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.
- «Рациональное природопользование и охрана природы»
- 1. Озера Республики Беларусь, их размещение и рациональное использование.
- 2. Ресурсы рек Республики Беларусь и их рациональное использование.
- 4. Минеральные лечебные воды Республики Беларусь.
- 5. Биологические ресурсы суши и Мирового океана, их размещение и рациональное использование.
- 6. Топливно-энергетические ресурсы Земли, их размещение и проблемы рационального использования.
- 7. Экологические проблемы, возникающие при добыче, переработке и использовании топливно-энергетических ресурсов.
- 8. Экологические проблемы современности. Международное сотрудничество в решении современных экологических проблем.
- 9. Земельные ресурсы Республики Беларусь, их состояние и современное использование.
- 10. Понятие о природных условиях и природных ресурсах. Классификация природных ресурсов.
- 11. Лесные ресурсы Республики Беларусь, их размещение и рациональное использование.
- 12. Понятие о мониторинге окружающей среды. Виды мониторинга.
- 13. Водохранилища Республики Беларусь, их размещение и рациональное использование.
- 14. Основные положения учения о биосфере. Ноосфера. В.И. Вернадский о единстве человека и биосферы.
- 15. Заповедники и национальные парки Республики Беларусь. Охраняемые природные комплексы Беларуси.
- 16. Агроклиматические ресурсы Республики Беларусь. Проблемы ресурсообеспечения сельского хозяйства.
- 17. Природные ресурсы Республики Беларусь, их размещение и проблемы рационального использования.
- 18. Качественные и количественные изменения водных ресурсов под влиянием хозяйственной деятельности человека.
- 19. Энергетические ресурсы Земли: их размещение и проблемы рационального использования.
- 20. Запасы морских водорослей и планктона. Биологические ресурсы внутренних водоемов.
- 21. Гидроресурсы Земли, проблемы их освоения и рационального использования.
- 22. Влияние хозяйственной деятельности человека на плодородие почв. Почвы и здоровье человека.
- 23. Проблемы рационального использования мелиорированных земель.
- 24. Ресурсы подземных вод Республики Беларусь, их размещение и рациональное использование.
- 25. Топливные ресурсы Республики Беларусь. Пути решения топливно-энергетической проблемы.
- 26. Биологические ресурсы Республики Беларусь.
- 27. Природные ресурсы Северной Беларуси, пути их рационального использования.
- 28. Природно-ресурсный комплекс Центральной Беларуси.
- 29. Природные ресурсы Южной Беларуси.
- 30. Последствия чернобыльской катастрофы. Природопользование в районах, загрязненных радионуклидами.