Развитие способов получения энергии из любых источников стремительно растет.
Людям нужно топливо, чтобы согреть дома, готовить, путешествовать и эксплуатировать заводы. Количество ресурсов, доступных для нас, определяет не только уровень жизни, но и продолжительность жизни.
Подробные статистические данные из многих стран показывают, что в странах, где имеющегося топлива 0,15 тонн угольного эквивалента на человека в год средняя продолжительность жизни составляет около сорока лет, тогда как страны Европы и Америки, где имеющейся энергии в сто раз больше, средняя продолжительность жизни около семидесяти пяти лет.
Все знают, что нехватка ресурсов дает незначительные неудобства, но для людей в бедных странах это вопрос жизни и смерти.
Мировой спрос на энергоносители растет из-за роста населения и повышения уровня жизни. Население мира увеличивается вдвое примерно каждые тридцать пять лет, хотя темпы роста очень разные в разных странах. Мировое получение энергии удваивается каждые четырнадцать лет и потребность растет.
Основные источники
Одним из основных способов получения энергии является сжигание нефти и газа, и темпы производства при нестабильной цене в последнее время падать сильно не будут.
Есть еще обильные запасы угля, другой способ получения энергии, но еще более серьезно загрязняющий окружающую среду, чем нефть в виде кислотных дождей и изменения климата. Такое сочетание увеличения потребностей и сокращения поставок представляет собой возможный энергетический кризис. Мир остро нуждается в чистых источниках энергии, способных удовлетворить мировую потребность в топливе.
Это, без сомнения, наиболее серьезная проблема, стоящая перед человечеством. Если не определить курс, мир движется к катастрофе в течение будущего столетия.
Чтобы узнать, что можно сделать об этом, все способы получения энергии должны быть критически изучены и оценен их потенциал.
Опасности источников
Прежде чем рассматривать различные способы получения энергии подробно необходимо перечислить некоторые из трудностей.
Они возникают частично от сложного характера этого вопроса, который включает в себя целый ряд научно — технических разделов и отчасти от ожесточенных политических дебатов, которые окружают этот вопрос. Единственным способом для оценки различных критериев является численное выражение, насколько это возможно. Без цифр, это всего лишь вопрос эмоций и невозможно достичь объективного решения. Эти цифры редко имеют точность научных измерений и некоторые из них являются по своей сути неточными, но лучше иметь приблизительные цифры, чем никакие. Важно проводить различие между точными измерениями, разумными оценками, догадками, коммерческой или политической пропагандой и спекуляциями.
Спекуляции могут быть правдоподобными и в соответствии с известными научными законами или в нарушение таких законов.
Дальнейшее усложнение изменяет научные данные. Это особенно касается изменения климата. Люди, предоставляя информацию, могут быть полностью объективными, или они могут сильно зависеть от коммерческих и политических проблем.
Для оценки способов получения энергии из источников используются критерии как их мощность, надежность, стоимость, безопасность и воздействие на окружающую среду. Каждый источник удовлетворяет определенным критериям, имеющим важное значение для каждой страны. Оптимальное энергопотребление зависит от природных ресурсов этой страны, и поэтому нет общего решения. Каждая страна должна рассматриваться отдельно.
Любые способы получения энергии не являются полностью безопасными, поэтому сравнительно легко найти недостатки любого конкретного источника, подчеркнув его опасности. Необходимо объективное сравнение между опасностями получения топлива основанное на числах. Это может быть сделано путем оценки числа пострадавших в ходе производства заявленных ресурсов. Это исключает также долгосрочные последствия.
Стоит отметить, что потери из-за производства ресурсов являются небольшими по сравнению со стихийными бедствиями. Так, например, по оценкам Китайского сейсмологического бюро, в период с 1949 до 1976 около 27 миллионов человек погибли и 76 миллионов получили ранения после ста землетрясений. Также огромное количество пострадавших после цунами и ураганов. Эти цифры несоизмеримо большие, чем при производстве топлива для получения энергии.
Категории топлива
Получение энергии имеет время окупаемости которое является важным параметром при сравнении.
Существует одна общая классификация как степень концентрации ресурсов. Чтобы выделить полезную энергию она должна быть сконцентрирована.
Способы получения энергии можно разделить на использование трёх основных источников или категорий:
- концентрированные источники как древесина, нефть, уголь, газ и ядерная;
- промежуточная категория — гидро, которая частично сосредоточена на горных долинах;
- наименее концентрированная, как ветер, солнечная, геотермальная, волна и приливов.
Эти источники содержат огромное количество ресурсов, но только становится полезными, если сосредоточены.
Считается, что ухудшение состояния окружающей среды недавняя проблема, начиная с промышленной революции, но в древние времена, когда древесина была основным топливом, леса Средиземного моря были вырублены. Позже многие из лесов Северной Европы также были вырублены на топливо. Древесина вместе с остатками и навозом сухих животных по-прежнему является основным топливом для большинства людей в более бедных странах. Эта практика обедняет почву и делает больше пустынь.
Другие источники древних ресурсов как ветряные и водяные мельницы, хотя и менее загрязняющие окружающую среду, производят ограниченное количество топлива. Ветряные мельницы особенно ненадежны, хотя ветро и гидроэлектростанции строятся в современную эпоху.
Количество ресурсов
Количество ресурсов отличается от одного района к другому и меняется со временем, включая меры безопасности. Они включают все прямые опасности, в случае угля например, они включают горнодобывающую промышленность и транспортные опасности, а также тех, кто участвует в повседневной работы электростанций. Просто невозможно сделать все способы получения энергии абсолютно безопасными.
Затраты ресурсов варьируются от одной страны к другой и с расстоянием от шахты до станции. Электростанции работают многие десятилетия. Выходная мощность от энергогенерирующих устройств, часто существенно отличается от той какая достигнута. Поэтому необходимы базовые показатели мощности и затраты на фактический опыт эксплуатации в течение целого ряда лет. Таким образом, практически невозможно оценить новое производство без его запуска в течение нескольких лет.
Часто говорят, что наши энергетические проблемы могли бы быть решены, если мы бы использовали топливо более тщательно и избегали отходов.
Что мы можем и должно быть сделано Изолировать наши дома, чтобы сохранить тепло.
Уменьшить отопление и носить больше одежды.
Установить энергосберегающие лампочки.
Больше ходить или использовать небольшие автомобили и избегать ненужных поездок.
Если бы все эти и многие аналогичные меры применялись получение энергии будет значительно сокращено. Даже предполагалось, что таким образом мы можем уменьшить использование энергии в четыре раза. Некоторые из этих мер легко реализуемые, а некоторые нет. Это гораздо проще, например, построить энергосберегающий дом, чем изменить существующий. Многие из этих мер, таких, как энергосберегающие дома требуют новых материалов, которые должны быть сделаны на фабриках. Это неизбежно требует топлива, и мы должны рассмотреть, сколько времени займет восстановление.
Основная трудность заключается в том, чтобы убедить людей, изменить свой образ жизни.
Конечно, у нас серьезное обязательство делать все возможное для сокращения получения энергии, но даже если мы всё делаем правильно все еще нужно генерировать большое количество ресурсов.
Энергосберегающие меры являются наиболее важными. Они могут улучшить ситуацию, но не в состоянии избежать энергетического кризиса в будущем. Поэтому мы должны рассматривать вопросы как можно расширить и разумно использовать имеющиеся способы получения энергии и виды энергии.
