывання ўмоўнага паліва быў у некалькі разоў больш, чым у Амерыцы.

Такое становішча рэчаў патрабавала тэрміновага ўвядзення палітыкі энергазберажэння ў камунальна-бытавым, прамысловым, транспартным і іншых сектарах эканомікі. З улікам усіх аспектаў энергетычнай і сыравіннай праблем чалавецтва пачалі распрацоўвацца і ўкараняцца тэхналогіі, накіраваныя на зніжэнне ўдзельнай энергаёмістасці ВУП гэтых краін, і перабудоўвацца ўся эканамічная структура сусветнага гаспадаркі.

Поспехі і няўдачы

Найболей прыкметных поспехаў у сферы энергазберажэння атрымалася дамагчыся эканамічна развітым краінам Захаду. За першыя 15 гадоў ім атрымалася знізіць энергаёмістасць свайго ВУП на 1/3, што пацягнула скарачэнне іх долі ў сусветным спажыванні энергарэсурсаў з 60 да 48 працэнтаў. На сённяшні дзень гэтая тэндэнцыя захоўваецца, і рост ВУП на Захадзе апярэджвае растуць аб'ёмы спажывання паліва.

Значна горш ідуць справы ў Цэнтральна-Усходняй Еўропе, Кітаі і краінах СНД. Энергаёмістасць іх эканомікі зніжаецца вельмі павольна. Але лідэрамі эканамічнага антырэйтынгі з'яўляюцца краіны, якія развіваюцца. Да прыкладу, у большасці афрыканскіх і азіяцкіх краін страты спадарожнага паліва (прыроднага газу і нафты) складаюць ад 80 да 100 працэнтаў.

Рэаліі і перспектывы

Энергетычная праблема чалавецтва і шляхі яе вырашэння сёння хвалююць увесь свет. Для паляпшэння існуючай сітуацыі ўводзяцца розныя тэхніка-тэхналагічныя навіны. З мэтай энергазберажэння ўдасканальваецца прамысловае і камунальная абсталяванне, выпускаюцца больш эканамічныя аўтамабілі і т. Д.

Да ліку першарадных макраэканамічных мерапрыемстваў ставіцца паэтапнае змяненне самой структуры спажывання газу, вугалю і нафты з перспектывай павелічэння долі нетрадыцыйных і аднаўляльных энергарэсурсаў.

Для паспяховага вырашэння энергетычнай праблемы чалавецтва неабходна звярнуць увагу на развіццё і ўкараненню прынцыпова новых тэхналогій, даступных на сучасным этапе навукова-тэхнічнай рэвалюцыі.

атамная энергетыка

Адным з найбольш перспектыўных напрамкаў у сферы энергазабеспячэння з'яўляецца атамная энергетыка. У некаторых развітых краінах ужо ўведзены ў эксплуатацыю атамныя рэактары новага пакалення. Навукоўцы-ядзершчыкі сёння зноў актыўна абмяркоўваюць тэму рэактараў, якія працуюць на хуткіх нейронах, якія, як калісьці меркавалася, стануць новай і значна больш эфектыўнай хваляй атамнай энергетыкі. Аднак іх распрацоўка была спыненая, але цяпер гэтае пытанне зноў стаў актуальным.

Выкарыстанне МГД-генератараў

Прамое пераўтварэнне цеплаэнергіі ў электраэнергію без паравых катлоў і турбін дазваляюць выконваць магнитогидродинамические генератары. Распрацоўка гэтага перспектыўнага напрамку пачалася яшчэ ў пачатку 70-х гадоў мінулага стагоддзя. У 1971 годзе ў Маскве быў выраблены пуск першай доследна-прамысловага МГД магутнасцю 25000 кВт.

Галоўнымі вартасцямі магнитогидродинамических генератараў з'яўляюцца:

• высокі ККД;
• экалагічнасць (адсутнічаюць шкодныя выкіды ў атмасферу);
• маментальны запуск.

крыягенным турбагенератар

Прынцып працы крыягеннага генератара заключаецца ў тым, што ротар астуджаецца вадкім геліем, за кошт чаго атрымліваецца эфект звышправоднасці. Да бясспрэчным пераваг гэтага агрэгата ставяцца высокі ККД, невялікая маса і габарыты.

Доследна-прамысловы ўзор крыягеннага турбагенератара быў створаны яшчэ ў савецкую эпоху, а цяпер падобныя распрацоўкі вядуцца ў Японіі, ЗША і іншых развітых краінах.

вадарод

Выкарыстанне вадароду ў якасці паліва мае вялікія перспектывы. На думку многіх спецыялістаў, гэтая тэхналогія дапаможа вырашыць важнейшыя ЛОБАЛЬНЫЕ праблемы чалавецтва - энергетычную і сыравінную праблему. Перш за ўсё вадароднае паліва стане альтэрнатывай прыродным энергарэсурсах у машынабудаванні. Першы аўтамабіль на вадародзе быў створаны японскай кампаніяй «Мазда» яшчэ на пачатку 90-х гадоў, для яго быў распрацаваны новы рухавік. Эксперымент апынуўся даволі ўдалым, што пацвярджае перспектыўнасць гэтага кірунку.

электрахімічныя генератары

Гэта паліўныя элементы, якія таксама працуюць на вадародзе. Гаручае прапускаюць скрозь палімерныя мембраны з адмысловым рэчывам - каталізатарам. У выніку хімічнай рэакцыі з кіслародам сам вадарод пераўтворыцца ў ваду, вылучаючы хімічную энергію пры згаранні, якая ператвараецца ў электрычную.

Рухавікі з паліўнымі элементамі адрозніваюцца максімальна высокім ККД (звыш 70%), што ўдвая больш, чым у звычайных сілавых установак. Плюс да гэтага яны зручныя ва ўжыванні, бясшумныя пры працы і непатрабавальныя да рамонту.

Яшчэ нядаўна паліўныя элементы мелі вузкую сферу прымянення, да прыкладу ў касмічных даследаваннях. Але сёньня работы па ўкараненні электрахімічных генератараў актыўна вядуцца ў большасці эканамічна развітых дзяржаў, першае месца сярод якіх займае Японія. Агульная магутнасць гэтых агрэгатаў у свеце вымяраецца мільёнамі кВт. Да прыкладу, у Нью-Ёрку і Токіо ўжо дзейнічаюць электрастанцыі на такіх элементах, а нямецкі аўтавытворца «Даймлер-Бенц» першым стварыў працоўны прататып аўтамабіля з рухавіком, які працуе па гэтым прынцыпе.

Кіраваны тэрмаядзерны сінтэз

Ужо некалькі дзесяткаў гадоў вядуцца даследаванні ў галіне тэрмаядзернай энергетыкі. У аснове атамнай энергіі ляжыць рэакцыя дзялення ядраў, а тэрмаядзерная грунтуецца на адваротным працэсе - ядра ізатопаў вадароду (дэйтэрыя, трыція) зліваюцца. У працэсе ядзернага спальвання 1 кг дэйтэрыя колькасць вылучаемай энергіі пераўзыходзіць ў 10 мільёнаў разоў аналагічны паказчык, які атрымліваецца ад вугалю. Вынік сапраўды ўражлівы! Менавіта таму тэрмаядзерная энергетыка лічыцца адным з найбольш перспектыўных напрамкаў у вырашэнні праблем глабальнага энергетычнага дэфіцыту.

прагнозы

Сёння існуюць розныя сцэнары развіцця сітуацыі ў сусветнай энергетыцы ў будучыні. Паводле некаторых з іх, да 2060 годзе глабальнае энергаспажыванне ў нафтавым эквіваленце ўзрасце да 20 млрд тон. Пры гэтым па аб'ёмах спажывання цяпер развіваюцца краіны абгоняць развітыя.

Да сярэдзіны 21-га стагоддзя павінен значна зменшыцца аб'ём выкапнёвых відаў энергарэсурсаў, але павялічыцца доля аднаўляльных, у прыватнасці ветравых, сонечных, геатэрмальных і прыліўных крыніц энергіі.