Мировые энергетические проблемы сегодня. Экологические проблемы энергетического обеспечения человечества

Человечества с каждым годом приобретает все большие масштабы. Связано это с ростом населения планеты и интенсивным развитием технологий, что обуславливает постоянно растущий уровень потребления энергоресурсов. Несмотря на использование ядерной, альтернативной и гидроэнергии, львиную долю топлива люди продолжают добывать из недр Земли. Нефть, природный газ и уголь являются невозобновляемыми природными энергетическими ресурсами, к настоящему времени их запасы уменьшились до критического уровня.

Начало конца

Глобализация энергетической проблемы человечества началась в 70-х годах прошлого столетия, когда закончилась эра дешевой нефти. Дефицит и резкое подорожание этого вида топлива спровоцировали серьезный кризис в мировой экономике. И хоть стоимость его со временем снизилась, объемы неуклонно сокращаются, поэтому энергетическая и сырьевая проблема человечества становится все острее.

К примеру, только в период с 60-х по 80-е годы ХХ века мировой объем добычи угля составил 40%, нефти - 75%, природного газа - 80% от общего объема этих ресурсов, использованных с начала столетия.

Несмотря на то что в 70-х годах начался дефицит топлива и обнаружилось, что энергетическая проблема - это глобальная проблема человечества, прогнозы не предусматривали роста его потребления. Планировалось, что объемы добычи полезных ископаемых к 2000 году возрастут в 3 раза. Впоследствии, конечно, эти планы были снижены, но в результате крайне расточительной эксплуатации ресурсов, длившейся десятилетиями, на сегодняшний день их практически не осталось.

Основные географические аспекты энергетической проблемы человечества

Одной из причин растущего дефицита топлива является утяжеление условий его добычи и, как следствие, удорожание этого процесса. Если еще несколько десятков лет назад природные богатства лежали на поверхности, то сегодня приходится постоянно увеличивать глубину шахт, газовых и нефтяных скважин. Особенно заметно ухудшились горно-геологические условия залегания энергоресурсов в старых промышленных районах Северной Америки, Западной Европы, России и Украины.

Учитывая географические аспекты энергетической и сырьевой проблем человечества, нужно сказать, что их решение заключается в расширении ресурсных рубежей. Необходимо осваивать новые районы с более легкими горно-геологическими условиями. Таким образом можно снизить себестоимость добычи топлива. При этом следует учитывать, что общая капиталоемкость добычи энергоресурсов в новых местах, как правило, намного выше.

Экономические и геополитические аспекты энергетической и сырьевой проблем человечества

Истощение запасов природного топлива стало причиной возникновения жесточайшей конкурентной борьбы в экономической, политической и геополитической сферах. Гигантские топливные корпорации занимаются разделом топливно-энергетических ресурсов и переделом сфер влияния в этой отрасли, что влечет постоянные колебания цен на мировом рынке газа, угля и нефти. Нестабильность ситуации серьезно усугубляет энергетическую проблему человечества.

Глобальная энергетическая безопасность

Это понятие вошло в обиход в начале 21-го века. Принципы стратегии такой безопасности предусматривают надежное, долгосрочное и экологически приемлемое энергоснабжение, цены на которое будут обоснованы и устраивать страны как экспортирующие, так и импортирующие топливо.

Реализация этой стратегии возможна лишь при условии устранения причин энергетической проблемы человечества и практических мер, направленных на дальнейшее обеспечение мировой экономики как традиционными видами топлива, так и энергией из альтернативных источников. Причем развитию альтернативной энергетики должно быть уделено особое внимание.

Политика энергосбережения

Во времена дешевого топлива во многих странах мира сформировалась очень ресурсоемкая экономика. Прежде всего такое явление наблюдалось в государствах, богатых минеральными ресурсами. Возглавляли этот список Советский Союз, США, Канада, Китай и Австралия. При этом В СССР объем потребления условного топлива был в несколько раз больше, чем в Америке.

Такое положение вещей требовало срочного введения политики энергосбережения в коммунально-бытовом, промышленном, транспортном и прочих секторах экономики. С учетом всех аспектов энергетической и сырьевой проблем человечества начали разрабатываться и внедряться технологии, направленные на снижение удельной энергоемкости ВВП этих стран, и перестраиваться вся экономическая структура мирового хозяйства.

Успехи и неудачи

Наиболее заметных успехов в сфере энергосбережения удалось добиться экономически развитым странам Запада. За первые 15 лет им удалось снизить энергоемкость своего ВВП на 1/3, что повлекло сокращение их доли в мировом потреблении энергоресурсов с 60 до 48 процентов. На сегодняшний день эта тенденция сохраняется, и рост ВВП на Западе опережает растущие объемы потребления топлива.

Значительно хуже обстоят дела в Центрально-Восточной Европе, Китае и странах СНГ. Энергоемкость их экономики снижается очень медленно. Но лидерами экономического антирейтинга являются развивающиеся страны. К примеру, в большинстве африканских и азиатских стран потери попутного топлива (природного газа и нефти) составляют от 80 до 100 процентов.

Реалии и перспективы

Энергетическая проблема человечества и пути ее решения сегодня волнуют весь мир. Для улучшения существующей ситуации вводятся различные технико-технологические новшества. С целью энергосбережения усовершенствуется промышленное и коммунальное оборудование, выпускаются более экономичные автомобили и т. д.

К числу первостепенных макроэкономических мероприятий относится поэтапное изменение самой структуры потребления газа, угля и нефти с перспективой увеличения доли нетрадиционных и возобновляемых энергоресурсов.

Для успешного решения энергетической проблемы человечества необходимо особое внимание уделить развитию и внедрению принципиально новых технологий, доступных на современном

Атомная энергетика

Одним из наиболее перспективных направлений в сфере энергоснабжения является В некоторых развитых странах уже введены в эксплуатацию атомные реакторы нового поколения. Ученые-ядерщики сегодня опять активно обсуждают тему реакторов, работающих на быстрых нейронах, которые, как когда-то предполагалось, станут новой и значительно более эффективной волной атомной энергетики. Однако их разработка была прекращена, но ныне этот вопрос снова стал актуальным.

Использование МГД-генераторов

Прямое преобразование теплоэнергии в электроэнергию без паровых котлов и турбин позволяют выполнять Разработка этого перспективного направления началась еще в начале 70-х годов прошлого века. В 1971 году в Москве был произведен пуск первой опытно-промышленного МГД мощностью 25000 кВт.

Главными достоинствами магнитогидродинамических генераторов являются:

высокий КПД;
экологичность (отсутствуют вредные выбросы в атмосферу);
моментальный запуск.

Криогенный турбогенератор

Принцип работы криогенного генератора заключается в том, что ротор охлаждается за счет чего получается эффект сверхпроводимости. К бесспорным преимуществам этого агрегата относятся высокий КПД, небольшая масса и габариты.

Опытно-промышленный образец криогенного турбогенератора был создан еще в советскую эпоху, а ныне подобные разработки ведутся в Японии, США и других развитых странах.

Водород

Использование водорода в качестве топлива имеет огромные перспективы. По мнению многих специалистов, эта технология поможет решить важнейшие лобальные проблемы человечества - энергетическую и сырьевую проблему. Прежде всего водородное топливо станет альтернативой природным энергоресурсам в машиностроении. Первый был создан японской компанией «Мазда» еще в начале 90-х годов, для него был разработан новый двигатель. Эксперимент оказался довольно удачным, что подтверждает перспективность этого направления.

Электрохимические генераторы

Это топливные элементы, которые также работают на водороде. Горючее пропускают сквозь полимерные мембраны со специальным веществом - катализатором. В результате химической реакции с кислородом сам водород преобразуется в воду, выделяя химическую энергию при сгорании, которая превращается в электрическую.

Двигатели с топливными элементами отличаются максимально высоким КПД (свыше 70 %), что вдвое больше, чем у обычных силовых установок. Плюс к этому они удобны в применении, бесшумны при работе и нетребовательны к ремонту.

Еще недавно топливные элементы имели узкую сферу применения, к примеру в космических исследованиях. Но ныне работы по внедрению электрохимических генераторов активно ведутся в большинстве экономически развитых государств, первое место среди которых занимает Япония. Общая мощность этих агрегатов в мире измеряется миллионами кВт. К примеру, в Нью-Йорке и Токио уже действуют электростанции на таких элементах, а немецкий автопроизводитель «Даймлер-Бенц» первым создал рабочий прототип автомобиля с двигателем, работающим по этому принципу.

Управляемый термоядерный синтез

Уже несколько десятков лет ведутся исследования в области термоядерной энергетики. В основе атомной энергии лежит реакция деления ядер, а термоядерная базируется на обратном процессе - ядра изотопов водорода (дейтерия, трития) сливаются. В процессе ядерного сжигания 1 кг дейтерия количество выделяемой энергии превосходит в 10 миллионов раз аналогичный показатель, получаемый от угля. Результат поистине впечатляющий! Именно поэтому термоядерная энергетика считается одним из наиболее перспективных направлений в решении проблем глобального энергетического дефицита.

Прогнозы

Сегодня существуют различные сценарии развития ситуации в мировой энергетике в будущем. Согласно некоторым из них, к 2060 году глобальное энергопотребление в нефтяном эквиваленте возрастет до 20 млрд тонн. При этом по объемам потребления ныне развивающиеся страны обгонят развитые.

К середине 21-го века должен значительно уменьшиться объем ископаемых видов энергоресурсов, но увеличится доля возобновляемых, в частности ветровых, солнечных, геотермальных и приливных источников энергии.

Это проблема обеспечения человечества топливом и энергией в настоящее время и в обозримом будущем.

Локальные энергетические кризисы возникали и в доиндустриальной экономике (например, в Англии XVIII в. в связи с исчерпанием лесных ресурсов и переходом на уголь). Но как глобальная проблеманехватка энергоресурсов проявилась в 70-х гг. XX в., когда разразился энергетический кризис, выразившийся в резком повышении цены на нефть (в 14, 5 раза в 1972-1981 гг.), что создало серьезные трудности для мировой экономики. Хотя многие затруднения того времени были преодолены, глобальная проблема обеспечения топливом и энергией сохраняет свое значение и в наши дни.

Главной причиной возникновения глобальной энергетической проблемы следует считать быстрый рост потребления минерального топлива в XX в. Со стороны предложения он вызван открытием и эксплуатацией огромных нефтегазовых месторождений в Западной Сибири, на Аляске, на шельфе Северною моря, а со стороны спроса - увеличением автомобильного парка и ростом объема производства полимерных материалов.

Наращивание добычи топливно-энергетических ресурсов повлекло за собой серьезное ухудшение экологической ситуации (расширение открытой добычи полезных ископаемых, добыча на шельфе и др.). А рост спроса на эти ресурсы усилил конкуренцию как стран - экспортеров топливных ресурсов за лучшие условия продажи, так и между странами-импортерами за доступ к энергетическим ресурсам.

Обеспеченность мирового хозяйства топливно-энергетическими ресурсами

Вместе с тем происходит дальнейшее наращивание ресурсов минерального топлива. Под влиянием энергетического кризиса активизировались крупномасштабные геологоразведочные работы, приведшие к открытию и освоению новых месторождений энергоресурсов. Соответственно возросли и показатели обеспеченности важнейшими видами минерального топлива: считается, что при современном уровне добычи разведанных запасов угля должно хватить на 325 лет. природного газа - на 62 года, а нефти - на 37 лет (если в начале 70-х гг. считалось, что обеспеченность мировой экономики запасами нефти не превышает 25-30 лет; разведанные запасы угля еще в 1984 г. оценивались в 1, 2 трлн т, то к концу 90-х гг. они выросли до 1, 75 трлн т).

В результате преобладавшие в 70-х гг. пессимистические прогнозы обеспеченности потребностей мировой экономики в энергоносителях (так, тогда считалось, что запасов нефти хватит не более чем на 25-30 лет) сменились оптимистическими взглядами, основанными на актуальной информации.

Основные пути решения глобальной энергетической проблемы

Экстенсивный путь решения энергетической проблемы предполагает дальнейшее увеличение добычи энергоносителей и абсолютный рост энергопотребления. Этот путь остается актуальным для современной мировой экономики. Мировое энергопотребление в абсолютном выражении с 1996 по 2003 г. выросло с 12 млрд до 15, 2 млрд т условного топлива. Вместе с тем ряд стран сталкивается с достижением предела собственного производства энергоносителей (Китай) либо с перспективой сокращения этого производства (Великобритания). Такое развитие событий побуждает к поискам способов более рационального использования энергоресурсов.

На этой основе получает импульс интенсивный путь решения энергетической проблемы, заключающийся прежде всего в увеличении производства продукции на единицу энергозатрат. Энергетический кризис 70-х гг. ускорил развитие и внедрение энергосберегающих технологий, придает импульс структурной перестройке экономики. Эти меры, наиболее последовательно проводимые развитыми странами, позволили в значительной степени смягчить последствия энергетического кризиса.

В современных условиях тонна сбереженного в результате сберегающих мер энергоносителя обходится в 3-4 раза дешевле, чем тонна дополнительно добытого. Это обстоятельство явилось для многих стран мощным стимулом повышения эффективности использования энергоносителей. За последнюю четверть XX в. энергоемкость хозяйства США снизилась вдвое, а Германии - в 2, 5 раза.

Под воздействием энергетического кризиса развитые страны в 70-80-х гг. провели масштабную структурную перестройку экономики в направлении снижения доли энергоемких производств. Так, энергоемкость машиностроения и особенно сферы услугв 8-10 раз ниже, чем в ТЭК или в металлургии. Энергоемкие производства сворачивались и переводились в развивающиеся страны. Структурная перестройка в направлении энергосбережения приносит до 20% экономии топливно-энергетических ресурсов в расчете на единицу ВВП.

В то же время многие государства с формирующимися рынками (Россия, Украина, Китай, Индия) продолжают развивать энергоемкие производства (черная и цветная металлургия, химическая промышленность и др.), а также использовать устаревшие технологии. Более того, в этих странах следует ожидать роста энергопотребления как в связи с повышением жизненного уровня и изменением образа жизни населения, так и с нехваткой у многих из этих стран средств на снижение энергоемкости хозяйства. Поэтому в современных условиях именно в странах с формирующимися рынками происходит рост потребления энергетических ресурсов, тогда как в развитых странах потребление сохраняется на относительно стабильном уровне. Но необходимо иметь в виду, что энергосбережение в наибольшей степени проявило себя в промышленности, но под влиянием дешевой нефти 90-х гг. слабо сказывается на транспорте.

Таким образом, глобальной энергетической проблемы в ее прежнем понимании как угрозы абсолютной нехватки ресурсов в мире не существует. Тем не менее проблема обеспечения энергоресурсами сохраняется в модифицированном виде.

В конце ХХ века обозначилась проблема исчерпаемости и нехватки природных ресурсов. Особенно остро стоит проблема энергетической безопасности и обеспеченности топливом.

Об энергетической проблеме как глобальной заговорили после энергетического кризиса 1972-1973 гг., когда в результате скоординированных действий государств-членов ОПЕК цена на продаваемую ими сырую нефть повысилась в 10 раз. Аналогичные действия, но в более скромных масштабах (страны — члены ОПЕК не смогли преодолеть внутренние конкурентные противоречия), были предприняты в самом начале 80-х гг. Это позволило говорить о второй волне мирового энергетического кризиса. В результате за 1972-1981 гг. цены на нефть выросли в 14,5 раза. В литературе того времени это было названо «мировым нефтяным шоком», который ознаменовал конец эры дешевой нефти и вызвал цепную реакцию подорожания различных других видов сырья. Некоторые аналитики тех лет расценивали подобные события как свидетельство истощения мировых невозобновимых природных ресурсов и вступления человечества в эпоху длительного энергетического и сырьевого «голода».

Энергетический и сырьевой кризисы 70-80-х гг.

несли в себе и положительные моменты. Во-первых, сплоченные действия поставщиков природных ресурсов из развивающихся стран позволяли странам-аутсайдерам в отношении отдельных соглашений и организаций стран — экспортеров сырья проводить более активную внешнеторговую сырьевую политику. Так, одним из крупнейших экспортеров нефти и некоторых других видов энергетического и минерального сырья стал бывший Советский Союз.

Во-вторых, кризисы дали импульс развитию энергосберегающих и материалосберегающих технологий, усилению режима экономии сырья, ускорению структурной перестройки экономики. Эти меры, предпринятые прежде всего развитыми странами, позволили в значительной степени смягчить последствия энергосырьевого кризиса. В частности, только за 70-80-е гг. энергоемкость производства в развитых странах снизилась более чем на 1/4.

В–третьих, повышенное внимание стало уделяться использованию альтернативных материалов и источников энергии, например, атомной. В настоящее время в общемировом производстве электроэнергии доля АЭС составляет 25%.

В-четвертых, под влиянием кризиса стали проводиться крупномасштабные геолого-разведочные работы, приведшие к открытию новых нефтегазовых месторождений, а также экономически рентабельных запасов других видов природного сырья.

Так, новыми крупными районами добычи нефти и газа стали Северное море и Аляска, минерального сырья — Австралия, Канада, ЮАР.

В итоге пессимистические прогнозы обеспеченности мировых потребностей в энергоносителях и минеральном сырье сменились более оптимистическими расчетами, основанными на новых данных.

Глобальная энергетическая проблема и перспективы энергетической безопасности России

Если в 70-х — начале 80-х гг. обеспеченность основными видами энергоносителей оценивалась в 30-35 лет, то в конце 90-х гг. она увеличилась по нефти — до 50 лег, природному газу — до 100 лет, а по углю — даже более 400 лет.

Таким образом, глобальной энергосырьевой проблемы в ее прежнем понимании как опасности абсолютной нехватки ресурсов в мире сейчас не существует. Но сама по себе проблема надежного обеспечения человечества сырьем и энергией остается.

Военно-политическая нестабильность во многих регионах мира, прежде всего в развивающихся странах (например, кризис вокруг Ирака), вносят коррективы в, казалось бы, прогнозируемые ситуации, воздействуют на движение мировых цен на сырьевые товары, в том числе на энергоносители.

В настоящее время решение проблемы ресурсов и энергообеспечения зависят, во-первых, от динамики, спроса, ценовой эластичности на уже известные запасы и ресурсы; во-вторых, от изменяющихся под влиянием научно-технического прогресса потребностей в энергетических и минеральных ресурсах; в-третьих, от возможностей их замены альтернативными источниками сырья и энергии и уровня цен на заменители; в-четвертых, от возможных новых технологических подходов к решению глобальной энергосырьевой проблемы, обеспечить которые может непрерывный научно-технический прогресс.

Предыдущая55565758596061626364656667686970Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Глобальные проблемы и причины их возникновения

Глобализация мировых хозяйственных связей обостряет глобальные проблемы человечества, которые можно определить как комплекс связей и отношений между государствами и социальными системами, обществом и природой в общепланетарном масштабе, которые затрагивают жизненные интересы народов всех стран мира и могут быть решены лишь в результате их взаимодействия

Классификация глобальных проблем:

1. Политические проблемы (недопущение мировой ядерной войны и обеспечения стабильного мира, разоружения, военные и региональные конфликты).

2. Природно-экологические проблемы (необходимость эффективной и комплексной охраны окружающей среды, энергетическая, сырьевая, продовольственная, климатическая, борьба с болезнями, проблемы мирового океана и т.д.).

3. Социально-экономические проблемы (стабильность развития мирового сообщества, ликвидация отсталости развивающихся стран, проблема развития человека, преступность, стихийные бедствия, беженцы, безработица, бедность и др.).

4. Научные проблемы освоения космического пространства, долгосрочное прогнозирование и т.д.).

Демографическая проблема . Наиболее распространенной причиной обострения глобальных проблем является интенсивный рост в последние годы народонаселения планеты, или, так называемый, демографический бум, который к тому же сопровождается неравномерностью роста численности населения в разных странах и регионах, причем наибольший прирост населения наблюдается в странах с низким уровнем развития производительных сил. Так, если темп прироста населения в развивающихся странах в течение ХХ в. составлял около 2,5% в год, то в развитых странах не превышал 1%. Это стало причиной того, что в Африке, Азии и Латинской Америке около 1 млрд. чел. живут в условиях абсолютной бедности, около 250 млн. детей хронически недоедают, а от голода и недоедания ежегодно умирает почти 40 млн. чел.

Демографический взрыв вызывает обострение таких глобальных проблем, как продовольственная, экологическая, сырьевая, энергетическая. Важной причиной обострения глобальных проблем с точки зрения материально-вещественного содержания является низкий уровень внедрения ресурсо — и энергосберегающих, а также экологически чистых технологий. Вследствие этого из природного вещества, которое вовлекается в производственный процесс лишь 1,5% принимает форму конечного продукта.

Экологическая проблема . Важной составляющей глобальных проблем есть экологические, связанные с варварским отношением человека к природе, что проявляется в массовой вырубке лесов, уничтожении рек, создании искусственных водохранилищ, загрязнении вредными отходами пресной воды.

По сравнению с началом ХХ в. потребление пресной воды возросло более, чем в 7 раз и в 90-х гг. составляло почти 300 кубометров в год на человека. Учитывая, что четверть человечества испытывает нехватку пресной воды, проблема обеспечения населения качественной питьевой водой выдвигается на первое место. При этом по данным Всемирной организации здравоохранения, возникновение около 80% различных заболеваний связано с потреблением некачественной питьевой воды.

Еще одним признаком экологического кризиса является проблема отходов в результате производственной деятельности человека. Значительные отходы накапливаются в Мировом океане. Океанский планктон ежегодно поглощает около 50 млрд. т углекислого газа, значительная часть которого оседает на дно. Этот процесс существенно влияет на рост содержания углекислого газа в атмосфере планеты.

Пути решения экологической проблемы . Основными путями решения экологической проблемы с точки зрения материально-вещественного содержания общественного способа производства являются:

Быстрое развитие и использование таких основных видов самовосстанавливаемой энергии, как солнечная, ветровая, океаническая, гидроэнергетическая другое;

Структурные изменения в использовании существующих невозобновляемых видов энергии, а именно: увеличение доли угля в энергобалансе при уменьшении доли нефти и газа, поскольку запасы последних на планете значительно меньше, а их ценность для химической промышленности намного больше;

Необходимость создания экологически чистой угольной энергетики, которая бы работала без вредных выбросов газа, что требует значительных государственных расходов на природоохранные мероприятия;

Разработка всеми странами конкретных мер по соблюдению экологических стандартов чистоты воздуха, водных бассейнов, рационального потребления энергии, повышения эффективности своих энергетических систем;

Изучение запасов всех ресурсов с использованием новейших достижений НТП. Как известно, сегодня разведанный неглубокий слой Земли — до 5 км. Поэтому важно открыть новые ресурсы на большей глубине Земли, и на дне Мирового океана;

Интенсивное развитие развивающимися странами собственного сырьевого хозяйства, включая перерабатывающие отрасли хозяйства. Для решения проблемы голода в этих странах необходимо расширять посевные площади, внедрять передовую агротехнику, высокопродуктивное животноводство и растениеводство;

Поиск эффективных методов управления процессом роста народонаселения с целью его стабилизации на уровне 10 млрд. чел. на начало XXII века.;

Приостановление вырубки лесов, особенно тропических, обеспечения их рационального использования;

Формирование экологического мировоззрения у людей, что позволило бы рассматривать все экономические, политические, юридические, социальные, идеологические, национальные, кадровые вопросы как в рамках отдельных стран, так и на межнациональном уровне;

Комплексная разработка законодательства об охране окружающей среды, в том числе об отходах. С этой целью используются налоговые льготы, предоставление субсидий, снижение тарифов на перевозки вторичного сырья и т.д.;

Наращивание экологических инвестиций.

Топливно-энергетическая и сырьевая глобальные проблемы. Использование топливно-энергетических и сырьевых ресурсов на сегодня растет значительными темпами. На каждого жителя планеты производится 2 кВт энергии, а для обеспечения общепризнанных норм качества жизни необходимо 10 кВт. Такой показатель достигнут лишь в развитых странах мира. В связи с этим нерациональное использование энергии в сочетании с ростом народонаселения и неравномерным распределением топливно-энергетических ресурсов разных стран и регионов приводит к необходимости наращивания их производства.

Однако энергетические ресурсы планеты ограничены. При запланированных темпах развития ядерной энергетики суммарные запасы урана будут исчерпаны впервые десятилетия XXI века. Однако, если затраты энергии будут на уровне энергетики теплового барьера, то все запасы невозобновляемых источников энергии сгорят в первые десятилетия. Поэтому с точки зрения материально-вещественного содержания основными причинами обострения топливно-энергетической и сырьевой проблем является рост масштабов вовлечения в производственный процесс природных ресурсов и их ограниченное количество на планете.

Пути решения топливно-энергетической и сырьевой глобальных проблем . Основными путями решения топливно-энергетической и сырьевой проблем с точки зрения материально-вещественного содержания общественного способа производства являются:

Изменение механизма ценообразования на природные ресурсы.

Энергетическая проблема и пути её решения. Перспективы альтернативной энергетики

Так, цены на них в слаборазвитых государствах диктуют крупные ТНК, которые сосредоточили в своих руках контроль над природными богатствами. По данным ЮНКТАД, от трех до шести ТНК контролируют 80-85% мирового рынка меди, 90-95% мирового рынка железной руды, 80% рынка хлопка, пшеницы, кукурузы, кофе, какао другое;

Объединенным усилиям развитых государств противопоставить стратегию объединения действий стран-экспортеров топливно-энергетических и топливных ресурсов. Эта стратегия должна касаться объема добычи всех видов ресурсов, квот их продажи на внешних рынках другое;

Поскольку развитые страны и ТНК пытаются осуществлять лишь первичную обработку минерального сырья в развивающихся странах, то последним необходимо наращивать выпуск готовой продукции, что позволило бы им значительно увеличить доходы от экспорта;

Проведение прогрессивных аграрных преобразований;

Объединение усилий всех стран для решения глобальных проблем, значительное увеличение расходов на устранение экологического кризиса за счет ослабления гонки вооружений и сокращение военных расходов.

Использование комплекса экономических мер управления качеством окружающей среды, в том числе субсидий и дотаций на изготовление экологически чистой продукции, за выполнение государственных экологических проектов другое.

Вопросы для самоконтроля:

1. Сущность процесса глобализации и его признаки.

2. Финансовая глобализация.

3. Ключевые элементы финансовой революции.

4. Глобальные проблемы и причины их возникновения.

5. Классификация глобальных проблем.

6. Пути решения основных глобальных проблем.

7. Международное регулирование глобальных проблем.

Тема 17. Международное регулирование глобальных проблем

План:

1. Международные организации системы ООН.
2. Организации системы ОЭСР.
3.

Международное энергетическое агентство (МЭА).
4. Агентство по ядерной энергии (АЯЭ).
5. Совет Европы. Организация по безопасности и сотрудничеству в Европе (ОБСЕ).
6. Лига арабских государств, Исламская конференция.
7. Мировой банк. Конференция ООН по торговле и развитию (ЮНКТАД).

Борьба за мировое господство и вражда между ведущими странами мира привели к гибели первой модели глобализирующегося мира, которая возникла в начале ХХ ст. (после Первой мировой войны и серии разрушительных революций), для предупреждения новых катаклизмов была организована Лига Наций. Она была создана в 1919 году по инициативе стран-победителей в войне Франции и Великобритании.

В нее вошли более 30 стран. Однако США не вошли в эту организацию, Германия и Италия вышли из нее в 1934 году, уже готовясь к будущей агрессии. После выхода фашистских государств СССР вошел в Лигу Наций, но в 1939 году был исключен из нее за агрессию против Финляндии. Лига Наций не выполнила своей цели и фактически прекратила свое существование. Началась Вторая мировая война.

После ее окончания государства-победители снова сделали попытку создания международной организации, способной регулировать отношения между странами и решать мировые проблемы. В 1945 г. была создана Организация Объединенных Наций (ООН), а годом ранее на Бреттон-Вудской конференции был организован Международный валютный фонд и Всемирный банк. На сегодня в системе международных организаций насчитывается более 4 тыс., из которых более 300 — межгосударственные.

Международные организации можно разделить по нескольким принципам:

1. Межгосударственные (межправительственные) и негосударственные. Подавляющее большинство международных организаций — негосударственные. Среди них большое количество разнообразных ассоциаций, союзов и фондов.

2. Универсальные, открытые для всех государств, и специализированные, например, региональные или отраслевые международные организации.

3. Организации общей компетенции, охватывающие все сферы политических, экономических, социальных и культурных отношений (ООН, Совет Европы, Лига арабских государств), и специальной компетенции, осуществляющих сотрудничество в любой определенной сфере (Всемирный почтовый союз, Международная организация труда, Всемирная организация здравоохранения).

4. Межгосударственные и надгосударственные организации, решение которых в отличие от решений межгосударственных организаций, непосредственно распространяются на физических и юридических лиц государств-членов организаций (например, Решение ЕС обязательны для всех лиц в странах ЕС).

5. Открытые организации, к которым можно свободно вступать, и закрытые, вступление в которых происходит по приглашению первооснователей (например, НАТО).

Международные организации можно классифицировать по направлениям деятельности и объектам регулирования. В соответствии со следующим классификационным признаком международные экономические организации можно разделить на:

а) организации, предназначенные для решения комплексных политических, экономических, социальных и экологических проблем. Сюда относят организации системы ООН, ОЭСР, Совет Европы и др.;

б) организации, которые регулируют мировые финансовые рынки и международные валютно-финансовые отношения (МВФ, группа Всемирного банка и др.);

в) организации, которые регулируют товарные рынки и международные торговые отношения (ВТО, ОПЕК и др.);

г) региональные международные организации (НАФТА, ЕС и др.).

Экстенсивный путь решения энергетической проблемы предполагаетдальнейшее увеличение добычи энергоносителей и абсолютный рост энергопотребления. Этот путь остается актуальным для современной мировой экономики. Мировое энергопотребление в абсолютном выражении с 1996 по 2003 г. выросло с 12 млрд до 15,2 млрд т условного топлива. Вместе с тем ряд стран сталкивается с достижением предела собственного производства энергоносителей (Китай) либо с перспективой сокращения этого производства (Великобритания). Такое развитие событий побуждает к поискам способов более рационального использования энергоресурсов.

На этой основе получает импульс интенсивный путь решения энергетической проблемы, заключающийся прежде всего в увеличении производства продукции на единицу энергозатрат. Энергетический кризис 70-х гг. ускорил развитие ивнедрение энергосберегающих технологий, придает импульс структурной перестройке экономики. Эти меры, наиболее последовательно проводимые развитыми странами, позволили в значительной степени смягчить последствия энергетического кризиса.

Под воздействием энергетического кризиса развитые страны в 70-80-х гг. провели масштабную структурную перестройку экономики в направлении снижения доли энергоемких производств. Так, энергоемкость машиностроения и особенно сферы услуг в 8-10 раз ниже, чем в ТЭК или в металлургии. Энергоемкие производства сворачивались и переводились в развивающиеся страны. Структурная перестройка в направлении энергосбережения приносит до 20% экономии топливно-энергетических ресурсов в расчете на единицу ВВП.

Важным резервом повышения эффективности использования энергии является совершенствование технологических процессов функционирования аппаратов и оборудования. Несмотря на то что это направление является весьма капиталоемким, тем не менее эти затраты в 2-3 раза меньше расходов, необходимых для эквивалентного повышения добычи (производства) топлива и энергии. Основные усилия в этой сфере направлены на совершенствование двигателей и всего процесса использования топлива.

Глобальные проблемы человечества

слабо сказывается на транспорте.

На современном этапе и еще на долгие годы вперед решение глобальной энергетической проблемы будет зависеть от степени снижения энергоемкости экономики, т.е. от расхода энергии на единицу произведенного ВВП.

Таким образом, глобальной энергетической проблемы в ее прежнем понимании как угрозы абсолютной нехватки ресурсов в мире не существует.

Тем не менее проблема обеспечения энергоресурсами сохраняется в модифицированном виде.

Литература

1. Вернадский В.И. Биосфера. М.: Мысль, 1967

2. Вернадский В.И. Живое вещество. М.: Наука, 1976

3. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения, М.: Наука, 1965

4. Биосфера: Сб./под ред. М.С. Гилярова. М.: Мир, 1972

5. Вернадский В.И. Очерки геохимии. М.: Наука, 1983

6. Каталог биосферы. М.: Мысль, 1991

7. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Рандерс И. За пределами роста – М.: Прогресс Пангея, 1994

⇐ Предыдущая123

Энергетическая проблема

В качестве главных энергоносителей выступают нефть, газ и уголь. Ближайшие перспективы развития энергетики связаны с поисками лучшего соотношения энергоносителей с попытками уменьшить долю жидкого топлива.
Человечество уже сегодня вступило в переходный период - от энергетики, базирующейся на органических природных ресурсах, которые ограничены, к энергетике на практически неисчерпаемой основе (ядерная энергия, солнечная радиация, тепло Земли и т. д.). Для этого периода характерны развитие энергосберегающих технологий и всемерная экономия энергии.

Как же преобразовать гравитационную энергию земли и исключить сжигание природных ресурсов и строительство гидроэлектростанций и других малоэффективных и дорогостоящих сооружений?

Создание гравитационного преобразователя энергии, и это осуществилось.

Предлагаю на суд общественности　 конструкцию двигателя, использующего разницу гравитации земли на воздух и жидкость, что дает возможность получения механической энергии, а затем, используя обычный электрогенератор получить электричество. Схема представлена ниже.

Изготовление действующего образца мощностью в 5 МВт завершено на НПО ЗАО "Электромаш" г. Тирасполь.

Затраты на изготовление данного двигателя 1500$ США, в комплекте с генератором и управляющим устройством будет стоить примерно 120 000$ США, производительностью 3,6 млн. кВт/час　 в месяц, что при стоимости 5 центов за один кВт, срок окупаемости менее одного месяца, а изготовление один месяц и никаких строительно-монтажных работ.

Гравитационную электростанцию можно установить в помещении 20 м.кв. и высотой 4 метра. Модификация конструкции позволит использовать Грав.Э.С. на всех видах транспорта, включая авиацию, обеспечением электроэнергией теплом: дома, поселки и города без использования ЛЭП, трансформирующих мощностей и других необходимых устройств для передачи энергий, ее можно производить где угодно, при любых обстоятельствах и в любых количествах.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГРАВИТАЦИОННОЙ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ И СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ.

Изобретение относится к области механики, а именно к устройствам преобразования гравитационной энергии в механическую энергию.

Техническое решение основано на законе Архимеда о действии на тело, погруженное в жидкость, выталкивающей силы, которая противоположна силе его тяжести и может быть преобразована в механическую энергию.

Устройство для преобразования гравитационной энергии в механическую включает емкость для жидкости, во внутреннем пространстве которой расположены по горизонтали вращающиеся звездочки, соединенные замкнутыми цепями, на которых неподвижно прикреплены емкости-лодочки, при этом верхние звездочки установлены на неподвижной оси, а нижние на подвижной, выходящей за пределы емкости и служащей валом отбора мощности, который снабжен управляемой муфтой сцепления и соединен с повышающим　 редуктором.

Способ осуществляют путем подачи в нижнюю часть емкости газа и вытеснения воды из перевернутых вверх дном емкостей-лодочек, этим приводят в движение цепи и вал отбора мощности.

Изобретение относится к области механики, а именно к устройствам для преобразования гравитационной энергии в механическую энергию.

Техническое решение направлено на получение энергии на основе существующего в природе явления, которое позволяет получить экологически чистым способом механическую энергию, и применение ее в хозяйственной деятельности человека.

Сущность технического решения, не имеющего аналогов, заключается в том, что из погруженных в жидкость перевернутых вверх дном емкостей, условно называемых "лодочками", жестко прик4репленных к вертикальной цепи, путем подачи газа снизу вытесняют воду. Пустотелые емкости-лодочки выталкиваются из жидкости под воздействием на них выталкивающей силы, которая противоположна силе тяжести погруженного в жидкость тела и вычисляется по известному закону Архимеда в соответствии формулой:

Цель изобретения — получение энергии за счет выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело.

Указанная цель достигается тем, что устройство для преобразования гравитационной энергии в механическую включающее вертикально установленную емкость, верхняя торцевая поверхность которой имеет свободный выход в атмосферу, а днище выполнено сплошным, 8герметичным, в верхней части емкости горизонтально установлена неподвижная ось со свободно вращающимися на ней звездочками, а в нижней части также горизонтально установлена подвижная ось с жестко посаженными на ней звездочками, каждая верхняя звездочка соединена с нижней звездочкой замкнутой приводной цепью, на которой неподвижно и горизонтально установлены емкости-лодочки, при этом нижняя подвижная ось выходит за пределы емкости и служит валом отбора мощности. Из перевернутых вверх дном емкостей-лодочек, погруженных в жидкость ее вытесняют путем подачи в нижнюю часть емкости газа, приводят в движение цепи и вал отбора мощности.

Сущность технического решения поясняется иллюстрациями, где на фиг. представлено устройство в двух проекциях: слева — главный вид в разрезе; справа — вид сбоку в разрезе.

Устройство для преобразования гравитационной энергии в механическую включает вертикально установленную емкость 1, наполненную жидкостью 2, в верхней части емкости 1 горизонтально установлена неподвижно верхняя ось 3 с подвижными ведомыми звездочками 4, а в нижней части емкости 1 горизонтально установлена подвижная ось 5 с жестко посаженными на ней звездочками 6, каждая верхняя звездочка с нижней соединена замкнутой приводной цепью 7, на которой неподвижно и горизонтально установлены емкости-лодочки 8, при этом нижняя подвижная ось выходит за пределы емкости 1 и служит валом 9 отбора мощности, который посредством управляемой муфты 10 сцепления соединен с редуктором 11 для повышения числа оборотов вала 9 отбора мощности и полезной нагрузкой 12.

Глобальная энергетическая проблема

Под днищем установлен компрессор 13 для подачи газа 14.

Устройство работает следующим образом.

Вертикально установленную емкость 1 заполняют жидкостью 2, затем при включенной　 управляемой муфте 10 в емкость 1 подают сжатый воздух 14 от компрессора 13. Образующиеся при этом пузырьки газа 14 в жидкости 2 поднимаются вверх и постепенно заполняют перевернутые вверх дном емкости-лодочки 8, вытесняя из них воду. Под действием выталкивающей силы Архимеда емкости-лодочки 8 передвигаются вверх и увлекают за собой приводные цепи 7, которые линейно перемещаются и приводят во вращение ведущие звездочки 6, жестко посаженные на оси 5, а вместе с ними на оси 5, а вместе с ними и вал 9 отбора мощности, который начинает вращаться на холостом ходу быстрее и быстрее, затем при достижении им определенного числа оборотов включают управляемую муфту 10 сцепления и с ее помощью к приводу подключают полезную нагрузку 12. Устройство переходит в рабочий режим и функционирует без участия человека.

Внедрение предлагаемого технического решения позволит в значительной степени экономить исчерпаемые источники энергии и снижать поступление вредных выбросов в окружающую атмосферу, что будет способствовать сохранению экологически благоприятной среды на планете.

Формула изобретения.

Устройство для преобразования гравитационной энергии в механическую　отличающееся　 тем, что, с целью получения энергии за счет выталкивающей силы, действующей в гравитационном поле на тело, погруженное в жидкость, включает вертикально стоящую емкость для жидкости, верхняя торцевая поверхность которой имеет свободный выход в атмосферу, а днище выполнено сплошным, герметичным, во внутреннем пространстве которой установлены по горизонтали вращающиеся звездочки, соединенные замкнутыми цепями, к которым неподвижно прикреплены емкости-лодочки, при этом верхние звездочки установлены на неподвижной оси, а нижние на подвижной, выходящей за пределы емкости и служащей валом отбора мощности, который снабжен управляемой муфтой сцепления и соединен с повышающим редуктором.

Устройство по п.1 ,　отличающийся　 тем, что на перевернутых вверх дном емкостей-лодочек, погруженных в жидкость, ее вытесняют путем подачи в нижнюю часть емкости газа, приводят в движение цепи и вал отбора мощности.

Данный гравитационный двигатель изготовленный на 99% в НПО ЗАО «Электромаш» город Тирасполь. Администрацией предприятием остановлено окончание работ и провидение испытаний без каких либо вразумительных объяснений.

Энергетический баланс указанного на фото изделие “Гравитационный Двигатель” с техническими характеристики
Габариты: 1) Длина = 1метр
2) Ширина=1 метр 3) Высота =3 метра
Рабочие емкости объемом в 12 литров кол-во 42 шт.
Расчет мощности данного изделия P= A/t = (F*S)/t =12кг*18шт.*10*1м/1сек.=2160Дж/1сек (мгновенная мощность = 2,160кВт) соответственно в электротехнике мощность изделия определяется потреблением или выработкой энергии в течении часа.

Соответственно мощность данного изделия равняется 2,160кВт* 3600сек = 7776000 кВт или 7,776 МВт

Для работы данного “ Гравитационного двигателя” должен использоваться и в расчетах был применен компрессор мощностью 2,3кВт с производительностью 50 М 3 в час на глубину 10 метров (паспортные данные) так как у нас емкость высотой 3 метра соответственно будет закачиваться в 3 раза больше т.е. 150М 3 воздуха
Работа гравитационного двигателя начинается с запитки от внешнего источника электроэнергии или остаточного давления в ресивере компрессора, далее переходит на автономный режим работы, то есть компрессор запитывается от рабочего генератора.
В расчетах автором было предложено считать линейную скорость движения рабочих емкостей

V=1м/с
Таким образом данный гравитационный двигатель с выше приведенными ТТХ производит 5 МВт электроэнергии в час с запасом.

Обсуждения данного изобретения ведутся в следующих темах:

http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902479
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902396/new
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902313/new
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902631/new
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902751/new
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902684/new
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1233779866

Дата публикации: 28 сентября 2013
Сделать запрос по интересующему вас изобретению

Глобальная энергетическая проблема – это прежде всего проблема надежного обеспечения человечества топливом и энергией. «Узкие места» в таком обеспечении не раз обнаруживались и в прошлые эпохи. Но в глобальном масштабе они впервые проявились в 70-х гг. XX в., когда разразился энергетический кризис, ознаменовавший собой конец эры дешевой нефти. Этот кризис вызвал настоящую цепную реакцию, затронув всю мировую экономику. И хотя нефть затем снова подешевела, глобальная проблема обеспечения топливом и энергией сохраняет свое значение и в наши дни. Не могут не волновать и пути ее решения в будущем.

Главной причиной возникновения глобальной энергетической проблемы следует считать очень быстрый – нередко поистине «взрывной» по характеру – рост потребления минерального топлива и соответственно размеров его извлечения из земных недр. Достаточно сказать, что только за период с начала и до 80-х гг. XX в. в мире было добыто и потреблено больше минерального топлива, чем за всю предшествовавшую историю человечества. В том числе только с 1960 по 1980 г. из недр Земли было извлечено 40 % угля, почти 75 % нефти и около 80 % природного газа, добытых с начала века.

Характерно, что до середины 1970-х гг., когда трудности с обеспечением топливом обнаружились в глобальном масштабе, прогнозы обычно не предусматривали никакого сокращения темпов прироста его потребления. Так, предполагалось, что мировая добыча полезных ископаемых в 1981–2000 гг. примерно в 1,5–2 раза превысит добычу за предшествовавшее 20-летие. А абсолютное мировое потребление первичных энергоресурсов на 2000 г. прогнозировалось в объеме 20–25 млрд тут, что означало бы увеличение по отношению к уровню 1980 г. в 3 раза! И хотя затем все планы и прогнозы ресурсоизвлечения были пересмотрены в сторону сокращения, длительный период довольно расточительной эксплуатации этих ресурсов не мог не вызвать некоторых негативных последствий, которые сказываются и в наши дни.

Одно из них заключается в ухудшении горно-геологических условий залегания добываемого топлива и соответствующем удорожании добычи. В первую очередь это относится к старопромышленным районам зарубежной Европы, Северной Америки, России, Украины, где растет глубина шахт и особенно нефтяных и газовых скважин.

Вот почему расширение ресурсных рубежей – продвижение добычи топлива и сырья в ресурсные районы нового освоения с более благоприятными горно-геологическими условиями – в известной мере можно рассматривать как компенсацию этого ущерба и путь к снижению себестоимости добычи топлива. Но при этом нельзя забывать и о том, что общая капиталоемкость его добычи в районах нового освоения, как правило, значительно выше.

Другое негативное последствие заключается в воздействии горнодобывающей промышленности на ухудшение экологической обстановки. Это относится как к расширению открытой добычи полезных ископаемых, добычи на шельфе, так и в еще большей мере к добыче и потреблению сернистых топлив, а также аварийным выбросам нефти.

Ко всем этим причинам возникновения глобальной энергетической проблемы необходимо добавить еще одну, лежащую уже в сфере экономической политики и геополитики. Речь идет о глобальной конкурентной борьбе за топливно-энергетические ресурсы, за их раздел и передел между гигантскими топливными корпорациями.

В начале XXI в. в широкий обиход вошло понятие о глобальной энергетической безопасности. Стратегия такой безопасности основывается на принципах долгосрочного, надежного, экологически приемлемого энергоснабжения по обоснованным ценам, устраивающим как страны-экспортеры, так и потребителей. Глобальная энергетическая безопасность во многом зависит от практических мер по дальнейшему обеспечению мировой экономики прежде всего традиционными видами энергоресурсов (по прогнозам и в 2030 г. примерно 85 % энергетических потребителей человечества будут покрывать ископаемые углеводорода). Но и значение альтернативных источников энергии тоже будет расти.

Каковы же основные пути решения глобальной энергетической проблемы? Что может дать для ее решения современный этап НТР? Ответ на эти вопросы неоднозначен, он предполагает комплекс социально-экономических, технико-технологических, да и политических мер.

Среди них есть как традиционные, имеющие преимущественно экстенсивный характер, так и более новые и интенсивные.

Самый традиционный из таких путей заключается в дальнейшем наращивании ресурсов минерального топлива. В результате его осуществления мировые ресурсы угля и природного газа в последние два-три десятилетия не только значительно увеличились, но и росли опережающими темпами по отношению к их добыче. Соответственно возросли и показатели обеспеченности этими видами топлива: считается, что при современном уровне добычи разведанных запасов природного газа должно хватить 60–85 лет. В общем, то же можно сказать и о нефти, мировые разведанные запасы которой в 1950 г. оценивались всего в 13 млрд т, а в 2006 г. – уже в 190 млрд т. Кратность запасов нефти (т. е. отношение общих остаточных запасов к текущей добыче) по большинству оценок составляет 40 лет, а запасов угля – 150 лет. При оценке перспектив увеличения такой кратности нужно учитывать и то, что разведанные (доказанные) запасы топлива обычно составляют лишь очень небольшую часть общегеологических. Так, по данным Мирового энергетического совета (МИРЭС), в общих мировых ресурсах топлива на долю достоверных приходится немногим больше 10 %, а в России – только 4 %.

Оценивая перспективы роста разведанных запасов минерального топлива и обеспеченности ими, необходимо учитывать и возможное внедрение разных технико-технологических новшеств, например увеличение его извлекаемости из земных недр. Ведь в 1980-х гг. коэффициент отдачи пластов в среднем для топливных ресурсов составлял 46 % (в том числе для угля открытой добычи – 80–90 %, для угля шахтной добычи – 35–80, для нефти – 35, для природного газа – 80 %).

Путь наращивания запасов топлива всегда был главным. Но после энергетического кризиса середины 1970-х гг. на первое место выдвинулся второй путь, который заключается в более рациональном и экономном их использовании, или, иными словами, в осуществлении политики энергосбережения.

В эпоху дешевого топлива в большинстве стран мира сложилась весьма ресурсоемкая экономика. В первую очередь это относилось к наиболее богатым минеральными ресурсами странам – США, Канаде, Австралии, Китаю и в особенности к Советскому Союзу, где на единицу ВВП потребляли значительно больше условного топлива, чем в США. В странах Восточной Европы ресурсоемкость единицы ВВП была также в два-три раза выше, чем в странах Западной Европы. Поэтому переход на рельсы энергосбережения имел очень большое значение. Политику сбережения стали осуществлять и в промышленности, и на транспорте, и в коммунально-бытовом секторе, и во всех других сферах деятельности. При этом она достигалась не только путем внедрения энергосберегающих технологий, ведущих к снижению удельной энергоемкости, но и в значительной мере благодаря перестройке всей структуры национальных экономик мирового хозяйства. Не случайно в таком основополагающем документе, как «Повестка дня на XXI век», принятом на Конференции по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро в 1992 г., прямо говорилось о том, что для обеспечения устойчивого развития странам следует найти пути, позволяющие обеспечить экономический рост и процветание при одновременном уменьшении расхода энергии и сырья.

Действительно, несмотря на все достижения техники и технологии, средний мировой уровень полезного использования первичных энергоресурсов и в наши дни составляет всего 1/3 (при сжигании угля – 20 %, нефти – 24, природного газа – 48 %). Поэтому в литературе нередко приводится высказывание известного английского физика Дж. Томсона о том, что эффективность современных энергетических установок находится примерно на том же уровне, как если бы нужно было сжечь целый дом, чтобы зажарить свиную тушу… Но это также означает, что повышение КПД использования топлива даже на 1 % означало бы экономию огромного количества топлива. В последнее время для улучшения ситуации осуществляют многие технико-технологические нововведения. Энергосбережение увеличивается благодаря усовершенствованию промышленного и коммунального оборудования, выпуску более экономичных автомобилей и т. п. К числу макроэкономических мероприятий в первую очередь следует отнести постепенное изменение структуры потребления энергетических ресурсов с ориентацией на увеличение доли возобновляемых и нетрадиционных первичных энергоресурсов.

Наибольших успехов на пути энергосбережения добились экономически развитые страны Запада. Только за первые 10–15 лет после начала мирового энергетического кризиса энергоемкость их ВВП уменьшилась на 1/3, а доля в мировом потреблении топлива и энергии сократилась с 60 % до 48 %. Это значит, что общая энергоемкость экономики развитых стран сохраняется и темпы роста ВВП начали опережать темпы роста потребления топлива и энергии.

В 1991–2000 гг. Среднегодовые темпы прироста ВВП в развитых странах составили 2,4 %, а потребление привычных энергоресурсов – 1,22, в 2000–2010 гг. аналогичные показатели должны составить 2,4 и 0,7 %.

Статистика свидетельствует о том, что в 2000–2006 гг., несмотря на экономический рост, объем потребляемого топлива в США увеличился лишь на 3 %, в Японии, Франции, Норвегии – всего на 1,5 %, в Великобритании он остался на прежнем уровне, а в Германии, Швейцарии и Швеции даже снизился.

В отличие от стран Запада в странах Центрально-Восточной Европы, СНГ, Китае обстановка меняется гораздо медленнее, и их экономика остается еще весьма энергоемкой. То же относится и к большинству развивающихся стран, вступивших на путь индустриализации. Например, в странах Азии и Африки потери попутного природного газа, добываемого вместе с нефтью, составляют 80-100 %.

При характеристике перспектив глобальной энергетической проблемы необходимо особо остановиться на использовании принципиально новых путей ее решения, связанных с достижениями современного этапа НТР.

Во-первых, это относится к будущему развитию атомной энергетики, где уже начинает входить в эксплуатацию новое поколение атомных реакторов. Ее позиции могут значительно укрепиться. К тому же в последнее время снова стали обсуждать вопрос о судьбе реакторов на быстрых нейтронах (РРБН). Когда-то они были задуманы как вторая, гораздо более эффективная «волна» атомной энергетики, позволяющая использовать не только уран-235, но и уран-238. Но затем работы над ними были свернуты.

Во-вторых, уже давно ведутся работы по прямому преобразованию тепловой энергии в электрическую, минуя паровые котлы и турбины, при помощи МГД (магнитогидродинамических) – генераторов. Еще в 1971 г. в Москве была пущена первая опытно-промышленная установка такого типа мощностью 25 тыс. кВт. Достоинства МГД-генераторов заключаются в высоком КПД, отсутствии вредных выбросов в атмосферу, возможности быстрого, в течение нескольких секунд, запуска.

В-третьих, положено начало созданию криогенного турбогенератора, в котором за счет охлаждения ротора жидким гелием достигается эффект сверхпроводимости. Достоинства такого турбогенератора – небольшие габариты и масса, высокий КПД. Опытно-промышленный образец его мощностью в 20 тыс. кВт был создан в СССР (Ленинград), теперь подобные работы ведут в США, Японии, других странах.

В-четвертых, очень большие перспективы имеет использование в качестве топлива водорода. По мнению некоторых специалистов, этот путь может коренным образом изменить всю будущую техногенную цивилизацию. По-видимому, наибольшее применение водородное топливо найдет сначала в автомобилестроении. Во всяком случае, первый водородный автомобиль еще в начале 1990-х гг. выпустила японская «Мазда». Для него была разработана и новая конструкция двигателя.

В-пятых, продолжаются работы, начатые в свое время выдающимся отечественным физиком академиком А. Ф. Иоффе, по созданию электрохимических генераторов или топливных элементов.

Основным горючим в топливных элементах также служит водород, который пропускают через полимерные мембраны с катализатором. При этом происходит химическая реакция с кислородом воздуха, и водород превращается в воду, а химическая энергия его сгорания – в электрическую. Главные достоинства двигателя на топливных элементах – очень высокий КПД (65–70 % и более), что вдвое выше обычных двигателей. К его достоинствам относятся также удобство применения, нетребовательность к ремонту, бесшумность при работе.

До недавнего времени топливные элементы конструировали только для специальных целей – например, для космических исследований. Но теперь работы по их более широкому применению ведутся во многих экономически развитых странах, среди которых первое место занимает Япония. По оценкам специалистов, их общая мощность в мире ныне измеряется уже миллионами киловатт. В Токио и Нью-Йорке построены электростанции, работающие на топливных элементах. А германский «Даймлер-Бенц» стал первым в мире автомобильным концерном, сумевшим создать действующий прототип машины с двигателем на топливных элементах.

Наконец, в-шестых, речь должна идти о самом главном – об управляемом термоядерном синтезе (УТС).

Тогда как атомная энергетика основана на реакции деления ядер, в основе термоядерной лежит обратный процесс слияния ядер изотопов водорода, в первую очередь дейтерия, а также трития. В этом случае при ядерном сжигании 1 кг дейтерия выделяется в 10 млн раз больше энергии, чем при сжигании 1 кг угля. Но чтобы термоядерная реакция началась, нужно разогреть плазму до температуры в 100 млн градусов (на поверхности Солнца она достигает «всего» 6 млн градусов). Если иметь в виду термоядерную или водородную бомбу, то люди уже научились ее (плазму) производить, но на стотысячную-миллионную долю секунды. Вот почему основные усилия направлены на то, чтобы удержать разогретую плазму, создав тем самым условия для управляемого термоядерного синтеза.

Для этого используют установки разных типов, но наибольшее распространение получил предложенный академиками А. Сахаровым и И. Таммом в 1950-х гг. реактор «Токамак» (тороидальная камера в магнитном поле). На установке «Токамак-10» советским ученым удалось разогреть плазму сначала до 10, затем до 25 и 30 млн градусов. В Принстонском университете (США) ученые разогрели ее до 70 млн градусов. Пока все это – экспериментальные (демонстрационные) реакторы. Обычно отмечают и относительную безопасность термоядерного реактора для окружающей среды, что также служит важным аргументом. По словам И. В. Бестужева-Лады, здесь «никаким Чернобылем не пахнет».

Надо иметь в виду и то, что главный ресурс термоядерной энергетики – это ресурс дейтерия, содержащегося в водах Мирового океана в концентрации около 0,015 % (так называемая тяжелая вода). Согласно современным расчетам, при использовании этих ресурсов дейтерия потенциальная выработка электроэнергии могла бы составить 4,4 *10 24 кВт*ч, что в пересчете на тепловой эквивалент примерно в 60 млн раз превышает современный уровень мирового энергопотребления. Следовательно, термоядерную энергию можно рассматривать как практически неисчерпаемую. Только в отличие от геотермальной, солнечной, приливной, ветровой она создается руками человека.

Очень важно, что основные исследования по управляемому термоядерному синтезу проводятся в условиях постоянного обмена научной информацией между странами, при координации их Международным агентством по атомной энергии.

В первую очередь они концентрируются вокруг проекта ПТЭР (Международный исследовательский термоядерный реактор), работа над которым началась еще в конце 70-е гг. и успешно продолжается, несмотря на выход из него США. Для сооружения ПТЭР уже выбрана площадка во Франции (Кадараш). Работа, начатая в 2007 г. продолжится по-видимому 8– 10 лет. Ожидается, что ПТЭР позволит разогреть плазму до температуры в 150 млн градусов и удерживать ее в таком состоянии в течение 500 секунд.

Рис. 151. Прогноз роста мирового энергопотребления до 2060 г.

Существует много сценариев развития мировой энергетики на долгосрочную перспективу. По некоторым из них глобальное энергопотребление в середине XXI в. увеличится до 20 млрд т (в нефтяном эквиваленте), причем по объему этого потребления развивающиеся страны к этому времени обгонят развитые (рис. 151). А к 2100 г. даже при среднем варианте глобальное энергопотребление может возрасти до 30 млрд тут (рис. 152).

Одновременно произойдут и важные структурные изменения: уменьшится доля ископаемых видов топлива и возрастет доля возобновляемых, в особенности, нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) – таких как солнечная, ветровая, геотермальная и приливная. Все они принципиально отличаются от традиционных источников минерального топлива своей возобновляемостью и экономической эффективностью. Большие перспективы имеет и использование биотоплива, в особенности биоэтанола. Американские ученые-футурологи предполагают, что к 2010 г. альтернативные источники будут давать уже 10 % производимой в мире энергии, к 2016 г. КПД энергетических установок возрастет до 50 %, к 2017 г. начнется повсеместное использование топливных батарей, а с 2026 г. – коммерческое использование термоядерных реакторов.

Из всего сказанного напрашивается вывод о том, что для крайне пессимистического взгляда на энергетическое будущее человечества вряд ли есть достаточные основания. Конечно, может произойти истощение отдельных бассейнов топлива, которое повлияет и на судьбу отдельных районов горной промышленности. Но перспектива абсолютного недостатка топлива все же маловероятна. Все-таки суммарные разведанные запасы большинства топливных ископаемых обеспечивают возможность сохранения достаточно высоких уровней добычи – по крайней мере до середины XXI в., когда может вовсю заработать термоядерная энергетика.

Рис. 152. Прогноз роста мирового энергопотребления до 2100 г.

Что же касается общего количества энергии, содержащейся в земных недрах и ежегодно возникающей на нашей планете и в околоземном пространстве, то оно настолько велико, что теоретически, по-видимому, не может быть и речи о возможности исчерпания энергетического потенциала человечества в сколько-нибудь обозримом будущем.

На этом мировом фоне, положение России выглядит довольно противоречивым. С одной стороны, Россия занимает третье место в мире по общему потреблению первичных энергетических ресурсов (1,2 трлн т). Уже разведанных запасов нефти ей хватит на 55, а природного газа на 85 лет. К тому же ее недры таят в себе еще много неразведанных богатств. С другой стороны, энергоемкость ВВП в России в начале XXI в. были в 2,5 раза выше, чем в США и в 3,5 раза – чем в Западной Европе. Отсюда вытекает необходимость перехода к менее расточительной энергетической политике, к лучшему использованию достижений НТР. А вот и конкретный пример такого рода: в 2016–2030 гг. предполагается завершить создание демонстрационный, а к 2050 г. – промышленной термоядерной электростанции.

План

1)Введение

2)Энергетическая проблема мира

3)Пути решения сырьевой и энергетической проблемы

4)Альтернативные источники энергии

5)Заключение

6)Литература

Введение

В настоящее время, все большее значение приобретают проблемы природной среды и ее воспроизводства, ограниченность запасов органических и минеральных ресурсов . Эта глобальная проблема связана, прежде всего, с ограниченностью важнейших органических и минерально-сырьевых ресурсов планеты . Учёные предупреждают о возможном исчерпании известных и доступных для использования запасов нефти и газа, а так же об истощении других важнейших ресурсов: железной и медной руды, никеля, марганца, алюминия, хрома и т.д.

В мире действительно существует ряд природных ограничений. Так, если брать оценку количества топлива по трем категориям: разведанные, возможные, вероятные, то угля хватит на 600 лет, нефти - на 90, природного газа - на 50 урана - на 27 лет. Иными словами, все виды топлива по всем категориям будут сожжены за 800 лет. Предполагается, что к 2010 г. спрос на минеральное сырье в мире увеличится в 3 раза по сравнению с сегодняшним уровнем. Уже сейчас в ряде стран богатые месторождения выработаны до конца или близки к истощению. Аналогичное положение наблюдается и по другим полезным ископаемым. Если энергопроизводство будет расти возрастающими темпами, то все виды используемого сейчас топлива будут истрачены через 130 лет, то есть в начале ХХII в.

Энергетическая проблема мира

* найти систему инструментов, обеспечивающих соответствующие капиталовложения и структурные сдвиги внутри стран;

* найти политически приемлемые методы одобрения и поддержки своих избирателей, которые также вынуждены будут платить за сдвиги как через налоги, так и образ жизни при том, что некоторые из решений могут встретить сопротивление (например, атомная энергетика);

* сформировать приемлемую основу для взаимодействия с другими основными игроками на мировом энергетическом рынке.

Глобальные экологические проблемы энергетики

Парниковый эффект. Повышение концентрации углекислого газа в атмосфере вызывает так называемый парниковый эффект, который получил название по аналогии с перегревом растений в парнике. Роль пленки в атмосфере выполняет углекислый газ. В последние годы стала известна подобная роль и некоторых других газов (СН4 и N2О). Количество метана увеличивается ежегодно на 1%, углекислого газа - на 0,4%, закиси азота - на 0,2%. Считается, что углекислый газ ответственен за половину парникового эффекта.

Загрязнение атмосферы. Негативное влияние энергетики на атмосферу сказывается в виде твердых частиц, аэрозолей и химических загрязнений. Особое значение имеют химические загрязнения. Главным из них считается сернистый газ, выделяющийся при сжигании угля, сланцев, нефти, в которых содержатся примеси серы. Некоторые виды угля с высоким содержанием серы дают до 1 т сернистого газа на 10 т сгоревшего угля. Сейчас вся атмосфера земного шара загрязнена сернистым газом. Идет окисление до серного ангидрида, а последний вместе с дождем выпадает на землю в виде серной кислоты. Эти осадки называют — кислотными дождями . То же самое происходит и после поглощения дождем диоксида азота — образуется азотная кислота.

Озоновые "дыры". Впервые уменьшение толщины озонового слоя было обнаружено над Антарктидой. Этот эффект — результат антропогенного воздействия. Сейчас обнаружены и другие озоновые дыры. В настоящее время заметно уменьшение количества озона в атмосфере над всей планетой. Оно составляет 5-6% за десятилетие в зимнее время и 2-3% — в летнее время. Некоторые ученые считают, что это проявление действия фреонов (хлорфторметанов), но озон разрушается также оксидом азота, которые выбрасываются предприятиями энергетики.

Пути решения сырьевой и энергетической проблемы:

1. Снижение объёмов добычи;

2. Увеличение КПД добывания и производства;

3. Использование альтернативных источников энергии;

Снижение объёмов добычи очень проблематично, т.к. современному миру нужно всё больше и больше сырья и энергии, а их сокращение непременно обернётся мировым кризисом. Увеличение КПД также малоперспективен т.к. для его осуществления требуются большие капиталовложения, да и сырьевые запасы небезграничны. Поэтому приоритет отдаётся альтернативным источникам энергии.