Главная   >>   Введение в энергетику

Введение в энергетику

1.2. Современные тенденции развития энергетики

Потребление энергии является обязательным условием существования человечества. Наличие доступной для потребления энергии всегда было необходимо для удовлетворения потребностей человека, увеличения продолжительности и улучшения условий его жизни.

История цивилизации — история изобретения все новых и новых методов преобразования энергии, освоения ее новых источников и в конечном итоге увеличения энергопотребления.

Первый скачок в росте энергопотребления произошел, когда человек научился добывать огонь и использовать его для приготовления пищи и обогрева своих жилищ. Источниками энергии в этот период служили дрова и мускульная сила человека. Следующий важный этап связан с изобретением колеса, созданием разнообразных орудий труда, развитием кузнечного производства. К XV в. средневековый человек, используя рабочий скот, энергию воды и ветра, дрова и небольшое количество угля, уже потреблял приблизительно в 10 раз больше, чем первобытный человек. Особенно заметное увеличение мирового потребления энергии произошло за последние 200 лет, прошедшие с начала индустриальной эпохи, — оно возросло в 30 раз и достигло в 2001 г. 14,3 Гт у.т/год. Человек индустриального общества потребляет в 100 раз больше энергии, чем первобытный человек, и живет в 4 раза дольше.

В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережали темпы развития других отраслей.

В то же время энергетика — один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Она влияет на атмосферу (потребление кислорода, выбросы газов, влаги и твердых частиц), гидро­сферу (потребление воды, создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов), биосферу (выбросы токсичных веществ) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение ландшафта).

Несмотря на отмеченные факторы отрицательного воздействия энергетики на окружающую среду, рост потребления энергии не вызывал особой тревоги у широкой общественности, так как было ясно, каким образом с технической точки зрения можно уменьшить или вообще исключить это воздействие. Так продолжалось до середины 70-х годов прошлого века, когда в руках специалистов оказались многочисленные данные, свидетельствующие о сильном антропогенном давлении на климатическую систему [1], что таит угрозу глобальной катастрофы при неконтролируемом росте энергопотребления. С тех пор ни одна другая научная проблема не привлекает такого пристального внимания, как проблема настоящих, а в особенности предстоящих изменений климата.

Считается, что главной причиной этого изменения является энергетика, причем под энергетикой понимается любая область человеческой деятельности, связанная с производством и потреблением энергии. Значительная (78 % в 2001 г.) часть энергетики обеспечивается потреблением энергии, освобождающейся при сжигании органического ископаемого топлива (нефти, угля и газа), что, в свою очередь, приводит к выбросу в атмосферу диоксида углерода (СО2), который обладает способностью удерживать отраженное Землей солнечное излучение. В результате накопления СО2 и других многоатомных газов, среди которых наиболее важными являются метан (СН4) и закись азота (NO2), происходит разогрев земной атмосферы. Это явление называется парниковым эффектом. Итак, предлагаемая нам схема проста: человек сжигает ископаемое топливо, в результате чего происходит потепление климата, которое может окончиться катастрофой. Отсюда следует рецепт, как избежать этого риска: сократить эмиссию диоксида углерода, естественно, за счет сокращения объемов потребляемого органического топлива.

Такой упрощенный подход уже наносит реальный вред мировой экономике и может нанести смертельный удар по экономике тех стран, которые еще не достигли необходимого для завершения индустриальной стадии развития уровня потребления энергии, в том числе России. В действительности все обстоит гораздо сложнее. Помимо парникового эффекта, ответственность за который, конечно же, во многом лежит на энергетике, на климат планеты оказывает влияние ряд естественных причин, к числу важнейших из которых относятся солнечная активность, вулканическая деятельность, параметры орбиты Земли, автоколебания в системе атмосфера—океан. Корректный анализ проблемы предстоящих изменений климата и их последствий возможен лишь с учетом всех факторов. При этом, разумеется, необходимо внести максимальную ясность в вопрос, как будет вести себя мировое энергопотребление в ближайшем будущем, действительно ли человечеству следует установить жесткие самоограничения в потреблении энергии с тем, чтобы избежать катастрофы глобального потепления.

Общепринятая классификация подразделяет источники первичной энергии на коммерческие и некоммерческие (определение этих понятий см. в § 1.1).

Мировая энергетика в целом на протяжении всей индустриальной фазы развития общества основана преимущественно на коммерческих энергоресурсах (более 90 % общего потребления энергии в 2001 г.). Хотя следует отметить, что существует целая группа стран (экваториальная зона Африки, Юго-Восточная Азия), многочисленное население которых поддерживает свое существование почти исключительно за счет некоммерческих источников энергии. Мировая энергетика 50-х, 60-х и начала 70-х годов XX в. характеризовалась чрезвычайно быстрым увеличением потребления коммерческой энергии (среднегодовой темп прироста более 5 %), что при годовом темпе прироста численности населения земного шара несколько менее 2 % обусловило почти двукратное увеличение душевого потребления коммерческой энергии с 0,98 т у.т/(чел.-год) в 1950 г. до 1,97 т у.т/(чел.-год) в 1973 г. (рис. 1.1, 1.2).

Однако за последующую четверть века в мировой энергетике произошли значительные изменения, связанные прежде всего с переходом от экстенсивных путей ее развития, от энергетической эйфории к энергетической политике, основанной на повышении эффективности использования энергии и всемерной ее экономии.

Поводом для этих изменений стали энергетические кризисы 1973 и 1979 годов, постепенная стабилизация запасов ископаемых топлив и удоро­жание их добычи, желание уменьшить обусловленную экспортом энергоресурсов зависимость экономики от политической нестабильности в мире.

К этому стоит добавить все возрастающее осознание правительствами цивилизованных стран потенциальной опасности крупномасштабных последствий развития энергетики и озабоченность по поводу растущей деградации условий жизни в связи с увеличением экологического давления на локальном и региональном уровнях (кислотные дожди, загрязнение воздуха и воды, тепловое загрязнение и т.д.).