Energetski problem čovječanstva i načini njegovog rješavanja

Energetski problem

Početak kraja

Globalizacija energetskog problema čovječanstva započela je sedamdesetih godina prošlog stoljeća, kada je završila doba jeftinog ulja. Deficit i oštar rast cijene ove vrste goriva izazvali su ozbiljnu krizu u svjetskom gospodarstvu. I iako se njegova vrijednost s vremenom smanjila, količine se stalno smanjuju, tako da energija i sirovinski problem čovječanstva postaje sve akutniji.

Na primjer, samo u periodu od 60 do 80 godina dvadesetog stoljeća, globalni volumen ugljena bio je 40%, ulje - 75% prirodnog plina - 80% od ukupnog iznosa sredstava koji se koristi još od početka stoljeća.

Unatoč činjenici da je nedostatak goriva započela u 70 te je utvrdio da problem energije - to je globalni problem čovječanstva, ne daju prognoze rasta potrošnje. Planirano je da će obujam rudarskih operacija povećati za tri puta do 2000. godine. Nakon toga, naravno, ti planovi su smanjene, ali rezultat je vrlo razoran korištenje resursa, koji je trajao desetljećima, danas su gotovo nestali.

Glavni zemljopisni aspekti energetskog problema čovječanstva

Jedan od razloga za sve veći nedostatak goriva je ponder od uvjeta proizvodnje i, kao posljedica toga, porast troškova postupka. Ako prije nekoliko desetljeća prirodni resursi leže na površini, danas moramo stalno povećavati dubinu mina, plinskih i naftnih bušotina. Posebno je zamjetno pogoršalo geološke uvjete nastanka energetskih resursa u starim industrijskim regijama Sjeverne Amerike, zapadne Europe, Rusije i Ukrajine.

S obzirom na zemljopisne aspekte problema energije i sirovina čovječanstva, valja reći da je njihovo rješenje širenje linija resursa. Potrebno je razviti nova područja s lakšim rudarskim i geološkim uvjetima. Tako je moguće smanjiti troškove proizvodnje goriva. Treba imati na umu da je ukupni intenzitet kapitalnog izvlačenja energetskih resursa na novim mjestima obično mnogo veći.

Ekonomski i geopolitički aspekti problema energije i sirovina čovječanstva

Iscrpljivanje fosilnih rezervi goriva dovelo je do pojave teške konkurencije u ekonomskim, političkim i geopolitičkim područjima. Div korporacije su sudjelovali u dijelu goriva goriva i energetskih resursa i preraspodjela sfere utjecaja u industriji, što dovodi do stalne promjene cijena na svjetskom tržištu plina, ugljena i nafte. Nestabilna situacija ozbiljno otežava energetske probleme čovječanstva.

Globalna energetska sigurnost

Ovaj je koncept stupio na snagu u ranom 21. stoljeću. Načela takve sigurnosne strategije pružiti pouzdane, dugoročne i ekološki prihvatljiv opskrbe energijom, cijena koja će se opravdati i organizirati zemlju i izvoz i uvoz goriva.

Provedba ove strategije moguće je samo ukoliko se eliminiraju uzroci energetskog problema čovječanstva i poduzimaju se praktične mjere za daljnje osiguravanje svjetskog gospodarstva s obje tradicionalne vrste goriva i energije iz alternativnih izvora. I razvoj alternativne energije treba posvetiti posebnu pažnju.

Politika uštede energije

U vremenima jeftinog goriva razvila se vrlo velika resursna ekonomija u mnogim zemljama svijeta. Prije svega, ovaj fenomen je promatran u državama bogatim mineralnim resursima. Popis je vodio Sovjetski Savez, Sjedinjene Države, Kanada, Kina i Australija. U SSSR-u obujam potrošnje konvencionalnog goriva bio je nekoliko puta veći nego u SAD-u.

Ovo stanje zahtijevalo je hitno uvođenje politika očuvanja energije u općinskom, industrijskom, transportnom i drugim sektorima gospodarstva. Uzimajući u obzir sve aspekte problema energije i sirovina čovječanstva, počele su se razvijati i uvoditi tehnologije usmjerene na smanjenje specifičnog energetskog intenziteta BDP-a tih zemalja, i rekonstruirati cjelokupnu gospodarsku strukturu svjetskog gospodarstva.

Uspjesi i propusti

Najzanimljiviji uspjeh u sferi uštede energije ostvarili su gospodarski razvijene zemlje Zapada. Za prvih 15 godina su bili u mogućnosti da se smanji intenzitet energije svog BDP-a za 1/3, što je rezultiralo smanjenjem njihovog udjela u ukupnoj potrošnji energije u svijetu od 60 do 48 posto. Do danas se taj trend nastavlja, a rast BDP-a na Zapadu nadmašuje sve veći opseg potrošnje goriva.

Značajno lošije stvari su u Srednjoj i Istočnoj Europi, Kini i zemljama ZND-a. Energetski intenzitet njihovog gospodarstva vrlo je slab. No, čelnici gospodarskih negativnih ocjena su zemlje u razvoju. Na primjer, u većini afričkih i azijskih zemalja gubitak pridruženog goriva (prirodnog plina i ulja) iznosi između 80 i 100 posto.

Stvarnosti i perspektive

Energetski problem čovječanstva i načini njegovog rješavanja danas su zabrinuti za cijeli svijet. Kako bi se poboljšala postojeća situacija, uvode se razne tehničke i tehnološke inovacije. S ciljem uštede energije, poboljšava se industrijska i komunalna oprema, proizvode se više ekonomičnih automobila i tako dalje.

Među primarnim makroekonomskim mjerama je faza promjene u strukturi potrošnje plina, ugljena i nafte s mogućnošću povećanja udjela netradicionalnih i obnovljivih izvora energije.

Da bi se uspješno riješilo energetsko pitanje čovječanstva, posebnu pozornost treba posvetiti razvoju i uvođenju temeljno novih tehnologija dostupnih u trenutnoj fazi znanstvene i tehnološke revolucije.

Nuklearna energija

Jedno od područja koja najviše obećava energiju nuklearna elektrana. U nekim razvijenim zemljama, nuklearni reaktori nove generacije već su naručeni. Nuklearna znanstvenici sada ponovno aktivno raspravlja temu reaktora koje djeluju na brzim neurona koji, kao nekada trebali postati novi i mnogo učinkovitiji val nuklearne energije. Međutim, njihov razvoj je ukinut, ali sada je ovo pitanje ponovno postala aktualna.

Korištenje MHD generatora

Izravna pretvorba toplinske energije u električnu energiju bez parnih kotlova i turbina omogućuje izvođenje magnetohidrodinamičkih generatora. Razvoj ovog obećavajućeg smjera započeo je početkom 1970-ih. Godine 1971. prvi je eksperimentalno-industrijski MHD s kapacitetom od 25.000 kW u Moskvi.

Glavne prednosti magnetohidrodinamičkih generatora su:

• visoka učinkovitost;
• ekološka kompatibilnost (u atmosferi nema štetnih emisija);
• trenutni početak.

Kriogeni turbogenerator

Princip kriogenskog generatora je da se rotor hladi tekući helij, zbog čega se postiže učinak supravodljivosti. Nedvojbene prednosti ove jedinice uključuju visoku učinkovitost, malu težinu i dimenzije.

U sovjetskom je razdoblju nastao eksperimentalni i industrijski uzorak kriogenskog turbogeneratora, a sada se u Japanu, SAD-u i drugim razvijenim zemljama slično razvijaju.

hidrogen

Korištenje vodika kao goriva ima velike izglede. Prema mnogim stručnjacima, ta će tehnologija pomoći u rješavanju najvažnijih ljudskih problema - problema s energijom i sirovinama. Prije svega, vodikovo gorivo će biti alternativa prirodnim izvorima energije u inženjeringu. Prvi auto na vodiku je stvorio japanska tvrtka "Mazda" početkom 90-ih, za njega je razvijen novi motor. Pokus je pokazao prilično uspješan, što potvrđuje perspektivu ovog smjera.

Elektrokemijski generatori

To su gorive ćelije koje također rade na vodiku. Gorivo se prolazi kroz polimerne membrane s posebnom tvari - katalizatorom. Kao rezultat kemijske reakcije s kisikom, sam vodik pretvara se u vodu, oslobađajući kemijsku energiju tijekom sagorijevanja, koja se pretvara u električnu energiju.

Motori s gorivim ćelijama karakteriziraju najviša moguća učinkovitost (više od 70%), što je dvostruko više od konvencionalnih elektrana. Osim toga, oni su jednostavni za korištenje, tihi na poslu i nezahtjevni za popravak.

U novije vrijeme, gorive ćelije imaju uzak opseg primjene, primjerice u istraživanje svemira. Ali sada je rad na provedbi elektrokemijskih generatora aktivno provode u ekonomski razvijenim zemljama, od kojih prva je Japan. Ukupni kapacitet tih jedinica u svijetu mjeri u milijunima kWh. Na primjer, u New Yorku i Tokiju su već na vlasti na elementima kao što su njemački proizvođač automobila „Daimler-Benz” je prvi stvoriti radni prototip automobila s motora koji rade po tom principu.

Kontrolirana termonuklearna fuzija

Za nekoliko desetljeća u tijeku je istraživanje na području termonuklearne energije. U srži nuklearne energije je reakcija nuklearne fisije i nuklearne fuzije temelji se na obrnuti proces - jezgra izotopa vodika (deuterija, tritija) spajanje. U procesu nuklearnog sagorijevanja od 1 kg deuterija, količina oslobođene energije prelazi 10 milijuna puta iste figure dobivene iz ugljena. Rezultat je uistinu impresivan! Zato se termonuklearnu moć smatra jednim od najpoželjnijih smjerova za rješavanje problema globalnog energetskog deficita.

prognoze

Danas postoje razni scenariji za razvoj situacije u svjetskoj energetskoj industriji u budućnosti. Prema nekima od njih, do 2060. globalna potrošnja energije u ekvivalentu nafte povećat će se na 20 milijardi tona. Istodobno, u pogledu volumena potrošnje, zemlje u razvoju preletjet će razvijene zemlje.

Do sredine 21. stoljeća, količina fosilnih energetskih resursa bi se trebala značajno smanjivati, no udio obnovljivih izvora energije, posebno vjetra, solarnih, geotermalnih i plimnih izvora, povećat će se.