РАЗЛИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ В СРАВНИТЕЛЬНОЙ СТАТИСТИКЕ
Человечество живет в едином, взаимосвязанном мире, и наиболее серьезные энергетические, экологические и социально-экономические проблемы приобрели глобальный масштаб.
Развитие энергетики связано с развитием человеческого общества, научно-техническим прогрессом, который, с одной стороны, ведет к значительному подъему уровня жизни людей, но с другой – оказывает воздействие на окружающую человека природную среду. К числу важнейших глобальных проблем относятся:
– рост численности населения Земли и обеспечение его продовольствием;
– обеспечение растущих потребностей мирового хозяйства в энергии и природных ресурсах;
– охрана окружающей среды, в том числе и здоровья человека от разрушительного антропогенного воздействия технического прогресса.
Сегодня в индустриальных странах сосредоточено 16 % населения и 55 % энергопотребления в мире. В развивающихся странах – 84 % населения и 45 % энергопотребления.
Мировые запасы нефти: Саудовская Аравия – 26 %, Ирак – 11 %, Иран – 9 %, Кувейт – 9 %, Россия – 5 %, США – 2 %.
Природный газ: Персидский залив – 33 %, Россия – 33 %.
Уголь: США – 25 %, Россия – 16 %, Китай – 12 %.
Человечество уже в 20 раз превысило предел возможности своей энергетики, допустимой для сохранения устойчивости биологических систем и уже вышло на порог саморазрушения биосферы. Демографическая емкость Земли составляет 0,5–1,5 млрд человек. Сейчас население земли уже превысило 6 млрд человек.
Потребление энергии является одним из важных факторов развития экономики и уровня жизни людей. За последние 140 лет потребление энергии во всем мире возросло примерно в 20 раз, а численность населения планеты – в 4 раза.
С учетом темпов нынешнего роста численности населения и необходимости улучшения уровня жизни будущих поколений Мировой энергетический конгресс прогнозирует рост глобального потребления энергии на 50–100 % к 2020 году и на 140–320 % к 2050 году.
По данным Мирового энергетического конгресса, в первые 20 лет XXI века рост энергопотребления будет выше, чем за весь XX век при увеличении населения до 8 млрд человек.
Такие экологические угрозы, как парниковый эффект и необратимые изменения климата, истощение озонового слоя, кислотные дожди (осадки), сокращение биологического разнообразия, увеличение содержания токсичных веществ в окружающей среде, требуют новой стратегии развития человечества, предусматривающей согласованное функционирование экономики, промышленности и экосистемы.
В феврале 2007 года МГКИ (межправительственная группа по климатическим изменениям) выпустила первый из своих четырех докладов.
В докладе, который является результатом работы 1200 экспертов по климату из 40 стран, проанализированы все исследования за период после оценки, выполненной МГКИ в 2001 году. Согласно 21-страничному резюме его выводов, с 90%-ной уверенностью можно утверждать, что изменение климата определяют сжигание органического топлива и другая деятельность человека. В докладе который был одобрен официальными экспертами из 113 стран, говорится, что "тенденция к потеплению несомненна".
Некоторые ключевые выводы таковы:
* Весьма вероятно, что деятельность человека приводит к глобальному потеплению.
* Вероятный подъём температуры к концу столетия составит от 1,8 до 4,00С
* Уровень моря, вероятно, повысится на 28-43 см.
* Летний ледяной покров арктических морей, вероятно, исчезнет во второй половине столетия.
* Весьма вероятно, что в некоторых частях мира участятся необычно теплые периоды.
* Изменение климата, вероятно, будет приводить к увеличению интенсивности тропических циклонов (тайфунов и ураганов).
* Одиннадцать из последних двенадцати лет (1995-2006 годы) входят в число 12 наиболее теплых лет за весь период регистрации температуры на поверхности Земли (начиная с 1850 года) [51].
Что же такое энергия вообще? Согласно современным научным представлениям, энергия – это общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи, которая не возникает из ничего и не исчезает, а только может переходить из одной формы в другую в соответствии с законом сохранения энергии.
Энергия может проявляться в различных формах: кинетическая, потенциальная, химическая, электрическая, тепловая, ядерная и др.
В природе существуют возобновляемые и невозобновляемые источники энергии.
Возобновляемые энергетические ресурсы – это природные ресурсы, запасы которых или восстанавливаются быстрее, чем используются, или не зависят от того, используются они или нет.
Возобновляемые источники энергии – это, например, энергия биомассы, ветра, солнца, морских волн и течений, тепло земли и гидроэнергия.
Уголь, нефть, газ, торф, уран относятся к невозобновляемым источникам энергии и при использовании они теряются безвозвратно.
Таблица 1.
Некоторые проблемы, связанные с использованием различных энергоносителей
энегоноситель | Уголь | Нефть | Природный газ | Ядерная энергия | Возобновляемые источники | Водородная энергетика |
Есть ли проблемы с запасами топлива? | Нет Разведанные ресурсы огромны | Да и нет Известных ресурсов хватит на десятилетия | Нет Уровень разведанных ресурсов возрастает, превышая сейчас мировое потребление в 70 раз | Нет Имеются достаточные ресурсы урана и возможности переработки отработанного топлива | Да и нет Ресурсы велики, есть трудности отвода территорий | Да и нет Существуют различные возможности производства водорода как энергоносителя |
Существуют ли проблемы стоимости? | Нет Самый дешевый энергоноситель, цена на который понижается | Да Сильные колебания стоимости существенно влияют на экономику | Да Хотя существует большие ресурсы, они часто располагаются далеко от регионов потребления | Да Экономическая эффективность АЭС может быть повышена только путем уменьшения затрат на строительство | Да Стоимость падает (особенно в случае ветроэнергетики), но необходимо субсидирование | Да Глобальная проблема – большие затраты |
Есть ли негативные экологические последствия? | Да Существуют серьезные экологические последствия, отвод территории, выбросы твердых и газообразных отходов, парниковый эффект | Да Разливы нефти, сжигание попутных газов, парниковый эффект | В некоторой степени То же, что и в случаях угля и нефти, но в меньшей степени | Да и нет Нет проблемы выбросов, но есть трудности хранения отходов | Нет Возможны лишь ограниченные экологические последствия | Да и нет Некоторые негативные экологические последствия связаны с производством водорода |
Существует ли зависимость от ненадежной поставки? | Нет Наиболее значительные потребители обладают огромными ресурсами | Да Возможна нестабильность поставок | В некоторой степени То же, что и в случае нефти | Нет При замкнутом ядерном топливном цикле | Нет Служат заменой невозобновляемых ресурсов | Может быть Зависимость от производства водорода из природного газа |
Имеются ли серьезные технические трудности? | Да Все еще недостаточно разработаны технологии снижения выбросов вредных газов, а также захвата и усвоения СО2зольные отвалы | Да и нет Необходимы разработки возможных новых источников нефти, а также усовершенствованных двигателей | Нет Может продолжаться использование современных технологий | Нет Может продолжаться использование современных технологий | Да Очень важно дальнейшее совершенствование фотопреобразователей и других устройств | Да Многие технические проблемы водородной энергетики остаются не решенными |