Промышленная резка бетона: rezkabetona.su
На главную  Теплоизоляция и экономия энергии 

Энергетика

Казанцев Э.Ф., Елисеев А.И.

 

Орловский государственный технический университет
Энергетика и благосостояние человека: итоги XX столетия

 

Если с 1750 г. по 1900 г. (за 150 лет) численность населения Земли выросла в 2 раза, то добыча энергетических ресурсов в мире за это время возросла в 10 раз. За следующие 70 лет (с 1900 г. по 1970 г.) численность населения Земли выросла так же в 2 раза, а добыча энергетических ресурсов – в 13 раз, т.е. темпы производства энергии намного превышают темпы роста населения. Сейчас человечество потребляет в год 4 1017 kДж энергии, а население Земли составляет более 6 млрд. человек. Люди покрывают свои энергетические потребности за счет нефти на 33%, угля – на 27%, газа – 18%. Эти энергетические ресурсы мы называем невозобновляемыми, так как уже ниразу мы их не сможем использовать так же раз. Более того, при нынешних темпах добычи, рентабельных энергетических ресурсов осталось всего на несколько десятков лет: угля – на 100 лет, газа – на 70 лет, нефти – на 50 лет. Возобновляемые энергетические ресурсы (гидроэнергия, ветровая энергия, энергия биомассы и т.д.) составляют в общем балансе энергетических затрат человека всего 18 % (кстати, за год на Землю от Солнца поступает 6 1020 kДж энергии, что на 3 порядка превышает нынешние энергетические затраты человека). Атомная энергетика покрывает 4 % всего энергетического бюджета. Надежды на открытие управляемого термоядерного синтеза пока не оправдались.

 

в начале ХХI cтолетия на фоне пугающего “демографического взрыва” наблюдается безобразное разбазаривание чрезвычайно ограниченных энергетических ресурсов Земли. Что касается благосостояния людей, то здесь наблюдаются разительные контрасты. Количество родившихся детей обратно пропорционально доходам на душу населения. Это означает, что высокая рождаемость есть спутник бедности. Отсюда иногда делают неверный вывод, что в ухудшающейся экологической ситуации на Земле виноваты бедные. Это не так, потому что около 80% загрязнений на планете дают промышленно развитые страны с населением менее 1 млрд. человек. Индия, например, с ее миллиардным населением, вносит в парниковый эффект лишь 2% от доли США. Соотношение доходов 20% самый богатой части населения Земли к 20% самой бедной составляет: в 1960 г. – 30 : 1; в 1980 г. – 45 : 1, в 1990 г. – 60 : Сейчас это соотношение достигло 140 : 1, несмотря на то, что ООН в 1974 г. приняла “Декларацию об установлении международного экономического порядка”, рекомендующую максимальный разрыв м. богатыми и бедными не более 3 : 1.

 

Стоимость полезных ископаемых в недрах России составляет 27 трлн. долларов (13% мировых запасов нефти, 37 % - запасов газа, 30 % - запасов угля). но сейчас эти богатства оценивают всего в 1,6 трлн. долл. Это происходит из-за того, что потери народного хозяйства страны за последние 10 лет составили около 4 трлн. долл., (за годы Отечественной войны мы потеряли 420 млрд. долл.). Сейчас у нас в стране стоимость добычи единицы энергетических ресурсов одна из самых высоких в мире и продолжает расти, так как износ основных фондов уже достиг 80 %.
Энергетика и продовольственная проблема

 

Вплоть до 1940 г. люди решали свою продовольственную проблему полностью за счет энергии Солнца. Урожаи зерновых культур – основы всего сельского хозяйства – до этого года в среднем не превышали 6 – 8 ц/га.

 

Однако к середине ХХ столетия численность населения Земли достигла 3 млрд. человек и, при наличии неравномерного распределения продовольственных ресурсов, огромное количество людей на Земле оказалось перед угрозой голода. Благодаря открытиям выдающегося советского генетика Н.Н. Вавилова продовольственная проблема на некоторое время была решена. Вавилов указал путь получения продуктивных и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды, гибридных сортов. но селекционеры США решили заменить естественную устойчивость растений на их защиту с помощью, так называемой, “искусственной энергии” (минеральные удобрения, пестициды, машинные технологии и т.д.). цикл внедрения в сельское хозяйство интенсивных технологий, получивший название “зеленой революции”, позволил с 1950 г. по 1980 г. увеличить мировой сбор зерна в 3 раза (с 600 млн. тонн до 1800 млн. тонн). Средняя урожайность зерновых поднялась до 20 ц/га.

 

Широкое распространение интенсивных технологий привело к огромным вложениям энергетических ресурсов в сельское хозяйство. Бытует ошибочное представление, что урожайность зерновых культур пропорциональна количеству “искусственной энергии”. Это неверно, потому что единственным механизмом, влияющим на урожайность растения, является механизм фотосинтеза, к.п.д. которого не превышает 1%. Благодаря созданию гибридных растений и применению интенсивных технологий удалось к.п.д. фотосинтеза повысить до 1,1 % и это привело к трехкратному увеличению урожайности. До настоящего времени, ученым не удалось больше повысить к.п.д. фотосинтеза. По-видимому, природа не зря установила такой низкий порог к.п.д. растений. Также не зря она не позволяет человеку овладеть энергией термоядерного синтеза. К сожалению, технический прогресс опережает биологические возможности человека в осмыслении его негативных последствий. “Зеленая революция” принесла с собой множество негативных последствий: интенсивные технологии приводят к деградации пахотных земель: ежегодно из оборота уходит 8,5 млн. га и с 1984 г. средний сбор зерновых стал снижаться на 1 % в год; человек тратит на себя 4/10 всех органических веществ на планете, оставляя другим живым существам все меньше и меньше. Поэтому сейчас каждый день с поверхности Земли исчезает 140 видов растений и животных. Обеднение генетического разнообразия биосферы чревато потерей ее глобальной устойчивости; США владеют большей частью рынка зерна на Земном шаре, получая от сельского хозяйства свой самый большой доход (больше, чем от продажи оружия и компьютерных технологий). За зерно США покупают нефть и создают свои стратегические запасы (за один бушель зерна – один баррель нефти). Если в XIX веке полмира кормила зерном Россия, то сейчас это делают США; “энергетическая цена” пищевой калории с каждым годом становится все больше и больше.

 

В настоящее время количество людей на Земле (6 млрд. чел.) превысило потенциальные возможности планеты. Уже 2 млрд. чел. не могут обеспечить себе минимальный уровень питания. Ежегодно от голода умирает 35 000 человек. На сельское хозяйство в среднем страны мира тратят 5 % своего энергетического бюджета (остальное идет на тяжелое машиностроение, военные расходы, транспорт). Если бы какая-нибудь высокоразвитая страна захотела, чтобы ее жители были обеспечены продуктами питания так же как жители США, то она должна была бы тратить на сельское хозяйство 80 % своего энергетического бюджета, что очевидно невозможно. уже ни одна страна мира не сможет обеспечить себя продуктами питания, как жители США. Такая ситуация сложилась из-за того, что США тратит энергии в 40 раз больше, чем любая другая высокоразвитая страна мира.
Энергетика и глобальные загрязнения

 

Современная энергетика – это в основном промышленные предприятия. Ежегодно промышленные предприятия мира выбрасывают на поверхность Земли около 1 млрд. тонн отходов. Если бы были созданы технологии переработки этих отходов, то, по крайней мере, 100 лет можно было бы не трогать невозобновляемые минеральные ресурсы Земли. но до сих пор таких технологий нет, и токсичные составляющие отходов все больше вызывают массовые заболевания растений, животных и человека.

 

Атомная энергетика чревата не только опасностью катастроф типа Чернобыльской, но и глобальным загрязнением планеты радиоактивными отходами. До сих пор не созданы эффективные технологии переработки и захоронения радиоактивных веществ.

 

Промышленные газы типа фреона разрушают озоновый слой Земли, подвергая людей опасности жесткого ультрафиолетового облучения.

 

Более 2,5 млрд. человек на Земле не имеют элементарных санитарных условий в быту.

 

Более 1,5 млрд. человек пользуются загрязненной водой. Пригодной для употребления питьевой воды осталось на планете на 20 – 30 лет.

 

Кислотные дожди приводят к прогрессирующему вымиранию лесов (20 млн. га в год). А это – “легкие” планеты.

 

Самый масштабный и опасный аспект глобального загрязнения – продукты сгорания органического топлива, которые приводят к, так называемому, “парниковому эффекту”.

 

С 1880 г. по 1980 г. средняя температура воздуха на Земле повысилась на 0,750 С. Если эта тенденция сохранится, то к 2100 году средняя температура воздуха повысится так же на 2 – 50 С (заметим, что последнее оледенение Земли произошло в результате понижения средней температуры воздуха всего на 40 С). Глобальное потепление климата Земли, которое мы уже ощущаем сейчас, влечет за собой массовое таяние ледников и полярных шапок и, соответственно, повышение уровня мирового океана. За последние 100 лет уровень океана поднялся на 15 см. В XXI веке он может подняться так же на 50 см, что приведет к затоплению суши, на которой проживает 7/10 населения планеты. Одновременно исчезнет огромное количество плодородных земель. Статистика дождей и наводнений за последнее время указывает, что данный цикл имеет тенденцию к самоускорению.

 

Неразумная экономическая деятельность человека со всей очевидностью ведет к нарушению глобального равновесия в биосфере Земли. Энергетический потенциал земной биосферы настолько превышает энергетические возможности человека (на 3 – 4 порядка), что никакие попытки спастись хотя бы малой части населения планеты от надвигающихся природных катаклизмов, не приведут к положительным результатам.
Энергетика и информатика

 

Как мы уже отмечали выше, потребление энергии человечеством все так же не вышло на уровень сотых долей прцентажа от солнечного фона на нашей планете. В то же время радиоизлуч. Земли (радио, телевидение и т.д.) за последние 2-3 десятилетия возросло в миллионы раз и по мощности приблизилось к радиоизлучению Солнца. “Информационный взрыв” на Земле для внешнего наблюдателя выглядит вспышкой (в метровом диапазоне радиоволн) новой “звезды” по яркости равной Солнцу. Мы сейчас живем на поверхности радиозвезды, испытывая все негативные последствия информационного воздействия на человека.

 

90 – ые годы ХХ столетия – это граница, отделяющая эру энергетики от эры информатики. Растущая зависимость промышленно развитых стран от источников информации (технической, экономической, политической, военной и т.д.) привели к созданию на рубеже 80-х годов новой экономической категории – национальные информационные ресурсы. Информация стала таким же основным ресурсом, как материалы и энергия. Информационные ресурсы относятся к весьма ограниченному числу экономически значимых воспроизводимых ресурсов.

 

В широком смысле слова, информационные ресурсы – это непосредственный продукт интеллектуальной деятельности наиболее квалифицированной и творчески активной части трудоспособного населения страны. К активным информационным ресурсам относят ту часть информационных ресурсов, которая доступна для автоматизированного поиска, хранения и обработки на ЭВМ.

 

Экономическая значимость информационных ресурсов видна хотя бы на примере США, которые постепенно уступают своим ближайшим конкурентам фактически все традиционные секторы мирового рынка, кроме главного – сектора информационных технологий. Здесь США значительно оторвались от ближайших своих конкурентов, контролируя более 80 % мирового рынка. Практически безраздельный контроль американских фирм над информационной индустрией дает им долговременную стратегическую устойчивость.

 

Тенденция неуклонного перекачивания трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную сферу является наиболее заметным явлением современного мира. но было бы неверно думать, что в итоге информационные ресурсы полностью заменят энергетические. Правильнее рассматривать эти два типа ресурсов, как взаимодополняющие друг друга, эффективный баланс которых в будущем несомненно будет определяться их экологической составляющей.
Заключение

 

Повышение уровня благосостояния человека на Земле требует постоянного увеличения потребляемой энергии. В тоже время, резкое увеличение производства энергии за последнее время стремительно ухудшает экологическую обстановку на Земле, - тем самым снижая уровень благосостояния. На лицо явное противоречие этих двух тенденций друг другу.

 

Поэтому правильное рассмотрение проблемы возможно только в случае четкого определения цели (и смысла) развития человеческой цивилизации в долгосрочной перспективе. В данной работе мы придерживались следующей позиции: цель и смысл жизни на Земле заключается не в безграничном увеличении материального благосостояния людей (что в принципе невозможно), а в сохранении планеты для будущих поколений (возможно более разумных) людей.

 

Казанцев Эдуард Федорович, д. ф.-м. н., профессор, зав. кафедрой “Прикладной математики и информатики” Орловского государственного технического университета;

 

Елисеев Андрей Ильич, аспирант Орловского государственного технического университета, ассистент кафедры “Прикладной математики и информатики”.

 

Источник: http://www.ostu.ru

 



Розвиток механізмів енергозбереження у регіонах. энергосбережение_в_бюджетной_сфе. ЗАТВЕРДЖЕНО. Проект.

На главную  Теплоизоляция и экономия энергии 





0.0075
 
Яндекс.Метрика