Энергопотребление и биосфера

За всю историю существования человечество израсходовало около 900—950 тыс. ТВт-ч[106] энергии всех видов. Исторически развитие (увеличение) потребления энергии на планете шло неравномерно. На графике (рис.

9.15) показано, что резкое возрастание потребления энергии началось в XX в., причем 2/3 израсходованной человеком энергии приходится на последнюю половину века. Важная особенность современного потребления энергии — его неравномерность для жителей разных стран. В доисторическую эпоху каждый человек, использовавший лишь свою мускульную силу, тратил приблизительно одинаковое количество энергии. В наше время неравномерность удельного потребления энергии огромна и для различных стран она достигает соотношения 1 : 40, при этом неравномерность потребления электроэнергии еще больше. В Скандинавии на одного жителя приходится более 14 000 кВт • ч электроэнергии в год, а в Индии — около 100 кВт • ч.

Рис. 9.15. Изменение расхода энергии на нужды человечества за последние 2 тыс. лет (по В. А. Веникову)

Уровень жизни населения разных стран напрямую зависит от обеспеченности энергией (рис. 9.16).
В то же время удельное потребление энергии определяется рядом факторов, главным образом климатических. Так, в нашей стране в середине 80-х годов XX в. на единицу национального дохода тратилось топливных ресурсов в 4,5 раза больше, чем в США, и в 6 раз больше, чем в Японии. Это связано с тем, что Россия — самая холодная из обитаемых стран. Эффективно используемая (густо населенная) территория Финляндии, Норвегии, Исландии и Канады имеет значительно более мягкий климат, чем Россия.
Увеличение расходования энергии происходит с развитием цивилизации. Технический прогресс и развитие общества с доисторических времен были связаны с количеством и качеством используемых энергоресурсов. Освоение природных энергетических ресурсов стимулировало создание машин, позволивших переложить на них значительную часть физического, а в наше время и умственного труда. Совершенствование машин все больше и больше освобождало человека для творческой работы, занятий науками, искусством, литературой — всего того, что принято называть культурой.
Достигнутый уровень техники позволил использовать качественно новые виды энергии, в первую очередь электрической. Основными отличительными особенностями электроэнергии является возможность легкой передачи на большие расстояния и относительная простота преобразования ее в другие виды энергии при малых потерях.
Без электроэнергии жизнь современного общества невозможна. Печальным примером этого служит авария 1965 г. в США, когда значительная часть территории страны, включая Нью-Йорк, на 14 ч полностью оказалась без электроэнергии. Жизнь в крупных городах была парализована: остановился транспорт, перестали работать лифты, установки кондиционирования воздуха, погас свет, отключились все виды связи. Предприятия прекратили работу, в городе начались происшествия и преступления. Авария принесла большие материальные убытки и тяжелые моральные потрясения.

Рис. 9.16. Взаимосвязь уровня потребления энергии и уровня жизни населения в 1980 г. (по Т. А. Акимовой, В. В. Хаскину): I — индекс чистого дохода, вычисленный по действительной стоимости большого набора товаров и услуг (/ =1 соответствует приблизительно 22,5 долл. США); Е — потребление энергии на одного жителя разных стран в кг угольного эквивалента (29,3 МДж/г)

Масштабы выработки и потребления энергии человечеством столь велики, что соизмеримы с природными явлениями (табл. 9.7).
Сравнительная мощность техногенной энергии
и природных явлений
Таблица 9.7

Энергетический объект или явление природы	Мощность, ТВТ
Все установки по выработке энергии,	8—9
в т. ч. электростанции	1,5
Испарение влаги с поверхности Земли	0,5
Приливы	2—5
Землетрясения	1,5—100

Мировые запасы минерального топлива оцениваются в 12,5 трлн тут[107], а запасы, которые могут быть извлечены из недр Земли экономически оправданными методами, составляют около 4 трлн: тут. При этом 80% запасов составляет уголь и по 10% — нефть и природный газ. Считается, что этого количества, а также запасов торфа, сланцев, урана и тория в расчете на уровень потребления в 2000 г. хватит человечеству ориентировочно на 300 лет.
На территории нашей страны находится более 50% мировых запасов угля, более 30% газа, 60% торфа и более 40% горючих сланцев. Извлекаемые запасы минерального топлива оцениваются примерно в 2 трлн тут, 80% которых составляет уголь и 5% — природный газ.
Поскольку, с одной стороны, энергетика — основа развития современных отраслей народного хозяйства, а с другой стороны — в наши дни не найдено ни одного источника энергии, использование которого не влияло бы существенно (прямо или косвенно) на биосферу, человечество активно ищет выход из этого тупикового состояния. Наиболее правильными являются следующие два направления решения этой задачи.

Прежде всего следует рациональнее использовать имеющиеся энергетические мощности, т. е. снижать энергопотребление путем перехода на энергоэкономные технологии и снижения потерь. Ярким примером служат достижения Японии. Страна, обладающая ничтожными собственными природными ресурсами, далеко «отстающая» по выработке электроэнергии на душу населения от России и многих развитых стран мира, заняла одно из первых мест по производству промышленной продукции, лидируя в новейших отраслях.
Кроме того, необходимо совершенствовать технологию выработки энергии (включая добычу и перевозку топлива, передачу электроэнергии и т. п.), а также структуру выработки энергии, шире использовать экологически более совершенные методы выработки и виды топлива.
Нельзя рассчитывать на полноценное решение проблемы путем очистки газов, выбрасываемых энергетическими объектами в атмосферу. Многократно доказано, что газоочистка, увеличивая стоимость выработки энергии примерно в 1,5 раза, сама требует дополнительных затрат энергии и приводит к необходимости решения задачи утилизации уловленных веществ. Тем не менее в некоторых случаях применение устройств очистки дает явный и существенный эффект. Так, все ведущие автомобилестроительные фирмы уже оснащают свою продукцию нейтрализаторами выхлопных газов. Без этого устройства автомобиль не конкурентоспособен на современном рынке. Сегодня трудно быть уверенным, что после перевода всего парка автомобилей на экологически более совершенные виды топлива (такие, как газ) необходимость в нейтрализаторах исчезнет.
Принципиально неверный способ улучшения экологической обстановки в районе расположения энергетического объекта — строительство высоких и сверхвысоких труб (180, 250 и даже 420 м). Сиюминутная выгода при таком «решении» очевидна — увеличение в два раза высоты трубы гарантирует снижение максимальной приземной концентрации загрязняющих веществ в 4 раза [см. (10.24)]. Однако рассеивание примесей по значительно большей территории ни в малейшей степени не снижает общий результат. Для совместной борьбы с трансграничным переносом загрязнений ряд заинтересованных стран Европы подписало международную конвенцию, по которой они обязались в оговоренные сроки уменьшать выбросы оксидов серы.

<< | >>

↑

Источник: Николайкин Н. И.. Экология: Учеб. для вузов. 2004

Еще по теме Энергопотребление и биосфера:

- Детская психология - Общая экология - Природопользование - Социальная экология - Экологический мониторинг - Экология города и региона - Экология человека -