Energetski problem človeštva in načini njegove rešitve

Energetski problem

Začetek konca

Globalizacija energetskega problema človeštva se je začela v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, ko se je končala doba poceni nafte. Primanjkljaj in izrazit dvig cen te vrste goriva sta povzročila resno krizo v svetovnem gospodarstvu. Čeprav se je njegova vrednost sčasoma zmanjševala, se obseg stalno zmanjšuje, zato je problem energije in surovin človeštva vedno bolj akuten.

Na primer, samo v obdobju od 60 do 80 let dvajsetega stoletja, je globalni obseg premoga 40%, olje - 75%, zemeljski plin - 80% od skupnega zneska sredstev, ki se uporabljajo od začetka stoletja.

Kljub dejstvu, da se je pomanjkanje goriva začelo v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja in ugotovljeno, da je energetski problem svetovni problem človeštva, napovedi niso zagotovile rasti njegove porabe. Predvideno je bilo, da se bo obseg rudarskih dejavnosti do leta 2000 povečal za 3-krat. Kasneje so se ti načrti zmanjšali, a zaradi izredno potratnega izkoriščanja virov, ki je trajal desetletja, danes praktično ni.

Glavni geografski vidiki energetskega problema človeštva

Eden od razlogov za povečanje pomanjkanja goriva je povečanje pogojev za njegovo pridobivanje in posledično povečanje stroškov tega procesa. Če je pred nekaj desetletji naravne vire ležalo na površini, moramo danes nenehno povečevati globino rudnikov, plinov in naftnih vrtin. Zlasti opazno poslabšali geološke razmere nastajanja energetskih virov v starih industrijskih regijah Severne Amerike, Zahodne Evrope, Rusije in Ukrajine.

Glede na geografske vidike problemov energije in surovin človeštva, je treba reči, da je njihova rešitev razširiti linije virov. Razviti je treba nova območja z lažjimi rudarskimi in geološkimi razmerami. Tako je mogoče zmanjšati stroške proizvodnje goriva. Treba je upoštevati, da je skupna kapitalska intenzivnost pridobivanja energetskih virov na novih mestih običajno veliko višja.

Ekonomski in geopolitični vidiki problemov energije in surovin človeštva

Izčrpanje zalog zemeljskega plina je povzročilo ostro konkurenco na gospodarskem, političnem in geopolitičnem področju. Giant družbe, ki se ukvarjajo v oddelku goriva virov goriv in energije ter prerazporeditev sfer v industriji, ki vodi do stalnih nihanj cen na svetovnem trgu plina, premoga in nafte. Nestabilnost situacije resno poslabša energetski problem človeštva.

Globalna energetska varnost

Ta koncept je začel uporabljati v začetku 21. stoletja. Načela te varnostne strategije zagotavljajo zanesljivo, dolgoročno in okolju prijazno oskrbo z energijo, katere cene bodo upravičene in zadovoljne države, ki izvažajo in uvažajo gorivo.

Izvajanje te strategije je mogoče le, če se odpravijo vzroki za energetski problem človeštva in se sprejmejo praktični ukrepi za nadaljnje zagotavljanje svetovnega gospodarstva z običajnimi vrstami goriva in energije iz alternativnih virov. Posebno pozornost je treba nameniti razvoju alternativne energije.

Politika varčevanja z energijo

V času poceni goriva se je v mnogih državah sveta razvilo zelo gospodarno z viri. Najprej je ta pojav opazil v državah, bogatih z mineralnimi viri. Seznam je vodil Sovjetska zveza, ZDA, Kanada, Kitajska in Avstralija. V ZSSR je bil obseg porabe konvencionalnega goriva večkrat višji kot v ZDA.

To stanje je zahtevalo nujno uvedbo politik varstva okolja v občinskem, industrijskem, prometnem in drugih sektorjih gospodarstva. Ob upoštevanju vseh vidikov problemov energije in surovin človeštva so se začele razvijati in uvajati tehnologije za zmanjšanje specifične energetske intenzivnosti BDP teh držav in obnoviti celotno gospodarsko strukturo svetovnega gospodarstva.

Uspehi in napake

Najbolj opazen uspeh na področju varčevanja z energijo so dosegle ekonomsko razvite države Zahoda. V prvih 15 letih so uspeli zmanjšati energetsko intenzivnost njihovega BDP za 1/3, kar je povzročilo zmanjšanje njihovega deleža v svetovni porabi energije s 60 na 48 odstotkov. Do danes se ta trend nadaljuje, rast BDP na zahodu pa presega vedno večji obseg porabe goriva.

Pomembno slabše stvari so v srednji in vzhodni Evropi, na Kitajskem in v državah SND. Energetska intenzivnost njihovega gospodarstva se zelo počasi zmanjšuje. Toda voditelji ekonomske protikonkurenčnosti so države v razvoju. Na primer, v večini afriških in azijskih držav je izguba povezanega goriva (zemeljskega plina in nafte) med 80 in 100 odstotki.

Realnosti in perspektive

Energetski problem človeštva in načini njegovega reševanja danes skrbi za ves svet. Za izboljšanje obstoječega stanja so uvedene različne tehnične in tehnološke inovacije. Z namenom varčevanja z energijo se izboljšuje industrijska in komunalna oprema, izdelujemo bolj ekonomične avtomobile in tako naprej.

Med primarnimi makroekonomskimi ukrepi je postopna sprememba v strukturi porabe plina, premoga in nafte z možnostjo povečanja deleža netradicionalnih in obnovljivih virov energije.

Za uspešno reševanje energetskega problema človeštva je treba posebno pozornost nameniti razvoju in uvajanju temeljno novih tehnologij, ki so na voljo na sedanji stopnji znanstvene in tehnološke revolucije.

Jedrska energija

Eno najbolj obetavnih področij v energiji jedrska energija. V nekaterih razvitih državah so že naročeni jedrski reaktorji nove generacije. Jedrski znanstveniki danes spet aktivno razpravljajo o temi reaktorjev, ki delajo na hitrih nevronih, kar bo, kot je bilo nekoč predvideno, postalo nov in bolj učinkoviti val jedrske energije. Vendar pa je bil njihov razvoj ukinjen, zdaj pa je to vprašanje ponovno postalo nujno.

Uporaba MHD generatorjev

Neposredna pretvorba toplotne energije v električno energijo brez parnih kotlov in turbin omogoča izvajanje magnetohidrodinamičnih generatorjev. Razvoj te obetavne smeri se je začel v začetku sedemdesetih let. Leta 1971 je v Moskvi naročil prvi eksperimentalni industrijski MHD z zmogljivostjo 25.000 kW.

Glavne prednosti magnetohidrodinamičnih generatorjev so:

• visoka učinkovitost;
• ekološka združljivost (ni škodljivih emisij v ozračje);
• takojšnji začetek.

Kriogeni turbogenerator

Princip kriogenega generatorja je, da se rotor ohladi tekoči helij, zaradi česar dobimo učinek superprevodnosti. Nedvomne prednosti te enote vključujejo visoko učinkovitost, majhno težo in dimenzije.

V času sovjetskega obdobja je bil ustvarjen eksperimentalni in industrijski vzorec kriogenega turbogeneratorja, podoben razvoj pa poteka na Japonskem, v ZDA in drugih razvitih državah.

Vodik

Uporaba vodika kot goriva ima velike možnosti. Po mnenju mnogih strokovnjakov ta tehnologija pomaga rešiti najpomembnejše človeške probleme - problem energije in surovin. Najprej bo vodikovo gorivo alternativa naravnim energetskim virom v inženirstvu. Prvi avto na vodik je bila ustanovljena v japonskem podjetju "Mazda" v začetku 90. let, saj je bil razvit nov motor. Poskus se je izkazal kot precej uspešen, kar potrjuje možnosti te smeri.

Elektrokemijski generatorji

To so gorivne celice, ki delujejo tudi na vodiku. Gorivo prehaja skozi polimerne membrane s posebno snovjo - katalizatorjem. Zaradi kemične reakcije s kisikom se vodik pretvori v vodo, sprošča kemično energijo med zgorevanjem, ki se spremeni v električno energijo.

Za motorje z gorivnimi celicami je značilna največja možna učinkovitost (več kot 70%), kar je dvakrat toliko kot običajne elektrarne. Poleg tega so enostavni za uporabo, tiho pri delu in nezahtevni za popravilo.

Do nedavnega so gorivne celice imele ozek obseg, na primer v vesoljskih raziskavah. Zdaj pa se delo v uvajanju elektrokemijskih generatorjev aktivno izvaja v večini gospodarsko razvitih držav, med katerimi je Japonska prva. Skupna zmogljivost teh enot na svetu se meri v milijonih kW. Na primer, v New Yorku in Tokiu so že na oblasti o elementih, kot je nemški avtomobilski "Daimler-Benz" je bil najprej ustvariti delujoč prototip avtomobila z motorjem, ki deluje v skladu s tem načelom.

Nadzorovana termonuklearna fuzija

V teku je več desetletij raziskav na področju termonuklearne energije. Jedro jedrske energije leži v jedrski fisijski reakciji, fuzija pa temelji na obratnem procesu - združujejo se jedro vodikovih izotopov (devterija, tritija). V procesu jedrskega zgorevanja 1 kg devterija, količina sproščene energije presega 10 milijonovkrat več kot enaka količina, pridobljena iz premoga. Rezultat je resnično impresiven! Zato se termonuklearna energija šteje za eno najbolj obetavnih smeri pri reševanju problemov svetovnega primanjkljaja energije.

Napovedi

Danes obstajajo različni scenariji za razvoj razmer v svetovni energetiki v prihodnosti. Glede na nekatere od njih se bo do leta 2060 svetovna poraba energije v ekvivalentu nafte povečala na 20 milijard ton. Istočasno bo v smislu obsega porabe države v razvoju prehitele razvite države.

Do sredine 21. stoletja bi se obseg fosilnih energetskih virov bistveno zmanjšal, vendar se bo delež obnovljivih virov energije, zlasti vetrnih, sončnih, geotermalnih in plimskih virov energije, povečal.