Энергетическая проблема человечества и пути ее решения

Сырьевая и энергетическая проблемы человечества – причины возникновения

Сегодня наступил этап, когда решение глобальной проблемы требует комплексного подхода. Странам необходимо кардинально изменить отношение к использованию даров природы. Минеральные ресурсы должны использоваться рационально, так как они не восстанавливаются. Рост количества инновационных решений позволяет максимально точно найти выход из ситуации. Полезные ископаемые должны извлекаться полнее, чем это делается сейчас. Причины формирования глобальной сырьевой проблемы:

• разведанных месторождений, где находится природный газ, нефть, недостаточно для удовлетворения потребностей человечества в современном мире;
• природные запасы истощаются, железные руды, нефть, уголь заканчиваются;
• потребительские требования увеличиваются с каждым годом;
• территориальный разрыв между рынком сбыта и местами добычи возрастает;
• добыча минеральных запасов ведется в осложненных условиях. 

На планете заканчиваются важнейшие сырьевые, минеральные запасы. По мнению ученых, природный газ и нефть могут полностью закончиться. Аналогичная ситуация складывается с марганцем, алюминием, никелем. 

Видео

Электрохимические генераторы

Это топливные элементы, которые также работают на водороде. Горючее пропускают сквозь полимерные мембраны со специальным веществом – катализатором. В результате химической реакции с кислородом сам водород преобразуется в воду, выделяя химическую энергию при сгорании, которая превращается в электрическую.

Двигатели с топливными элементами отличаются максимально высоким КПД (свыше 70 %), что вдвое больше, чем у обычных силовых установок. Плюс к этому они удобны в применении, бесшумны при работе и нетребовательны к ремонту.

Еще недавно топливные элементы имели узкую сферу применения, к примеру в космических исследованиях. Но ныне работы по внедрению электрохимических генераторов активно ведутся в большинстве экономически развитых государств, первое место среди которых занимает Япония. Общая мощность этих агрегатов в мире измеряется миллионами кВт. К примеру, в Нью-Йорке и Токио уже действуют электростанции на таких элементах, а немецкий автопроизводитель «Даймлер-Бенц» первым создал рабочий прототип автомобиля с двигателем, работающим по этому принципу.

Выбросы в окружающую среду попутного нефтяного газа

Фонтаны, появляющиеся в процессе бурения нефтяных скважин, бывают газосодержащими. В нефти растворяются смеси углеводородов, залегающие в толще земной коры. Попутный нефтяной газ – основная проблема нефтяников. Обычно сопутствующий топливный газ сжигается. По разным оценкам, ежегодно выделяется до 400 тысяч тонн загрязняющих атмосферу вредных веществ, есть другие цифры: более 20 млрд кубических метров. В среднем в РФ на 1 тонну добытой нефти приходится до 8 кг выбросов. Это колоссальный экологический вред, проблема топливной энергетики.

ПНГ – ценное сырье для переработки. Но стимула для его использования нет. Собственники не хотят вкладывать деньги в переработку, проблема утилизации ПНГ остается актуальной. Газ сжигают на факельных установках, хотя государством установлена плата за негативное воздействие на природу.

Взимаемые платежи несопоставимы с расходами на инвестиционные проекты по переработке ПНГ. Повлиять на сокращение выбросов продуктов сжигания ПНГ помогут экономические меры.

Добиться снижения загрязнения атмосферного воздуха можно стимулированием переработки ПНГ, рационального использования ценного природного ресурса.

Ресурсная расточительность

В XIX и XX веке преобладало так называемое ресурсное расточительство, когда человечество не заботилось о сохранении природных ископаемых. Это привело к энергетическому кризису семидесятых годов, когда во многих странах, и, в частности, в США просто закончился бензин. В итоге привычная жизнь многих городов остановилась, из-за нехватки топлива работать промпредприятия уже не могли. Этот кризис дал толчок активному развитию энергосберегающих технологий. В частности, существенное сокращение потребления ресурсов отмечается в непроизводственной и промышленной отрасли.

Также ресурсная расточительность была связано с несовершенством применяемых традиционных технологий, которые позволяли лишь около 20% сырья использовать для производства продукции, тогда как оставшиеся 80% шли в отходы. Современность же характеризуется кардинально новым подходом, который увеличивает извлекаемость углеводородов из месторождений. Из руды получают большее количество химических веществ, металлов и другой продукции. По сути, произошел переход к рациональному применению имеющихся на планете ресурсов. Такие процессы заключались в существенном скачке в плане развития технологий.

Исторические данные

Топливной промышленностью называют совокупность отраслей, которые занимаются добычей и переработкой разных ресурсов. В Российской Федерации она входит в состав топливно-энергетического комплекса. Основные отрасли топливной промышленности государства:

• угольная;
• нефтяная;
• газовая.

В экономике России промышленность играет одну из главных ролей. Благодаря научно-техническому прогрессу топливо начали использовать для механизации, теплофикации, электрификации и автоматизации производств. Это поспособствовало интенсивному росту народного хозяйства.

В 1913 году Россия добывала около 48 млн т топлива, пятую часть составляли дрова. Ими обогревали жилые и производственные помещения, на них работали некоторые виды транспорта и техники. Уже в 1940-е объем вырос до 238 млн т. Изменилась и структура топлива, геологи обнаружили месторождения природного газа.

Серьезный урон всем отраслям нанесли действия немецких войск во время Великой Отечественной войны. А начиная с 1946 года постепенно восстанавливалась топливная промышленность. Уже в 1950 уровень добычи газа и угля превысил ожидаемый план на 31%.

Ранее были открыты месторождения нефти. Уже в 1975 году Советский Союз стал мировым лидером по ее добыче. За этот период также обработали более 700 млн тонн каменного угля. До 1980 года добыча минеральных ресурсов возросла практически в пять раз.

Обеспеченность мирового хозяйства топливно-энергетическими ресурсами

Несмотря на серьезность проблемы, темпы добычи полезных ископаемых продолжают нарастать. В качестве одного из ее решений проводятся крупномасштабные геологические работы по открытию новых месторождений ценных ресурсов.

По последним прогнозам, предсказывающим скорое истощение запасов ископаемых, угля человечеству хватит еще на 325 лет, нефти – на 37 лет, природного газа – на 62 года. При этом в начале 70-х эксперты уже пророчили полное истощение запасов нефти через 25-30 лет, однако с открытием новых месторождений ситуация изменилась, и прогнозы сменились на более оптимистические.

Однако в определенный момент критическая точка настанет, и человечеству необходимо быть к ней подготовленным.

Экономические и геополитические аспекты

Нехватка природных ресурсов провоцирует жестокую конкуренцию в геополитике и экономике. Из-за борьбы между корпорациями-гигантами, которые постоянно занимаются перераспределением сфер влияния в данной отрасли, цены на полезные ископаемые довольно резко и часто меняются.

Подобная нестабильность крайне негативно сказывается на мировой экономике, что в результате также приводит к дальнейшему усугублению ситуации с энергоресурсами.

Основные географические аспекты проблемы

Несмотря на открытие новых месторождений, их разработка ассоциирована с рядом проблем. Чаще всего подобные месторождения находятся во все более труднодоступных местах, где добыча полезных ископаемых осложнена. Шахты и скважины становятся все глубже. Наиболее ярко это проявляется в США, России, западноевропейских странах.

Для решения данной проблемы необходимо расширять масштабы геологоразведки, осваивать территории с приемлемыми условиями добычи, что в результате снизит стоимость топлива. Это связано с рядом трудностей, в первую очередь, необходимостью больших вложений в разработку новых месторождений.

Реалии и перспективы

Энергетическая проблема человечества и пути ее решения сегодня волнуют весь мир. Для улучшения существующей ситуации вводятся различные технико-технологические новшества. С целью энергосбережения усовершенствуется промышленное и коммунальное оборудование, выпускаются более экономичные автомобили и т. д.

К числу первостепенных макроэкономических мероприятий относится поэтапное изменение самой структуры потребления газа, угля и нефти с перспективой увеличения доли нетрадиционных и возобновляемых энергоресурсов.

Для успешного решения энергетической проблемы человечества необходимо особое внимание уделить развитию и внедрению принципиально новых технологий, доступных на современном этапе научно-технической революции.

Пути решения сложностей

Решить сырьевую проблему человечества можно исключительно комплексным подходом и совместными усилиями как можно большего числа стран. Потребуется финансировать и организовать геологопоисковые и геологоразведочные экспедиции, что должно помочь решить проблему нехватки минерального рудного сырья. Еще одним обязательным условием ресурсообеспеченности является повсеместное внедрение энергосберегающих технологий, уменьшение энерго- и материалоемкости производственных процессов и конечной продукции.

Необходимо добиться практически полной безотходности переработки используемых минеральных руд. Составной частью рационального использования ресурсов является применение вторсырья, соответственно, потребуется широкомасштабное внедрение инновационных технологий по его глубокой и эффективной переработке. Вместо хлопка, керамики, металла и других руд натурального происхождения необходимо использовать синтетические материалы, которые по своим эксплуатационным характеристикам ничем не уступают оригиналу.

Проблема нехватки ресурсов и сырья изучается в школьной программе. Ученикам необходимо будет подготовить небольшие рефераты, в которых кратко описывается сложившаяся ситуация с потреблением электричества и углеводородов. В таких работах можно представить примеры возможных способов решения имеющихся сложностей, рассказать о том, какой из таких способов будет наиболее эффективным на сегодняшний день.

Теги