LiiketoimintaTeollisuus

Ihmiskunnan energiaongelma ja sen ratkaisutavat

Ihmiskunnan energiaongelma kasvaa joka vuosi. Tämä johtuu planeetan kasvavasta väestöstä ja teknologian intensiivisestä kehityksestä, joka aiheuttaa yhä kasvavan energiankulutuksen. Huolimatta ydinvoiman, vaihtoehdon ja vesivoiman käytöstä ihmiset jatkavat leijonanosan polttoaineen poistamista maan syvyyksistä. Öljy, maakaasu ja hiili ovat uusiutumattomia luonnonvaroja, joten niiden varat ovat nyt vähentyneet kriittiselle tasolle.

Lopun alku

Humanistisen energiaongelman globalisaatio alkoi viime vuosisadan 70-luvulla, jolloin halvan öljyn aikakausi päättyi. Tämäntyyppisen polttoaineen alijäämä ja voimakas nousu aiheuttivat vakavan kriisin maailmantaloudessa. Ja vaikka sen arvo on laskenut ajan myötä, volyymit vähenevät jatkuvasti, joten ihmiskunnan energia- ja raaka-aineongelma on yhä akuutti.

Esimerkiksi vain vuosisadan 60- ja 80-luvuilla maailman kivihiilen tuotanto oli 40 prosenttia, öljy 75 prosenttia ja maakaasu 80 prosenttia näiden varojen kokonaismäärästä, jota käytettiin vuosisadan alusta lähtien.

Huolimatta siitä, että polttoaineen puute alkoi 1970-luvulla, ja havaittiin, että energiaongelma on maailmanlaajuinen ihmiskunnan ongelma, ennusteet eivät antaneet kulutuksen kasvua. Kaivostoiminnan määrä kasvoi kolminkertaiseksi vuoteen 2000 mennessä. Seuraavaksi tietenkin näitä suunnitelmia vähennettiin, mutta vuosikymmenien ajan kestäneiden voimavarojen erittäin tuhlaavan hyödyntämisen vuoksi nykyään ne ovat melkein menneet.

Ihmiskunnan energiaongelman tärkeimmät maantieteelliset näkökohdat

Yksi syy kasvavaan polttoaineen puutteeseen on lisääntymisen edellytykset sen louhinnalle ja tämän seurauksena myös tämän prosessin kustannusten nousu. Jos muutama vuosikymmen sitten luonnonvarat ovat pinnalla, meidän on jatkuvasti lisättävä kaivosten, kaasu- ja öljykaivojen syvyyttä. Energiavarojen esiintymisen geologiset olosuhteet heikensivät erityisesti Pohjois-Amerikan, Länsi-Euroopan, Venäjän ja Ukrainan vanhoja teollisuusalueita.

Kun otetaan huomioon ihmiskunnan energia- ja raaka-aineongelmien maantieteelliset näkökohdat, on sanottava, että niiden ratkaisu on laajentaa voimavaroja. On tarpeen kehittää uusia alueita, joilla helpotetaan kaivostoimintaa ja geologisia olosuhteita. Siten on mahdollista vähentää polttoaineen tuotannon kustannuksia. On pidettävä mielessä, että energian resurssien talteenotto kokonaispääomavaltaan uusissa paikoissa on yleensä paljon suurempi.

Energia- ja raaka-aineongelmien taloudelliset ja geopoliittiset näkökohdat

Luonnonvaraisten polttoainevarastojen väheneminen aiheutti vakavimman kilpailun taloudellisilla, poliittisilla ja geopoliittisilla aloilla. Jätepolttoaineiden yritykset harjoittavat polttoaine- ja energiaresurssien jakautumista ja vaikutusvalta-alojen uudelleenjakamista tällä alalla, mikä johtaa vakaan hintavaihteluihin kaasun, kivihiilen ja öljyn maailmanmarkkinoilla. Tilanteen epävakaus pahentaa vakavasti ihmiskunnan energiaongelmia.

Global Energy Security

Tämä käsite otettiin käyttöön 21-luvun alussa. Tämän turvallisuusstrategian periaatteet tarjoavat luotettavan, pitkän aikavälin ja ympäristön kannalta hyväksyttävän energiantuotannon, jonka hinnat ovat perusteltuja ja järjestäytyneitä maissa, jotka harjoittavat sekä polttoaineita että vientiä.

Tämän strategian toteuttaminen on mahdollista vain, jos ihmiskunnan energiaongelman syyt eliminoidaan ja toteutetaan käytännön toimia, jotta maailmantalous voidaan taata sekä perinteisten polttoaineiden että vaihtoehtoisten energialähteiden avulla. Vaihtoehtoisen energian kehittämiseen tulisi kiinnittää erityistä huomiota.

Energiansäästöpolitiikka

Edullisen polttoaineen aikaan voimakas talous on kehittynyt monissa maailman maissa. Ensinnäkin tämä ilmiö havaittiin maissa, joissa on runsaasti mineraalivaroja. Luetteloa johtavat Neuvostoliitto, Yhdysvallat, Kanada, Kiina ja Australia. Neuvostoliitossa tavanomaisen polttoaineen kulutusmäärä oli useita kertoja suurempi kuin Yhdysvalloissa.

Tämä tilanne edellytti energian säästämistä koskevien politiikkojen kiireellistä käyttöönottoa kunnallisella, teollisella, liikenteellä ja muilla talouden aloilla. Kun otetaan huomioon kaikki ihmiskunnan energian ja raaka-aineiden ongelmat, kehitetään ja otetaan käyttöön tekniikoita, joilla pyritään vähentämään näiden maiden BKT: n erityistä energia-intensiteettiä, ja koko maailmantalouden taloudellinen rakenne olisi rekonstruoitava.

Menestyminen ja epäonnistuminen

Merkittävin menestys energiansäästön alalla saavutettiin länsimaissa taloudellisesti kehittyneissä maissa. Ensimmäisten 15 vuoden ajan he onnistuivat vähentämään BKT: n energiaintensiteettiä 1/3: lla, mikä heikensi osuuttaan maailman energiankulutuksesta 60 prosentista 48 prosenttiin. Tähän mennessä suuntaus jatkuu ja BKT: n kasvu lännessä ylittää kasvavan polttoaineen määrän.

Paljon huonompia asioita ovat Keski-Itä-Euroopassa, Kiinassa ja IVY-maissa. Talouden energiaintensiteetti heikkenee hyvin hitaasti. Mutta talouden vastaisten luokitusten johtajat ovat kehitysmaita. Esimerkiksi useimmissa Afrikan ja Aasian maissa polttoaineen (maakaasun ja öljyn) menetykset ovat 80-100 prosenttia.

Realiteetit ja näkymät

Ihmiskunnan energiaongelma ja sen ratkaisumenetelmät tänään ovat koko maailman kannalta huolestuneita. Nykyisen tilanteen parantamiseksi otetaan käyttöön erilaisia teknisiä ja teknologisia innovaatioita. Energiansäästöä tehostamalla teollisuus- ja kunnallistekniikka paranee, taloudellisempia autoja valmistetaan ja niin edelleen.

Ensisijaisten makrotaloudellisten toimenpiteiden joukossa on vaiheittainen muutos kaasun, kivihiilen ja öljyn kulutuksen rakenteessa, jolla on mahdollisuus lisätä ei-perinteisten ja uusiutuvien energialähteiden osuutta.

Jotta ihmiskunnan energiaongelma voitaisiin ratkaista onnistuneesti, olisi kiinnitettävä erityistä huomiota tieteellisen ja teknologisen vallankumouksen nykytasolla saatavilla olevien pohjimmiltaan uusien teknologioiden kehittämiseen ja käyttöönottoon.

Ydinvoimatekniikka

Yksi energian tarjonnan lupaavimmista aloista on ydinenergia. Joissakin kehittyneissä maissa uuden sukupolven ydinreaktoreita on jo tilattu. Ydinvoimatutkijat taas keskustelevat aktiivisesti nopeiden neuronien parissa työskentelevien reaktorien aiheesta, joka, kuten aiemmin oletettiin, tulee uudeksi ja paljon tehokkaammaksi ydinenergian aalloksi. Kuitenkin niiden kehitys keskeytettiin, mutta nyt tämä kysymys on jälleen kiireellinen.

MHD-generaattorien käyttö

Suora muunnos lämpöenergian sähkönä ilman höyrykattiloita ja turbiineja sallii suorittaa magnetohydrodynaamisia generaattoreita. Lupaavan suunnan kehitys alkoi 1970-luvun alussa. Vuonna 1971 Moskovassa tehtiin ensimmäinen kokeellinen-teollinen MHD, jonka kapasiteetti oli 25 000 kW.

Magnetohydrodynaamisten generaattorien tärkeimmät edut ovat:

  • Korkea tehokkuus;
  • Ekologinen yhteensopivuus (ilmakehään ei ole haitallisia päästöjä);
  • Käynnistä heti.

Kriogeeninen turbiinigeneraattori

Kriogenisen generaattorin periaate on, että roottori jäähdytetään nestemäisellä heliumilla, minkä johdosta suprajohtavuusvaikutus saadaan. Tämän laitteen epäilyttävät edut ovat tehokas, pieni paino ja mitat.

Neuvostoliiton aikakauteen perustettiin kokeellinen ja teollinen näyte kryogeenisestä turbogeneratorista, ja nyt samankaltaisia kehityshankkeita tehdään Japanissa, Yhdysvalloissa ja muissa kehittyneissä maissa.

vety

Vedyn käyttö polttoaineena on suuria mahdollisuuksia. Monien asiantuntijoiden mukaan tämä tekniikka auttaa ratkaisemaan tärkeimmät inhimilliset ongelmat - energia- ja raaka-aineongelma. Ensinnäkin vety polttoaineesta tulee vaihtoehtona luonnollisille energiavaroille tekniikan alalla. Ensimmäinen vetyauto luotiin japanilaisella Mazda-yhtiöllä 90-luvun alussa, hänelle kehitettiin uusi moottori. Koe osoittautui varsin onnistuneeksi, mikä vahvisti tämän suunnan näkymät.

Sähkökemialliset generaattorit

Nämä ovat polttokennoja, jotka toimivat myös vedyllä. Polttoaine kulkee polymeerikalvojen läpi erityisellä aineella - katalyytillä. Hapen kautta tapahtuvan kemiallisen reaktion seurauksena vety itsessään muuttuu veteen, jolloin kemikaali vapautuu palamisen aikana ja muuttuu sähköenergiaksi.

Polttokennoilla varustetuissa moottoreissa on korkein mahdollinen hyötysuhde (yli 70%), mikä on kaksinkertainen verrattuna perinteisiin voimalaitoksiin. Lisäksi ne ovat helppokäyttöisiä, äänetöntä käytön aikana ja vaivatonta korjausta.

Viime aikoihin asti polttokennoilla oli kapea soveltamisala esimerkiksi avaruustutkimuksessa. Mutta nyt sähkökemiallisten generaattoreiden käyttöönottoa harjoitetaan aktiivisesti useimmissa taloudellisesti kehittyneissä maissa, joista ensimmäinen on Japanin hallussa. Näiden yksiköiden kokonaiskapasiteettia mitataan miljoonissa kW. Esimerkiksi New Yorkissa ja Tokiossa voimalaitokset toimivat jo tällaisilla elementeillä, ja saksalainen automaker Daimler-Benz oli ensimmäinen, joka loi auton toimivan prototyypin moottorilla, joka toimii tällä periaatteella.

Hallittu lämpöydinfuusio

Useita vuosikymmeniä on tehty lämpöydinenergiaan liittyvää tutkimusta. Atomisen energian ytimessä on ydinfissio-reaktio, ja termonukleaarinen perustana on käänteisprosessi - vetysisotooppien ytimet (deuterium, tritium) yhdistyvät. Ydinpoltossa 1 kg deuteriumia vapautuneen energian määrä on yli 10 miljoonaa kertaa sama kuin hiilestä saatu luku. Tulos on todella vaikuttava! Siksi termonydinvoimaa pidetään yhtenä lupaavimmista suuntauksista maailmanlaajuisen energiavajeen ongelmien ratkaisemisessa.

ennusteet

Nykyään on olemassa erilaisia skenaarioita, joilla kehitetään maailmantalouden tilannetta tulevaisuudessa. Joidenkin mukaan vuoteen 2060 mennessä maailmanlaajuinen energiankulutus öljyekvivalentteina kasvaa 20 miljardiin tonniin. Samaan aikaan kehitysmaat ylittävät kehittyneet maat kulutusmäärien suhteen.

2000-luvun puolivälissä fossiilisten energiaresurssien määrän pitäisi vähentyä huomattavasti, mutta uusiutuvien, erityisesti tuuli-, aurinko-, maalämpö- ja vuorovedenlähteiden osuus kasvaa.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 fi.atomiyme.com. Theme powered by WordPress.