19. Энергетические ресурсы Земли: их размещение и проблемы рационального использования.

К энергетическим ресурсам относятся топливные ресурсы, энергия рек, энергия атома, солнечная энергия и энергия ветра, приливов и отливов. В целом мир хорошо обеспечен энергетическими ресурсами. Однако используются пока в основном топливные, являющиеся исчерпаемыми и невозобновимыми. Энергия рек и атомная энергия используются в меньшей степени. Почти не используется энергия ветра и приливов (действуют всего две приливные станции). Энергетический фактор играет оп­ределяющую роль в обеспечении надежного функционирования экономики и социальной сферы страны, укреплении ее позиций на международной арене.

Географически потребление энергии в мировом хозяй­стве складывается следующим образом: развитые страны – 53%; развивающиеся – 29%; СНГ и страны Восточной Европы – 18%. Основные крупнейшие в мире источники добычи энер­горесурсов: нефть: Западная Сибирь (Россия); Саудовская Аравия и Кувейт; газ: Республика Коми (Россия); Голландия; США.

Несмотря на некоторый прирост запасов нефти и при­родного газа, они не смогли восполнить объемы их добычи. Мировые запасы природного газа за последние годы наращивались более высокими темпами. Среди специалис­тов существует мнение о более широком географическом распределении запасов газа по сравнению с нефтью. Ос­новные запасы газа сосредоточены в двух регионах: в СНГ и на Ближнем Востоке – почти 72% доказанных запасов (в том числе в СНГ – около 38,4%). На США и Канаду приходится около 4,5% и на западноевропейские страны – чуть более 3%. Уголь из всех видов ПЭР органического происхождения наиболее распространен – почти 1 600 млрд. т. (обеспечен­ность запасами – более 400 лет) составляют его запасы, 96% которых сосредоточено в 10 странах: КНР, Рос­сия, США, Австралия, Канада, Германия, ЮАР, Вели­кобритания, Польша и Индия. Наряду с ростом потребления нефти и газа, активно применяются нетрадиционные виды и источники энергии, что отражает прогрессивные сдвиги в структуре ТЭК ми­рового хозяйства. Эти виды энергоресурсов являются более эффективными и способствуют снижению энергоемкости и материалоемкости производства и переработке энергии из одного вида в другой. Объем производства, и потребления первичных энергоресурсов в мировой экономике имеет тенденцию к росту.

Хотя в мире пока еще не ощущается нехватки энергоресурсов, в предстоящие два-три десятилетия возможны серьезные трудности, если не появятся альтернативные источники энергии или не будет ограничен рост ее потребления. Очевидна необходимость более рационального использования энергии. Имеется ряд предложений по повышению эффективности аккумулирования и транспортирования энергии, а также по более эффективному ее использованию в различных отраслях промышленности, на транспорте и в быту.

Аккумулирование энергии. Нагрузка электростанций изменяется на протяжении суток; происходят также ее сезонные изменения. Эффективность работы электростанций можно повысить, если в периоды провала графиков энергетической нагрузки затрачивать излишек мощности на перекачку воды в большой резервуар. Затем в периоды пиковой нагрузки можно выпускать воду, заставляя ее вырабатывать энергию на ГАЭС.

Более широкое применение могло бы найти использование мощности базового режима электростанции для накачки сжатого воздуха в подземные полости. Турбины, работающие на сжатом воздухе, позволили бы экономить первичные энергоресурсы в периоды повышенной нагрузки.

Передача электроэнергии. Большие энергетические потери связаны с передачей электроэнергии. Для их снижения расширяется использование линий передачи и распределительных сетей с повышенным уровнем напряжения. Альтернативное направление – сверхпроводящие линии электропередач. Электросопротивление некоторых металлов падает до нуля при охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю. По сверхпроводящим кабелям можно было бы передавать мощности до 10 000 МВт, так что для обеспечения электроэнергией всего Нью-Йорка было бы достаточно одного кабеля диаметром 60 см. Установлено, что некоторые керамические материалы становятся сверхпроводящими при не очень низких температурах, достижимых с помощью обычной холодильной техники. Это удивительное открытие могло бы привести к важным новациям не только в области передачи электроэнергии, но и в области наземного транспорта, компьютерной техники и техники ядерных реакторов.

Можно использовать и химические элементы, такие как – водород, который может являться теплоносителем. Водород – это легкий газ, но он превращается в жидкость при 253 ºC. Теплотворная способность жидкого водорода в 2,75 раза больше, чем природного газа. У водорода имеется и экологическое преимущество перед природным газом: при сжигании в воздухе он дает в основном лишь пары воды.

Водород можно было бы без особых трудностей транспортировать по трубопроводам для природного газа. Можно также хранить его в жидком виде в криогенных резервуарах. Водород легко диффундирует в некоторые металлы, например титан. Его можно накапливать в таких металлах, а затем выделять.

Ежегодная потребность мирового хозяйства в энергии оценивается в 11,7 млрд. т нефтяного эквивалента. Таким образом, несмотря на применение прогрессив­ных энергосберегающих технологий, потребление энергии в мире возрастает: расширение масштабов мирового произ­водства и потребления увеличивает и потребность в энер­гии (особенно в развивающихся странах).

В условиях научно-технического прогресса возросла роль атомной энергии в топ­ливно-энергетическом балансе всемирного хозяйства (раз­витие этого источника сдерживается его не безопасностью для окружающей среды). Ресурсы современной топливной базы для ядерной энер­гетики определяются стоимостью добычи урана при затра­тах, не превышающих 130 долларов за 1 кг урана. Произ­водство энергии на строящихся АЭС мало зависит от стоимости сырья. Свыше 28% ресурсов ядерного сырья приходится на США и Канаду, 23% – на Австралию, 14% – на ЮАР, 7% – на Бразилию. В остальных странах запасы урана не­значительны. Ресурсы тория (при затратах до 75 долл./кг) оцениваются примерно в 630 тыс. т, из которых почти половина находится в Индии, а остальная часть – в Авст­ралии, Бразилии, Малайзии и США.

Только в 1960-1990 годах доля электрической энергии энергопотребления возросла почти вдвое, достигнув 30-про­центной отметки. И эта тенденция сохраняется. Более того, она, скорее всего, будет усиливаться, поскольку до сих пор два миллиарда людей в мире не имеют электричества в своих домах. Ядерная энергия сегодня в принципе является реаль­ным, существенным и перспективным источником обеспе­чения потребностей человечества в долгосрочном плане. Ведь доля гидроэнергии составляет около 20%, а альтернатив­ных источников (геотермальная и солнечная энергия, энер­гия ветра и биомассы) – не более половины процента мирового производства электроэнергии. Разумеется, ядерная энергетика не безаварийна (Черно­быльские события 1986 г.), не застрахована от техниче­ских сбоев, сопряжена с отходами, требующими особого обращения. Но эти реальные проблемы поддаются совре­менным и надежным техническим решениям, призванным гарантировать максимальную безопасность.

Непрерывный рост потребления энергии не только ведет к истощению запасов энергоресурсов и загрязнению среды обитания, но и в конце концов может вызвать значительные изменения температуры и климата на Земле. Энергия химических, ядерных и даже геотермальных источников в конечном счете превращается в тепло. Оно передается земной атмосфере и сдвигает равновесие в сторону более высокой температуры. При нынешних темпах роста численности населения и душевого потребления энергии к 2060 г. повышение температуры может составить 1 ºC. Это заметно скажется на климате, что может в дальнейшем повлиять на все живое на Земле и привести к неблагоприятным ситуациям.