Пути преодоления энергетического кризиса кратко

Обновлено: 04.07.2024

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.

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Устойчивое развитие общества возможно только в условиях энергосбережения, т.е. разработки систем, более эффективно использующих энергию, обеспечивают такой же или даже более высокий уровень транспортных услуг, освещения, отопления и при меньших энергозатрат.

И здесь нет никаких противоречий с законами термодинамики. Сейчас 60-80% потребленной энергии не превращается в полезную работу, а теряется в виде тепла. Сущность энергосбережения заключается в уменьшении этих убытков. Возможности энергосбережения широко используются в мире. Это, например, уменьшение расходов автомобильного топлива; внедрение новых технологий в производственный процесс и др.. Разработаны, но пока мало используются следующие основные направления энергосбережения:

- Улучшение теплоизоляции помещений, в связи с чем уменьшатся энергозатраты на отопление и охлаждение;

- Замена традиционных ламп флуоресцентными. В первых коэффициент полезного действия (КПД) составляет 5%, а 95% расходуется в виде тепла, в других - почти 95%;

- Когенерация. Электричество обычно производят на электростанциях, где 60-70% энергии топлива расходуется в виде тепла, поэтому на отопление используется дополнительное топливо.

Когенерация - это размещение электрогенератора вместе с его источником энергии непосредственно в каждом здании. Если при этом использовать тепло, которое выделяется при получении электричества, для отопления и горячего водоснабжения, можно экономить до ЗО% и больше топлива. Когенерация энергосберегающая и экологически безопасна.

Учитывая мировую тенденцию к значительному удорожанию энергоносителей, эффективное применение собственных и импортируемых энергоресурсов является крайне необходимым. Промышленность и жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ) в Украине энергоемкие. ЖКХ ежегодно потребляет 10 млрд. кВт ? ч электроэнергии и около 8 млрд. м3 природного газа. В себестоимости таких услуг, как тепло-, водоснабжения и водоотведения себестоимость энергоресурсов составляет 60-70%. В Украине работают 10,5 тыс. тепловых котлов, КПД которых не превышает 50-70%. Современный стандарт КПД для теплового котла достигает 90-95%. Замена старых котлов позволит сократить расход природного газа в ЖКХ на 15-30%.

Как известно, по инициативе Совета национальной безопасности и обороны Украины (СНБОУ), рассматривается возможность создания Национального агентства по энергосбережению, задачи которого заключаются в формировании, ведении мониторинга реализации государственной политики в энергосбережении, включая систему как стимулов, так и контроля по эффективному использованию энергоресурсов на основе оптимального баланса как административных, так и экономических методов.

Эксперты убеждены, что для эффективной работы этого агентства нужно его создать в форме всеукраинской государственной компании, которая имела бы возможность не только внедрять в жизнь энергосберегающие технологии за бюджетные средства, но и самостоятельно зарабатывать деньги на энергосбережении. Прибыль такой компании - это револьверные средства, вновь направляются на программы энергосбережения. На высшем уровне также рассмотрен проект энергетической стратегии Украины до 2030 г. Этот документ должен реформировать топливно-энергетический комплекс, сделать его высокоэффективным и экономичным.

Таким образом, использование ископаемого топлива и ядерной энергии противоречит принципу устойчивого развития, поскольку эти ресурсы невозобновляемые, а их использование загрязняет окружающую среду. Движение к устойчивому развитию общества требует медленной ликвидации зависимости от ископаемого топлива. Поэтому вторым путем по преодолению современной энергетического кризиса является переход к использованию альтернативных (нетрадиционных) источников энергии. Альтернатива (от франц. Alternative, от лат. Alter - один из двух) - это необходимость выбора одной из двух или нескольких возможностей взаемовиключаються. Альтернативными источниками энергии называют такие материальные средства ее производства, которые могут противопоставляться основным, которые на сегодня используются как противовес или замена. В Закон Украины "Об альтернативных источниках энергии" от 20 февраля 2003 г. № 555-IV альтернативные источники энергии определяются так: "Это возобновляемые источники, к которым относятся энергия солнечного излучения, ветра, морей, рек, биомассы, теплоты Земли и вторичные энергетические ресурсы, существуют постоянно или возникают периодически в окружающей среде ". Т.е. в состав альтернативной энергетики включает следующие виды: гелиоэнергетика, смешанная, био-, ветро-, гидро-, геотермо-, космическая энергетика, энергетика вторичного использования выкидного тепла.

С 2000 г. потребление природного газа в Украине ежегодно увеличивается на 1 млрд м3, а по итогам 2005 p., Может вырасти на 2 млрд м3. На сегодня Украина занимает девятое место в мире по использованию голубого топлива. Поэтому важной является необходимость уменьшения потребления природного газа в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве. Сейчас поиск альтернативных энергоносителей как никогда актуален. Теоретические залежи шахтного метана на украинских угольных шахтах составляют 3 трлн м3. Некоторые газовые скважины на угольных месторождениях могут дать 6 млн м3газу в сутки. Однако в связи со сложностью его промышленной добычи и дорогостоящим оборудованием, которое в Украине не производится, проблема добычи шахтного метана - это, прежде всего, технологическая проблема, которая требует значительных инвестиций.

Сопутствующий газ нефтяных месторождений в Украине не используется. Это тот самый газ, который сжигают в факелах около места добычи. По химическим свойствам он в основном едкий и агрессивен, поэтому его трудно хранить, перерабатывать в конденсат и транспортировать до потребителей. По оценкам экспертов, в Украине сгорает в факелах в эквиваленте теплотворности до тонны сырой нефти более 30 млн т некондиционного сопутствующего горючего газа. Если это количество умножить на стоимость тонны нефти, то только на украинских месторождениях в трубу ежегодно "вылетает" почти 11 млрд дол. США. Конечно, следует учитывать, что некондиционный газ значительно дешевле чем нефть. Но даже если он вдвое дешевле, ежегодные потери в объеме 5 млрд дол. США - это слишком. Если овладеть специальные технологии, этот газ можно перерабатывать, транспортировать и с помощью него обогревать здания зимой. При этом добывающие компании будут получать значительную прибыль.

Проблемам использования нетрадиционных, возобновляемых и внебалансовых источников энергии (НВИЭ) значительное внимание в Украине начали уделять лишь после провозглашения независимости, тогда как в развитых странах эти вопросы решали уже с середины 70-х годов XX в., Когда начались активные научно-технические разработки и постепенное внедрение технологий на основе НВИЭ.

Развитие НВИЭ обусловлен следующими факторами:

- Под влиянием энергетических кризисов, охвативших развитые капиталистические страны в 70-х годах XX в., Было сделано пессимистические прогнозы относительно возможностей использования традиционных видов топлива в долгосрочной перспективе и значительного роста цен на традиционные виды органического топлива даже в краткосрочной перспективе. В связи с этим начались активные работы по созданию альтернативных технологий производства электро-и теплоэнергии, прежде всего, на базе возобновляемых источников энергии: ветра, биомассы и отходов, гелио-и геотермальной энергии;

- Одновременно проблемы загрязнения окружающей среды волновавшие широкие слои населения, прежде всего, в индустриально развитых демократических странах. Это обеспечило значительную экономическую поддержку развитию экологически чистых технологий производства электроэнергии как на уровне управления государством, так и на уровне местной власти, учитывая политические соображения относительно поддержки гражданами на выборах в соответствующие органы;

- С середины 80-х годов XX в. определили особую опасность продолжения неконтролируемого увеличения выбросов газов, вызывающих парниковый эффект: СО2, СН4, N2О, СхНу, NОх и некоторых других. Рост этих выбросов, как свидетельствуют проведенные во многих странах мира исследования, может вызвать экологическую катастрофу. Поэтому сейчас многие государства взяли на себя обязательства (Киотский протокол) по ограничению выбросов таких газов, что будет трудно обеспечить без широкого внедрения возобновляемых источников энергии;

- Решение социально-экономических проблем путем создания новых рынков высокотехнологичного оборудования, рабочих мест.

На начальном этапе внедрения технологий производства энергии на базе НВИЭ осуществлялось с помощью политики значительной поддержки нетрадиционной и возобновляемой энергетики в развитых странах мира, ведь учитывая экономическую эффективность, они значительно уступали традиционным технологиям производства топливно-энергетических ресурсов, а существенная доля технологий использования НВИЭ и на сегодня является неконкурентоспособной о традиционных технологий, несмотря на существенное улучшение их технико-экономических показателей. Впрочем, для некоторых технологий использования НВИЭ обусловлено экологическими факторами, а не производством топливно-энергетических ресурсов: производство биогаза из канализационных стоков, отходов животноводства и птицеводства, сжигание отходов и утилизация метана со свалок бытовых твердых отходов и т.д., а некоторые технологии использования НВИЭ могут только дополнять традиционную энергетику, прежде всего касается использования энергии ветра, поскольку мощность ветроэлектростанций следует почти на 100% резервировать традиционными электростанциями с целью обеспечения надежности электроснабжения и нормативного качества электрической энергии.

Во времена вхождения Украины в СССР низкие цены на традиционные энергоресурсы, их большие запасы и практическое пренебрежение экологическими проблемами вызывали отсутствие интереса к развитию НВИЭ. После провозглашения независимости ситуация а энергообеспечением в стране принципиально изменилась, поэтому внедрение НВИЭ рассматривалось как одна из мер по уменьшению энергетической зависимости Украины от импорта энергоресурсов. Больше внимания уделялось также экологической ситуации в государстве.

Планы развития НВИЭ в стране конкретизированы и детализированы в разработанной во исполнение Указа Президента Украины "Программе государственной поддержки развития нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, малой гидро-и теплоэнергетики" от 2 апреля 1997 г. № 285, одобренной постановлением Кабинета Министров Украины от 31 декабря 1997 г. № 1505 как составную Национальной энергетической программы Украины. Но в условиях сложной экономической ситуации и потребности значительных инвестиций на развитие технологий использования НВИЭ реализовать эти планы в полном объеме не удалось, и как результат - за 1997 - 2001 pp. программу НВИЭ выполнили всего на 26%.

Вместе с тем значительно меньшие цены на электро-и теплоэнергию в Украине по сравнению с развитыми странами мира, где использование НВИЭ получило наибольших масштабов, объективно сдерживают развитие их использования. Поэтому, несмотря на существенный потенциал основных видов возобновляемых источников энергии, их практическое использование на сегодня составляет лишь незначительную часть в топливно-энергетическом балансе Украины.

Итак, рассмотрим альтернативные, или нетрадиционные, и возобновляемые источники энергии. Одним из таких источников является энергия Солнца. Солнечная энергия - это кинетическая энергия излучения (в основном света), образующаяся в результате термоядерных реакций в недрах Солнца. Поскольку ее запасы почти неисчерпаемые (ученые подсчитали, что Солнце "светить" еще несколько миллиардов лет), она относится к воспроизводимых энергоресурсов.

В естественных экосистемах лишь небольшое количество (менее 1%) солнечной энергии поглощается хлорофиллом, который содержится в листьях растений и используется для фотосинтеза, т.е. образования органического вещества из углекислого газа и воды. Солнечную энергию нужно использовать так, чтобы ее стоимость была минимальной или вообще равна нулю. По мере совершенствования технологий и в связи с подорожанием традиционных энергоресурсов эта энергия находить новые сферы применения. Рассеянность солнечной энергии - главное препятствие для ее использования. Лишь 3,5% солнечной энергии, попадающей на Землю, может обеспечить все энергетические потребности человечества на неограниченное время.

Солнце - это мощный источник экологически чистой энергии. На каждый квадратный метр поверхности земной атмосферы попадает 1300 Вт солнечной энергии. Интенсивность солнечного излучения, которое достигает Земли, зависит от нескольких факторов, прежде всего, от географической широты местности. Наибольшая она на экваторе (до 2300кВт/м2 в год), а на широте Украина (45 °) составляет почти 1000 кВт/м2 в год.

Оценка гелиоэнергетические ресурсов осуществляется на основе многолетних наблюдений за свойствами солнечной радиации. Важным показателем является продолжительность солнечного сияния и облачность, поскольку переривчатисть в процессе попадания солнечной радиации (в связи с чем теряется значительная часть энергии) негативно влияет на работу гелиоустановок. Оценка потенциала солнечной энергии включает данные о среднем распределении прямой, рассеянной и суммарной радиации; эти показатели отражают общие закономерности поступления солнечной энергии.

Целесообразность использования солнечной энергии в любом районе определяется изменчивостью месячных сумм суммарной радиации. Наименьшая изменчивость суммарной радиации в Украине наблюдается на Южном берегу Крыма, где рост повторяемости ясных дней обеспечивает большую устойчивость солнечной энергии. Также достаточно устойчивыми показателями потенциала солнечной энергии характеризуются районы Причерноморской и Приазовской низменностей, Донецкой и Приднепровской возвышенностей, Закарпатской низменности. Итак, Южный берег Крыма лучше обеспечен ресурсами солнечной энергии.

Сейчас есть такие направления использования солнечной энергии:

- Получение электрической энергии;

- Получение бытового тепла;

- Получение высокотемпературного тепла в промышленности и на транспорте.

Наибольшие успехи достигнуты в установках так называемой малой энергетики. Для получения электроэнергии используют несколько методов. Перспективным считается метод непосредственного преобразования излучения в электрическую энергию с помощью солнечных батарей. Электроэнергию можно получать с помощью генераторов, использующих тепловое воздействие солнечных лучей (паротурбинные, термоионного, термоэлектрические). Одной из таких станций является солнечная электростанция (СЭС), построена в Крыму близ Керчи.

Это станция башенного образца: в центре круга диаметром 500 м установлено 70-метровую башню с парогенератором на верхушке, его окружают 1600 гелиостатов - подвижных зеркал площадью 5x5 м, которые направляют солнечные лучи на парогенератор, нагревают в нем воду и превращают ее в пар с температурой 300 ° С. Пара движет турбину с генератором. Мощность станции составляет 1200 кВт. Станция экспериментальная. По некоторым расчетам, построенные по такому принципу СЭС могут иметь мощность до 100 тыс. кВт. Высота башни такой станции при этом должна достигать 200-300 м.

В ясный день гелиоустановки могут использовать почти всю солнечную радиацию, за исключением утренних и вечерних часов, когда ее мощность слишком мала. Продолжительность солнечного сияния обусловлена изменчивостью облачности. Например, она изменяется в год от 1794 часов (Харьков) до 2470 (Симферополь). Значение средней продолжительности солнечного сияния за день с апреля по сентябрь изменяются в пределах Украины от 6 до 11 часов * 57. Конечно, непрерывная продолжительность солнечного сияния обеспечивает наименьшие затраты энергии на разогрев гелиоустановки. Если она превышает шесть часов, то обеспечивает рентабельную работу гелиоустановок. Максимальная повторяемость непрерывной продолжительности солнечного сияния более шести часов в апреле - сентябре наблюдается на Южном берегу Крыма (44-48%).

Световое излучение можно улавливать и использовать непосредственно, когда оно достигает Земли, - это непосредственное использование солнечной энергии. Кроме того, солнечная энергия обеспечивает круговорот воды, циркуляцию воздуха и накопление органического вещества в биосфере. Применение этих энергоресурсов является, по сути, косвенным (опосредованным) использованием солнечной энергии. Согласно официальным данным, качественно спроектирован дом с солнечной системой отопления позволяет экономить до 75% расходов на топливо практически в любых климатических условиях. То же можно сказать и о горячее водоснабжение. В среднем в домашнем хозяйстве на нагрев воды тратится от трети до половины всей потребляемой энергии.

Солнечная энергия может использоваться с целью получения бытового тепла (если нужны источники тепла 100-150 ° С) - отопление жилых помещений. Разработаны проекты солнечных домов, которые уже реализованы в некоторых странах (США, Туркменистан, Узбекистан). Здесь применяется солнечные лучи, что попадает на крышу и стены здания, покрытые специальными коллекторами тепла, где нагревается вода до 95 ° С.

Глобальная энергетическая проблема — 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 проблема нехватка 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.

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.

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.

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.

Читайте также: