Energetski problem čovječanstva i načini za njegovo rješavanje

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Energetski problem čovječanstva svake godine postaje sve rašireniji. To je zbog rasta svjetske populacije i intenzivnog razvoja tehnologije, što dovodi do konstantnog rasta potrošnje energije. Unatoč korištenju nuklearne, alternativne i hidroenergije, ljudi i dalje izvlače lavovski dio goriva iz utrobe Zemlje. Nafta, prirodni gas i ugalj su neobnovljivi prirodni izvori energije, a do sada su njihove rezerve svedene na kritičan nivo.

Početak kraja

Globalizacija energetskog problema čovečanstva počela je 70-ih godina prošlog veka, kada je završila era jeftine nafte. Nestašica i nagli rast cijena ove vrste goriva izazvali su ozbiljnu krizu u svjetskoj ekonomiji. I iako se njegova cijena vremenom smanjivala, količine se stalno smanjuju, pa je problem energije i sirovinačovječanstvo postaje oštrije.

Na primjer, samo u periodu od 60-ih do 80-ih godina dvadesetog stoljeća, svjetski obim proizvodnje uglja bio je 40%, nafte - 75%, prirodnog plina - 80% ukupne količine ovih resursa koristi se od početka veka.

Uprkos činjenici da je nestašica goriva počela 70-ih godina i ispostavilo se da je energetski problem globalni problem za čovječanstvo, prognoze nisu predviđale povećanje njegove potrošnje. Planirano je da se do 2000. godine obim vađenja minerala poveća 3 puta. Kasnije su, naravno, ovi planovi smanjeni, ali kao rezultat krajnje rasipničke eksploatacije resursa koja je trajala decenijama, danas ih praktično više nema.

Glavni geografski aspekti energetskog problema čovječanstva

Jedan od razloga sve veće nestašice goriva je pogoršanje uslova za njegovo vađenje i, kao rezultat, poskupljenje ovog procesa. Ako su prije nekoliko decenija prirodni resursi ležali na površini, danas moramo stalno povećavati dubinu rudnika, plinskih i naftnih bušotina. Rudarski i geološki uslovi pojave energetskih resursa u starim industrijskim regionima Severne Amerike, Zapadne Evrope, Rusije i Ukrajine posebno su se značajno pogoršali.

S obzirom na geografske aspekte energetskih i sirovinskih problema čovječanstva, mora se reći da njihovo rješenje leži u širenju granica resursa. Treba učiti novopodručja sa lakšim rudarskim i geološkim uslovima. Tako se trošak proizvodnje goriva može smanjiti. Međutim, treba uzeti u obzir da je ukupni kapitalni intenzitet vađenja energenata na novim mjestima obično mnogo veći.

Ekonomski i geopolitički aspekti energetskih i sirovinskih problema čovječanstva

Iscrpljivanje rezervi prirodnog goriva dovelo je do oštre konkurencije u ekonomskoj, političkoj i geopolitičkoj sferi. Gigantske naftne korporacije se bave podjelom goriva i energetskih resursa i preraspodjelom sfera utjecaja u ovoj industriji, što dovodi do stalnih oscilacija cijena na svjetskom tržištu gasa, uglja i nafte. Nestabilnost situacije ozbiljno pogoršava energetski problem čovječanstva.

Globalna energetska sigurnost

Ovaj koncept je ušao u upotrebu početkom 21. veka. Principi strategije takve sigurnosti predviđaju pouzdano, dugoročno i ekološki prihvatljivo snabdijevanje energijom, čije će cijene biti opravdane i odgovarati zemljama izvoznicama i uvoznicama goriva.

Provedba ove strategije moguća je samo ako se otklone uzroci energetskog problema čovječanstva i praktične mjere usmjerene na daljnje obezbjeđivanje svjetske privrede kako tradicionalnim gorivima tako i energijom iz alternativnih izvora. Štaviše, posebnu pažnju treba posvetiti razvoju alternativne energije.

Politika uštede energije

U vrijeme jeftinog goriva, mnoge zemlje svijeta razvile su ekonomiju koja je zahtijevala resurse. Prije svega, ova pojava je uočena u državama bogatim mineralnim resursima. Na vrhu liste su Sovjetski Savez, SAD, Kanada, Kina i Australija. Istovremeno, količina ekvivalentne potrošnje goriva u SSSR-u bila je nekoliko puta veća nego u Americi.

Ovakvo stanje zahtijevalo je hitno uvođenje politike uštede energije u domaćem, industrijskom, transportnom i drugim sektorima privrede. Uzimajući u obzir sve aspekte energetskih i sirovinskih problema čovječanstva, počele su da se razvijaju i implementiraju tehnologije usmjerene na smanjenje specifičnog energetskog intenziteta BDP-a ovih zemalja, te se obnavlja cjelokupna ekonomska struktura svjetske privrede.

Uspesi i neuspesi

Najznačajnije uspjehe u oblasti očuvanja energije postigle su ekonomski razvijene zemlje Zapada. U prvih 15 godina uspjeli su smanjiti energetski intenzitet svog BDP-a za 1/3, što je dovelo do smanjenja njihovog udjela u svjetskoj potrošnji energije sa 60 na 48 posto. Do danas, ovaj trend se nastavlja, s rastom BDP-a na Zapadu koji nadmašuje rastuću potrošnju goriva.

Situacija je mnogo gora u Centralnoj i Istočnoj Evropi, Kini i zemljama ZND. Energetski intenzitet njihove privrede opada veoma sporo. Ali lideri ekonomskog anti-rejtinga su zemlje u razvoju. Na primjer, u većini afričkih i azijskih zemaljagubici pratećeg goriva (prirodni plin i nafta) kreću se od 80 do 100 posto.

Realnosti i izgledi

Energetski problem čovječanstva i načini za njegovo rješavanje danas zabrinjavaju cijeli svijet. Radi poboljšanja postojećeg stanja uvode se različite tehničko-tehnološke novine. U cilju uštede energije unapređuje se industrijska i komunalna oprema, proizvode štedljiviji automobili itd.

Među primarnim makroekonomskim mjerama je postepena promjena u samoj strukturi potrošnje gasa, uglja i nafte sa perspektivom povećanja udjela netradicionalnih i obnovljivih izvora energije.

Za uspješno rješavanje energetskog problema čovječanstva potrebno je posebnu pažnju posvetiti razvoju i implementaciji fundamentalno novih tehnologija dostupnih u sadašnjoj fazi naučne i tehnološke revolucije.

Nuklearna energetska industrija

Jedno od najperspektivnijih oblasti u oblasti snabdevanja energijom je nuklearna energija. U nekim razvijenim zemljama već su pušteni u rad nuklearni reaktori nove generacije. Nuklearni naučnici ponovo aktivno raspravljaju o temi reaktora na pogon brzih neurona, koji će, kako se nekada zamišljalo, postati novi i mnogo efikasniji talas nuklearne energije. Međutim, njihov razvoj je prekinut, ali sada je ovo pitanje ponovo postalo aktuelno.

Korišćenje MHD generatora

Direktna konverzija toplotne energije u električnu bez parnih kotlova i turbina omogućavaizvode magnetohidrodinamičke generatore. Razvoj ovog perspektivnog pravca započeo je ranih 70-ih godina prošlog stoljeća. 1971. godine u Moskvi je lansiran prvi pilot-industrijski MHD kapaciteta 25.000 kW.

Glavne prednosti magnetohidrodinamičkih generatora su:

• visoka efikasnost;
• ekološki (bez štetnih emisija u atmosferu);
• trenutni početak.

Kriogeni turbogenerator

Princip rada kriogenog generatora je da se rotor hladi tekućim helijumom, što rezultira efektom supravodljivosti. Neosporne prednosti ove jedinice uključuju visoku efikasnost, malu težinu i dimenzije.

Pilotni prototip kriogenog turbogeneratora stvoren je još u sovjetsko doba, a sada su slični razvoji u toku u Japanu, SAD-u i drugim razvijenim zemljama.

Vodik

Upotreba vodonika kao goriva ima velike izglede. Prema mišljenju mnogih stručnjaka, ova tehnologija će pomoći u rješavanju najvažnijih globalnih problema čovječanstva - problema energije i sirovina. Prije svega, vodonično gorivo će postati alternativa prirodnim energetskim resursima u mašinstvu. Prvi automobil na vodik stvorila je japanska kompanija Mazda još ranih 90-ih, za koji je razvijen novi motor. Eksperiment se pokazao prilično uspješnim, što potvrđuje obećanje ovog smjera.

Elektrohemijski generatori

Ovo su gorive ćelije koje takođe rade na vodonik. Gorivo prolazi kroz njegapolimerne membrane sa posebnom supstancom - katalizatorom. Kao rezultat hemijske reakcije sa kiseonikom, sam vodonik se pretvara u vodu, oslobađajući hemijsku energiju tokom sagorevanja, koja se pretvara u električnu energiju.

Motori na gorivne ćelije se odlikuju najvećom efikasnošću (preko 70%), što je dvostruko više od konvencionalnih elektrana. Osim toga, jednostavni su za korištenje, tihi tokom rada i nezahtjevni za popravku.

Do nedavno, gorive ćelije su imale uzak opseg, na primjer u svemirskim istraživanjima. Ali sada se rad na uvođenju elektrohemijskih generatora aktivno provodi u većini ekonomski razvijenih zemalja, među kojima Japan zauzima prvo mjesto. Ukupna snaga ovih jedinica u svijetu mjeri se u milionima kW. Njujork i Tokio, na primer, već imaju elektrane koje koriste takve ćelije, a nemački proizvođač automobila Daimler-Benz bio je prvi koji je napravio radni prototip automobila sa motorom koji radi na ovom principu.

Kontrolirana termonuklearna fuzija

Već nekoliko decenija provode se istraživanja u oblasti termonuklearne energije. Atomska energija se zasniva na reakciji nuklearne fisije, a termonuklearna energija se zasniva na obrnutom procesu - spajaju se jezgre izotopa vodika (deuterijum, tricijum). U procesu nuklearnog sagorijevanja 1 kg deuterija, količina oslobođene energije je 10 miliona puta veća od one dobivene iz uglja. Rezultat je zaista impresivan! Zbog toga se termonuklearna energija smatra jednim od najperspektivnijih područja u rješavanju globalnih problemaenergetski deficit.

Prognoze

Danas postoje različiti scenariji za razvoj situacije u globalnom energetskom sektoru u budućnosti. Prema nekima od njih, do 2060. globalna potrošnja energije u ekvivalentu nafte povećat će se na 20 milijardi tona. Istovremeno, u pogledu potrošnje zemlje u razvoju će prestići razvijene.

Sredinom 21. vijeka količina fosilnih izvora energije trebala bi se značajno smanjiti, ali će se povećati udio obnovljivih izvora energije, posebno vjetra, sunca, geotermalnih i plimskih izvora.