Problema energetică a omenirii și căile de rezolvare a acesteia

Problema energetică

Începutul sfârșitului

Globalizarea problemei energetice a omenirii a început în anii șaptezeci ai secolului trecut, când epoca petrolului ieftin sa încheiat. Deficitul și creșterea bruscă a prețului acestui tip de combustibil au provocat o criză serioasă în economia mondială. Și deși valoarea sa a scăzut în timp, volumele scad în mod constant, astfel încât problema energetică și materia primă a omenirii este din ce în ce mai acută.

De exemplu, numai în perioada cuprinsă între 60 și 80 de ani ai secolului XX, volumul global de cărbune a fost de 40%, ulei - 75% gaze naturale - 80% din valoarea totală a resurselor utilizate de la începutul secolului.

În ciuda faptului că deficitul de combustibil a început în anii 1970 și sa descoperit că problema energetică este o problemă globală a omenirii, previziunile nu prevăd creșterea consumului său. Sa planificat ca volumul operațiunilor miniere să crească de 3 ori până în anul 2000. Ulterior, desigur, aceste planuri au fost reduse, dar ca urmare a exploatării extrem de risipitoare a resurselor, care a durat decenii, astăzi nu există niciunul.

Principalele aspecte geografice ale problemei energetice a omenirii

Unul dintre motivele pentru care deficitul de combustibil este în creștere este creșterea condițiilor de extracție a acestuia și, în consecință, creșterea costului acestui proces. Dacă în urmă cu câteva decenii resursele naturale se află la suprafață, astăzi trebuie să creștem în mod constant adâncimea minelor, a puțurilor de gaze și de petrol. Deosebit de mult a deteriorat condițiile geologice ale apariției resurselor energetice în vechile regiuni industriale din America de Nord, Europa de Vest, Rusia și Ucraina.

Având în vedere aspectele geografice ale problemelor legate de energia și materiile prime ale omenirii, trebuie spus că soluția lor este extinderea liniilor de resurse. Este necesar să se dezvolte noi zone cu condiții miniere și condiții geologice mai ușoare. Astfel, este posibil să se reducă costul producerii de combustibil. Trebuie avut în vedere că intensitatea totală a capitalului de extragere a resurselor energetice în locuri noi este, de obicei, mult mai mare.

Aspectele economice și geopolitice ale problemelor legate de energie și materii prime ale omenirii

Scăderea rezervelor de gaze naturale a provocat o concurență acerbă în sfera economică, politică și geopolitică. Companiile de combustibil gigant sunt implicate în divizarea resurselor de combustibil și de energie și redistribuirea sferelor de influență în această industrie, ceea ce conduce la fluctuații constante ale prețurilor pe piața mondială a gazelor, cărbunelui și petrolului. Instabilitatea situației agravează grav problema energetică a omenirii.

Securitatea energetică globală

Acest concept a intrat în folosință la începutul secolului al XXI-lea. Principiile acestei strategii de securitate prevăd o furnizare sigură, durabilă și acceptabilă din punct de vedere ecologic a energiei, ale cărei prețuri vor fi justificate și îndeplinite de țările care exportă și importă combustibil.

Punerea în aplicare a acestei strategii este posibilă numai în cazul în care cauzele problemei energetice a omenirii sunt eliminate și se iau măsuri practice pentru asigurarea în continuare a economiei mondiale atât cu tipuri tradiționale de combustibil, cât și cu energie din surse alternative. Și ar trebui să se acorde o atenție deosebită dezvoltării energiei alternative.

Politica de economisire a energiei

În vremurile de combustibil ieftin, în multe țări ale lumii sa dezvoltat o economie cu resurse foarte mari. În primul rând, acest fenomen a fost observat în statele bogate în resurse minerale. Lista a fost condusă de Uniunea Sovietică, Statele Unite, Canada, China și Australia. În URSS, volumul consumului de combustibil convențional a fost de câteva ori mai mare decât în ​​SUA.

Această stare de lucruri a impus introducerea urgentă a politicilor de conservare a energiei în sectoarele municipale, industriale, de transport și în alte sectoare ale economiei. Luând în considerare toate aspectele legate de problemele energetice și de materii prime ale omenirii, au început să se dezvolte și să se introducă tehnologii menite să reducă intensitatea energetică specifică a PIB-ului acestor țări și să se reconstruiască întreaga structură economică a economiei mondiale.

Succese și eșecuri

Cel mai remarcabil succes în domeniul economisirii energiei a fost realizat de țările dezvoltate economic din Occident. În primii 15 ani, au reușit să reducă intensitatea energetică a PIB-ului cu 1/3, ceea ce a dus la o reducere a ponderii lor în consumul mondial de energie de la 60 la 48%. Până în prezent, această tendință continuă, iar creșterea PIB în Vest depășește volumul tot mai mare de consum de combustibil.

În mod semnificativ mai rău sunt lucrurile din Europa Centrală și de Est, China și țările CSI. Intensitatea energetică a economiei lor scade foarte încet. Dar liderii anti-rating-ului economic sunt țările în curs de dezvoltare. De exemplu, în majoritatea țărilor din Africa și Asia, pierderea combustibilului asociat (gaze naturale și petrol) este între 80 și 100%.

Realități și perspective

Problema energetică a omenirii și căile de soluționare a acesteia astăzi sunt de interes pentru întreaga lume. Pentru a îmbunătăți situația existentă, sunt introduse diferite inovații tehnice și tehnologice. În scopul economisirii de energie, se îmbunătățește echipamentul industrial și comunal, se fabrică mașini mai economice și așa mai departe.

Printre măsurile macroeconomice primare se numără o schimbare treptată a structurii consumului de gaze, cărbune și petrol, cu perspectiva creșterii ponderii resurselor energetice netradiționale și regenerabile.

Pentru a rezolva cu succes problema energetică a omenirii, o atenție deosebită ar trebui acordată dezvoltării și introducerii tehnologiilor fundamental noi disponibile în stadiul actual al revoluției științifice și tehnologice.

Energie nucleară

Una dintre cele mai promițătoare domenii ale energiei energia nucleară. În unele țări dezvoltate, reactoarele nucleare de o nouă generație au fost deja comandate. Cercetătorii nucleari din astăzi discută din nou în mod activ tema reactorilor care lucrează la neuroni rapizi, care, după cum se presupunea, vor deveni un nou și mult mai eficient val de energie nucleară. Totuși, dezvoltarea lor a fost întreruptă, dar acum această problemă a devenit din nou urgentă.

Utilizarea generatoarelor MHD

Transformarea directă a energiei termice în electricitate fără cazane cu abur și turbine permite efectuarea generatoarelor magnetohidrodinamice. Dezvoltarea acestei direcții promițătoare a început încă din anii 1970. În 1971, în Moscova a fost comandat primul MHD experimental-industrial cu o capacitate de 25.000 kW.

Principalele avantaje ale generatoarelor magnetohidrodinamice sunt:

• eficiență ridicată;
• compatibilitatea ecologică (nu există emisii nocive în atmosferă);
• începe imediat.

Turbogeneratorul criogenic

Principiul generatorului criogenic este că rotorul este răcit heliu lichid, datorită căruia se obține efectul supraconductivității. Avantajele fără îndoială ale acestei unități includ eficiența ridicată, greutatea mică și dimensiunile.

Un eșantion experimental și industrial al unui turbogenerator criogenic a fost creat în epoca sovietică, iar evoluțiile similare se desfășoară în Japonia, SUA și în alte țări dezvoltate.

hidrogen

Utilizarea hidrogenului drept combustibil are mari perspective. Potrivit multor experți, această tehnologie va ajuta la rezolvarea celor mai importante probleme umane - problema energiei și a materiilor prime. În primul rând, combustibilul pe bază de hidrogen va fi o alternativă la resursele naturale de energie din inginerie. Primul masina pe hidrogen a fost creat de compania japoneză "Mazda" la începutul anilor 90, pentru că a fost dezvoltat un nou motor. Experimentul sa dovedit a fi destul de reușit, ceea ce confirmă perspectivele acestei direcții.

Generatoare electrochimice

Acestea sunt celulele de combustie care funcționează și pe hidrogen. Combustibilul este trecut prin membranele polimerice cu o substanță specială - un catalizator. Ca urmare a reacției chimice cu oxigen, hidrogenul în sine este transformat în apă, eliberând energia chimică în timpul arderii, care se transformă în energie electrică.

Motoarele cu celule de combustie sunt caracterizate de cea mai mare eficiență posibilă (peste 70%), care este de două ori mai mare decât centralele electrice convenționale. În plus, ele sunt ușor de utilizat, liniștite la locul de muncă și care nu necesită reparații.

Până de curând, celulele de combustie aveau un domeniu îngust, de exemplu în cercetarea spațială. Dar acum lucrările privind punerea în aplicare a generatoarelor electrochimice se desfășoară în mod activ în țările cele mai dezvoltate economic, dintre care primul este Japonia. Capacitatea totală a acestor unități din lume este măsurată în milioane de kW. De exemplu, în New York și Tokyo sunt deja la putere pe elemente, cum ar fi auto german „Daimler-Benz“, a fost primul care a creat un prototip de lucru al mașinii cu motorul funcționând în conformitate cu acest principiu.

Controlul fuziunii termonucleare

Timp de câteva decenii cercetarea în domeniul energiei termonucleare a continuat. La baza energiei nucleare este reacția de fisiune nucleară și fuziunea nucleară se bazează pe procesul invers - nucleul de izotopi de hidrogen (deuteriu, tritiu) îmbinare. În procesul de ardere nucleară de 1 kg de deuteriu, cantitatea de energie eliberată depășește 10 milioane de ori aceeași cifră obținută din cărbune. Rezultatul este cu adevărat impresionant! De aceea, puterea termonucleară este considerată a fi una dintre cele mai promițătoare direcții în rezolvarea problemelor deficitului energetic mondial.

previziuni

Astăzi, există diferite scenarii pentru dezvoltarea situației din industria energetică mondială în viitor. Potrivit unora dintre ei, până în 2060 consumul global de energie în echivalent petrol va crește la 20 de miliarde de tone. În același timp, în ceea ce privește volumul de consum, țările în curs de dezvoltare vor depăși țările dezvoltate.

Până la mijlocul secolului XXI, volumul resurselor energetice fosile ar trebui să scadă în mod semnificativ, însă va crește ponderea surselor de energie regenerabilă, în special a energiei eoliene, solară, geotermală și maree.