Inimkonna energiaga varustamise probleem. Algusest tänapäevani. Inimkonna energiaprobleem ja selle lahendamise viisid

Aeg ei seisa paigal. Iidsetel aegadel kasutati energiaallikana ainult oma jõudu või võimalusel koduloomade jõudu. Siis oli esimene väline energiaallikas, mida inimesed kasutama õppisid, tuli. Kõik, mida nad algul tulest osati saada, oli toidu valmistamine ja kodu kütmine. Tänapäeval on inimkonna teenistuses energiaallikad, mis ületavad inimjõu miljoneid kordi. Nüüd valmistame toitu mitte ainult tule abil, vaid kasutame spetsiaalset varustust tonnide kaupa lasti tõstmiseks, rakette, kosmose vallutamiseks, Maa sügavuste vaatamiseks ja miljonite linnade ehitamiseks. Maailmas tuleb aga üha sagedamini ette kohalikke energiakriise, mis on seotud energiaressursside nappusega.

Energia seadus

Energia ei kao kunagi; see võib muuta kuju ja koguneda. Näiteks taimed vajavad päikesevalgust, nad muundavad päikeseenergiat ja salvestavad seda. Samal ajal annavad nad seda meile söödavate toodetena, inimesed ja loomad tarbivad neid taimi ja muundavad selle neisse koguneva energia näiteks lihaste tööks. Teisest küljest eraldub tulel puud põletades ka Päikeselt tulev energia. Lisaks on kõik planeedi fossiilsed ressursid, peamiselt kivisüsi, maagaas ja nafta, päikeseenergia salvestamise seadmed. Kõik need kütuse- ja energiaressursid tekkisid miljoneid aastaid tagasi eksisteerinud loomade ja taimede jäänustest maakoores surve ja ülikõrgete temperatuuride mõjul.

Keskaegsele inimesele oleks tundunud maagiana, kui tema silme all oleks keegi kivisöest valgust ammutanud või õliga autot juhtinud. Kuid see maagia seisneb ainult energia kogumise ja ühest vormist teise ülekandmises. Tänapäeval on see protsess muutunud kõigile nii tavaliseks, et vähesed inimesed mõtlevad energiaprobleemile ja ressurssidele, mida me selleks kasutame. Alates ajast, mil inimkond hakkas energia saladusi lahti harutama, on ta püüdnud energiat hankida madalaima hinnaga. Ideaalne variant oleks leiutada ajamasin, nn "perpertum mobile", mis toodaks ise energiat, saades seda eimillestki. Kuid kahjuks on võimatu luua sellist igiliikurit, mis lahendaks kõik energiaressursside probleemid. Energia koguhulk jääb alati muutumatuks, seda ei saa luua, saate ainult kogunenud energia vabastada ja muuta selle teiseks: valguseks, elektriliseks, termiliseks, füüsikaliseks, keemiliseks jne.

Vesi kui energiaallikas

Inimene saab kasutada vee võimsat jõudu, mõnel etapil segada vee loomulikku ringlust, et sel viisil energiat ammutada. Tänapäeval toodavad hüdroelektrijaamad elektrit, mida saab salvestada või kohe sihtotstarbeliselt tarbida.

Uskumatult tugevad merelained murduvad igal sekundil vastu arvukaid rannajooni, nende võimas energia teeb oma töö. Kuid inimkond ei suuda endiselt kasutada merelainete jõudu energia tootmiseks, kuigi nende rakendamiseks energiaprobleemi lahendamiseks on lugematu arv teoreetilisi mudeleid ja ideid. Viimasel ajal, nimelt pärast Tšernobõli tuumaelektrijaama avariid, on paljude mereriikide valitsused selle ohutu energiaallika vastu tõsiselt huvi tundnud, enne seda tehti katseid peamiselt tuumaenergeetika vallas.

Kivisüsi

Kõik kivisöe liigid on miljoneid aastaid kestnud protsessi tulemus, mille käigus lagunesid mitmesuguse taimestiku jäänused ja muutusid kõrge rõhu all turbaks, seejärel kivisöeks. Miljonite aastate jooksul tungisid need ladestused üha sügavamale maapõue, olles pealt kaetud uute kihtidega. Näiteks 50-meetrine turbakiht tihendati 3-meetriseks kivisöekihiks. Roomlased olid esimesed, kes kütsid oma kodusid kivisöega 1. sajandil pKr. Teadlased usuvad, et turvast on kütteks kasutatud juba eelajaloolistest aegadest. Alles 16. sajandil hakati kivisütt Euroopas kütusena kasutama.

Süsi ja nafta kuuluvad oma päritolult ja keemiliselt koostiselt samasse rühma. Tegelikult saab söest bensiini nagu naftastki. See meetod töötati välja Saksamaal Teise maailmasõja ajal, kui bensiini tootmiseks ei jätkunud naftat. See meetod seisneb selles, et põlemisprotsessi käigus kivisüsi purustatakse ja see läbib teatud keemilised protsessid, mille tulemuseks on suurepärane kütus.

Õli

Nagu muud tüüpi fossiilkütused, mida inimkond soojuse ja elektri tootmiseks põletab, on nafta äärmiselt vana. Vanimad naftaväljad tekkisid 600 miljonit aastat tagasi. Nafta täitis kõik maakoore tühimikud ja praod, tekitades tohutuid ladestusi. Tänapäeval otsitakse neid aktiivselt, puuritakse kaevusid ja kaevandatakse nende maardlate tohutuid varusid.

Üha rohkem inimkonna tarbitavaid aineid toodetakse naftast. Bensiin ja diislikütus pole ainsad tooted, mida inimesed tarbivad. Õli on tooraine ravimite, kunstkangaste, mürkide, mineraalväetiste, kosmeetika ja plastide tootmiseks. Me isegi ei kahtlusta, kui sõltuv on inimkond nendest kütuse- ja energiaressurssidest. Pole asjata, et maailma rikkaimad riigid on naftat tootvad riigid. Tänapäeval domineerib kõikjal nafta. Ükski teine ​​energiavorm ei saa veel asendada naftat energiaallikana.

Maagaas

Kütmiseks, toiduvalmistamiseks või elektri tootmiseks kasutatav gaas on enamasti propaan, butaan või maagaas. See avastati esimeste naftapuuraukude puurimisel peaaegu juhuslikult. Tänapäeval varustab maagaas viiendiku maailma energiavajadusest.

Küpsetamise ajal põlev maagaas toodab kaks korda rohkem energiat kui soojuselektrijaamade toodetud elektrivool. Maagaas, nagu kivisüsi, on fossiilkütus, kuid on päritolult lähemal naftale. Seetõttu ekstraheeritakse seda koos naftaga või iseseisvate gaasimoodustiste kujul. Lihtsaim viis maagaasi ammutada on maardlatest, mis asuvad maa all, näiteks Lähis-Idas või Siberis. Ohutuse selle tootmisel tagab torude ja ventiilide ühendussüsteem, mille abil rõhku reguleeritakse, kuna gaasiväljad on pidevalt tohutu rõhu all.

Euroopa peamised gaasimaardlad asuvad Itaalias, Prantsusmaal ja Hollandis, aga ka Põhjameres, Suurbritannia ja Norra ranniku lähedal. Lisaks tarnib Venemaa Siberi gaasi ulatusliku gaasitorustiku kaudu Kesk-Euroopa riikidele. Venemaa on peamine gaasitarnija, kolmandik kogu maailmas kasutatavatest gaasivarudest pärineb Siberist.

Energia aatomitest

Inimkond on õppinud saama aatomienergiat elektrijaamades uraani aatomi tuuma lõhestades. Just sellel elemendil on ebastabiilne tuum ja mida neutronid kõige kergemini lõhestavad. Tuuma lagunemise tulemusena eralduvad uued neutronid, mis omakorda lõhestavad teisi aatomituumi. See protsess muutub ahelreaktsiooniks ja vabastab tohutul hulgal energiat, mida kasutatakse vee muutmiseks auruks, käivitades turbiini ja elektrigeneraatori. Kahjuks on see energiaprobleemi lahendamise meetod ebaturvaline koos aatomituumade energiaga, tekib radioaktiivne kiirgus, mis on ohtlik kõigile elusorganismidele. Seetõttu peaks selliste elektrijaamade kaitse spetsiaalsete korpuste abil olema maksimaalne.

Pehmed energiad

Teadlaste sõnul peitub energiaprobleemi lahendus tulevikus pehmetes alternatiivsetes energialiikides. On selliseid vorme nagu tuuleenergia, bioenergia ja päikeseenergia. Need ei raiska mineraale ega kahjusta keskkonda. Neid nimetatakse ka taastuvateks energiaallikateks. Kuni Maal on elu, on tuuleenergia, bioenergia ja päikeseenergia ammendamatud ning fossiilsed allikad kivisöe, gaasi ja nafta näol kaovad ühel päeval.

Bioenergia

Bioenergia on energia, mida toodetakse taimedest. Loomade ja inimeste jaoks on taimed kõige olulisem energia- ja toiduallikas. Taimed saavad energiavaru otse Päikeselt, puit on aga taastuva bioenergia kandja. Kuid meie tööstusühiskonna vajadused on nii suured, et kogu planeedi puit suudab rahuldada vaid väikese osa sellest, ilma energiaprobleemi lahendamata. Paljudes riikides on puit peamine energiaallikas. Kontrollimatu raie toob kaasa puude arvu vähenemise, kuna nende istutamiseks ei jätku sageli raha. Sel juhul muutub see allikas järk-järgult taastumatuks, millest saab üks energiaprobleemi põhjusi.

Alternatiivne ja paljutõotav meetod energia saamiseks on biogaasi tootmine. See moodustub loomade ja taimede hävitatud ainetest õhuga kokkupuute puudumisel. Põllumajandustalud, kus kogutakse jäätmetena palju biomassi, saavad metaani tootmiseks kasutada spetsiaalseid biogaasijaamu. Selliste paigaldiste käitamine ei kahjusta keskkonda ja nende kasutamine ei nõua kulusid. Energia- ja tooraineprobleemi lahendus peitub sellistes alternatiivsetes allikates. Kuid loomulikult tuleb need enne ehitada ja esimesed katsetused on alati seotud suurte väljaminekutega. Huvitav viis vähem bensiini tarbimiseks leiti näiteks Brasiilias. Nad toodavad bioalkoholi, vedelikku, mis saadakse suhkruroo ja maisi kääritamisel. Seda alkoholi lisatakse tavalisele bensiinile. Seega muutub riik vähem sõltuvaks bensiini impordist.

Teine näide bioenergia kasutamisest on California rannik. Merefarmid toodavad erinevaid merevetikaid, mis kasvavad iga päev pool meetrit. Neid töödeldakse ka bensiini tootmiseks ning soojuselektrijaamades kasutatakse toorainena teist tüüpi vetikaid, mis vähendavad energia- ja tooraineprobleeme.

Tuuleenergia

Tuul on üks traditsioonilisi energiaallikaid. Veel 7. sajandil eKr. e. Pärsias kasutati tuulikuid ja 1920. aastal USA-s kasutati tuulikut esimest korda elektri tootmiseks. Veel 10 aastat hiljem ehitati Austrias ja Baieris tuulikud, mis varustasid terveid piirkondi oma elektriga.

Kaasaegsed elektrijaamad toodavad elektrit. Tuuleenergia abil liiguvad elektrigeneraatorid, mis toidavad elektrivõrku või salvestavad energiat akudesse. Asjatundjate hinnangul on tuuleenergia kasutamisel suur tulevik, kui inimkond eelistab tuumaenergia asemel alternatiivse energiatehnoloogia arendamist ja nafta kasutamist energiaallikana.

Päikeseenergia

Energiatootmise osas võime mõelda Päikesele kui äärmusliku võimsusega tuumareaktori tüübile. Maale jõuab vaid pisike osake, kuid seegi annab võimaluse eluks. Kas päikeseenergiat on võimalik otse elektrienergiaks muuta? Jah, see on päikesepaneelide abil täiesti võimalik. Juba praegu, kus iganes Päike paistab eredalt ja elektrivajadus on väike, saavad nad energiat otse Päikeselt. Päikesepatareid on vahvlid, millel on kaks üliõhukest kihti. Üks kiht koosneb ränist, teine ​​- ränist ja boorist. Koos päikesepatarei tabava päikesevalgusega tungivad selle välimisse kihti ka footonid – Päikese poolt kiiratavad pisikesed valgusosakesed. Nad liigutavad elektrone, kandes need üle teise kihti ja tekitades seega elektripinge. Ülekantud elektronid sisenevad voolusalvestusseadmesse, seejärel elektrijuhtidesse. Nii näiteks lahendavad päikeseenergiajaamad juba Kaug-Ida energiaprobleemi.

Päikesepaneele täiustatakse pidevalt. Need on endiselt väga kallid, kuid loodame, et lähitulevikus muutuvad need üsna tõhusaks ja odavaks ning suudavad lahendada globaalse energiaprobleemi ning rahuldada olulise osa inimkonna elektrivajadusest. Sellised päikesepargid asuvad praegu äärmise kuumuse tõttu asustamata piirkondades. Päikeseenergia kasutamise väljavaated on ekspertide hinnangul tohutud, kui vesiniku tootmise tehnoloogia areneb edasi, saab kõrbealadele kogunenud päikeseenergia vesiniku kujul tarbijariikidesse tarnida.

Miks säästa energiavarusid?

Meie planeedi miljonite aastate jooksul moodustatud nafta-, söe- ja maagaasivarud kuluvad inimkonnale ära mõne aastaga. Kui kulutame neid varusid arutult suurenenud energiatootmisega, röövime oma järeltulijaid.

Seda tehes rikume energia tasakaalu Maal, sest vastuvõetava ja kosmosesse tagasiantava energia suhe peab olema tasakaalus. Kui inimkond hävitab ja põletab energiavarusid, siis tekivad gaasid, mis takistavad liigse päikeseenergia kosmosesse naasmist. Selle tulemusena tekib ülemaailmne energiaprobleem – meie planeet muutub soojemaks ja tekib nähtus, mida nimetatakse kasvuhooneefektiks. Kasvuhooneefekt võib globaalset kliimat nii palju muuta, et kõrbed laienevad, tekivad laastavad tornaadod, pooluste jää sulab, meretase tõuseb oluliselt ning paljud rannajooned ujutatakse veega üle.

Lisaks on juba saabunud energiaressursside ammendumise aeg. Teadlased löövad häirekella, tõestades, et fossiilseid energiavarusid jätkub mitmeks aastakümneks, siis väheneb energiatarbimine ja ka inimkonna heaolu. Probleemi lahenduseks on ühiskonna kiire üleminek energiavarude mõistlikule tarbimisele ning uute alternatiivsete ja ohutute energiatootmisviiside väljatöötamine.

Globaalne energiaprobleem on praegu ja lähitulevikus inimkonna kütuse ja energiaga varustamise probleem.

Kohalikud energiakriisid tekkisid ka eelindustriaalses majanduses (näiteks Inglismaal 18. sajandil metsaressursside ammendumise ja kivisöele ülemineku tõttu). Kuid globaalse probleemina tekkis 70ndatel energiaressursside nappus. XX sajand, mil puhkes energiakriis, mis väljendus naftahinna järsus tõusus (14,5 korda aastatel 1972–1981), mis tekitas tõsiseid raskusi. Kuigi paljud tolleaegsed raskused on ületatud, on ülemaailmne kütuse ja energiaga varustamise probleem tänapäevalgi oluline.

Kodu põhjus tuleks kaaluda ülemaailmset energiaprobleemi mineraalkütuste tarbimise kiire kasv 20. sajandil. Pakkumise poolel on selle põhjuseks tohutute nafta- ja gaasimaardlate avastamine ja kasutamine Lääne-Siberis, Alaskal ja Põhjamere šelfil ning nõudluse poolel sõidukipargi suurenemine ja polümeermaterjalide tootmine.

Kütuse- ja energiaressursside tootmise suurenemisega on kaasnenud keskkonnaolukorra tõsine halvenemine (avakaevandamise laienemine, avamere kaevandamine jne). Ja kasvav nõudlus nende ressursside järele on suurendanud konkurentsi nii kütuseressursse eksportivate riikide vahel parimate müügitingimuste nimel kui ka importivate riikide vahel energiaressurssidele juurdepääsu pärast.

Maailmamajanduse varustamine kütuse ja energiaressurssidega

Samal ajal jätkub mineraalsete kütuste varude kasv. Energiakriisi mõju all Suuremahulised geoloogilised uuringud on intensiivistunud, mis viis uute energiamaardlate avastamise ja väljatöötamiseni. Sellest lähtuvalt on suurenenud ka olulisemate mineraalkütuste liikide kättesaadavus: arvatakse, et praeguse tootmistaseme juures peaks tõestatud kivisöevarudest piisama 325 aastaks. maagaas - 62 aastat ja nafta - 37 aastat (kui 70ndate alguses arvati, et maailmamajanduse varu naftavarudega ei ületa 25-30 aastat; 1984. aastal hinnati tõestatud söevarusid 1,2 triljonit tonni, siis 90ndate lõpuks kasvas see 1,75 triljoni tonnini).

Sellest tulenevalt valitsev 70. a. pessimistlikud prognoosid maailmamajanduse energiavajaduse rahuldamiseks (tol ajal arvati, et naftavarudest ei jätku üle 25-30 aasta) andsid teed praeguse info põhjal optimistlikele seisukohtadele.

Peamised viisid globaalse energiaprobleemi lahendamiseks

Ulatuslik lahendus energiaprobleem hõlmab energiatootmise edasine suurenemine ja energiatarbimise absoluutne kasv. See tee on tänapäevase maailmamajanduse jaoks endiselt asjakohane. Maailma energiatarbimine absoluutarvudes aastatel 1996–2003 kasvas 12 miljardilt tonnilt 15,2 miljardi tonni kütuseekvivalendini. Samal ajal seisavad mitmed riigid silmitsi oma energiatootmise piirini jõudmisega (Hiina) või väljavaatega seda tootmist vähendada (Suurbritannia). See areng julgustab otsima võimalusi energiaressursside ratsionaalsemaks kasutamiseks.

Selle põhjal saab see tõuke intensiivne lahendustee energiaprobleem, mis seisneb eelkõige toodangu suurendamises energiatarbimise ühiku kohta. 70ndate energiakriis. kiirenenud areng ja energiasäästlike tehnoloogiate kasutuselevõtt, annab tõuke majanduse struktuursetele ümberkorraldustele. Need meetmed, mida kõige järjekindlamalt rakendavad arenenud riigid, on võimaldanud oluliselt leevendada energiakriisi tagajärgi.

Kaasaegsetes tingimustes on säästumeetmete tulemusena säästetud tonn energiat 3-4 korda odavam kui tonn täiendavalt ammutatavat energiat. See asjaolu oli paljudele riikidele võimas stiimul energiatõhususe parandamine. 20. sajandi viimasel veerandil. USA majanduse energiamahukus vähenes poole võrra ja Saksamaal 2,5 korda.

Energiakriisi mõjul arenenud riigid 70.-80. viis läbi suuremahulise majanduse struktuurse ümberkorraldamise energiamahukate tööstusharude osakaalu vähendamise suunas. Seega on masinaehituse ja eriti energiamahukus 8-10 korda madalam kui kütuse- ja energiakompleksis või metallurgias. Energiamahukaid tööstusi piirati ja viidi üle arengumaadesse. Struktuursed ümberkorraldused energiasäästu suunas toovad kuni 20% kütuse- ja energiaressursside kokkuhoidu SKT ühiku kohta.

Oluliseks reserviks energiakasutuse efektiivsuse tõstmisel on seadmete ja seadmete funktsioneerimiseks vajalike tehnoloogiliste protsesside täiustamine. Vaatamata sellele, et see piirkond on väga kapitalimahukas, on need kulud siiski 2-3 korda väiksemad kui kütuse ja energia kaevandamise (tootmise) samaväärseks suurendamiseks vajalikud kulud. Peamised jõupingutused selles valdkonnas on suunatud mootorite ja kogu kütuse kasutamise protsessi täiustamisele.

Samal ajal jätkavad paljud arenevate turgudega riigid (Venemaa, Ukraina, Hiina, India) energiamahukate tööstusharude arendamist (must- ja värviliste metallide metallurgia, keemiatööstus jne), samuti vananenud tehnoloogiate kasutamist. Veelgi enam, neis riikides peaksime ootama energiatarbimise kasvu nii elatustaseme tõusu ja elanikkonna elustiili muutuste tõttu kui ka seetõttu, et paljudes nendes riikides napib raha energiamahukuse vähendamiseks. majandust. Seetõttu kasvab tänapäevastes tingimustes just arenevate turgudega riikides energiaressursside tarbimine, samas kui arenenud riikides püsib tarbimine suhteliselt stabiilsel tasemel. Kuid tuleb meeles pidada, et energiasääst on enim avaldunud tööstuses, kuid odava nafta mõjul 90ndatel. mõjutab transporti vähe.

Praegusel etapil ja veel palju aastaid sõltub globaalse energiaprobleemi lahendus sellest, mil määral väheneb majanduse energiamahukus, s.t. energiatarbimisest toodetud SKT ühiku kohta.

Seega globaalset energiaprobleemi oma senises arusaamas kui maailma absoluutse ressursipuuduse ohtu ei eksisteeri. Sellele vaatamata jääb energiavarude tagamise probleem muudetud kujul.

Tänapäeval saab inimtsivilisatsioon eksisteerida vaid tohutul hulgal energiat tootes ja tarbides. Enne tööstusrevolutsiooni algust 18.-19. sajandi vahetusel. inimesed kasutasid peaaegu eranditult taastuvaid energiaallikaid – vett, tuult ja taimseid kütuseid.

Tööstuslik tehnoloogiline areng nõudis valdavalt taastumatuid energiaressursse – esmalt kivisütt ning seejärel naftat ja gaasi. Süsi, nafta ja gaas on süsivesinikkütused, mida kasutatakse tööstus- ja põllumajandustootmises, transpordis ja igapäevaelus. Seetõttu oli ja jääb 20. sajandi ja 21. sajandi alguse maailma energiasektor suures osas süsivesinikepõhiseks.

Maa soolestikus leidub igat tüüpi süsivesinike tooraineid, ehkki tohututes, kuid siiski piiratud kogustes, ja neid saab ammendada. Rooma klubi liikmed XX sajandi 60ndatel. esitas küsimuse: mis saab inimkonnast pärast selle hüpoteetilise võimaluse ilmnemist?

Tänapäeval on globaalse energiaprobleemi olemus järgmine. Energiatarbimine maailmas on viimastel aastakümnetel jätkuvalt kasvanud, näiteks aastatel 1980–2005. see kasvas 60% ja esialgsete arvutuste kohaselt kasvab aastaks 2030 veel 50%. Seni on globaalses energiabilansis ülekaalus süsivesinike energiaallikad, kuigi teiste allikate tarbimine on suurenenud. Võrreldes XX sajandi 70ndatega. 21. sajandi esimese kümnendi keskel. tuumaenergia osatähtsus kasvas 6 korda ja hüdroenergia osakaal 1,5 korda. Nafta kasutamisega saadud energia osakaal vähenes samal perioodil 46,1%-lt 34,4%-le. Maailma erinevate riikide ja piirkondade energiabilansis ei ole aga nafta roll energiaallikana ühesugune. Kui Põhja- ja Lõuna-Ameerikas, Aafrikas ja eriti Lähis-Idas on see maailma keskmisest kõrgem, siis Euroopas, postsovetlikus ruumis ning Aasia-Vaikse ookeani piirkonnas ei ületa nafta osakaal 30% kõigist kasutatavatest energiaallikatest. .

Ülemaailmse energiaprobleemi tekkimist seostati maailma tõestatud naftavarude ammendumisega. Kuid tegelikkuses kasvas paralleelselt naftatarbimise ja -tootmise kasvuga ka selle tõestatud varude maht. 1989. aasta andmetel oleks sellistest tõestatud varudest pidanud piisama 42 aastaks. Kuid isegi 2007. aastal, mil naftatootmine märkimisväärselt suurenes, oleks ekspertide hinnangul pidanud tõestatud varudest piisama samaks 42 aastaks. Selle põhjuseks oli naftauuringute ja -tootmise meetodite ja tehnoloogiate täiustamine ning uute naftat kandvate alade väljaarendamine. Tänapäeval toodetakse ja tarbitakse endiselt nn odavat naftat, mis asub kaasaegsele tehnoloogiale kättesaadavate kihtidena. Sellist õli nimetatakse "tavaliseks", mitte "ebakonventsionaalseks", mis asub suurtes sügavustes ning sisaldub õliliivas ja bituumenkivis. Kaasaegsete tehnoloogiatega on ebatavalise õli kaevandamine kahjumlik ja seda ei tehta suurtes kogustes. Sellise nafta maardlate arendamine on tuleviku küsimus, võib-olla mitte väga kauge. Praegu katab inimkonna vajadused tavanafta. Kuid selle allikate kättesaadavus erinevates riikides on samuti erinev. Maailma majanduslikult kõige arenenumates riikides odavate naftavarude kättesaadavus väheneb ja selliste riikide sõltuvus selle impordist suureneb isegi selle energiakandja tarbimismahu vähenemisega.

Naftatarbimine kasvab pidevalt kahes maailma kõige suurema rahvaarvuga riigis – Hiinas ja Indias. Pealegi pole mõlemal riigil oma suuri tõestatud naftavarusid ja neist on saamas väga suured selle importijad. Selle sajandi esimesel kümnendil kahekordistus naftatarbimine Hiinas ja poolteist korda Indias. Seni on nafta osakaal Hiina ja India energiabilansis väike, kuid see kasvab pidevalt, kasvõi ainult nende riikide sõidukipargi kasvu tõttu. Kuni viimase ajani ei tootnud Hiina oma sõiduautosid, nende toodangu poolest jääb Hiina maha vaid USA-st ja üsna suure tõenäosusega möödub neist peagi.

Üha rohkem riigis toodetud autosid müüakse siseturule. Aeglasema tempoga, kuid ka pidevalt tõustes motoriseerituse tase Indias. Hiina ja India tegurid mõjutavad maailma naftahindu ning need riigid näitavad üles kasvavat huvi selle energiaallika potentsiaalsete allikate vastu erinevates piirkondades.

Maailma naftaturul ja seega ka maailmapoliitikas kasvab lisaks Lähis-Ida riikidele paljude Aafrika, Ladina-Ameerika ja postsovetliku ruumi riikide roll. Kuna maismaa tavanafta allikad on ammendunud, pakuvad nii merešelf kui ka Arktika vesikond, mille sügavuses suured süsivesinike, mitte ainult nafta, vaid ka gaasi, varud pakuvad geopoliitilist ja majanduslikku huvi.

Siiani on gaas olnud maailma üksikute riikide majanduse ja energeetika jaoks üha olulisem. Kui Lähis-Ida riikides moodustab gaas 45% energiatarbimisest, siis Euroopa riikides ja postsovetlikus ruumis - 30%, siis Aasia ja Vaikse ookeani piirkonnas vaid 10%. Samal ajal on gaasil eelis teiste süsivesinike ees, kuna see on keskkonnasõbralikum kui nafta ja eriti kivisüsi.

Venemaal on suurimad maagaasimaardlad, mis moodustavad 25% maailma tõestatud varudest. Teised suuremad gaasiriigid on Iraan ja Katar. Lisaks neile mängivad globaalsel gaasiturul märkimisväärset rolli Alžeeria, Liibüa, Aserbaidžaan, Kasahstan, Omaan ja mitmed teised riigid.

Võrreldes naftaga on gaasi transportimine keerulisem. Enamik naftat tarnitakse tarbijateni torujuhtmete kaudu, samas kui gaasi transporditeed on mitmekesisemad. Olukord võib veelgi muutuda, kui laialdaselt hakatakse kasutama gaasi veeldamise tehnoloogiaid, mis on endiselt kallid ega kasutata laialdaselt. Gaasivarusid peaks ekspertide hinnangul jätkuma aga naftavarudest tunduvalt pikemaks perioodiks.

Maailma tõestatud söevarud on veelgi ulatuslikumad. Kivisüsi jääb Aasia ja Vaikse ookeani piirkonnas kasutatavaks peamiseks energiaallikaks. Seal on selle osakaal energiabilansis 50%. Ja Hiinas ulatub see arv 70% -ni. Peamine probleem seisneb selles, et kivisöe põletamisel satub atmosfääri tohutul hulgal kahjulikke aineid. Siiani on kivisüsi kõigist süsivesinikkütustest kõige mustem. Kuigi olukord on järk-järgult muutumas, on selle kasutamiseks esile kerkimas keskkonnasõbralikumaid ja majanduslikult atraktiivsemaid tehnoloogiaid, eriti energeetikasektoris. Ekspertide hinnangul kahekümne aastaga kivisöe kasutamisega toodetud elektri maht kahekordistub. Kuid me ei räägi kivisöe kasutamisest teiste süsivesinike – nafta ja gaasi – asendamiseks.

Erinevalt Rooma Klubi ärevusttekitavatest prognoosidest on tänapäevane tasakaalustatud vaade globaalse energiaprobleemi lahendamise väljavaadetele optimistlikum. Huvi tuumaenergia vastu kasvab taas. Kui töötatakse välja majanduslikult tasuvad tehnoloogiad tööstuslike energiakoguste tootmiseks termotuumasünteesi teel, siis saab inimkond praktiliselt ammendamatu elektrienergia allika. Termotuumaenergiat saab täiendada vesinikuenergiaga, millele ennustatakse suurt tulevikku. Nii või teisiti, mõnekümne aasta pärast leitakse praegustele energiaallikatele täiesti tõhus asendus. Kuid 21. sajandi esimesel poolel. Energiaprobleem eksisteerib nii maailmapoliitika globaalsel kui ka piirkondlikul tasandil. Tänapäeval süvenevad vaidlused energiajulgeoleku tagamise viiside üle. Vaatamata sellele, et sellise sätte vajaduses ei kahtle keegi. Ekspertidel ja energiatarbijatel on selle eesmärgi saavutamise viiside ja vahendite kohta erinevad arusaamad.

Ülemaailmne energiaprobleem - See on eeskätt inimkonna kütuse ja energia usaldusväärse varustamise probleem. Möödunud ajastutel on sellise toe „pudelikaelu“ avastatud rohkem kui üks kord. Kuid globaalses mastaabis ilmusid nad esmakordselt 70ndatel. 20. sajandil, mil puhkes energiakriis, mis tähistas odava nafta ajastu lõppu. See kriis põhjustas tõelise ahelreaktsiooni, mis mõjutas kogu maailma majandust. Ja kuigi nafta siis jälle odavnes, on ülemaailmne kütuse ja energiaga varustamise probleem endiselt oluline. Ei saa jätta muret tundma, kuidas see tulevikus laheneb.

Ülemaailmse energiaprobleemi esilekerkimise peamiseks põhjuseks tuleks pidada mineraalsete kütuste tarbimise väga kiiret – oma olemuselt sageli tõeliselt „plahvatusohtlikku“ – kasvu ja sellest tulenevalt ka selle maa sisikonnast ammutamise mahu kasvu. Piisab, kui öelda, et ainult perioodi algusest kuni 80ndateni. XX sajand Mineraalkütuseid toodeti ja tarbiti maailmas rohkem kui kogu inimkonna varasema ajaloo jooksul. Sealhulgas ainult aastatel 1960–1980 kaevandati Maa sisikonnast 40% kivisöest, peaaegu 75% naftast ja umbes 80% maagaasist, mis on toodetud sajandi algusest.

Iseloomulik on see, et kuni 1970. aastate keskpaigani, mil raskused kütusega varustamisega maailma mastaabis ilmsiks tulid, ei näinud prognoosid tavaliselt ette kütusekulu kasvutempo vähenemist. Seega eeldati, et maailma maavarade tootmine 1981.–2000. ligikaudu 1,5–2 korda suurem kui viimase 20 aasta toodang. Ja primaarenergia ressursside absoluutseks globaalseks tarbimiseks 2000. aastaks prognoositi 20–25 miljardit tonni, mis tähendaks 3-kordset kasvu võrreldes 1980. aasta tasemega! Ja kuigi siis muudeti kõiki ressursside kaevandamise plaane ja prognoose vähendamise suunas, ei saanud nende ressursside pikaajaline üsna raiskav ekspluateerimine põhjustada negatiivseid tagajärgi, mis meid praegu mõjutavad.

Üks neist on kaevandamise ja geoloogiliste tingimuste halvenemine kaevandatud kütuse tekkimine ja sellele vastav tootmiskulude kasv. Eelkõige puudutab see välis-Euroopa, Põhja-Ameerika, Venemaa, Ukraina vanu tööstusalasid, kus kaevanduste ja eriti nafta- ja gaasipuuraukude sügavus suureneb.

Seetõttu võib ressursipiiride laiendamist – kütuse- ja toorainetootmise soodustamist äsja arendatud soodsamate kaevandamis- ja geoloogiliste tingimustega ressursipiirkondadele – pidada teatud määral selle kahju hüvitamiseks ja teeks maavarade maksumuse vähendamiseks. kütuse tootmine. Kuid me ei tohi unustada, et selle tootmise kapitalimahukus uusarenduspiirkondades on reeglina palju suurem.

Teine negatiivne tagajärg on mäetööstuse mõju keskkonnaseisundi halvenemisele. See puudutab nii avakaevandamise laiendamist, avameretootmist kui ka veelgi suuremal määral väävlikütuste tootmist ja tarbimist, aga ka nafta avariiheiteid.

Kõigile neile globaalse energiaprobleemi esilekerkimise põhjustele on vaja lisada veel üks, mis on juba praegu majanduspoliitika ja geopoliitika sfääris. See on umbes ülemaailmne konkurents kütuse ja energiaressursside eest, nende jagamise ja ümberjagamise eest hiiglaslike kütusekorporatsioonide vahel.

21. sajandi alguses. mõiste ülemaailmne energiajulgeolek. Sellise turvalisuse strateegia põhineb pikaajalise, usaldusväärse, keskkonnasõbraliku ja mõistliku hinnaga energiavarustuse põhimõtetel, mis sobivad nii eksportivatele riikidele kui ka tarbijatele. Globaalne energiajulgeolek sõltub suuresti praktilistest meetmetest maailmamajanduse edasiseks varustamiseks eelkõige traditsiooniliste energiaressurssidega (prognooside kohaselt pärineb 2030. aastal ligikaudu 85% inimkonna energiatarbijatest fossiilsetest süsivesinikest). Kuid kasvab ka alternatiivsete energiaallikate tähtsus.

Millised on peamised viisid globaalse energiaprobleemi lahendamiseks? Mida saab selle lahendamisele kaasa aidata teaduse ja tehnoloogia revolutsiooni kaasaegne etapp? Vastus neile küsimustele on mitmetähenduslik, see hõlmab sotsiaalmajanduslike, tehniliste ja tehnoloogiliste ning isegi poliitiliste meetmete kompleksi.

Nende hulgas on nii traditsioonilisi, mis on valdavalt ekstensiivse iseloomuga, kui ka uuemaid ja intensiivsemaid.

Kõige traditsioonilisem neist viisidest on mineraalsete kütuste varude edasine suurenemine. Selle rakendamise tulemusena ei ole maailma söe- ja maagaasivarud viimase kahe-kolme aastakümne jooksul mitte ainult oluliselt suurenenud, vaid on kasvanud ka kiiremini kui nende tootmine. Sellest lähtuvalt on suurenenud ka nende kütuseliikide kättesaadavus: arvatakse, et praeguse tootmistaseme juures peaks tõestatud maagaasivarusid jätkuma 60–85 aastaks. Üldiselt võib sama öelda nafta kohta, mille maailma tõestatud varud olid 1950. aastal hinnanguliselt vaid 13 miljardit tonni ja 2006. aastal juba 190 miljardit tonni. Paljusus Naftavarusid (s.o kogu allesjäänud varude suhe praegusesse tootmisse) hinnatakse enim 40 aastaks ja söevarusid 150 aastaks. Selle paljususe suurendamise väljavaateid hinnates tuleb arvestada ka asjaoluga, et uuritud (tõestatud) kütusevarud moodustavad tavaliselt vaid väga väikese osa kogu geoloogilisest varust. Seega moodustavad Maailma Energianõukogu (WEC) andmetel maailma kütusevarudest usaldusväärsed veidi rohkem kui 10% ja Venemaal vaid 4%.

Tõestatud mineraalsete kütusevarude kasvuväljavaadete ja nende kättesaadavuse hindamisel tuleb arvestada erinevate tehniliste ja tehnoloogiliste uuenduste võimaliku kasutuselevõtuga, näiteks selle kaevandamise suurenemisega maa sisemusest. Ju siis 1980. aastatel. Kütusevarude keskmine reservuaari taaskasutuskoefitsient oli 46% (sealhulgas avakaevude kivisöel 80–90%, kivisöel 35–80, naftal 35–80, maagaasil 80%).

Kütusevarude suurendamise tee on alati olnud peamine. Kuid pärast 1970. aastate keskpaiga energiakriisi. esiplaanile on kerkinud teine ​​võimalus, milleks on nende ratsionaalsem ja säästlikum kasutamine ehk teisisõnu elluviimine energiasäästupoliitika.

Odava kütuse ajastul on enamikus maailma riikides välja arenenud väga ressursimahukas majandus. Eelkõige puudutas see maavarade poolest rikkamaid riike - USA, Kanada, Austraalia, Hiina ja eriti Nõukogude Liit, kus nad tarbisid oluliselt rohkem kütuseekvivalenti SKT ühiku kohta kui USA-s. Ka Ida-Euroopa riikides oli ressursimahukus SKT ühiku kohta kaks-kolm korda suurem kui Lääne-Euroopa riikides. Seetõttu oli üleminek energiasäästule väga oluline. Säästupoliitikat hakati ellu viima tööstuses, transpordis, kommunaalsektoris ja kõigil muudel tegevusaladel. Pealegi saavutati see mitte ainult energiasäästlike tehnoloogiate kasutuselevõtuga, mis viivad konkreetse energiaintensiivsuse vähenemiseni, vaid suurel määral ka kogu maailmamajanduse rahvamajanduse struktuuri ümberkorraldamise tõttu. Pole juhus, et selline fundamentaalne dokument nagu Agenda 21, mis võeti vastu 1992. aastal Rio de Janeiros toimunud keskkonna- ja arengukonverentsil, ütles sõnaselgelt, et säästva arengu saavutamiseks peavad riigid leidma viise, mis võimaldavad majanduskasvu ja õitsengut, vähendades samal ajal energiatarbimist. ja tooraine tarbimine.

Tõepoolest, hoolimata kõigist tehnoloogia ja tehnoloogia saavutustest, on primaarenergia ressursside kasuliku kasutamise keskmine globaalne tase tänapäeval vaid 1/3 (söe põletamisel - 20%, nafta - 24, maagaas - 48%). Seetõttu tsiteeritakse kirjanduses sageli kuulsa inglise füüsiku J. Thomsoni väidet, et tänapäevaste elektrijaamade kasutegur on ligikaudu samal tasemel, kui searümba praadimiseks oleks vaja terve maja põletada... Aga ka see tähendab, et kütuse kasutamise efektiivsuse tõstmine kasvõi 1% võrra tähendaks tohutu kütusesäästu. Viimasel ajal on olukorra parandamiseks kasutusele võetud palju tehnilisi ja tehnoloogilisi uuendusi. Energiasääst suureneb tänu tööstus- ja kommunaalseadmete täiustamisele, ökonoomsemate autode tootmisele jne. Makromajanduslikud meetmed hõlmavad eelkõige energiaressursside tarbimise struktuuri järkjärgulist muutmist, keskendudes energiaressursside osakaalu suurendamisele. taastuvad ja mittetraditsioonilised primaarenergia allikad.

Suurima edu energia säästmisel on saavutanud Lääne majanduslikult arenenud riigid. Vaid esimese 10–15 aasta jooksul pärast ülemaailmse energiakriisi algust vähenes nende SKT energiamahukus 1/3 võrra ning osatähtsus globaalses kütuse- ja energiatarbimises vähenes 60%-lt 48%-ni. See tähendab, et arenenud riikide majanduste üldine energiamahukus jääb muutumatuks ning SKP kasvutempo on hakanud ületama kütuse- ja energiatarbimise kasvutempot.

Aastatel 1991–2000 Aastatel 2000–2010 oli arenenud riikide SKT keskmine aastane kasvumäär 2,4% ja tavapäraste energiaressursside tarbimine 1,22. sarnased näitajad peaksid olema 2,4 ja 0,7%.

Statistika näitab, et aastatel 2000–2006 kasvas USA-s tarbitud kütuse maht vaatamata majanduskasvule vaid 3%, Jaapanis, Prantsusmaal, Norras vaid 1,5%, Ühendkuningriigis jäi see samale tasemele ja aastal 2006. Saksamaa, Šveits ja Rootsi isegi vähenesid.

Erinevalt lääneriikidest muutub olukord Kesk-Ida-Euroopa riikides, SRÜ riikides ja Hiinas palju aeglasemalt ning nende majandus on jätkuvalt väga energiamahukas. Sama kehtib enamiku arengumaade kohta, mis on asunud industrialiseerimise teele. Näiteks Aasia ja Aafrika riikides on koos naftaga toodetud maagaasi kaod 80–100%.

Globaalse energiaprobleemi väljavaadete iseloomustamisel tuleb eelkõige keskenduda põhimõtteliselt uute lahenduste kasutamisele, mis on seotud teaduse ja tehnoloogia revolutsiooni praeguse etapi saavutustega.

Esiteks on see seotud tulevase arenguga tuumaenergia, kus juba hakkab tööle uue põlvkonna tuumareaktorid. Selle positsiooni saab oluliselt tugevdada. Lisaks on viimasel ajal taas hakatud arutama kiirete neutronreaktorite (FRBN) saatuse küsimust. Kunagi kavandati need teise, palju tõhusama tuumaenergia "lainena", mis võimaldab kasutada mitte ainult uraan-235, vaid ka uraan-238. Kuid siis nende kallal töötamist piirati.

Teiseks on töö juba pikka aega kestnud soojusenergia otsene muundamine elektrienergiaks, aurukatelde ja turbiinide ümbersõit, kasutades MHD (magnetohüdrodünaamilisi) generaatoreid. Juba 1971. aastal käivitati Moskvas esimene seda tüüpi piloottehas võimsusega 25 tuhat kW. MHD-generaatorite eeliste hulka kuuluvad kõrge efektiivsus, kahjulike heitmete puudumine atmosfääri ja võimalus kiiresti mõne sekundi jooksul käivituda.

Kolmandaks loomine krüogeenne turbogeneraator, milles rootori vedela heeliumiga jahutamisel saavutatakse ülijuhtivuse efekt. Sellise turbogeneraatori eelised on väikesed mõõtmed ja kaal, kõrge efektiivsus. NSV Liidus (Leningradis) loodi katsetööstuslik prototüüp võimsusega 20 tuhat kW ja praegu tehakse sarnast tööd USA-s, Jaapanis ja teistes riikides.

Neljandaks on sellel väga suured väljavaated vesiniku kasutamine kütusena. Mõnede ekspertide arvates võib see tee radikaalselt muuta kogu tulevast tehnogeenset tsivilisatsiooni. Ilmselt leiab vesinikkütus oma suurima kasutuse esmalt autotööstuses. Igatahes oli esimene vesinikuauto juba 1990. aastate alguses. välja andnud Jaapani Mazda. Selle jaoks töötati välja ka uus mootori disain.

Viiendaks jätkub väljapaistva kodumaise füüsiku akadeemik A. F. Ioffe omal ajal alustatud töö elektrokeemiliste generaatorite või generaatorite loomise kallal. kütuseelemendid.

Kütuseelementide põhikütuseks on samuti vesinik, mis juhitakse katalüsaatoriga läbi polümeermembraanide. Sel juhul toimub õhu hapnikuga keemiline reaktsioon ja vesinik muutub veeks ja selle põlemise keemiline energia elektrienergiaks. Kütuseelemendimootori peamisteks eelisteks on väga kõrge kasutegur (65–70% või rohkem), mis on kaks korda kõrgem kui tavamootoritel. Selle eeliste hulka kuuluvad ka kasutusmugavus, madalad hooldusvajadused ja vaikne töö.

Kuni viimase ajani olid kütuseelemendid mõeldud ainult eriotstarbeks – näiteks kosmoseuuringuteks. Kuid nüüd töötatakse nende laialdasema kasutamise nimel paljudes majanduslikult arenenud riikides, mille hulgas on Jaapan esikohal. Ekspertide sõnul mõõdetakse nende koguvõimsust maailmas praegu miljonites kilovattides. Tokyosse ja New Yorki on ehitatud kütuseelementide elektrijaamu. Ja Saksa Daimler-Benzist sai esimene autokontsern maailmas, kes lõi kütuseelemendimootoriga auto toimiva prototüübi.

Lõpuks, kuuendaks, peaksime rääkima kõige olulisemast – umbes kontrollitud termotuumasünteesi (CTF).

Kui tuumaenergia põhineb tuuma lõhustumise reaktsioonil, siis termotuumaenergia põhineb vesiniku isotoopide, peamiselt deuteeriumi ja triitiumi tuumade pöördprotsessil. Sel juhul vabaneb 1 kg deuteeriumi tuumapõlemisel 10 miljonit korda rohkem energiat kui 1 kg kivisöe põletamisel. Kuid termotuumareaktsiooni alguseks tuleb plasma kuumutada temperatuurini 100 miljonit kraadi (Päikese pinnal ulatub see "ainult" 6 miljoni kraadini). Kui me peame silmas termotuuma- või vesinikupommi, siis inimesed on selle (plasma) tootmise juba õppinud, kuid sajatuhandik kuni miljondik sekundit. Seetõttu on peamised jõupingutused suunatud kuumutatud plasma säilitamisele, luues seeläbi tingimused kontrollitud termotuumasünteesiks.

Selleks kasutatakse erinevat tüüpi installatsioone, kuid enim on levinud akadeemikute A. Sahharovi ja I. Tamme 1950. aastatel pakutud installatsioon. Tokamaki reaktor (toroidaalne kamber magnetväljas). Tokamak-10 paigaldusel õnnestus Nõukogude teadlastel plasma soojendada esmalt 10, seejärel 25 ja 30 miljoni kraadini. Princetoni ülikoolis (USA) kuumutasid teadlased selle 70 miljoni kraadini. Praegu on need kõik eksperimentaalsed (esitlus)reaktorid. Tavaliselt märgitakse ka termotuumareaktori suhtelist ohutust keskkonnale, mis on samuti oluline argument. I. V. Bestuzhev-Lada sõnul pole siin Tšernobõli lõhna.

Samuti tuleb meeles pidada, et termotuumaenergia peamiseks ressursiks on deuteeriumi ressurss, mis sisaldub Maailma ookeani vetes kontsentratsioonis umbes 0,015% (nn raske vesi). Tänapäevaste arvutuste kohaselt võiks neid deuteeriumiressursse kasutades potentsiaalne elektritootmine olla 4,4 * 10 24 kWh, mis soojusliku ekvivalendi poolest on ligikaudu 60 miljonit korda suurem globaalse energiatarbimise praegusest tasemest. Järelikult võib termotuumaenergiat pidada praktiliselt ammendamatuks. Ainult et erinevalt geotermilisest, päikese-, mõõna- ja tuuleenergiast on see inimese kätega loodud.

On väga oluline, et juhitud termotuumasünteesi alusuuringud toimuksid pideva riikidevahelise teadusliku teabevahetuse tingimustes, mida koordineerib Rahvusvaheline Aatomienergiaagentuur.

Esiteks keskenduvad nad PTER-i (rahvusvahelise termotuumauuringute reaktori) projektile, mille kallal töö algas 70ndate lõpus. ja jätkab edukalt, hoolimata USA sellest taganemisest. PTERi ehitamiseks on juba valitud koht Prantsusmaal (Cadarache). 2007. aastal alustatud tööd jätkuvad ilmselt 8–10 aastaks. Eeldatakse, et PTER võimaldab kuumutada plasma temperatuurini 150 miljonit kraadi ja hoida seda selles olekus 500 sekundit.

Riis. 151. Globaalne energiatarbimise kasvuprognoos kuni 2060. aastani

Globaalse energia pikaajaliseks arenguks on palju stsenaariume. Mõnede arvates globaalne energiatarbimine 21. sajandi keskel. kasvab 20 miljardi tonnini (nafta ekvivalendis) ja selle tarbimise mahu poolest edestavad arengumaad selleks ajaks arenenud riike (joonis 151). Ja 2100. aastaks võib isegi keskmise valiku korral ülemaailmne energiatarbimine tõusta 30 miljardi tonnini (joonis 152).

Samal ajal toimuvad olulised struktuurimuutused: fossiilkütuste osatähtsus väheneb ja taastuvate energiaallikate, eriti mittekonventsionaalsete taastuvate energiaallikate (NRES) – näiteks päikese-, tuule-, maasoojus- ja loodete – osakaal suureneb. Kõik need erinevad oma taastuvuse ja majandusliku efektiivsuse poolest põhimõtteliselt traditsioonilistest mineraalkütuse allikatest. Suured väljavaated on ka biokütuste, eriti bioetanooli kasutamisel. Ameerika futuroloogid pakuvad, et aastaks 2010 annavad alternatiivsed allikad 10% maailma energiast, 2016. aastaks tõuseb elektrijaamade kasutegur 50%ni, 2017. aastaks algab kütuseakude laialdane kasutamine ning 2026. aastast – termotuumareaktorite kaubanduslik kasutamine. .

Kõigest öeldu põhjal võib järeldada, et inimkonna energiatuleviku üle äärmiselt pessimistlikuks suhtumiseks on vaevalt piisavalt alust. Loomulikult võib ette tulla üksikute kütusebasseinide ammendumist, mis mõjutab ka üksikute kaevandusalade saatust. Kuid absoluutse kütusepuuduse väljavaade on endiselt ebatõenäoline. Siiski võimaldavad enamiku kütusefossiilide tõestatud koguvarud säilitada üsna kõrget tootmistaset – vähemalt kuni 21. sajandi keskpaigani, mil termotuumaenergia saab täies hoos tööle hakata.

Riis. 152. Globaalse energiatarbimise kasvu prognoos aastani 2100.

Mis puutub maa sooltes sisalduva ja meie planeedil ja Maa-lähedases ruumis igal aastal tekkiva energia koguhulgasse, siis see on nii suur, et teoreetiliselt ei saa ilmselt rääkida energiapotentsiaali ammendamise võimalusest. inimkonnale lähitulevikus.

Sellel globaalsel taustal tundub Venemaa seisukoht üsna vastuoluline. Ühest küljest on Venemaa primaarenergiaressursside kogutarbimise (1,2 triljoni tonni) poolest maailmas kolmandal kohal. Juba uuritud naftavarusid jätkub 55 aastaks ja maagaasi 85 aastaks. Lisaks peidavad selle sügavused palju avastamata rikkusi. Teisalt SKT energiamahukus Venemaal 21. sajandi alguses. olid 2,5 korda kõrgemad kui USA-s ja 3,5 korda kõrgemad kui Lääne-Euroopas. See eeldab vajadust minna üle vähem raiskavale energiapoliitikale, et paremini ära kasutada teaduse ja tehnoloogia edusamme. Ja siin on konkreetne sedalaadi näide: 2016.–2030. Sellega loodetakse lõpule viia demonstratsiooni ja 2050. aastaks tööstusliku termotuumaelektrijaama loomine.

Plaan

1) Sissejuhatus

2)Maailma energiaprobleem

3) Tooraine- ja energiaprobleemi lahendamise viisid

4) Alternatiivsed energiaallikad

5) Järeldus

6) Kirjandus

Sissejuhatus

Praegu muutuvad üha olulisemaks looduskeskkonna ja selle taastootmise probleemid, orgaaniliste ja maavarade piiratud varud. Seda globaalset probleemi seostatakse ennekõike planeedi kõige olulisemate orgaaniliste ja maavarade piiratusega. Teadlased hoiatavad teadaolevate ja kasutatavate nafta- ja gaasivarude võimaliku ammendumise, aga ka muude kriitiliste ressursside ammendumise eest: raua- ja vasemaak, nikkel, mangaan, alumiinium, kroom jne.

Maailmas on tõepoolest mitmeid looduslikke piiranguid. Seega, kui võtta hinnanguliselt kütuse kogus kolmes kategoorias: uuritud, võimalik, tõenäoline, siis jätkub kivisütt 600 aastaks, naftat 90 aastaks, maagaasi 50 aastaks ja uraani 27 aastaks. Teisisõnu põletatakse 800 aasta pärast igat liiki kütust kõigis kategooriates. Eeldatakse, et 2010. aastaks kasvab nõudlus mineraalse tooraine järele maailmas tänasega võrreldes 3 korda. Juba praegu on mitmes riigis rikkalikud maardlad täielikult ammendunud või ammendumisele lähedal. Sarnast olukorda täheldatakse ka teiste mineraalide puhul. Kui energiatootmine kasvab kiiremas tempos, siis kõik praegu kasutatavad kütuseliigid kuluvad ära 130 aastaga ehk 22. sajandi alguses.

Maailma energiaprobleem

* leida instrumentide süsteem, mis tagab riigisisesed sobivad kapitaliinvesteeringud ja struktuurimuutused;

* leida poliitiliselt vastuvõetavad viisid oma valijate heakskiitmiseks ja toetamiseks, kes on samuti sunnitud muudatuste eest maksma nii maksude kui elustiili kaudu, hoolimata sellest, et mõni lahendus võib vastu hakata (näiteks tuumaenergia);

* luua vastuvõetav alus suhtlemiseks teiste globaalse energiaturu suuremate osalejatega.

Globaalsed keskkonnaprobleemid

Kasvuhooneefekt. Süsinikdioksiidi kontsentratsiooni tõus atmosfääris põhjustab nn kasvuhooneefekti, mida nimetati analoogia põhjal taimede ülekuumenemisega kasvuhoones. Süsinikdioksiid mängib atmosfääris filmi rolli. Viimastel aastatel on sarnane roll teatavaks saanud ka mõnede teiste gaaside (CH4 ja N2O) puhul. Metaani kogus suureneb igal aastal 1%, süsinikdioksiid - 0,4%, dilämmastikoksiidi - 0,2%. Arvatakse, et süsinikdioksiid põhjustab poole kasvuhooneefektist.

Õhusaaste. Energia negatiivne mõju atmosfäärile avaldub tahkete osakeste, aerosoolide ja keemilise saaste kujul. Eriti oluline on keemiline saastumine. Peamiseks peetakse vääveldioksiidi, mis eraldub kivisöe, põlevkivi ja väävlilisandeid sisaldava nafta põletamisel. Mõned kõrge väävlisisaldusega kivisöe liigid toodavad kuni 1 tonni vääveldioksiidi 10 tonni põletatud söe kohta. Nüüd on kogu maakera atmosfäär reostunud vääveldioksiidiga. Oksüdatsioon toimub väävelanhüdriidiks ja viimane langeb koos vihmaga maapinnale väävelhappe kujul. Seda sademeid nimetatakse happevihmadeks. Sama juhtub pärast lämmastikdioksiidi imendumist vihmaga – tekib lämmastikhape.

Osooni "augud". Esimest korda avastati Antarktika kohal osoonikihi paksuse vähenemine. See mõju on antropogeense mõju tulemus. Nüüd on avastatud teisigi osooniauke. Praegu on osoonisisaldus atmosfääris märgatavalt vähenenud kogu planeedil. Talvel on see 5-6% kümnendis ja suvel 2-3%. Mõned teadlased usuvad, et see on freoonide (klorofluorometaanide) toime ilming, kuid osooni hävitab ka energiaettevõtete poolt eralduv lämmastikoksiid.

Tooraine- ja energiaprobleemi lahendamise viisid:

1. Tootmismahtude vähenemine;

2. Kaevandamise ja tootmise efektiivsuse tõstmine;

3. Alternatiivsete energiaallikate kasutamine;

Tootmismahtude vähendamine on väga problemaatiline, sest Kaasaegne maailm vajab üha rohkem toorainet ja energiat ning nende vähendamine toob kindlasti kaasa globaalse kriisi. Efektiivsuse suurendamine on samuti vähetõotav, sest selle rakendamine nõuab suuri kapitaliinvesteeringuid ja toorainevarud pole piiramatud. Seetõttu eelistatakse alternatiivseid energiaallikaid.