2. Традиционные источники энергии и их воздействие на окружающую среду.

ТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Открытие в древности огня и появившаяся возможность сжигания древесины впервые сделали доступным использование для человечества большого количества энергии. Позже (4000 - 3500 лет до н.э.), с появлением первых парусных судов и ветряных мельниц, а также с началом использования энергии воды в водяных мельницах и для систем ирригации, культурное развитие человечества ускорилось. В течение нескольких тысяч лет потребности человечества в энергии удовлетворялись только за счет возобновляемых источников энергии - Солнца, биомассы, гидроэнергии и энергии ветра. Так продолжалось до начала индустриальной революции и возникновения возможности преобразовывать тепловую энергию в механическую, увеличившей потребление энергии и ускорившей индустриальное развитие.

Индустриальная революция была революцией энергетической технологии, основанной на использовании ископаемого топлива. Процесс был постепенным: от использования местных угольных месторождений к эксплуатации нефти и месторождений природного газа в глобальном масштабе. Использование ядерной энергии началось около 50 лет тому назад.

Энергию, которую мы используем сегодня, получают, в основном, из ископаемых видов топлива. ( газ, нефть, уголь, древесин, уран и т.д.)

Все эти виды топлива созданы в течение миллионов лет в процессе распада растений и животных. Месторасположение этих ресурсов - недра Земли. Под воздействием высокой температуры и давления процесс образования ископаемых видов топлива продолжается и сегодня, однако их использование происходит намного быстрее, чем образование. По этой причине ископаемые виды топлива считаются невозобновляемыми, поскольку их ресурсы могут исчерпаться в недалеком будущем.

Каменный уголь

Уголь обеспечивает около 35% вырабатываемой в мире энергии. Он стал применяться раньше других видов ископаемого топлива. Большая часть залежей угля образовалась в каменноугольный период (286-360 млн. лет назад)

Важнейшим элементом в составе каменного угля является углерод. Древнейшие и самые твердые породы угля антрациты содержат около 98% углерода, лигниты (возраст которых не превышает 1 млн. лет) лишь 30%.

Мировые запасы каменного угля огромны. По последним оценкам, промышленные запасы составляют около 910 млрд. тонн, а если сюда добавить залежи угля, разработка которых экономически невыгодна, то эта цифра возрастет примерно до 1800 млрд. тонн. При нынешних темпах потребления этих запасов хватит на 200 с лишним лет. Около 85% залежей каменного угля сосредоточены в Китае, бывшем Советском Союзе и США. Причем в США находится 30-35% его мировых запасов.

Нефть обеспечивает около 40% вырабатываемой в мире энергии. Она образовалась много миллионов лет назад в результате разложения планктона крошечных морских животных и растений. Нефть и природный газ называют углеводородами, так как они состоят из двух элементов водорода и углерода. Нефть самый важный и наиболее удобный из современных видов топлива. Такие нефтепродукты, как бензин и дизельное топливо, используются для легковых и грузовых автомобилей и тепловозов. Это вещество широко применяется в промышленности, сельском хозяйстве, а также как важное сырье для производства красок, косметики, лекарств, красителей, удобрений, волокон, пластмасс и синтетического каучука. Многие жилые и промышленные здания обогреваются мазутными котлами. Запасы и добыча нефти измеряются в баррелях (1 баррель = 159 л).

В трех регионах мира на Ближнем Востоке, в Африке и Латинской Америке добыча нефти превышает ее потребление. Крупнейшими потребителями являются США, Канада, Япония и Европа.

В 1990-е гг. суточный расход нефти в США и Канаде составлял около 13 млн. баррелей, а добыча примерно 8 млн. баррелей. Все европейские страны, включая бывший Советский Союз, потребляли еще 22 млн. баррелей в день. Мировая добыча нефти составляла около 61 млн. баррелей в сутки, из них 11 млн. баррелей добывали в бывшем СССР.

Такая разница между добычей и потреблением нефти чревата конфликтными политическими ситуациями. Когда в 1990 г. Ирак вторгся в Кувейт, угрожая при этом нефтяным месторождениям Саудовской Аравии, крупнейшие потребители нефти вмешались в конфликт, чтобы защитить свои собственные интересы, а также интересы Кувейта, Саудовской Аравии и других стран Персидского залива.

Природный газ обеспечивает около 20% вырабатываемой в мире энергии. Он образовался так же, как и нефть, и обычно его добыча ведется параллельно с добычей нефти с одного и того же месторождения. Природный газ состоит в основном из метана. Считается, что мировые запасы природного газа примерно такие же, как и нефти, но измеряются они в других единицах кубических метрах, а не баррелях.

Первое место в мире по добыче природного газа занимает бывший СССР: в конце 1980-х гг. здесь добывали около 650 млрд. м3 в год. Далее следуют США (487 млрд. м3) Канада (96 млрд. м3), Нидерланды (80 млрд. м3) и Великобритания (45 млрд. м3). Природный газ используется главным образом в качестве топлива, как для бытовых, так и для промышленных целей.

Там, где испытывается недостаток природного газа, используется искусственный газ. Основным сырьем для его получения служит каменный уголь, при обжиге которого образуется газ и кокс.

Атомная энергия

С момента создания атомной бомбы в 1945 г. большие надежды связывали с использованием атомных электростанций (АЭС) для обеспечения основной доли мировых потребностей в энергии. На начало 1990-х гг. 435 действующих АЭС вырабатывали около 1% производимой в мире энергии.

В ядерном реакторе тепло получают при расщеплении атома радиоактивного элемента, известного как уран-235. Выделяемое в ходе ядерной реакции тепло используется для производства пара, вращающего турбины для выработки электроэнергии.

Изотоп U-235 составляет лишь 0,7% всех запасов урана. Более 99% это уран-238. Запасы U-235, как и ископаемого топлива, не беспредельны. Однако с помощью так называемого реактора-размножителя из U-238 можно получать другой радиоактивный элемент плутоний-239. Если реакторы-размножители получат распространение, мировых запасов урана хватит на тысячи лет.

Атомная энергия имеет ряд преимуществ. Она обеспечивает экономный расход топлива: одна тонна U-235 дает больше энергии, чем 12 млн. баррелей нефти. Это чистый, не загрязняющий атмосферу вид энергии.

Но есть и недостатки. Строительство АЭС обходится дорого. При их эксплуатации образуются опасные радиоактивные отходы. А в результате ядерной аварии, подобной той, что произошла на Чернобыльской АЭС в Украине в 1986 г., могут быть заражены огромные территории, что вызовет серьезные заболевания и даже смерть людей. После чернобыльской катастрофы некоторые страны решили закрыть свои АЭС.

Ископаемые виды топлива - это ценные естественные источники энергии, для создания которых потребовались миллионы лет и запасы которых в настоящее время близки к исчерпанию. Кроме того, эти виды топлива еще cсоциально и экологически опасны.

Беспокойство о всем этом было высказано еще 30 лет назад в, оказавшей огромное влияние, книге "Пределы роста" ("Limits to Growth") под руководством Денниса Медоуза.