Энергетическая проблема в настоящее время является одной из важнейших и заключается в обеспечении населения Земли различными видами энергии. Сырьевая проблема не менее остра. Это потребление различных видов сырьевых ресурсов: минеральных, биологических, территориальных.
В прошлом и начале нынешнего века отмечается быстрый рост извлекаемого из недр минерального сырья. Ежегодно извлекаются сотни миллионов тонн вещества литосферы. При нынешних темпах добычи минерального сырья изъятие горных пород через два века приблизится к объему земной коры материков, выступающей над уровнем Мирового океана, что осуществить будет невозможно. Следовательно, человечество вынуждено будет искать новые пути развития общества с наименьшим использованием земных минеральных ресурсов. Возможно использование ресурсов Луны и Марса уже в этом столетии.
Важнейшая сырьевая проблема современности - ограниченность экономически выгодных извлекаемых ресурсов. Но те ресурсы, извлечение которых сейчас экономически нецелесообразно, в будущем могут стать ценным добываемым сырьем. Горные породы земной коры и Мировой океан содержат триллионы тонн различных химических элементов. Например, в водах Мирового океана содержится около 10 млрд т урана. Один км 3 горных пород гранитов содержит миллионы тонн кремния, десятки тысяч тонн железа, алюминия, тысячи тонн различных цветных металлов. Современные затраты на извлечение химических элементов из горных пород пока слишком велики, а экономически эффективные технологии отсутствуют.
Растут затраты на поиски месторождений полезных ископаемых в труднодоступных районах континентов, в Арктике, на шельфе Мирового океана, глубоко залегающих в литосфере. Нефть и природный газ уже извлекают с глубин 5-7 км. Крупные месторождения полезных ископаемых могут быть открыты подо льдами Арктики и на материковом шельфе на глубинах во многие сотни метров. В российском секторе Арктики поисковые работы только подступают к морю Лаптевых, а в перспективе намечено освоение Восточно-Сибирского и Чукотского морей.
Для извлечения минерального сырья из таких месторождений нужны новые технологии и огромные финансовые ресурсы. В обозримой перспективе человечество будет наращивать производство материальных благ. Современный житель США в течение жизни использует более 1200 т полезных ископаемых, около 4000 баррелей нефти, потребляет более 25 т растительной и 28 т животной пищи и производит более 12 тыс. т отходов. Если человечество выйдет на современный уровень потребления США, то на Земле не хватит никаких ресурсов. Например, вместо 100 млрд т полезных ископаемых потребуются десятки триллионов тонн, что невозможно в будущем. Поэтому и возникла антигуманистическая идея «золотого миллиарда», суть которой заключена в передаче всех прав на пользование ресурсами Земли жителям развитых стран.
Истощатся и территориальные ресурсы. Уже активно осваивается подземное пространство, и у Мирового океана давно отвоевывается суша. Возможное решение сырьевой проблемы состоит в поисках новых месторождений, вторичном использовании «хвостов» горно-обогатительных комбинатов и отвалов по добыче полезных ископаемых, использовании сланцевой нефти, создании новых технологий по извлечению ценных химических элементов из «бедных» руд или ранее определенных в качестве экономически невыгодных для разработки. Например, страны Запада покупают у России апатитовые руды Хибинских месторождений не для получения минеральных удобрений, а для извлечения из них редких земель (скандий, лантан, церий, неодим, гадолиний и др.). Другой пример. Сейчас алюминий извлекают в основном из бокситов с содержанием металла до 40-50%. Запасы же глин на земле практически неисчерпаемы. В них содержание алюминия достигает 15-20%. Все шире в будущем можно будет применять искусственные материалы: не только пластик, но и металлоорганические и металлоуглеродные соединения.
Главная проблема мировой энергетики - быстрый рост производства и потребления минерального топлива и электроэнергии, главным образом, за счет роста мирового парка автотранспорта и авиации, а также увеличение производства полимеров. Рост потребления энергоресурсов должен снижаться за счет энергосбережения, особенно в развитых странах. В развивающихся же странах быстро растет производство и потребление энергоресурсов, а в ближайшем будущем основной прирост будет приходиться именно на эти государства, что может обострить экологические проблемы.
Согласно долгосрочным прогнозам, до 2050 г. доля природного газа в энергоупотреблении будет быстро расти, а угля - снижаться, что связано с сильным загрязнением воздуха продуктами горения и с получением большого количества золы. Производство солнечной, ветровой, геотермальной и приливной энергии будет увеличиваться, но не бесконечно, что связано как с ограниченностью этих ресурсов, так и с высокой их стоимостью. Доля атомной энергетики снижается в развитых странах из опасения повторения атомных катастроф и растет в развивающихся. В России уже созданы безотходные технологии для АЭС. Отпадает самая тяжелая проблема захоронения радиоактивных отходов. Прогнозируются два этапа развития мировой энергетики: на первом этапе предполагается быстрое развитие газовой и отчасти атомной энергетики, а на втором - термоядерной. Во Франции с 2007 г. международным сообществом строится первая опытно-промышленная термоядерная электростанция на основе российских реакторов «тока- маков».
Путей решения энергетической проблемы несколько. Экстенсивный путь предусматривает рост добычи нефти, природного газа и угля, а интенсивный путь требует увеличения производства продукции на единицу энергозатрат и внедрения энергосберегающих технологий. В ряде развитых стран энергоемкость хозяйства за последние десятилетия снизилась в 2-3 раза.
Задания для самостоятельной работы Подготовьте тезисы докладов для выступления в аудитории по следующим темам.
Изменения биосферы в результате человеческой деятельности стремительны. За ХХ век из недр извлечено полезных ископаемых больше, чем за всю историю цивилизации.
Размещение природных ресурсов по планете характеризуются крайней неравномерностью. Это объясняется различиями в климатических и тектонических процессах на земле, различными условиями образования полезных ископаемых в прошлые геологические эпохи.
До начала ХХ века основным энергоресурсом была древесина, затем уголь. Ему на смену пришли добыча и потребление иных видов топлива - нефти и газа. Эра нефти дала толчок интенсивному развитию экономики, что потребовало, в свою очередь, увеличения производства и потребления ископаемого топлива. Каждые 13 лет потребности в энергии удваивались. Общемировые запасы условного топлива слагаются, в первую очередь, из запасов угля (60%), нефти и газа (27%). В совокупном мировом производстве иная картина - на уголь приходится более 30%, а на нефть и газ - более 67%. Если следовать прогнозам оптимистов, то мировых запасов нефти должно хватить на 2-3 столетия. Пессимисты же считают, что имеющиеся запасы нефти могут обеспечить потребности цивилизации лишь несколько десятков лет.
Конечно, эти цифры носят условный характер. Однако вывод напрашивается один: необходимо учитывать ограниченность природных ресурсов, к тому же увеличение добычи полезных ископаемых оборачивается и экологическими проблемами.
Использование энергетических ресурсов - один из показателей уровня развития цивилизации. Потребление энергии развитыми государствами значительно превосходят соответствующие показатели стран развивающегося мира. Только 10 ведущих промышленных стран потребляют 70% общего количества вырабатываемой в мире энергии.
Большинство развивающихся стран не имеют крупных запасов нефти и находятся в зависимости от этого природного ресурса. В наименее же развитых странах потребности в энергетических ресурсах покрываются за счет дров и др. видов биомассы. В результате этого энергетическая ситуация для многих стран третьего мира оборачивается сложными проблемами (сведением лесов в том числе). «Дровяной дефицит» - это специфическая форма проявления мирового энергетического кризиса. Сам же энергетический кризис можно определить как напряженное состояние, сложившееся между потребностями современного общества в энергии и запасами сырья для энергетики. Он показал миру ограниченность запасов источников энергии в природе, а также расточительный характер потребления наиболее дефицитных энергоносителей.
Благодаря энергетическому кризису произошел переход мировой экономики с экстенсивного пути развития на интенсивный, сократилась энерго- и сырьеемкость мирового хозяйства, а обеспеченность его топливными и минеральными ресурсами (благодаря разработке новых месторождений даже стала возрастать).
В системе международного разделения труда развитые страны выступают основными потребителями сырьевых ресурсов, а развивающиеся - производителями, что определяется как уровнем их экономического развития, так и размещением полезных ископаемых на земле.
Ресурсообеспеченность - это соотношение между величиной запасов природных ресурсов и размером их использования.
Уровень ресурсообеспечения определяется потенциалом собственной ресурсной базы страны, а также иными фактами, например, политическими и военно-стратегическими соображениями, международным разделением труда и др.
Однако пример Японии, Италии и др. стран показывает, что наличие или отсутствие собственных сырьевых ресурсов в условиях современного мирового хозяйства не является решающим фактором в развитии страны. Часто именно в странах с богатой ресурсной базой имеет место ресурсная расточительность. К тому же в богатых ресурсами странах часто низок коэффициент использования вторичных ресурсов.
Рост потребления сырья к началу 70-х годов превысил прирост его разведанных запасов, снизилась ресурсообеспеченность. Тогда и появились первые мрачные прогнозы о скором исчерпании мировых ресурсов. Произошел переход к рациональному ресурсопотреблению.
Земельные ресурсы, почвенный покров - это основа всей живой природы. Лишь 30% земельного фонда мира - сельскохозяйственные угодья, используемые человечеством для производства продуктов питания. Остальная территория - горы, пустыни, ледники, болота, леса и т.д.
На протяжении всей истории цивилизации рост населения сопровождался расширением площади обрабатываемых земель. За истекшие 100 лет было расчищено больше земельных площадей для оседлого земледелия, чем за все предшествующие века.
Сейчас в мире практически не осталось земли для сельскохозяйственного освоения, лишь леса и экстремальные территории. К тому же во многих странах мира земельные ресурсы быстро уменьшаются (рост городов, промышленности и др.).
И если в развитых странах рост урожайности и продуктивности сельского хозяйства компенсирует убыль земель, то в развивающихся странах картина обратная. Это создает избыточное давление на почвы во многих густонаселенных районах развивающегося мира. До половины пахотных земель в мире используется до истощения, с превышением разумных нагрузок.
Еще один аспект проблемы обеспечения земельными ресурсами - деградация почв. Издавна бедой земледельцев была эрозия почв и засухи, а разрушенная почва восстанавливается очень медленно. В естественных условиях на это уходит не одна сотня лет.
Ежегодно только вследствие эрозии из сельскохозяйственного оборота выпадает 7 млн. га земель, а из-за заболачивания - засоления, выщелачивания - еще 1,5 млн. га. И хотя эрозия - это естественный геологический процесс, в последние годы он явно усиливается, часто по причине неосмотрительной хозяйственной деятельности человека.
Опустынивание также не новый процесс, но он, как и эрозия, ускорился в новейшее время.
Быстрый рост населения развивающихся стран усугубляет многие процессы, увеличивая нагрузку на земельный фон планеты. Сокращение земельных ресурсов в развивающихся странах, вызванное природными, социально- экономическими факторами, лежит в основе политических и этнических конфликтов. Деградация земель представляет собой серьезную проблему. Борьба с сокращением земельных ресурсов - важнейшая задача человечества.
На нашей планете лесами занято 30% территории. Четко прослеживаются два лесных пояса: северный, с преобладанием хвойных пород деревьев, и южный - влажные тропические леса развивающихся стран.
Наибольшая площадь лесов сохранилась в Азии, Латинской Америке. Лесное богатство мира велико, но не безгранично.
В развитых странах Западной Европы и Северной Америки, объем прироста древесины превышает объем лесозаготовок и ресурсный потенциал растет. Для большинства же стран третьего мира характерно снижение обеспеченности лесными ресурсами.
В целом лесные ресурсы мира сокращаются (за последние 200 лет - в 2 раза). Уничтожение лесов такими темпами имеет катастрофические последствия для всего мира: сокращается поступление кислорода, усиливается парниковый эффект, изменяется климат.
На протяжении многих веков сокращение площади лесов на планете практически не препятствовало прогрессу человечества. Но, начиная с недавнего времени, этот процесс стал отрицательно сказываться на экономическом и экологическом состоянии многих стран, особенно стран третьего мира. Охрана лесов и лесовосстановительные работы необходимы для дальнейшего существования человечества.
Вода является обязательным условием существования всех живых организмов на земле. Большие объемы воды на планете создает впечатление ее изобилия и неисчерпаемости. Долгие годы освоение водных ресурсов велось практически бесконтрольно. Воды сейчас недостаточно там, где ее нет в природе, где ее интенсивно используют, где она стала непригодной для употребления.
Около 60% общей площади суши приходится на зоны, в которых нет достаточного количества пресной воды. Четвертая часть человечества ощущает ее недостаток, а еще свыше 500 млн. жителей страдают от недостатка и плохого качества.
Водные ресурсы распределены по континентам неравномерно. Азия, из-за большой численности высоких темпов прироста населения, попадает в число самых бедных водой континентов. Многие страны Юго-западной и Южной Азии, а также Восточной Африки вскоре столкнутся с нехваткой воды, что не только ограничит развитие сельского хозяйства и промышленности, но и может привести к политическим конфликтам.
Потребность в пресной воде испытывают население, промышленность и сельское хозяйство. Однако большая часть вод - это воды мирового океана, непригодная не только для питья, но и для технологических нужд.
Несмотря на достижения современной технологии, проблемы надежного водоснабжения для многих стран мира остается нерешенной.
Увеличение промышленного расходования воды связано не только с быстрым ее развитием, но и с ростом водоемкости производства. Много воды требует химическая промышленность, металлургия, производство бумаги.
На сельское хозяйство мира приходится около 70% всего мирового водозабора. И сейчас большинство крестьян в мире используют те же методы орошения, что и их предки 5000 лет назад. Особенно высокой неэффективностью отличаются ирригационные системы стран третьего мира.
Можно сделать следующий вывод - дефицит пресной воды растет.
Причинами этого являются: быстрый рост населения, увеличение расходования пресных вод для сельского хозяйства и промышленности, сброс сточных вод и отходов промышленности, снижение способности водоемов к самоочищению.
Ограниченность, неравномерное распределение ресурсов пресных вод и растущее загрязнение вод являются одной из составляющих глобальной ресурсной проблемой человечества.
Океан занимает большую часть поверхности земли - 70%. Он является поставщиком половины кислорода воздуха и 20% белковой пищи человечества. Свойство морской воды - тепловая генерация, циркуляция течений и атмосферных потоков - определяют климат и погоду на земле. Полагают, что именно Мировой океан утолит жажду человечества. Ресурсный потенциал океана во многих отношениях может восполнить истощающиеся запасы суши.
Так какими же ресурсами обладает Мировой океан?
Ученые считают, что биологических ресурсов океана хватит, чтобы прокормить 30 млрд. человек.
Из биологических ресурсов океана в настоящее время используется, прежде всего, рыба. Однако с 70-х годов прирост улова падает. В связи с этим человечество всерьез задумается о том, что биологические ресурсы океана в результате их чрезмерной эксплуатации, находятся под угрозой.
К основным причинам оскудения биологических ресурсов можно отнести: нерациональное ведение мирового рыбного хозяйства, загрязнение вод океана.
Кроме биологических ресурсов, Мировой океан обладает огромными ресурсами минеральными ресурсами. В морской воде представлены почти все элементы таблица Менделеева. Недра океана, его дно богаты железом, марганцем, никелем, кобальтом.
В настоящее время развивается шельфовая добыча нефти и газа, причем доля морской добычи приближается к 1/3 объема мировой добычи этих энергоносителей.
Однако наряду с эксплуатацией богатых природных ресурсов мирового океана растет и загрязнение, особенно с увеличением перевозок нефти.
На повестку дня встает вопрос: не превратится ли океан в свалку отходов? 90% отходов, ежегодно сбрасываемых в моря, остаются в прибрежных районах, где они наносят ущерб рыболовству, отдыху и т.д.
Освоение ресурсов океана и его охрана, несомненно, является одной из глобальных проблем человечества. Мировой океан определяет лицо биосферы. Здоров океан - здорова планета.
Сырьевая проблема
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.
Появление сырьевой проблемы связано с целым рядом причин:
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:
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.
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:
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.
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.
Энергетическая проблема
Глобальная энергетическая проблема – это прежде всего
проблема надежного обеспечения человечества топливом
и энергией. Но в глобальном масштабе она впервые
проявилась в 70-х гг. XX в., когда разразился
энергетический кризис. Этот кризис вызвал настоящую
цепную реакцию, затронув всю мировую экономику. И
хотя цены на нефть упали, глобальная проблема
обеспечения топливом и энергией сохраняет свое
значение и в наши дни.
Начиная с овладения огнем, человек в своей жизнедеятельности постоянно использовал и другие, кроме пищи, источники энергии, его энергетическая мощь постоянно возрастала.
Если при собирательстве и первобытном рыболовстве он затрачивал на питание мощность в 140 Вт, то при подсечно-огневом и первобытном скотоводстве - уже 250 - 300 Вт, а при традиционном земледелии и скотоводстве - около 500 Вт. Но самый быстрый рост мощности человеческого хозяйства начался после второй технологической (промышленной) революции XVIII в., когда были разработаны методы применения энергии ископаемого топлива (в первую очередь каменного угля и нефти) в различных технологиях. Затем была повышена эффективность традиционных источников энергии: воды, ветра и солнца. Наконец, в XX в. началось использование ядерной энергии. В целом энерговооруженность человека возросла в тысячи раз, возникла энергетическая цивилизация - цивилизация большой социоприродной энергетики.
В XX в. мощность, используемая человеком на отопление, освещение, транспорт, промышленное и сельскохозяйственное производство, обработку и передачу информации и т.п., достигла в среднем 2 - 3 кВт/чел.
В настоящее время свои энергетические потребности человечество удовлетворяет в основном за счет углеродсодержащих видов топлива (каменного угля, нефти, газа, дров, сланцев, торфа) и урана. С 1973 по 1998 г. глобальное потребление этих энергоносителей возросло в 5 раз.
При сжигании топлива реализуется первичная (тепловая) энергия, которая может быть преобразована в электрическую с определенным коэффициентом полезного действия (40-44% на тепловых электростанциях, где сжигается углеродсодержащее топливо, и 30 - 33% на атомных электростанциях). Выработка одновременно электрической энергии и горячей воды на теплоэлектроцентралях повышает КПД использования первичной энергии до 80%.
Электрическая энергия - основа современной цивилизации. Во всем мире она рассматривается в качестве самого предпочтительного промежуточного вида энергии, универсального (легко преобразующегося в любых количествах в тепло, свет, механическую энергию и т.п.), передаваемого на значительные расстояния и вызывающего наименьшее загрязнение окружающей среды в местах потребления. Подавляющее большинство машин и устройств, которые использует человечество, содержат электрические цепи и соответствующие узлы, работа которых невозможна без электрической энергии.
Ископаемые виды топлива по-прежнему являются доминирующими среди источников первичной энергии, доля угля была максимальной приблизительно в 1920 г., когда он обеспечивал производство более 70% всего потребляемого топлива; доля нефти достигла максимума в начале 70-х годов XX в., составив немногим больше 40%. Предполагается, что природный газ, который загрязняет окружающую среду меньше, чем нефть и уголь, в будущем станет использоваться шире в мировом производстве энергии. Первичная электроэнергия здесь включает в себя энергию, производимую на ГЭС и АЭС.
Разведанные запасы каменного угля оцениваются в 1280 млрд т. При современном уровне его потребления этих запасов хватит на 200 лет.
Запасы нефти - 137 млрд т (1993 г.) (66% на Среднем Востоке), газа - 142 трлн м3 (40 % в Восточной Европе и СНГ, 36 % - в России, 32% - на Среднем Востоке (данные на 1993 г.)).
Прогнозируемые (неразведанные) запасы нефти в 1993 г. оценивались в 100-120 млрд т, газа - 400 трлн м3,
Если открытие новых месторождений природного газа в конечном счете приведет к увеличению его сегодняшних мировых запасов в 4 раза, то современный уровень потребления этого вида топлива сможет оставаться устойчивым до 2230 г. Однако истощение запасов нефти наряду с , связанными с использованием угля, может переориентировать мир на потребление газа. Если потребление газа будет продолжать расти нынешними темпами, составляющими 3,3% в год, то запасы, которые в 4 раза превышают известные сегодня, могут быть исчерпаны к 2054 г.
Таким образом, при современном уровне добычи нефти и газа их запасы кончатся после 2050 г. В общем производстве энергии в 1996 г. на долю нефти приходилось 40%, угля - 28, газа - 23%. АЭС создавали 7% энергии, прочие источники энергии давали 2,6%. Легко видеть, что нефть и газ дают примерно 2/3 потребляемой в мире энергии и являются основой экономики современного общества.
Альтернативные источники энергии - энергия ветра, солнца, геотермальная энергия (энергия горячих подземных вод), энергия течений - пока вносят незначительный вклад в мировое производство энергии.
Важную роль в жизни населения развивающихся стран играют дрова. По данным ФАО, в 1998 г. более 2 млрд человек в странах Азии, Африки и Латинской Америки (примерно до 90 % сельского и более 30 % городского населения) для приготовления пищи и обогрева используют древесину. На эти цели в развивающихся странах расходуется 80 % древесины.
В Непале, 9/10 энергетических потребностей удовлетворяется за счет древесного топлива, в - 82, - 74, - 71, - 64, и - 50%. В деревнях Гималаев и некоторых районах Африки женщины и дети проводят от 100 до 300 дней в году за сбором хвороста.
Энергетика является одной из наиболее крупномасштабных отраслей промышленного производства. Это основа развития всех отраслей промышленности, определяющих прогресс в целом.
Вместе с тем самым серьезным фактором загрязнения природной среды являются добыча и использование ископаемых энергоносителей, прежде всего нефти, угля и природного газа, обеспечивающего более 90% мировой потребности в энергии.
Рассмотрим экологические характеристики энергетики, основанной на сжигании углеродсодержащих видов топлива (тепловой энергетики), атомной энергетики, гидроэнергетики, использующей энергию падающей воды, и альтернативные ее источники.
Воздействие систем производства, передачи и использования энергии на окружающую среду проявляется в таких процессах и явлениях, как:
