Истощение энергетических ресурсов кратко
Обновлено: 05.07.2024
В настоящее время тема экологических проблем с каждым годом набирает обороты. Действительно, экология в современном мире оставляет желать лучшего. Загрязняются воды, которые мы употребляем в пищу. Почвы, на которых мы выращиваем продукты питания. Воздух, которым мы дышим. Все это, безусловно, сказывается на здоровье человека, да и состояния окружающего мира в целом. Ни для кого не секрет, что причиной экологических проблем является человек, то есть мы с вами. Технический прогресс шагает далеко вперед, и не всегда при создании нового изобретения учитывается влияние на окружающую среду и на человека в целом. Поэтому, при изучении современных экологических проблем необходимо рассматривать проблему со всех сторон. Так как в биосфере все взаимосвязано. И каждое решение одной проблемы, может стать причиной возникновения другой.
Одной из актуальных проблем в современном мире является проблема энергетических ресурсов. Собственно об этом мне и хочется поговорить. Истощение таких ресурсов, как нефть, газ и древесный уголь – одна из главных глобальных проблем человечества.
Кроме того, при современном уровне жизни природные ресурсы не экономятся и стремительно тают. Т.к. потребление энергии с каждым годом увеличивается, возникает проблема исчерпаемости энергетических ресурсов.
Постоянная потребность человечества в энергии вынуждает строить все новые и новые электростанции, в том числе атомные и тепловые, которые не безопасны в экологическом аспекте.
Выбросы тепловых электростанций до недавнего времени никак не запрещались, и производство энергии осуществлялось только по принципу экономичности. В настоящее время вопрос о загрязнении окружающей среды стоит более остро, особенно для нашего Уральского региона, который лидирует по степени загрязненности атмосферы.
Объект: энергетические ресурсы.
Предмет: проблемы исчерпаемости природных ресурсов.
Цель: выявить проблемы исчерпаемости энергетических ресурсов.
1. Познакомиться с классификацией энергетических ресурсов.
2. Изучить проблему истощения природных ресурсов и пути решения данной проблемы.
3. Провести анкетирование с целью выявления уровня знаний людей о такой проблеме, как исчерпаемость энергетических ресурсов и различных способов решения данной проблемы.
4. Разработать памятку о проблемах исчерпаемости энергетических ресурсов.
Гипотеза: истощение энергетических ресурсов происходит в результате их нерационального использования.
Актуальность темы: на сегодняшний день актуальна проблема исчерпаемости природных ресурсов и ухудшения экологии Земли. Поскольку, большое количество используемых ресурсов относятся к не возобновляемым природным ресурсам, поэтому необходимо научиться их рационально использовать.
Энергетические ресурсы –это материальные объекты, в которых сосредоточена энергия для использования человеком.
Все энергоресурсы можно разделить на возобновляемые и невозобновляемые:
- Невозбновляемые ресурсы (основные источники энергии) – это ресурсы, ранее накопленные природой, но в новых геологических условиях не возобновляются. К невозобновляемым источникам относятся органическое топливо и ядерное топливо.
- Возобновляемые ресурсы (альтернативные источники энергии) – источники, постоянно возобновлянмые природой. К ним относятся: солнечная, ветровая, геотермальная энергия, энергия Мирового океана, биоэнергия, водородная энергия.
Проблемы истощения энергетических ресурсов:
1. Исчерпаемость основных энергетических ресурсов. Неравномерность распределения на планете. Реальные эксплуатационные запасы в 2-3 раза меньше разведанных. Сравнивая цифры, относящиеся к оценке разведанных запасов наиболее доступных видов топлива, с цифрами их современного потребления, можно назвать максимальное время. Для подвижной нефти – 65 лет, для газа – 44 года, для угля – 320 лет. Учитывая, что потребление продолжает расти, реальные значения должны быть заметно меньше [1].
2. Экологическая проблема – нарастает по мере роста масштабов энергетики. Более 50 % техногенных выбросов в атмосферу парниковых газов приходятся на объекты энергетики. В энергосистемах потоки энергии становятся соизмеримыми или даже превосходящими потоки энергии в крупномасштабных природных системах и процессах.
Таким образом, существующие на земле энергетические ресурсы используются человечеством в большом объеме, часто не продумано, что в конечном результате может привести к глобальной энергетической катастрофе.
Пути решения проблемы исчерпаемости ресурсов
1. Рациональное использование имеющихся ресурсов. Концепция энергосбережения. Повышение эффективности обращения с энергоресурсами на всех этапах их жизненного цикла: поиск →разведка →добыча→ производство из них электрической и тепловой энергии →транспортировка энергии к удалённым потребителям → распределение и потребление
2. Освоение новых альтернативных источников сырья и энергии.Концепция энергозамещения. Постепенный переход от традиционного топлива (нефти, природного газа, бурого и каменного угля, урана) к альтернативным возобновляемым источникам энергии. Освоение новых технологий получения электрической и тепловой энергии.
В ходе нашего исследования был проведён опрос с целью выявления уровня знаний людей о такой проблеме, как исчерпаемость энергетических ресурсов и различных способов решения данной проблемы.
75 % знают, что основным негативным воздействием со стороны ветроэнергетики является непостоянство. 19% респондентов считают, что это визуальное воздействие. Остальное число опрошенных разделилось на два мнения: одни думают, что негативная сторона – выбросы вредных веществ в атмосферу, другие не смогли ответить на данный вопрос. Следовательно, больше половины студентов ознакомлены с основной негативной стороной ветроэнергетики. Также не менее важное негативное воздействие ветроэнергетики это то, что лопасти ветрогенератов невозможно переработать и утилизировать, поэтому эти большие агрегаты закапывают в землю.
На вопрос о том, к какой энергетике относится данное определение: Совокупность перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены, не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования и, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде: Большинство студентов 62% выбрали верный ответ - альтернативная энергетика. 19% респондентов за определение Солнечной энергетики. 16% думают, что ветроэнергетика. И 3% затрудняются ответить на данный вопрос. Значит, большинство студентов примерно представляют, что такое альтернативная энергетика.
В настоящее время вопрос о проблемах исчерпаемости энергетических ресурсов стоит наиболее остро. Как вы думаете, что необходимо предпринять для решения данной проблемы? На этот вопрос 31% не представляет, как же бороться с этой проблемой. 19% респондентов уверены, что необходимо экономить электроэнергию, вводить новые технические новшества. 16% написали, что необходимо рационально использовать ресурсы и также 25% думают, что нужно использовать только возобновляемые (альтернативные) источники энергии. 9% опрошенных считают, что необходимо отказаться от культа потребления и начать заниматься выработкой новых ценностей
Таким образом, проведённый сравнительный анализ показал:
2. Многие из студентов не знают, что такое альтернативные источники энергии
3. 44 % опрошенных не знают причины возникновения исчерпаемости энергетических ресурсов.
4. 69% опрошенных студентов предположили как можно решить проблему энергоресурсов. Но 31% не представляют, как бороться с проблемой исчерпаемости энергоресурсов.
В данной работе нами раскрыта тема проблемы исчерпаемости энергетических ресурсов. Главной проблемой исчерпаемости является нерациональное использование людьми источников энергетических ресурсов.
Невозобновимые энергетические ресурсы, такие как нефть, угль, газ и уран расходуются в промышленности в огромных количествах. Множество запасов данных ресурсов не разведано или не используется ввиду своей неэкономичности.
В связи с уменьшением ресурсов и увеличением мирового потребления энергии все большее значение приобретают электростанции, которые тоже не являются безопасными. Выбросы тепловых электростанций отрицательно влияют на здоровье людей, разрушают озоновый слой, оказывают вредное воздействие на атмосферу земли и водоёмы.
Для преодоления экологического кризиса и острых противоречий во взаимоотношениях общества и природы необходим новый образ мышления.
Цель достигнута – определена проблема исчерпаемости энергетических ресурсов. Поставленные задачи, реализованы. Познакомившись с классификацией и экономической оценкой энергетических ресурсов, с запасами энергоресурсов, с решением проблемы энергоресурсов, и с альтернативными источниками энергии, мы пришли к выводу, что людям необходимо рационально использовать источники энергии, чаще прибегать к использованию альтернативных методов. Так мы сможем сохранить энергоресурсы от истощения.
На Земле, в связи со стремительным истощением сырьевых запасов возникла сырьевая проблема, имеющая общие черты с энергетической проблемой, поэтому специалисты рассматривают их в неразрывной связи, как общую топливно-сырьевую проблему планеты. Для развития цивилизации необходимо сырье и топливо, но, к сожалению, месторождения минерального и углеводородного сырья на планете истощаются, проблема его недостатка приобретает глобальные масштабы, подтвержденные сырьевым кризисом 70 годов.
Причины возникновения сырьевой проблемы:
- Стремительный рост количества добываемого из недр планеты сырья.
- Естественным истощением месторождений в результате добычи.
- Разведанные запасы углеводородов не бесконечны.
- Необходимость добычи обедненных руд с низким содержанием полезных веществ.
- Увеличение расстояния между регионами добычи и переработки.
- Необходимость использования месторождения с плохими горно-геологическими условиями.
- Разработка вновь открытых месторождений в регионах со сложными природными условиями.
Основные моменты перехода:
Энергетическая проблема
Для цивилизации необходимо наличия топлива и энергии в долгосрочной перспективе. Но ограниченность количества и увеличение темпов потребления углеводородных и минерально-сырьевых ресурсов на Земле стало причиной возникновения энергетической проблемы.
Региональные кризисы возникали в отдельных государствах и в доиндустриальную эпоху. Яркий пример – в Англии 18 века вырубка лесов достигла таких размеров, что для отопления страна вынуждена была перейти на каменный уголь. Тогда это была локальная проблема, но во время мирового энергетического кризиса 70-х годов, она приобрела глобальный характер. Резко увеличившиеся цены на нефть привели к стагнации мировой экономики.
Кризис был преодолен, но проблема обеспеченности мировой экономики энергией и топливом никуда не исчезла, она сохранила свое значение. В среднем один рабочий на производстве использует количество энергии эквивалентное 100 л. с. Количество производимой энергии на жителя планеты – показатель качества жизни. Считается, что норма на душу населения – 10 кВт, а среднее значение для населения планеты всего 2 кВт.
Высокоразвитые страны мира уже достигли общепринятых норм выработки энергии на человека. Но нерациональное использование ресурсов, увеличение количества населения, неравномерное распределение сырья и топлива по регионам планеты, будут, приводить к постоянному увеличению их потребления и производства. Например, урановые руды, используемые в атомной энергетике, при современных темпах добычи будут полностью исчерпаны уже в первой половине 21 века.
Одна из причин топливно-энергетической проблемы – увеличение масштабов использования природных ресурсов, количество которых не безгранично. Бывшие социалистические страны отличались чрезвычайно затратной экономикой, в которой потери энергетических ресурсов были огромны. Положение, после распада СССР, немного улучшилось, но и сейчас страны СНГ на выработку единицы продукции используют сырья в 2 раза больше, чем Европейские страны. Увеличивается добыча нефти и газа. Разведаны и эксплуатируются богатейшие нефтегазовые месторождения Западной Сибири, на шельфе Северного моря, на Аляске с одновременным ухудшением экологической ситуации.
Ученые и специалисты произвели сложные расчеты, показавшие – если темпы использования каменного угля сохранятся, то его хватит на 325 лет, газа на 62 года, а запасы нефти истощатся через 37 лет. Постоянно открываются новые месторождения углеводородов, как на материке, так и на шельфе. Открытие новых энергетических источников разрушило пессимистические прогнозы 70 годов.
Пути решения проблем
Существуют два пути разрешения энергетической проблемы – экстенсивный и интенсивный путь.
Экстенсивный путь – это увеличение добычи углеводородного сырья и рост энергопотребления. Китай и Англия уже достигли предела добычи собственных энергоносителей с перспективой сокращения их количества. Недостаток энергоресурсов вынуждает многие страны искать технологии, позволяющие их рациональное использование.
Интенсивный путь – уменьшение энергозатрат на единицу продукции.
Энергетический кризис привел к перестройке структуры экономики, к внедрению инновационных энергосберегающих технологий и это позволило уменьшить последствия энергетического кризиса. Если сберечь тонну энергоносителя, то его цена будет в 3 или 4 раза меньше, чем добытая тонна. Уже к завершению 20 века США и Германия уменьшили энергоемкость производства в 2,5 раза.
По сравнению с металлургией энергоемкость в машиностроении уменьшилась практически в 10 раз.
Все энергоемкие производства развитые страны переводили в страны третьего мира. Энергосбережение сэкономило 20% энергоресурсов на единицу ВВП.
Повышение эффективности потребления энергии связано с внедрением современных технологических процессов. Инновационные технологии очень капиталоемкие, но это перспективный путь развития - затраты в 3 раза меньше расходов на увеличение добычи энергоресурсов.
Удивительно, но некоторые государства, например Китай, Россия, Индия, Украина по-прежнему используют устаревшие технологии в металлургии и химической промышленности. Они даже стремятся развивать эти чрезвычайно энергоемкие производства.
Увеличение энергопотребления в этих государствах связано с недостатком средств на внедрение современных технологий и с небольшим повышением уровня жизни населения. Глобальная энергетическая проблема и ее решение связано с расходом энергии на изготовление продукции. В настоящее время недостатка энергетических ресурсов на планете нет. Для некоторых регионов и государств сохраняется характерная проблема обеспечения энергоресурсами.
Глобальная сырьевая проблема, пути решения
Ученые-геологи и авторитетные экономисты предлагают следующее:
- Организовывать и финансировать геологоразведочные и геолого-поисковые экспедиции. При успешном завершении поиска запасы минерального сырья увеличатся. Например, в послевоенный период разведанное количество запасов бокситов увеличилось почти в 36 раз, а добыча только в 10 раз. В этот период почти в 7 раз увеличились разведанные запасы медных руд с увеличением добычи только в 3 раза. Разведано множество месторождений нерудных ископаемых – калийных солей, фосфоритов, каменной соли. Современная техника позволяет проводить поиск и разведку месторождений не только на материке, но на дне морей и Мирового океана.
- Внедрение энергосберегающих технологий, уменьшение материалоемкости изделий и энергоемкости процессов изготовления конечной продукции.
- Добиваться полной и безотходной переработки минеральных ресурсов.
- Использование в промышленности вторичного сырья - важного элемента рационального использования природных ресурсов.
- Применение искусственных материалов для замены природного сырья, например керамики, стекловолокна, углеволокна и других материалов.
Несмотря на огромные природные запасы полезных ископаемых – руды, нефти, газа, экономика России, развивающаяся экстенсивным путем, стала испытывать определенные кризисные явления. Постепенно богатые месторождения полезных ископаемых истощаются, растет себестоимость их добычи, наблюдается постепенное снижение запасов углеводородного и минерального сырья государства.
Люди постоянно создают новые технологии, совершая огромные прорывы в разных сферах. С одной стороны, это шанс раскрыть тайны, связанные с человеческим телом, мирозданием, Космосом, созданием планеты, преодолением смертельных болезней. С другой же стороны, это истощение ресурсов, которые дает планета людям.
Кроме того, из-за активной деятельности человечества наблюдается серьезное давление на природу, окружающую среду. Из-за этого ученые уже несколько десятилетий говорят о глобальных проблемах, с которыми нужно бороться. Одной из самых острых и актуальных является энергетическая проблема.
Причины появления
Впервые об энергетической проблеме заговорили в 1970-е годы, когда ученые стали утверждать, что жители планеты столкнуться со сложностями обеспечения топливом и энергией. Серьезные опасения ученых возникли из-за крупного энергетического кризиса, который положил конец эпохе недорогой нефти.
После этого начался экономический кризис, затронувший весь мир. Сложности закончились, нефть снова стала дешевой, но энергетическая проблема и дальше продолжает беспокоить правительства стран мира.
На самом деле, причин развития и углубления энергетической проблемы гораздо больше. Современные корпорации, предприятия, сфера образования, коммунальных услуг, инфраструктура, логистическая и транспортная системы требуют колоссальных затрат электричества и топлива. Ресурсов постоянно не хватает, поэтому в некоторых странах увеличивается их потребление, в других – правительство пытается разработать альтернативные источники топлива и сделать использование традиционных вариантов энергии эффективным и безопасным.
Способы решения энергетической проблемы
Выделяют традиционные и инновационные пути преодоления данной глобальной проблемы. Большинство стран мира стараются наращивать ресурсы минерального топлива. Суть метода заключается в увеличении запасов нефти и газа за счет поиска новых мест ископаемых. Количество ресурсов возросло в несколько раз, если сравнивать с темпами добычи топлива.
Этот способ предусматривает не только наращивание количество топлива, но и их экономное и рациональное использование. В результате чего возникла ресурсоемкая экономика, базирующая на энергосбережении.
Второй способ касается сохранения ресурсов. Данная политика проводится в различных технологиях, в промышленности, транспорте, коммунальной и бытовой сфере, обществе, сфере образования.
Чтобы усилить процесс энергосбережения, стали использовать технологические нововведения. В частности, улучшили промышленное и коммунальное оборудование, стали выпускать экономичные автомобили. Постепенно стала меняться структура потребления энергетических ресурсов, направленных на увеличение числа возобновляемых и нетрадиционных первичных энергоресурсов.
Третий способ касается развития атомной энергетики, которая основана на использовании атомных реакторов нового поколения. Несмотря на закрытие в Европе многочисленных АЭС и массового отказа от такого вида энергетики, способ и дальше рассматривается как основной для решения энергетической проблемы.
Четвертый метод – прямое преобразование тепловой энергии в энергетическую с помощью магнитогидродинамических генераторов. Они имеют высокий уровень КПД, не осуществляют выбросы вредных веществ в атмосферу.
Пятый метод – создание криогенного турбогенератора, который должен работать за счет охлаждения ротора жидким гелием, благодаря чему достигается эффект сверхпроводимости.
Шестой способ – использование в качестве топлива водорода, на котором будет работать новый тип двигателя.
Ведутся разработки по созданию электрохимических генераторов (топливных элементов). Они тоже должны работать на водороде, который должны пропускать через полимерные мембраны с катализатором. Последние новинки в сфере поиска новых видов топлива касаются создания управляемого термоядерного синтеза. Он основан на слиянии ядер изотопов водорода. При ядерном сжигании 1 кг дейтерия выделяется в 10 млн. раз больше энергии, чем при сжигании 1 килограмма угля.
Перспективы
Один из способов развиваться не будет. Ставка делается на использовании всех возможных методов, чтобы уменьшить долю использования различных видов топлива. В результате, в энергетической сфере будут происходить важные структурные изменения. Прогнозируется, что возрастет доля возобновляемых источников топлива при уменьшении части ископаемых. Ученые говорят, что в последующие годы будут активно использовать солнечную, ветровую, приливную и геотермальную энергии.
Огромные перспективы у биотоплива, способного давать огромное количество электроэнергии.
Несмотря на разработки и достижения, и дальше будут наблюдаться истощения отдельных бассейнов топлива, что поменяет структуру горной промышленности. Альтернативные источники энергетики не помешают наращивать темпы добычи ископаемых.
Ситуация может поменяться, если ученые добьются значительного прорыва в ядерной энергетике.
Таким образом, энергетическая проблема обострилась в 1970-е годы в результате активной деятельности людей по добыче топливных ископаемых. Глобально заниматься проблемой стали только в конце ХХ века, сделав ставку на уменьшение традиционных минералов, необходимых в энергосфере. Большой прорыв в данной области связан с созданием альтернативных источников энергетики.
Энергетическая проблема 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 этапе научно-технической революции.
Атомная энергетика
Одним из наиболее перспективных направлений в сфере энергоснабжения является атомная энергетика. 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 магнитогидродинамические генераторы. 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.
- высокий КПД;
- экологичность (отсутствуют вредные выбросы в атмосферу);
- моментальный запуск.
Криогенный турбогенератор
Принцип работы криогенного генератора заключается в том, что ротор охлаждается жидким гелием, 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
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.
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.
Читайте также: