Энергетические проблемы

Энергетическая и сырьевая проблема

Энергетические проблемы

Замечание 1

Между сырьевой и энергетической проблемами есть общие черты, поэтому их часто рассматривают в виде одной топливно-сырьевой проблемы. Касаются они обеспечения человечества топливом и сырьем. Проблема обеспеченности стран сырьем и раньше имела определенную остроту, но возникала она на региональных уровнях. Однако сырьевой кризис 70-х годов показал её глобальные масштабы.

Понятие «сырье» само по себе является очень ёмким. Это могут быть материалы и предметы труда, которые уже претерпели какое-то изменение и подлежат дальнейшей переработке, например, нефть, руда, древесная щепа, шерсть, пластмассы, смолы и др.

Вообще всё сырье по происхождению делят на промышленное и сельскохозяйственное, но чаще всего сырьевые ресурсы ассоциируются с минеральными ресурсами. Минеральные ресурсы или полезные ископаемые есть не что иное, как основа существования человеческой цивилизации.

С бурным развитием промышленности потребность в минеральных ресурсах увеличивается, темпы их добычи растут, а сами ресурсы в недрах Земли ограничены. Со временем они будут просто исчерпаны.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Появление сырьевой проблемы связано с целым рядом причин:

  1. Ростом объемов извлекаемого из недр Земли минерального сырья;
  2. Истощением бассейнов и месторождений;
  3. Обеднение многих руд полезными веществами;
  4. Ограниченностью разведанных запасов углеводородов;
  5. Ухудшением горно-геологических условий залегания полезных ископаемых;
  6. Территориальным разрывом между районами добычи сырья и районами его потребления;
  7. Открытием новых месторождений в районах со сложными природными условиями.

Следствием данных причин стало общее снижение обеспеченности минеральными ресурсами на глобальном уровне, при этом надо иметь в виду, что для отдельных видов сырья необходим дифференцированный подход.

Многие специалисты делают расчеты обеспеченности ресурсами, но между ними часто бывают большие расхождения. Тем не менее, в век научно-технической революции важным является рациональное использование минерального сырья, более полное извлечение из земных недр полезных ископаемых.

Например, существующие современные способы добычи нефти имеют коэффициент её извлечения $ 0,25$-$0,45$, а это означает, что большая часть геологических запасов остаётся в недрах. При повышении коэффициента нефтеотдачи хотя бы на $1$ % дает большой экономический эффект.

«Ресурсная расточительность» $XX$ века перешла к эпохе рационального потребления ресурсов.

Этот переход связан с двумя основными моментами:

  1. Благодаря энергетическому кризису $70$-х годов началось развитие энергосберегающих технологий и переход мировой экономики на интенсивный путь развития. Производственная и непроизводственная сферы в значительной степени уменьшили расходы энергии, следствием чего явилась экономия углеводородного сырья;
  2. Из всего добываемого на планете сырья на производство готовой продукции идет только $20$ %, а вся остальная горная масса накапливается в отвалах. За многие десятилетия накопились миллиарды тонн горных пород. Здесь же лежат миллиарды тонн зольных отходов электростанций и шлаковых отходов металлургических предприятий. Многое из этих отходов можно использовать для получения новых веществ, например, для производства ряда металлов, химических продуктов, таких строительных материалов как кирпич, цемент, известь и др. Отсюда этот второй момент ассоциируется со снижением «прямой» ресурсной расточительности.

Энергетическая проблема

Суть проблемы состоит в том, что в настоящее время и в будущем человечество должно быть обеспечено топливом и энергией. Энергетическая проблема на планете появилась, потому что важнейшие органические и минерально-сырьевые ресурсы ограничены, а использование топливно-энергетических ресурсов растет быстрыми темпами.

Замечание 2

Небольшие энергетические кризисы имели место и в доиндустриальной экономике. В $XVIII$ веке в Англии, например, были исчерпаны лесные ресурсы, и стране пришлось перейти на уголь.

Данная проблема была локальной, а глобальной она стала, когда разразился мировой энергетический кризис. Это были $70$-е годы $XX$ века.

Цены на нефть резко поднялись, и мировая экономика испытала серьезные трудности.

Надо сказать, что возникшие затруднения были преодолены, но сама проблема обеспеченности топливом и энергией, сохранила своё значение.

В процессе промышленного производства каждый работник в наше время использует энергию, равную примерно $100$ лошадиным силам. А одним из показателей качества жизни населения планеты является количество производимой энергии на одного человека.

По общепризнанным нормам на душу населения необходимо производить $10$ кВт, а производится только около $2$ кВт.

Общепризнанных норм достигли некоторые высокоразвитые страны мира.

Если учесть, что с одной стороны население планеты растет, а с другой стороны энергия и сырье используются нерационально, топливно-энергетические ресурсы по странам мира размещаются неравномерно, то следует, что их производство и потребление будут увеличиваться и дальше.

К сожалению, энергетические ресурсы Земли не безграничны. При тех темпах, например, которые планируются в атомной энергетике, суммарные запасы урановых руд будут исчерпаны в первой половине $XXI$ века.

Если говорить о вещественном содержании, то причина топливно-энергетической проблемы связана с ростом масштабов вовлечения природных ресурсов в хозяйственное обращение при их ограниченности. Затратная экономика бывших социалистических стран была связана с огромными потерями энергетических ресурсов.

Да и сегодня на производство единицы продукции страны СНГ расходуют сырья в $2$ раза больше, чем страны Западной Европы. Наращивание добычи топливных ресурсов продолжается.

Открыты и эксплуатируются огромные нефтегазоносные площади в Западной Сибири, на Аляске, на шельфе Северного моря, что в свою очередь привело к ухудшению экологической ситуации.

Замечание 3

Специалисты подсчитали, что разведанных запасов угля при современном уровне его добычи должно хватить на $325$ лет, разведанных запасов газа хватит на $62$ года, а нефти на $37$ лет. С открытием новых месторождений энергоносителей пессимистические прогнозы $70$-х годов сменились на оптимистические взгляды, которые были основаны на более актуальной информации.

Пути решения проблем

В решении энергетической проблемы существует два пути – экстенсивный и интенсивный путь.

При решении проблемы экстенсивным путем требуется дальнейшее увеличение добычи энергоносителей и абсолютный рост энергопотребления. Для современной мировой экономики этот путь является актуальным, потому что в абсолютном выражении к $2003$ году мировое энергопотребление выросло с $12$ до $15,2$ млрд.

тонн условного топлива. Такие страны как Китай, столкнувшийся уже с достижением предела собственного производства энергоносителей или Великобритания, столкнувшаяся с перспективой сокращения этого производства. Развитие событий таким путем заставляет страны искать способы более рационального использования энергоресурсов.

Решение проблемы интенсивным путем заключается в увеличении производства продукции на единицу энергозатрат.

Энергетический кризис ускорил внедрение энергосберегающих технологий и перестроил структуру экономики, что в значительной степени смягчило последствия энергетического кризиса.

В настоящее время одна тонна сбереженного энергоносителя стоит в $3$-$4$ раза дешевле, чем дополнительно добытая тонна.

К концу $XX$ века энергоёмкость хозяйства таких стран как США и Германия снизилась соответственно в $2$ и $2,5$ раза.

Например:

  1. Энергоёмкость машиностроения в $8$-$10$ раз стала ниже, чем в металлургии и топливно-энергетическом комплексе;
  2. Энергоёмкие производства выводились в развивающиеся страны. Энергосберегающая перестройка хозяйства давала до $20$ % экономии топливно-энергетических ресурсов в расчете на единицу ВВП;
  3. Совершенствование технологических процессов функционирования оборудования является важным резервом повышения эффективности использования энергии. Направление в данном случае очень капиталоёмкое, но затраты на него в $2$-$3$ раза меньше расходов на увеличение добычи топлива и энергии.

Замечание 4

Как ни странно, такие государства как Россия, Китай, Индия, Украина стремятся развивать именно энергоёмкие производства – металлургия, химическая промышленность – при использовании устаревших технологий.

Рост энергопотребления в этих странах ожидается как в связи с повышением уровня жизни, так и с нехваткой у некоторых из них достаточных средств на снижение энергоёмкости хозяйства.

Ещё долгие годы решение глобальной энергетической проблемы будет зависеть от расхода энергии на единицу произведенной продукции. Сегодня глобальная энергетическая проблема в понимании нехватки энергетических ресурсов в мире не существует.

Сохраняется проблема обеспечения энергоресурсами в модифицированном виде.

Каковы пути решения глобальной сырьевой проблемы.

Авторитетные специалисты в этой области предлагают следующие пути:

  1. Проводить геолого-поисковые и геолого-разведочные работы. Их цель – увеличить разведанные запасы минерального сырья. Решение данной задачи идет довольно успешно. Например, разведанные запасы бокситов за послевоенный период увеличились в $36$ раз, а добыча увеличилась только в $10$ раз. За этот же период в $7$ раз увеличились разведанные запасы меди, а её добыча увеличилась в $3 $раза. Увеличились разведанные запасы нерудных полезных ископаемых – фосфоритов, калийных солей и др. Перспективными становятся поиски и разведка сырья на материковом шельфе, материковом склоне, и, даже, на глубоководном дне Мирового океана;
  2. Полное и комплексное использование минеральных ресурсов, извлекаемых из недр планеты;
  3. Снижение материалоёмкости производственных процессов и осуществление политики ресурсосбережения;
  4. Важным элементом рационального природопользования должно стать широкое использование вторичного сырья;
  5. Замена природного сырья искусственными материалами, по качеству не уступающих натуральным – это пластмассы, керамика, стекловолокно и другие материалы.

Замечание 5

России тоже необходим этот переход к ресурсосбережению, несмотря на то, что она имеет огромный природно-ресурсный потенциал. Хозяйство страны, развивавшееся экстенсивным путем, в последнее время стало испытывать кризисные явления. Месторождения природных ресурсов истощаются, растет стоимость их добычи, снижается прогнозная и действительная ресурсообеспеченность страны.

Источник: https://spravochnick.ru/geografiya/energeticheskaya_i_syrevaya_problema/

Энергетическая проблема мира и пути её решения

Энергетические проблемы

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Московский государственныйинститут международных отношений (У)МИД России

кафедра мировойэкономики

Доклад на тему
«Энергетическаяпроблема мира и пути её решения»

Работу выполнила: студентка11 группы Iкурса факультета МЭО Бадовская Н.В.

Научныйруководитель: Комиссарова Ж.Н.

Москва
2006

Всё живое на Земле нуждается вэнергии. Однако помимо биологическихнужд, человечество по мере техническогои научного прогресса становится всёболе уязвимо в своей зависимости отвнешних источников энергии, необходимыхдля производства множества товаров иуслуг.

В целом, энергия позволяет людямжить в меняющихся природных условияхи условиях большой плотности населения,а также контролировать своё окружение.

Степень такой зависимости определяетсямногими факторами – начиная климатоми заканчивая уровнем жизни в даннойстране: очевидно, что чем комфортнеечеловек делает свою жизнь, тем большеон зависит от внешних источников энергии.Великолепным примером такой зависимостиможет стать США, по словам Дж.

Буша,«пристрастившиеся к нефти, импортируемойиз нестабильных регионов», и Европа,практически всецело полагающаяся напоставки энергоресурсов из России.Новые технологии позволяют снизитьпотребление энергии, сделать его болееразумным и применять новейшие, наиболееэффективные способы её получения ииспользования.

Но потребление любых энергоресурсовимеет пределы количественного расширения.К началу XXI века многиевопросы уже достигли общемировогозначения. Запасы одних из самых важныхполезных ископаемых – нефти и газа –постепенно приближаются к истощению,а полное их исчерпание может произойтиуже в ближайшее столетие.

Тесно связаны с энергетикойтакже экологические проблемы, сопряжённыесо сказывающимся влиянием использованияи переработки энергии, – в первуюочередь, климатические изменения.

Таким образом, вопрос энергетики– одна из важнейших составляющих болееглубокой и всеобъемлющей проблемыдальнейшего развития человечества,поэтому на сегодняшний день как никогдаостро стоит задача найти новые выгодныеисточники энергии.

В настоящее время для производстваэнергии наиболее широко используютсятопливные ресурсы, обеспечивая около75% её мировой выработки. О их преимуществахможно много говорить – они относительнолокализованы в нескольких крупныхскоплениях, легки в эксплуатации и даютдешёвую энергию (если, конечно, неучитывать ущерб от загрязнения). Но естьи ряд серьёзных недостатков:

  • Запасы топливных ресурсов уже в обозримом будущем истощатся, что приведёт к тяжёлым последствиям для стран, зависящих от них.
  • Добыча полезных ископаемых становится более тяжёлой, дорогой и опасной по мере того, как мы используем самые доступные бассейны.
  • Нефтяная зависимость привела к фактической монополизации, войнам и социально-политической дестабилизации.
  • Добыча полезных ископаемых вызывает тяжёлые экологические проблемы.

Одним из перспективных направленийэнергетики является ядерная энергетика.

В атомных электростанцияхэлектричество вырабатывается в ходереакций ядерного распада, сопровождающихсяогромным выделением энергии при сжиганииотносительно небольшого количестватоплива. При данном уровне потребленияисследованных месторождений уранахватит более чем на 5 000 000 000 лет– за это время успеет сгореть даже нашеСолнце.

Вероятность катастроф и аварийна АЭС несколько сдерживает развитиеэтой отрасли, вызывая недовериеобщественности к ядерной энергетике.Однако в исторической перспективеаварии на тепло- и гидроэлектростанцияхстали причиной смерти куда большегоколичества людей, не говоря уже об ущербеэкологии.

Ещё одним способом полученияэнергии, волнующим умы учёных уже непервое десятилетие, является ядерныйсинтез. При ядерном синтезе выделяетсяв сотни раз больше энергии, чем прираспаде, а запасов топлива для такихреакторов хватит на многие миллиардылет. Однако подобную реакцию пока чтоне удаётся поставить под контроль, ипоявление первых таких установокожидается не ранее 2050 года.

Альтернативу этим видамэнергоресурсов, возможно, смогутсоставить возобновляемые источники:гидроэнергия, энергия ветра и приливныхволн, солнечная, геотермальная, термальнаяэнергия вод океана и биоэнергия.

До промышленной революциивозобновляемые ресурсы были основнымисточником энергии. Твёрдое биотопливо– к примеру, дерево – всё ещё сохраняетсвоё значение для бедного населенияразвивающихся стран.

Биомасса (сжигание органическихматериалов для генерирования энергии),биотопливо (переработка биоматериаловдля синтеза этанола) и биогаз (анаэробнаяпереработка биологически отходов) –ещё одни возобновляемые источникиэнергии, которые не стоит сбрасыватьсо счёта. Они не могут обеспечитьпроизводства энергии в глобальныхмасштабах, однако способны вырабатыватьдо 10 МВ/ч. К тому же они могут покрытьрасходы на утилизацию биоотходов.

Гидроэнергия – единственныйвозобновляемый источник энергии изиспользуемых в наше время, обеспечивающийзначительную долю мирового производстваэнергии.

Потенциал гидроэнергетикираскрыт незначительно, в долгосрочнойперспективе объёмы получаемой энергиивозрастут в 9-12 раз. Однако строительствуновых дамб препятствуют сопряжённые сэтим экологические нарушения.

В этойсвязи возрастает интерес к проектаммини-гидроэлектростанций, которымудаётся избежать многих проблем большихдамб.

Солнечные батареи сегодня могутпреобразовать около 20% поступающейсолнечной энергии в электричество.Однако если создавать особые «светосборники»и занять ими хотя бы 1% земель, используемыхпод сельхозугодия, это могло бы покрытьвсё современное энергопотребление.

Причём производительность такогосолнечного коллектора от 50 до 100 разбольше, чем производительность среднейГЭС. Солнечные батареи могут бытьустановлены и на свободной поверхностисуществующих промышленных инфраструктур,что позволит избежать изъятия земельу парковых и посевных площадей.

В данныймомент правительство Германии проводитподобную программу, за которой с интересомнаблюдают прочие страны.

Благодаря исследованиям удалосьвыяснить, что фермы водорослей могутулавливать до 10%, термальные солнечныеколлекторы – до 80% солнечной энергии,которая впоследствии может бытьиспользована в различных целях.

Энергия ветра на сегодняшнийдень является одним из самых дешёвыхвозобновляемых источников. Потенциальноона может обеспечить в пять раз большеэнергии, чем потребляется в мире сегодня,или 40 раз перекрыть потребность вэлектричестве. Для этого потребуетсязанять ветряными электростанциями 13%всей суши, а именно те районы, где особенносильны движения воздушных масс.

Скорости ветра в море примернона 90% превосходят скорости ветра насуше, а это значит, что морские ветряныеустановки могут вырабатывать кудабольше энергии.

Такой способ получения энергиитакже возымел бы действие на экологию,смягчая парниковый эффект.

Геотермальная энергия, термальнаяэнергия океана и энергия приливных волн– единственные на данный моментвозобновляемые источники, не зависящиеот солнца, однако они «сосредоточены»в определённых областях. Вся доступнаяэнергия приливов может обеспечить околочетверти современного энергопотребления.В настоящее время существуют масштабныепроекты создания приливных электростанций.

Геотермальная энергия имеетогромный потенциал, если принимать врасчет всё тепло, заключённое внутриЗемли, хотя тепло, выходящее на поверхность,составляет 1/20 000 от той энергии, чтомы получаем от Солнца, или около 2-3 разбольше энергии приливов.

На данном этапе главнымипотребителями геотермальной энергииявляются Исландия и Новая Зеландия,хотя виды на такого рода разработкиимеют многие страны.

Рассмотренные виды энергоресурсовотнюдь не лишены недостатков.

Применение большинства технологий,связанных с использованием возобновляемыхресурсов, требует больших затрат, инередко локация таких станций крайненеудобна, что в конечном итоге делаетэти источники нерентабельными инедоступными для потребителя. С другойстороны, многие источники позволяютсоздавать небольшие производства,расположенные в непосредственнойблизости от потребителя энергии, как,например, солнечные батареи.

Ещё одной проблемой являетсянегативное воздействие на окружающуюсреду. К примеру, строительство плотин,как ни странно, способствует парниковомуэффекту – разлагающаяся органиказатопленных районов выделяет углекислыйгаз. В целом страдает вся экосистемаперекрываемой реки.

Помимо геотермальных игидроэлектрических ресурсов, которыеобладают определённой спецификойместоположения, прочие альтернативныеисточники энергии зачастую оказываютсяболее дорогими и неудобными в использовании,чем привычные топливные ископаемые.Пожалуй, единственной областью ихприменения остаются отдалённые районыс неразвитой инфраструктурой, гдедешевле оказывается строить ветряныеи прочие станции, чем подвозить топливоморем или сушей, а также малоразвитыерегионы Земли.

Иной путь решения энергетическойпроблемы – это интенсификация.

Новыетехнологии позволяют полнее использоватьдоступную энергию, повышая эффективностьоборудования – например, более эффективныефлуоресцентные лампы, двигатели,изоляционные материалы.

Тепло, котороетратится впустую, уходя в окружающуюсреду, посредством теплообменниковможет быть использовано для нагреванияводы и центрального отопления зданий.

Уже существующие электростанциимогут работать более продуктивно приминимуме затрат и преобразованийблагодаря новым технологиям. Новыеэлектростанции можно сделать болееэффективными при помощи таких технологий,как «когенерирование».

Новые архитектурныерешения могут включать использованиесолнечных коллекторов. Светодиодыпостепенно заменяют устаревшиеэлектрические лампочки.

Естественно,ни один из этих методов не предлагаеттехнологии вечного двигателя, и частьэнергии всегда уходит «на обогрев».

В отдалённом будущем огромноеколичество новых источников энергии могут принести исследовании космоса,хотя вряд ли они актуальны при решениисегодняшних проблем энергетики.

В ближайшей же перспективе мыможем позволить себе гелиоэнергетическиеорбитальные станции, 24 часа в суткисобиравшие бы энергию солнца и передававшиебы её на Землю посредством микроволн.Фундаментальные исследования в этойобласти позволят в дальнейшем сделатьтакой вид получения энергии рентабельными конкурентоспособным в сравнении сземными источниками.

Ядерное топливо теоретическиможно добывать на астероидах, однакотехнические препятствия бурению скважинна астероидах гораздо тяжелее преодолеть,чем трудности, связанные с использованиемогромных запасов урана-238 на Земле.

Другая интересная возможность– это добыча изотопа гелия-3, недоступногона Земле, на Луне. Этот вид топлива можетбыть использован в особом виде реакцийраспада, имеющих преимущества посравнению с расщеплением обычногоурана.

Ну, а в самом отдалённом будущем,человечество, освоившееся в космосе,будет обладать огромным выборомэнергоресурсов. И тогда, вероятно, оносможет использовать гигантский потенциалЧёрных дыр, о возможности чего учёныезадумываются уже сейчас.

Дальнейшее развитие энергетикив любом случае столкнётся с трудностями:растущим населением, удовлетворениемзапросов более высокого уровня жизни,требованием более экологически чистогопроизводства и исчерпанием полезныхископаемых. Для того, чтобы избежатьэнергетических кризисов, нужно помнитьследующее:

  • решение энергетической проблемы невозможно без обращения пристального внимания на экологический аспект;
  • только комплексный подход, предусматривающий более эффективное использование как уже известных, так и альтернативных источников, позволит в дальнейшем удовлетворить потребность человечества в электроэнергии;
  • разработка и внедрение новых технологий позволят открыть доступ к новым источникам энергии, недоступным на сегодняшний день.

В заключение хотелось бы привестислова секретаря Департамента ЭнергетикиСША Самюэля Бодмана: «На сегодня мироваяэкономика для того, чтобы развиваться,нуждается в нефти.

Нам же необходимыпути достижения её роста, которыеодновременно уменьшали бы нашу зависимостьот топливных ископаемых и расширяли быиспользование более чистых и надёжныхисточников энергии. Если говоритькоротко, нам нужно разнообразие.

Оно небудет дешевле или проще, но оно необходимо.В сущности, всё зависит от него. Поэтомунадо просто его обеспечить».

Источник: https://works.doklad.ru/view/l52kL4THvvc.html

Энергетические проблемы человечества

Энергетические проблемы

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Министерство сельского хозяйстваи продовольствия Российской Федерации

ФГОУ ВПО Уральская государственнаясельскохозяйственная академия

Кафедра экологии и зоогигиены

Реферат по экологии:

Энергетические проблемычеловечества

Исполнитель: ANTONiO

студент ФТЖ 212Т

Руководитель: Лопаева

Надежда Леонидовна

Екатеринбург 2007

Введение 3

Энергетика:прогноз с позиции устойчивого развитиячеловечества 5

Нетрадиционныеисточники энергии 11

ЭнергияСолнца 12

Ветроваяэнергия 15

Термальнаяэнергия земли 18

Энергиявнутренних вод 19

Энергиябиомассы 20

Заключение 21

Литература 23

Введение

Сейчас, как никогда остро всталвопрос, о том, каким будет будущее планетыв энергетическом плане. Что ждетчеловечество — энергетический голодили энергетическое изобилие? В газетахи различных журналах все чаще и чащевстречаются статьи об энергетическомкризисе.

Из-за нефти возникают войны,расцветают и беднеют государства,сменяются правительства. К разрядугазетных сенсаций стали относитьсообщения о запуске новых установокили о новых изобретениях в областиэнергетики.

Разрабатываются гигантскиеэнергетические программы, осуществлениекоторых потребует громадных усилий иогромных материальных затрат.

Если в конце XIXвека энергия играла, в общем, вспомогательнуюи незначительную в мировом балансероль, то уже в 1930 году в мире былопроизведено около 300 миллиардовкиловатт-часов электроэнергии.

С течениемвремени — гигантские цифры, огромныетемпы роста! И все равно энергии будетмало — потребности в ней растут ещебыстрее.

Уровень материальной, а, вконечном счёте, и духовной культурылюдей находится в прямой зависимостиот количества энергии, имеющейся в ихраспоряжении.

Чтобы добыть руду, выплавить изнее металл, построить дом, сделать любуювещь, нужно израсходовать энергию. Апотребности человека все время растут,да и людей становится все больше. Такза чем же остановка? Ученые и изобретателиуже давно разработали многочисленныеспособы производства энергии, в первуюочередь электрической.

Давайте тогдастроить все больше и больше электростанций,и энергии будет столько, сколькопонадобится! Такое, казалось бы, очевидноерешение сложной задачи, оказывается,таит в себе немало подводных камней.

Неумолимые законы природы утверждают,что получить энергию, пригодную дляиспользования, можно только за счет еепреобразований из других форм.

Вечные двигатели, якобы производящиеэнергию и ниоткуда ее не берущие, ксожалению, невозможны.

А структурамирового энергохозяйства к сегодняшнемудню сложилась таким образом, что четыреиз каждых пяти произведенных киловаттполучаются в принципе тем же способом,которым пользовался первобытный человекдля согревания, то есть при сжиганиитоплива, или при использовании запасеннойв нем химической энергии, преобразованииее в электрическую на тепловыхэлектростанциях.

Правда, способы сжигания топливастали намного сложнее и совершеннее.Возросшие требования к защите окружающейсреды потребовали нового подхода кэнергетике. В разработке Энергетическойпрограммы приняли участие виднейшиеученые и специалисты различных сфер.

Спомощью новейших математических моделейэлектронно-вычислительные машинырассчитали несколько сотен вариантовструктуры будущего энергетическогобаланса. Были найдены принципиальныерешения, определившие стратегию развитияэнергетики на грядущие десятилетия.

Хотя в основе энергетики ближайшегобудущего по-прежнему останетсятеплоэнергетика на не возобновляемыхресурсах, структура ее изменится. Должносократиться использование нефти.Существенно возрастет производствоэлектроэнергии на атомных электростанциях.

Энергетика:прогноз с позиции устойчивого развитиячеловечества

Согласно каким законам будетразвиваться энергетика мира в будущем,исходя из ООНовской Концепции устойчивогоразвития человечества? Результатыисследований иркутских ученых,сопоставление их с работами другихавторов позволили установить ряд общихзакономерностей и особенностей.

Концепция устойчивого развитиячеловечества, сформулированная наКонференции ООН 1992 г. в Рио-де-Жанейро,несомненно, затрагивает и энергетику.

На Конференции показано, что человечествоне может продолжать развиватьсятрадиционным путем, который характеризуетсянерациональным использованием природныхресурсов и прогрессирующим негативнымвоздействием на окружающую среду.

Еслиразвивающиеся страны пойдут тем жепутем, каким развитые страны достиглисвоего благополучия, то глобальнаяэкологическая катастрофа будет неизбежна.

В основе концепции устойчивогоразвития лежит объективная необходимость(а также право и неизбежность)социально-экономического развитиястран третьего мира.

Развитые странымогли бы, по-видимому, “смириться”(по крайней мере, на какое-то время) сдостигнутым уровнем благосостояния ипотребления ресурсов планеты.

Однакоречь идет не просто о сохраненииокружающей среды и условий существованиячеловечества, но и об одновременномповышении социально-экономическогоуровня развивающихся стран (“Юга”)и приближении его к уровню развитыхстран (“Севера”).

Требования к энергетике устойчивогоразвития будут, конечно, шире, чем кэкологически чистой энергетике.

Требования неисчерпаемости используемыхэнергетических ресурсов и экологическойчистоты, заложенные в концепцииэкологически чистой энергетическойсистемы, удовлетворяют двум важнейшимпринципам устойчивого развития —соблюдение интересов будущих поколенийи сохранение окружающей среды.

Анализируяостальные принципы и особенностиконцепции устойчивого развития, можнозаключить, что к энергетике в данномслучае следует предъявить, как минимум,два дополнительных требования:

— обеспечение энергопотребления(в том числе, энергетических услугнаселению) не ниже определенногосоциального минимума;

— развитие национальной энергетики(так же, как и экономики) должно бытьвзаимно скоординировано с развитиемее на региональном и глобальном уровнях.

Первое вытекает из принциповприоритета социальных факторов иобеспечения социальной справедливости:для реализации права людей на здоровуюи плодотворную жизнь, уменьшения разрывав уровне жизни народов мира, искоренениябедности и нищеты, необходимо обеспечитьопределенный прожиточный минимум, втом числе, удовлетворение минимальнонеобходимых потребностей в энергиинаселения и экономики.

Второе требование связано сглобальным характером надвигающейсяэкологической катастрофы и необходимостьюскоординированных действий всегомирового сообщества по устранению этойугрозы.

Даже страны, имеющие достаточныесобственные энергетические ресурсы,как, например, Россия, не могут изолированнопланировать развитие своей энергетикииз-за необходимости учитывать глобальныеи региональные экологические иэкономические ограничения.

В 1998–2000 гг. в ИСЭМ СО РАН проведеныисследования перспектив развитияэнергетики мира и его регионов в XXI веке,в которых наряду с обычно ставящимисяцелями определения долгосрочныхтенденций в развитии энергетики,рациональных направлений НТП и т.п.сделана попытка проверки получаемыхвариантов развития энергетики “наустойчивость”, т.е.

на соответствиеусловиям и требованиям устойчивогоразвития. При этом в отличие от вариантовразвития, разрабатывавшихся ранее попринципу “что будет, если…”, авторыпопытались предложить по возможностиправдоподобный прогноз развитияэнергетики мира и его регионов в XXI веке.

При всей его условности дается болеереалистичное представление о будущемэнергетики, ее возможном влиянии наокружающую среду, необходимых экономическихзатратах и др.

Общая схема этих исследованийв значительной мере традиционна:использование математических моделей,для которых готовится информация поэнергетическим потребностям, ресурсам,технологиям, ограничениям.

Для учетанеопределенности информации, в первуюочередь по потребностям в энергии иограничениям, формируется набор сценариевбудущих условий развития энергетики.

Результаты расчетов на моделях затеманализируются с соответствующимивыводами и рекомендациями.

Основным инструментом исследованийявлялась Глобальная энергетическаямодель GEM-10R. Эта модель — оптимизационная,линейная, статическая, многорегиональная.Как правило, мир делился на 10 регионов:Северная Америка, Европа, страны бывшегоСССР, Латинская Америка, Китай и др.

Модель оптимизирует структуру энергетикиодновременно всех регионов с учетомэкспорта-импорта топлива и энергии по25-летним интервалам — 2025, 2050, 2075 и 2100 гг.Оптимизируется вся технологическаяцепочка, начиная с добычи (или производства)первичных энергоресурсов, кончаятехнологиями производства четырехвидов конечной энергии (электрической,тепловой, механической и химической).

В модели представлено несколько соттехнологий производства, переработки,транспорта и потребления первичныхэнергоресурсов и вторичных энергоносителей.Предусмотрены экологические региональныеи глобальные ограничения (на выбросыСО2, SO2и твердых частиц), ограничения на развитиетехнологий, расчет затрат на развитиеи функционирование энергетики регионов,определение двойственных оценок и др.

Первичные энергетические ресурсы (втом числе, возобновляемые) в регионахзадаются с разделением на 4-9 стоимостныхкатегорий.

Анализ результатов показал, чтополученные варианты развития энергетикимира и регионов по-прежнему труднореализуемы и не вполне отвечаюттребованиям и условиям устойчивогоразвития мира в социально-экономическихаспектах.

В частности, рассматривавшийсяуровень энергопотребления представился,с одной стороны, трудно достижимым, а сдругой стороны — не обеспечивающимжелаемого приближения развивающихсястран к развитым по уровню душевогоэнергопотребления и экономическогоразвития (удельному ВВП).

В связи с этимбыл выполнен новый прогноз энергопотребления(пониженного) в предположении болеевысоких темпов снижения энергоемкостиВВП и оказания экономической помощиразвитых стран развивающимся.

Высокий уровень энергопотребленияопределен исходя из удельных ВВП, восновном соответствующих прогнозамМирового банка. При этом в конце XXI векаразвивающиеся страны достигнут лишьсовременного уровня ВВП развитых стран,т.е. отставание составит около 100 лет.

Вварианте низкого энергопотребленияразмер помощи развитых стран развивающимсяпринят исходя из обсуждавшихся вРио-де-Жанейро показателей: около 0,7 %ВВП развитых стран, или 100-125 млрд дол. вгод. Рост ВВП развитых стран при этомнесколько уменьшается, а развивающихся— увеличивается.

В среднем же по мирудушевой ВВП в этом варианте увеличивается,что свидетельствует о целесообразностиоказания такой помощи с точки зрениявсего человечества.

Душевое потребление энергии внизком варианте в промышленно развитыхстранах стабилизируется, в развивающихся— возрастет к концу века примерно в 2,5раза, а в среднем по миру — в 1,5 раза посравнению с 1990 г. Абсолютное мировоепотребление конечной энергии (с учетомроста населения) увеличится к концуначавшегося столетия по высокомупрогнозу примерно в 3,5 раза, по низкому— в 2,5 раза.

Использование отдельных видовпервичных энергоресурсов характеризуетсяследующими особенностями. Нефть во всехсценариях расходуется примерно одинаково— в 2050 г. достигается пик ее добычи, а к2100 г.

дешевые ресурсы (первых пятистоимостных категорий) исчерпываютсяполностью или почти полностью. Такаяустойчивая тенденция объясняетсябольшой эффективностью нефти дляпроизводства механической и химическойэнергии, а также тепла и пиковойэлектроэнергии.

В конце века нефтьзамещается синтетическим топливом (впервую очередь, из угля).

Источник: https://works.doklad.ru/view/6EO6QS9JmQM.html

Энергетические проблемы ближайших лет – стимул для стратегических решений

Энергетические проблемы

Как следствие, превышение доли затрат на первичную энергию в валовом продукте свыше 10% приводит к нарушениям в нормальном экономическом развитии и провоцирует кризисные явления.

Третий значимый фактор современного этапа развития цивилизации заключается в том, что наблюдается четкая тенденция по выравниванию экономик и потребительских качеств развитых и развивающихся стран.

В современном мире еще присутствует довольно большое разнообразие между странами по уровню экономического развития, но постепенно оно нивелируется, выявляется генеральная тенденция – тенденция сближения, которая получила название «глобализация».

Выравнивание удельного энергопотребления между развитыми и развивающимися странами приводит к серьезному напряжению на энергетическом рынке. Процесс глобализации касается не только потребления материальных ресурсов, но и сопряжен с повсеместным распространением ценностных ориентиров потребительского общества.

Существующий социально-экономический уклад самых разных экономик демонстрирует и приблизительно схожие относительные затраты общества на однотипные сферы деятельности. Относительные затраты ВВП на каждую из таких сфер деятельности, как образование, здравоохранение оборона, наука и т.п.

, составляют величины порядка 3–7% ВВП, несмотря на существенно отличающийся масштаб экономик. Технологическое наполнение промышленности и сельского хозяйства также в значительной степени одинаково.

Эволюция промышленных технологий и конкурентная борьба за рынки обеспечивают отбор наиболее эффективных, и они постепенно распространяются повсеместно.

Все это указывает на то, что есть серьезные основания рассматривать при стратегическом прогнозировании путь развития мировой экономики как усредненную доминанту, вокруг которой будут выстраиваться траектории движения отдельных стран.

Роль энергоресурсов

В таком выражении важным фактом современного этапа развития общества является то обстоятельство, что оно сформировало экономику, в которой доля затрат на обеспечение ее жизни и развития энергетическим ресурсом относительно невелика, и нормальное развитие экономики происходит только тогда, когда эта доля составляет около 5%. Для пояснения этого ниже представлен график зависимости доли затрат в мировой экономике на первичную энергию.

Казалось бы, изменение затрат на первичную энергию на несколько процентов не должно представлять больших проблем для экономики, однако это совсем не так. В качестве чувствительности экономики и общества к расходам ВВП подходит наглядный, совершенно свежий пример.

Европейские страны, обеспокоенные финансовой стабильностью Евросоюза, призывают Грецию сократить в текущем году разные статьи расхода примерно на 3,5 млрд. евро.

В результате весь мир наблюдает, с какими большим социальными возмущениям сталкивается страна, а ведь масштаб сокращений составляет всего лишь около 1% ВВП Греции.

Наблюдая за данными по доле оплаты энергетических ресурсов мировой экономикой, мы видим, что эта доля варьируется в течение последних 30 лет в диапазоне 2–10%.

Для государств, не обладающих достаточными собственными энергетическими ресурсами, увеличение цен на энергоисточники требует сокращения других статей расходов, а это очень болезненно, и как результат – в первую очередь рост расходов на первичную энергию сопровождается снижением темпов экономического роста.

В то же время для стран-доноров рост цен на энергетическое сырье обеспечивает дополнительные поступления и в целом благотворно сказывается на их экономическом росте.

В начале прошлого, 2011 года в большинстве оценок состояния мировой экономики звучали оптимистические нотки – в то время затраты на первичную энергию составляли около 7% мирового ВВП, – и мы хорошо помним, с каким оптимизмом стали звучать высказывания по поводу преодоления финансового кризиса.

Но уже к лету положение существенно изменилось, начались многочисленные пересуды по поводу новой волны экономического кризиса, спровоцированного на этот раз уже долговыми обязательствами разных стран. Хотя практически такой же масштаб долговых обязательств присутствовал и год, и два, и несколько лет назад.

В то же время, если мы внимательно посмотрим на то, как менялись цены на первичную энергию в долях от мирового валового продукта, мы обнаружим интересную картину.

В начале 2011 года доля затрат на первичную энергию после экономического провала мировой экономики в 2009 году составляла около 7% и постепенно росла в течение полугода, достигнув к лету 2011 года величины около 9%, а дальше стабилизировалась на этом уровне. Рост цен на первичные энергоисточники приостановился с одновременным началом стагнации европейской экономики.

В экономике США тоже стали активно развиваться негативные тенденции, хотя существенно меньшие цены на первичную энергию избавили ее пока от рецессии европейского масштаба. Главным образом на это повлияли вовлечение в энергетический баланс подешевевшего сланцевого газа, дотации нефтяным корпорациям. Эти меры оказалась столь масштабными, что отразились на цене североамериканской нефти, которая стала на 10–15% дешевле европейской Brent.

Стагнация экономики еврозоны на обозрение публики выставила проблемы долгов Греции, Португалии, Испании, Италии и других стран, то есть именно ту проблему, с которой столкнулись финансовые институты власти. Надо платить по долгам, а нечем.

Неприятности начались и в других странах, завязались сложные переговоры и совещания по разрешению долгового бремени и совершенствованию финансового сопровождения современной экономики.

Опять формируется иллюзия, что, стоит только договориться о более строгих правилах игры на финансовых рынках, на рынке заемного капитала, и все наладится.

Кризис и его последствия

Финансисты по-своему правы, их кредо – это симптоматическое лечение экономических болезней с целью приглушить текущие проблемы. Все это немного похоже на то, когда утерянную вещь ищут под фонарем, потому что там светлее. Но представляется нелишним постараться все же за деревьями увидеть и лес.

Анализ ситуации в ракурсе материального обеспечения экономического развития обнаруживает, что сложившаяся практика все полнее и полнее указывает на развитие глобального системного энергетического кризиса в мировой экономике, и решение возникших проблем реформированием только финансовых институтов вряд ли возможно. Такая политика не способна изменить содержательную сторону происходящего.

Прогнозы развития мировой экономики на текущий год разнообразны, но заметных успехов большинство экспертов не ожидают. Расчеты изменения мирового валового продукта были сделаны два года назад, то есть в середине 2009 года, и оценки на 2010 и 2011 годы пока неплохо согласуются с практикой.

Посмотрим, насколько этот прогноз будет соотноситься с реальностью в 2012 году. Из того, что изображено на рис.

1, следует, что мировая экономика вступила в циклическую фазу своего развития, поочередного роста и падения с периодом около четырех-пяти лет и с большой вероятностью в 2012 году, как и в 2008-м, нам опять придется переживать острую фазу экономического кризиса со всем букетом неприятностей, ей соответствующих.

Как уже отмечалось выше, современная экономика может нормально развиваться, когда доля затрат на первичную энергию будет заметно меньше 10% валового продукта, и если обратиться к опыту предыдущих десятилетий, то хорошо бы, чтобы плата за первичную энергию не превышала 5% мирового валового продукта.

Находясь на грани допустимого, то есть 10% ВВП, мировая экономика балансирует на грани кризиса, и в таком состоянии говорить о каком-то серьезном ее развитии просто нет оснований.

Наиболее остро сейчас обострились проблемы в Европейском регионе, зависимость которого от поставок энергоресурсов извне наиболее существенна по сравнению с другими регионами мира.

В сложившихся обстоятельствах вернуться опять в допустимую зону экономического роста можно, например, за счет того, что цены на первичные энергетические источники упадут примерно в два раза, а это может произойти, в частности, если на рынок поступит большое предложение энергии.

Совершенно очевидно, что в ближайшей временной перспективе 5–10 лет ни о чем подобном говорить не приходится, источника, способного значительно повлиять на цены рынка, не видно.

Сланцевые газ и, возможно, нефть не успеют за столь короткий срок набрать требуемые масштабы даже в том случае, если все спекуляции относительно их потенциала окажутся в наибольшей степени оправданными, в чем, строго говоря, пока приходится сомневаться.

Возобновляемая энергетика до сих пор просто крошечна по своим масштабам и весьма дорога. В условиях существующей неопределенности большое значение приобретают и политические игры.

Стремление стать обладателем односторонних привилегий вызывает колоссальное напряжение на Ближнем Востоке и в отличие от прошлых лет не разгружает напряженную ситуацию, а только создает дополнительные риски, что в конечном итоге отрицательно сказывается на развитии энергетического сектора и этого региона.

По существу, в данный момент мы находимся в безальтернативной ситуации. Получается так, что экономическая стагнация мировой экономики будет продолжаться сколь угодно долго вне зависимости от того, какая финансовая политика будет реализована.

В конечном итоге мировая экономика постепенно приблизится к состоянию чистого листа, на котором все заметки об истории будут стерты, все начнут с начала, но уже в состоянии, когда ресурсная энергетическая база окажется в весьма плачевном положении.

Какую стратегию выберут для себя в этой ситуации крупные и мелкие страны, предсказать весьма сложно, здесь обширное поле прогнозов для политологов, но то, что изменить положение в экономике не удастся без кардинального изменения ее ресурсно-энергетической базы, – это точно.

Роль атомной энергетики

Что потенциально может быть предложено в качестве энергетической альтернативы? Без сомнения, только атомная энергетика.

Ее экономический потенциал и ресурсные возможности вполне достаточны, чтобы вывести экономику нынешней цивилизации на новый принципиальный уровень устойчивого развития с масштабом около 30 тыс. долл./чел. по сравнению с современным уровнем 9 тыс. долл./чел.

Такой масштаб, порядка 30 тыс. долл./чел., можно рассматривать как стартовый этап для формирования условий устойчивого развития на очень длительную перспективу.

Достаточно простые расчеты показывают, что в такой ситуации появляется реальная возможность, сохранив социальную структуру, начинать переход к новой, возобновляемой, экологически чистой энергетике – как базы устойчивого развития, и такое перестроение не будет выдвигать непосильных обременений.

Стоимость возобновляемой энергетики, а именно таких ее опций, как солнечная и, возможно, ветровая, сейчас примерно в три-четыре раза дороже в сравнении с существующей.

Активное развитие возобновляемой энергетики сегодня приведет к тому, что в эквивалентном пересчете на первичную энергию затраты на нее составят около 20–25% ВВП. Этого не выдержит ни одна из существующих экономик. Человечество пока слишком бедное, чтобы построить свою экономику на основе возобновляемой энергетики.

Если же удастся вырастить экономику в три-четыре раза больше существующей в расчете на одного жителя планеты, то для ее энергетического сопровождения можно будет привлекать и более дорогую первичную энергию.

Именно для роста экономики с выходом на траекторию устойчивого развития и необходимо масштабное развитие атомной энергетики. К настоящему времени люди построили развитую индустриальную экономики и потратили на это около 600 млрд. тнэ энергии (тонн нефтяного эквивалента).

Для того чтобы вырастить экономику до масштаба в три-четыре раза больше с учетом роста численности населения, экономии энергии потребуется еще не менее 2000 млрд. тнэ, то есть нужен еще такой масштаб, который освоить на базе ископаемого органического топлива просто не представляется возможным, в том числе и по экологическим ограничениям.

Конечно, сейчас, после аварии на «Фукусиме», утверждение об стратегическом приоритете атомной энергетики выглядит необоснованным, но, к сожалению, все другие энергоисточники, которые сейчас могут быть привлечены к решению глобальной цивилизационной проблемы, непригодны и по масштабному фактору, и по экологическим ограничениям. Катастрофические аварии на АЭС показали не неприемлемость атомной энергетики, а неприемлемость созданной опции атомной энергетики. Нужна новая атомная энергетика в такой ее конфигурации, которая исключила бы тяжелые аварии, приводящие к загрязнению окружающей среды радиоактивными изотопами. И вполне возможно, что это свойство атомных реакторов общество может потребовать продемонстрировать на действующих станциях, а не ограничиться только рассказами авторитетных чиновников об их полной безопасности. Это нужно для того, чтобы вернуть доверие к атомной технологии. Нужна такая атомная энергетика, которая могла бы быть развернута в любом месте на земле, и при этом не возникала бы опасность несанкционированного распространения делящихся материалов. Нужна новая атомная энергетика – в меру дешевая и ориентированная на практически неограниченную сырьевую базу урана-238.

Как ни странно, но обозначенные выше условия беспокоили ученых еще на заре развития атомной энергетики. Еще в 1958 году на 2-й Женевской конференции по мирному использовании атомной энергии были представлены идеи, в которых многое из сказанного выше нашло отражение.

К сожалению, гонка за результатом заставила выбрать технические решения, которые можно было сделать быстро. Это и было сделано. Но это совсем не означает, что существующие конструкции реакторов наилучшие из всех.

Это не означает, что есть принципиальные ограничения по созданию реакторов, обладающих адаптивными качествами в гражданской энергетике в существенно большей степени по сравнению с существующими. По всей видимости, в области реакторостроения люди переборщили с консервативным подходом.

На протяжении более полувека практически тиражируются одни и те же конструкции с небольшими модификациями и надстраиванием новых барьеров системы безопасности.

Однако есть ряд вполне конкретных идей и предложений, которые имеют существенно более высокий потенциал, чтобы создать атомную энергетику – действительно безопасную и высокоэффективную в части топливного цикла. Они пока далеки от практической реализации, и потребуются весьма серьезные исследования для их воплощения в практику. Потенциал ядерной энергии многократно выше того, что из нее извлечено, а значит, люди найдут эти новые решения и воплотят их в практику. Нужен лишь ясно мотивированный заказ со стороны общества.

Виктор Филиппович Цибульский – доктор технических наук, главный научный сотрудник РНЦ “Курчатовский институт”

Источник: http://www.atomic-energy.ru/smi/2012/05/16/33464

Окно права
Добавить комментарий