ENERGIE ÎN VIAȚA NOASTRĂ

Energia pe care o folosim astăzi (căldură, electricitate, combustibili pentru autovehicule) își are originea în principal în combustibili fosili. Cărbunele, petrolul sau gazele naturale sunt doar astfel de combustibili. Acești combustibili se găsesc sub suprafața pământului, unde s-au format de-a lungul a milioane de ani prin descompunerea plantelor și animalelor preistorice. Deși combustibilii fosili sunt încă generați de forțe naturale (căldură și presiune), consumul lor actual depășește cu mult producția lor. Faptul că nu sunt completate la fel de repede pe cât le consumăm înseamnă că le vom epuiza în viitorul apropiat cu această metodă de consum. Din acest motiv, combustibilii fosili sunt considerați neregenerabili. Cu toate acestea, lipsa resurselor de combustibil nu este singura amenințare cu care se confruntă omenirea. Arderea combustibililor fosili duce, de asemenea, la daune grave asupra mediului.

energie

Printre combustibilii fosili

Are o poziție specială ca combustibil pentru uraniu pentru centralele nucleare. Această resursă este, de asemenea, limitată și, odată cu tendința actuală, epuizabilă în mai puțin de 100 de ani. Deși această perioadă ar putea fi prelungită folosind așa-numitul „Reactoarele de reproducere”, problemele de siguranță, generarea de deșeuri radioactive (care vor reprezenta un risc pentru omenire de milioane de ani) și opoziția publică au determinat țările dezvoltate să se îndepărteze de această sursă astăzi. În plus, costurile financiare ridicate asociate cu energia nucleară reprezintă o barieră de netrecut pentru majoritatea țărilor din lume. Trecerea de la energia nucleară persistă în ciuda faptului că centralele nucleare nu produc aproape niciun fel de emisii de gaze cu efect de seră și ar putea fi văzute teoretic ca o soluție la schimbările climatice globale. În prezent, emisiile de gaze cu efect de seră generate de arderea combustibililor fosili sunt considerate a fi cea mai importantă cauză a eforturilor de a trece la combustibili mai curați și de a reduce consumul lor global.

Problema principala

În prezent, nu este faptul că folosim energie, ci modul în care producem și consumăm resurse energetice. Dacă ne acoperim nevoile în principal arzând combustibili fosili sau folosind centrale nucleare - vom avea din ce în ce mai multe probleme. Deoarece lumea noastră depinde de energie, avem nevoie de resurse care să dureze pentru totdeauna. Astfel de resurse care sunt capabile să asigure dezvoltarea durabilă a societății sunt numite regenerabile. În plus, aceste resurse sunt mult mai curate pentru mediu decât combustibilii fosili atunci când sunt folosiți.

CONSUMUL DE ENERGIE - PROBLEMA DE SUSTENABILITATE

Istoria consumului de energie

Descoperirea focului și arderea lemnului au deschis calea oamenilor de a utiliza resursele energetice. Utilizarea energiei eoliene pentru alimentarea navelor sau hidroenergia pentru alimentarea sistemelor de irigații în urmă cu 6000 de ani a început dezvoltarea culturală a omenirii. De câteva milenii, nevoile umane au fost satisfăcute doar de surse regenerabile de energie - soarele, biomasa, apa și vântul. Această dezvoltare a durat până la începutul revoluției industriale. Capacitatea de a converti energia termică în energie cinetică, care poate fi utilizată pentru alimentarea utilajelor, a însemnat că consumul de energie și dezvoltarea economică au început să se accelereze. Revoluția industrială, care a început acum aproximativ 250 de ani, a fost o revoluție în tehnologiile energetice bazate pe combustibili fosili. Această dezvoltare a progresat treptat de la utilizarea cărbunelui prin petrol la uraniu și gaze naturale. Resp. Locale aprovizionarea regională sa transformat în transportul global de combustibil pe tot globul. Consumul de combustibil a atins o dimensiune imensă, iar deficitul lor s-a manifestat deja în mai multe locuri. La fel ca și daunele aduse mediului prin utilizarea acestora.

Consumul de energie

Este în continuă creștere. Până acum 120 de ani, cea mai mare parte a muncii se făcea prin forță musculară. Acest lucru se reflectă și în numărul de muncitori și angajați, care în 1880 era de 9: 1, în timp ce astăzi este de aproximativ 1: 1 în întreaga lume. Schimbarea fundamentală a fluxului de energie a avut loc la mijlocul secolului al XIX-lea, când consumul a crescut enorm. Această creștere a fost nu numai rezultatul dezvoltării industriale, ci și al creșterii populației. Populația Pământului a crescut de 3,2 ori între 1850 și 1970, consumul așa-numitelor cu toate acestea, energia industrială pe cap de locuitor a crescut de până la 20 de ori
Populația mondială și consumul de energie în anii 1850-1990.

CONSUMUL ACTUAL DE ENERGIE

Satisfacerea nevoilor noastre de energie înseamnă că Pământul consumă un echivalent de aproximativ 10 miliarde de tone de petrol în fiecare an. Aproximativ 40% din această energie este sub formă de petrol, care împreună cu cărbunele și gazele naturale reprezintă mai mult de 90% din energia consumată.

Cu o populație de 5,3 miliarde în 1992, consumul mediu este de 1,8 tone de petrol echivalent pe cap de locuitor. Această cifră include toate sursele de combustibil consumate de industrie, agricultură, servicii și gospodării. De asemenea, include cantități mari de lemn și alte deșeuri organice utilizate în cea mai mare parte în țările în curs de dezvoltare. Este important însă că această cifră reprezintă o valoare medie în raport cu populația globală și, prin urmare, ascunde diferențe uriașe în consumul de energie între regiuni și țări.

În țările industrializate, consumul de combustibil pe cap de locuitor este de peste 6 ori mai mare decât în ​​țările în curs de dezvoltare. În cifre absolute, țările dezvoltate consumă până la două ori mai mult combustibil decât țările mai puțin dezvoltate, deși populația lor reprezintă abia o treime din populația țărilor în curs de dezvoltare. Este evident că această situație este nedurabilă pe termen lung și va constitui o problemă serioasă în viitorul apropiat, când presiunea asupra resurselor de materii prime va crește proporțional cu modul în care va crește economia, în special în țările asiatice.

TENDINȚA VIITORULUI DE CONSUM

Extinderea problemei energetice cu care se vor confrunta generațiile viitoare poate fi ilustrată printr-un exemplu simplu. Conform prognozei ONU, populația Pământului va crește de la aproximativ 5 miliarde în 1990 la aproximativ 8 miliarde în 2025. Cu toate acestea, la sfârșitul secolului 21, acest număr ar trebui să se stabilizeze la 10-12 miliarde. Cea mai mare parte a acestei creșteri este așteptată în țările în curs de dezvoltare. Potrivit Departamentului SUA pentru Energie (US DOE), consumul de energie va crește semnificativ în viitor în următoarele două decenii, cu accent pe Asia, unde va exista cea mai mare cerere de energie. Se preconizează că consumul mondial va ajunge la aproximativ 562 EJ în 2015. Creșterea preconizată între 1995 și 2015 - aproape 200 EJ - se va potrivi consumului global de energie în 1970, i. înainte de izbucnirea crizei petrolului din 1973.

Două treimi din creșterea consumului de energie

Va cădea asupra țărilor în curs de dezvoltare și a țărilor din fostul bloc estic (statele post-comuniste). Creșterea consumului de energie în Asia va medie până la 4,2% pe an, comparativ cu 1,3% în țările industrializate. Creșterea preconizată a consumului SUA este de aproximativ 1% pe an. În 1990, consumul de energie din Statele Unite a depășit consumul în țările asiatice în curs de dezvoltare cu 33 EJ. În 2015, însă, consumul acestor țări ar trebui să depășească consumul de energie din SUA cu 48 EJ.

Sursa principală de combustibil

Ar trebui să fie în continuare petrol. Potrivit US DOE, consumul de petrol este de așteptat să depășească 100 de milioane de barili pe zi în 2015, ceea ce reprezintă cu 50% mai mult decât în ​​1995. Cu toate acestea, comerțul cu acest combustibil fosil ar trebui să prezinte modificări geografice semnificative din cauza unui dezechilibru între consum și extracție intern, în principal în regiunea asiatică. Acest lucru va spori dependența regiunii de aprovizionarea din Orientul Mijlociu. Se preconizează că consumul global de cărbune va depăși aproximativ 7,3 miliarde de tone în 2015, comparativ cu 5,1 miliarde de tone. tone în 1995. Creșterea consumului de cărbune ar trebui să fie concentrată regional în principal în India și China.

Conform prognozei SUA DOE

Doar 8% din creșterea proiectată a consumului de energie va proveni din surse nefosile (comerciale) și, de fapt, ponderea lor din consumul global ar trebui să scadă de la 15% până la 12% până în 2015. Acest lucru ar crește emisiile de carbon atmosferă cu 3,7 miliarde de tone sau 61% peste nivelurile din 1990. Cu toate acestea, Convenția privind schimbările climatice din 1992 obligă toate țările semnatare (peste 150 de țări) să caute și să dezvolte modalități de stabilizare a emisiilor de carbon. Cu toate acestea, chiar dacă țările dezvoltate ar fi în măsură să își stabilizeze emisiile la nivelurile din 1990, emisiile totale de carbon ar crește în continuare cu 2,5 miliarde de tone până în 2015.

E de așteptat

Consumul de energie pe cap de locuitor din țările industrializate, care este cu mult peste cel din țările în curs de dezvoltare, se va schimba doar ușor în următoarele decenii. În unele țări în curs de dezvoltare precum în India și China, consumul de energie pe cap de locuitor ar trebui chiar să se dubleze. Cu toate acestea, chiar și cu o dezvoltare atât de tumultuoasă, consumul mediu de energie pe cap de locuitor în țările în curs de dezvoltare în 2015 va rămâne la nivelul unei cincimi din consumul din țările industrializate. De asemenea, este de așteptat ca după așa-numitul faza de tranziție între 2020 și 2060, consumul de petrol, principala materie primă energetică de astăzi, va începe să scadă. Acest lucru se va datora rezervelor epuizate din mai multe câmpuri petroliere. Scăderea consumului de petrol va fi compensată de o creștere a consumului de gaze naturale, ceea ce este deja evident astăzi.

Această tendință va continua atât timp cât prețul său este relativ scăzut și sunt asigurate resurse suficiente. După ce stocurile scad și prețurile cresc, cărbunele, care este mai ieftin decât gazul natural, va recâștiga o poziție mai puternică pe piață și, având în vedere stocurile mari, prețurile sale pe piețele mondiale nu ar trebui să se schimbe semnificativ. Deoarece presiunea de energie verde va fi doar mai puternică, se așteaptă, de asemenea, că arderea cărbunelui va trebui să fie curată, ceea ce este îndeplinit în principal prin tehnologia sa de gazeificare. Trebuie subliniat faptul că aceste prognoze se bazează pe așa-numitele afaceri tradiționale, ca de obicei, fără a depune eforturi pentru o ecologizare semnificativă a energiei. Cu toate acestea, tranziția către un sistem energetic durabil necesită creșterea continuă a ponderii surselor regenerabile de energie. Energiile regenerabile combinate cu noile tehnologii pot aduce o contribuție semnificativă la acoperirea consumului de energie după 2020. Un raport al ONU (panoul solar) afirmă că folosind tehnologiile actuale de pe piață, sursele regenerabile de energie ar putea acoperi aproximativ 60% din consumul mondial de energie electrică și 40% din energia globală consum. Cu toate acestea, potențialul lor real este mult mai mare și este capabil să acopere toate nevoile noastre de energie.

REZERVE DE COMBUSTIBILI FOSILI

Combustibilii fosili sunt surse naturale valoroase de energie care au evoluat în natură de-a lungul a multe milioane de ani. Astăzi, însă, sunt epuizați într-un ritm extraordinar. Faptul că aceste surse nu vor fi aici o dată a fost sugerat la începutul anilor 1970 în cartea Limite la creștere. Pe baza mai multor simulări pe computer ale utilizării resurselor naturale, s-a demonstrat aici că consumul mondial de combustibil va crește într-un ritm exponențial. Rezultatul final a fost o previziune a unei prăbușiri în aprovizionarea cu combustibil, indiferent de cantitatea de combustibil disponibilă. Aceste temeri s-au adeverit în 1973, când lumea a cunoscut prima sa criză petrolieră. La acel moment, țările OPEC și-au coordonat politicile pentru prima dată și au crescut dramatic prețul petrolului. Unul dintre stimulii acestei abordări a fost faptul că SUA, până atunci un mare exportator de petrol, a devenit importatorul său la începutul anilor '70. Motivul a fost epuizarea majorității rezervelor interne din câmpurile petroliere din Texas.

Deși o lipsă drastică de petrol

Ceea ce s-a manifestat și în benzinăriile din SUA, nu reprezintă o amenințare astăzi, rămâne faptul inevitabil că rezervele de combustibili fosili sunt limitate și se vor epuiza într-o zi. Nu este ușor să estimăm cât timp vom putea să le folosim. În fiecare an, există rapoarte despre noi depozite de petrol, gaze naturale sau cărbune. În unele statistici, datele privind rezervele de combustibil verificate apar în mod regulat, i. despre acele cantități care pot fi extrase din punct de vedere tehnologic la nivelul actual al economiei miniere. O informație utilă pentru aprecierea stocurilor este raportul dintre rezerve și extracție (consum) într-un an dat. Această cotă exprimă timpul pentru care va fi posibil să se atragă din rezervele date la nivelul actual de consum.

Date privind durata de viață a rezervelor de combustibili fosili

Într-o anumită regiune a lumii, ele indică dependența țărilor individuale de o altă regiune. De exemplu, rezervele de petrol pentru Europa de Vest au o vechime mai mică de 10 ani. Sunt aproximativ 25 de ani pentru America de Nord. Este clar că ambele regiuni ar avea probleme serioase dacă nu ar putea importa petrol din țările din Orientul Mijlociu, unde raportul dintre rezerve și extracție a fost de aproape 100 de ani. Orientul Mijlociu reprezintă aproximativ 60% din rezervele mondiale de petrol, doar Arabia Saudită deținând aproximativ 25%.

În cazul gazelor naturale

Situația este puțin mai bună, mai ales având în vedere stocurile mari din Rusia. Aproximativ 40% din rezervele mondiale de gaz se află în această țară. Alți 40% se află în țările OPEC. Este clar din cele de mai sus că consumul mondial de combustibil depinde de un număr limitat de țări cu cele mai mari rezerve. Rezervele globale de cărbune sunt mult mai mari decât în ​​cazul petrolului sau gazului și, în plus, sunt distribuite mai uniform. Din păcate, cărbunele se caracterizează prin emisii mai mari de sulf, oxizi de azot sau. CO2 pe unitate de energie ca în cazul gazului sau petrolului.

La fel ca alți combustibili fosili, uraniul este o sursă finită de energie. Dacă ar fi folosit în reactoare o singură dată (aproape toate reactoarele actuale), rezervele sale ar fi suficiente pentru omenire în următorii 60 de ani. Această perioadă ar putea fi prelungită în așa-numita reactoare de reproducere, care, totuși, nu sunt considerate astăzi promițătoare din cauza diferitelor probleme care le însoțesc.

În perioada din jurul anului 2005, lumea se va afla într-o situație în care mai mult de jumătate din rezervele mondiale de petrol vor fi epuizate. Până în anul 2000, am extras mai mult de 850 de miliarde de barili (un baril de aproximativ 158 litri) de țiței. Potrivit geologilor, Pământul ascunde încă aproximativ 995 miliarde de barili, care pot fi epuizați la nivelul actual al tehnologiei și al prețurilor. Dacă consumul global de petrol rămâne constant la 24 de miliarde de barili pe an, această materie primă va fi suficientă până în 2040. Cu toate acestea, consumul nu este static și crește cu aproximativ 2% pe an. Astăzi, este clar că cererea de petrol va depăși oferta înainte de 2040.

Mai mulți experți consideră că ceea ce ne amenință imediat nu este o lipsă de petrol, ci o lipsă de petrol ieftin și că între 2010 și 2025, petrolul va deveni prea scump pentru consumatorul mediu. Când exact acest lucru se întâmplă depinde în principal de progresul țărilor din Orientul Mijlociu. Aceste prognoze se bazează pe presupunerea că consumul de petrol ar trebui să depășească posibilitățile de producție în perioada dată. În prezent, țările producătoare de petrol sunt încă în măsură să crească producția și să satisfacă cererea globală. Fluctuațiile prețurilor se datorează în principal speculațiilor pieței. Cu toate acestea, o cerere mai mare decât opțiunile miniere va însemna o creștere constantă a prețurilor și un șoc pentru economia globală pe care lumea nu l-a experimentat încă.


Căutarea de noi câmpuri petroliere este o activitate foarte costisitoare, iar numărul câmpurilor petrolifere nou descoperite depinde de condițiile economice, în special de preț și de situația politică din lume. Rezervele mondiale de petrol verificate au crescut de la 540 miliarde de barili în 1969 la aproximativ 1000 de miliarde de barili în 1992. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că rezervele potențiale sunt nelimitate. Țara a fost examinată în detaliu de companiile petroliere și au fost deja descoperite cele mai accesibile, cele mai ieftine și mai mari câmpuri petroliere și, cu excepția vastului câmp petrolier din Orientul Mijlociu, cele mai accesibile rezervoare din lume au fost în mare parte epuizate . Acest fapt a condus la extragerea petrolului în zone inaccesibile, cum ar fi Marea Nordului sau Alaska astăzi. Aceasta înseamnă practic că prețul petrolului a crescut atât de mult încât este economic să-l extragem chiar și în aceste zone îndepărtate. Exploatarea minieră în aceste locuri necesită lucrări în condiții geologice mai complexe, foraje mai profunde și utilizarea unui efort material și uman mai mare pentru a atinge același obiectiv.

GAZ NATURAL

În 1970, consumul global de gaze naturale era de 850 miliarde de metri cubi. Astăzi, acest consum este mai mare de 2000 miliarde m3 și crește cu aproximativ 3,5% pe an. Cu toate acestea, o astfel de tendință a consumului va duce la epuizarea rezervelor de gaze naturale în jurul anului 2050. Se pare că așa-numitul aprovizionarea cu gaze ieftine va fi epuizată încă din jurul anului 2040. Acest fapt este acum aproape complet trecut cu vederea de economiști și de monopolurile energetice, care au optat pentru gazul natural ca fiind cel mai important combustibil în generarea de electricitate. Numai în SUA, capacitatea instalată a centralelor electrice pe gaz ar trebui să ajungă la aproximativ 100.000 MW până în 2010. Centralele electrice pe gaz natural sunt atractive pentru investitori datorită beneficiilor lor de mediu, costurilor de investiții reduse și timpului scurt de construcție. Rentabilitatea investiției este, de asemenea, relativ scurtă - în SUA timp de aproximativ 6 ani, iar prețul energiei electrice produse abia ajunge la 0,02 - 0,03 USD/kWh. Întrucât vedem o tendință similară în Europa, este clar că cererea de gaze naturale va crește semnificativ în viitorul apropiat, dar va scădea în a doua jumătate a secolului din cauza epuizării stocurilor.

IMPACTELE ECOLOGICE A UTILIZĂRII ENERGETICE

Cele mai importante efecte negative ale arderii combustibililor fosili sunt schimbările climatice globale, care sunt rezultatul emisiilor de gaze cu efect de seră care nu cunosc frontierele naționale. Este similar cu emisiile de sulf, care au un caracter transfrontalier, sunt responsabile de ploi acide și se manifestă vizibil de ex. copaci pe moarte în multe părți ale lumii.

SCHIMBĂRI CLIMATICE

În ultimele două decenii, interesul internațional pentru așa-numitele emisii a crescut semnificativ. gaze cu efect de seră, care sunt principala responsabilitate pentru creșterea temperaturilor pe Pământ. Schimbările climatice vor afecta în mod semnificativ situația socială și economică a majorității populației Pământului. Încălzirea globală înseamnă o creștere treptată a temperaturii globale medii a aerului, mării și oceanelor. Astăzi, există suficiente dovezi că temperatura Pământului a crescut în ultimii 150 de ani. Această creștere este de aproximativ 0,3 ° C pe deceniu, iar majoritatea climatologilor cred că acest lucru se datorează concentrației crescânde de gaze cu efect de seră în atmosferă. Cel mai important gaz cu efect de seră este dioxidul de carbon - CO2. Majoritatea emisiilor de CO2 provin de la centralele electrice pe combustibili fosili, autoturisme și industrie. Arderea combustibililor fosili contribuie cu până la 80 la sută la emisiile antropice globale de CO2.

O altă contribuție la creșterea concentrației de CO2

Există defrișări în atmosferă. Copacii absorb CO2 din aer în timpul creșterii lor. Defrișările masive, la care asistăm în mai multe părți ale Pământului, au dus nu numai la eliberarea de CO2 în timpul arderii, ci și la o reducere a capacității pădurilor lumii de a absorbi CO2 din atmosferă. Al doilea cel mai important gaz cu efect de seră este metanul (CH4). Emisiile sale provin din arderea cărbunelui, dar și din scurgerea de gaze naturale (care este metan pur) în atmosferă. Arderea diferiților combustibili fosili duce la emisii diferite de CO2 pe unitate de energie. Cărbunele constă în principal din carbon, astfel încât emisiile de CO2 provenite din arderea sa sunt cele mai mari. Arderea gazelor naturale duce la cele mai mici emisii de CO2. Arderea țițeiului, un amestec de hidrocarburi, este o sursă de cărbune și gaze naturale pe bază de cărbune. Emisiile mai mici sunt unul dintre motivele utilizării mai ample a gazului în producția de electricitate și căldură, în ciuda faptului că de ex. rezervele de cărbune sunt mult mai mari.