Енергія і політика

Всі живі організми споживають енергію в процесах метаболізму. Людина ж – виняткова істота, поза внутрішньої додатково споживає ще і зовнішню енергію, яка може в мільярди разів перевищувати її внутрішню.

Ще 200 років тому основними носіями зовнішньої енергії були домашні тварини, раби, робочі, а також поновлювана органіка, вітер, течії річок і частково – сонце (фотосинтез, сушка). З початком технічної ери і промислової розробки копалин енергоносіїв такими носіями енергії стали вугілля, нафта, газ, уран.

Зараз промисловість, транспорт, комунальне господарство, житловий фонд, військова техніка, зв’язок і т.п. споживають вражаючі обсяги зовнішньої енергії. Викопна органіка, накопичена Землею за мільйони років, вичерпується за сторіччя. Продукти спалювання і відходи промисловості засмічують планету. Її унікальна збалансованість порушується. Гіганти енергетики, як доісторичні монстри, “віжірають” залишки викопного органічного скарби.

Ще 6-7 поколінь назад Сонце було єдиним джерелом енергії, породжувало все інші види енергії, доступні людям. Непрямі енергоносії відновлювалися протягом одного-двох століть, тобто джерела енергії були практично невичерпними. Коли ж людство перейшло на використання мінеральних палив, споживання енергії стало рости по експоненті. Запаси ж їх – не безмежні.

Знання значними запасами викопних енергоносіїв дає країні величезні економічні і політичні переваги. З іншого боку, як і будь-яке матеріальне багатство, спокушає потенційного агресора, живить ідеї світових імперій і терористів про силовий перерозподіл енергетичних багатств.

У той же час держави, позбавлені достатніх викопних енергоносіїв, часто відчувають економічного і політичного пресингу.

Монополізація, узурпація викопних енергоносіїв призвела до вражаючого нерівноправності, злиднів, голоду мільйонів людей, занепаду моралі, нехтування основ демократії і свободи.

Мілітарні, політичні, економічні, інформаційні та інші війни велися і ведуться заради привласнення чужої енергії, особливо якщо її концентрація висока. Друга світова війна, битва за Сталінград, “Буря в пустелі” за кувейтський нафту, інші недавні військові конфлікти – ось приклади боротьби за перерозподіл, захоплення або управління чужими джерелами енергії.

Гігантські енергогенеруючі комплекси дуже вразливі з технічного, а тим більше з військово-оборонного боку. Північ США кілька років тому потрясла інформаційна катастрофа об’єднаної енергосистеми; Москва зазнала 12 травня 2004 шок, викликаний каскадним відключенням електромереж; Алчевськ цієї зими …. А це не війна!

Атомні електростанції – це міни, начинені смертельною радіацією, ще й непередбачуваною дії. Одна бойова ракета ~ і мати новий “Чорнобиль”. Величезний ризик по концентрацію і гігантоманії. “Роботи” homo sapiens sapiens’a.

Енергія і екологія

Інтенсивне споживання мінеральних енергоносіїв вже порушило рівновагу біосфери, створює загрозу вищих форм життя, руйнує екосистему.

За прогнозами футурологів, запаси нафти будуть майже вичерпані до 2040 року, газу- до 2060, кам’яного вугілля – до 2200 року. Чи витримає біосфера таке навантаження, якщо людство “рубає сук, на якому сидить”?

Розумно спалювати викопне органіку, яка є досконалою сировиною для хімічної та інших галузей промисловості? Ще в кінці XIX століття Менде ~ леїв попереджав, що опалення нафтою рівноцінне опалення асигнаціями. Так чому США законсервували всі свої нафтові свердловини?

Інтелектуальна еліта давно стурбована станом світового господарства.

“Римський клуб”, Всесвітній конгрес врівноваженого розвитку в Йоганнесбурзі (2002 г.), Кіотська конвенція і т.д. – це спроби зупинити руйнівні процеси світової екосистеми. Ще в 1971 році американський вчений Джей Форрестер опублікував прогноз світових подій, отриманий методом системної динаміки так званого “глобального моделювання”. У комп’ютерну-програму були введені 43 найважливіші фізичні, метеорологічні, соціальні, демографічні та ін співвідношення і їх синергізм (взаємодії). Комп’ютерне моделювання показало, що вже на момент публікації людство, породило таку складну проблему, яку неможливо вирішити розрізненими заходами. Тільки спільними зусиллями людства, на основі комплексної програми дій можна запобігти небажані явища. А вже упущено 35 років!

Лобісти традиційної енергетики пропонують певні методи зменшення екологічної загрози, як: очищення · мінеральних видів палива, вдосконалення технологій спалювання, очищення диму, створення “чистих” видів палива, заміна вугілля вуглеводневим пальним тощо. Ці заходи, очевидно, потрібні, але вони не вирішують. проблему кардинально.

По суті, питання-захисту Землі полягає в тому, чи встигне не встигне екологічно чиста енергетика задовольнити потреби людства до моменту самознищення.

Планета Земля знаходиться в тепловій рівновазі. Енергія, засвоєна від Сонця освітленим боком планети, випромінюється в космос з поверхні цілої кулі. До цього лотка додається тепло надр землі, .яке дифундує з ядра – орієнтовно 0,8% від енергії сонячного потоку. І грунт і водна поверхня акумулюють до 65% змінного теплового потоку, фазові перетворення води “оперують” потоком тепла в 32%, потік тепла в 2,4% формує вітри. Продукти фотосинтезу засвоюють лише 0,025% енергії Сонця, потрапляє на Землю.

Енергія, яку виділяє людство. становить 0,01% від енергії сонячного потоку. Ніби не суттєво. Тільки супутні спалюванню хімічні речовини вже істотно впливають на біосферу через тонкі ботанічні, метеорологічні, хімічні та інші явища.

Отже, потужність теплового потоку сонячної енергії на поверхні земної кулі в 6500 разів перевищує потреби людства, можливості фотосинтезу – в 240 разів. Людство може оперувати цими потоками для своїх потреб, анітрохи не порушуючи земного балансу. Тільки в межах енергетичного балансу Землі можна подолати екологічну кризу. Поки ми опалюємо космос своїми архаїчними тепловими системами, до сонячна енергія величезного потенціалу, яка споконвіку природно створює матеріальні блага, буде використовуватися в мізерних відсотках.

Сонце світить всім однаково. Його монополізувати не можна. Його енергія безкоштовна, чиста, безвідходна. Американський вчений Дені ель Хала ці кваліфікує невикористання сонячної енергії як національну і глобальну ганьба.

XXI століття пройде під знаком чистої енергії, тому що не тільки економіка і оборонні стратегії, а й екологічні технології, ініціювання врівноваженого розвитку стали пріоритетами провідних держав світу. “Біла книга Європейського Союзу» 1998 року і директиви, встановлені для 25 держав Євросоюзу, зобов’язують до 2010 року збільшити частку чистої енергії до 21% і зменшити викиди СО2 до 8% проти рівня 1999 року.

Сонячна енергетика, децентралізація, безвідходні технології, акумуляція енергії, до генерація теплової та електричної енергії – ось стовпи, на яких буде будуватися енергетика майбутнього.

Серед світових екологічних проблем однією з ключових, як вже було доведено, є енергетика.

Для таких держав як Україна, які ще змушені імпортувати паливо, звільненням з-під енергетичної та політичної залежності від експортерів-носіїв енергії може стати саме так звана альтернативна енергетика.

З іншого боку, для держав, що мають запаси викопного органіки, переклад господарства на альтернативну енергетику дає можливість багато століть поспіль успішно торгувати сировиною для переробної промисловості.

Альтернатива для України

За даними Світового банку та Інституту світових ресурсів, на створення продукту брутто, що припадає на одну людину, різні країни світу витрачають різну кількість енергії.

Таблиця 1. Енергоємність національного продукту брутто. -За даними Світового банку та Світового інституту запасів станом на 1995 рік

Ця залежність (рис. 1) включає країни з різними рівнями технологій. Слаборозвинені країни, де переважає ручна праця, споживають мало енергоносіїв. Країни з високорозвиненою економікою споживають від 2 до 4 кВт · год на виготовлення продукту собі вартістю в один долар США. Третю групу складають посткомуністичні держави, в яких цей показник становить понад 10 кВт · год (табл. 1), що свідчить про архаїчність наявних технологій. Як бачимо, Україна посідає перше місце за енергоємністю продукту брутто.

Результати дослідження М. Копітка і А.В. Шурчкова про рівень енергоспоживання в Україні станом на 1999 рік наведені в таблицях 2 і С. Висновки, які можна зробити на підставі цього дослідження, такі:

• ККД української енергетики в цілому дорівнює – 42%;
• втрати енергії в ході транспортування всіх видів становлять -23% від загального споживання енергії, або – 116% від продуктивно використаної енергії;
• “Скидна” теплота ТЕС становить – 20% від продуктивно використаної енергії (64 ТВт год / рік);
• встановлена потужність всіх електростанцій України використовується приблизно на 39%;
• середній ККД котелень України – 71%.

В Україні амортизація енергетичного обладнання сягає 90%. Тому в будь-якому випадку доведеться інвестувати в реконструкцію енергетики. Таким чином було створено унікальна можливість вкласти інвестиції в майбутнє, “перескочивши” все проміжні етапи, які пройшла Європа, використавши новітні досягнення передової світової техніки, – і відразу створити енергетику XXI століття.

В результаті Україна отримає:

• стратегічну стійкість народного господарства в разі стихійного лиха чи військового конфлікту (адже децентралізація – це оборонна стратегія);
• економічну і політичну незалежність від експортерів мінеральних видів палива;
• екологічно чисте довкілля;
• привабливі умови для інвесторів;
• розвиток прогресивних технологій;
• нові ринки експорту продукції;
• сотні тисяч нових робочих місць.

Чи є для цього підстави?

У тій же роботі наведені дані про потенціал альтернативних джерел енергії в Україні. Дані таблиці 4 свідчать, що технічно доступний потенціал таких джерел енергії в сумі дорівнює 330-340 ТВт · год / рік. Це трохи більше, ніж Україна використовує зараз. Порівняння енергетичного потенціалу джерел альтернативної енергії за таблицями 4 і 5 переконує, що реальний потенціал України дещо більше, ніж наведено в таблиці 4.

Таблиця 2. Використання енергетичних ресурсів в Україні в 1999 році

Таблиця 3. Вироблено енергії в Україні в 1999 році

Таблиця 4. Технічно доступний потенціал альтернативних джерел енергії в Україні

Таблиця 5. Потенціал альтернативних джерела Польщі

Хоча історія розвитку альтернативної енергетики і недовга, ця галузь успішно завойовує ринок.

У 1952 році ініціативна група американських вчених запропонувала уряду США до 1975 року побудувати 13 · 10 ^ 6 “сонячних” будинків. На жаль, проект так і не був реалізований, оскільки уряд США не прийняв цієї пропозиції.

У 1970-х роках Гаррі Томас з Вашингтона успішно побудував кілька сонячних будинків, південну сторону даху яких був задіяний як сонячний колектор, теплоносієм в якому служила вода. Тепло, засвоєне водою в межах даху, зберігалося в резервуарі, встановленому в підвалі. Резервуар був оточений 50 тоннами каміння для абсорбції тепла. Невеликий вентилятор гнав повітря через Насипне камені. Тепле повітря подавався в житлові приміщення. Така система обігріву будинків взимку дозволяла отримувати гарячу споживчу воду і охолоджувати будинок влітку. У теплу пору року північна частина даху виконувала роль градирні. Накопичена за ніч холодна вода сприяла охолодженню повітря вдень. Будинки Томаса споживали на обігрів, кондиціювання та нагрівання води тільки 150-200 Вт для живлення двигунів вентилятора і насоса.

В даний час в усьому світі набирає силу прогресивне розуміння можливостей екологічно чистого енергозабезпечення та все активніше впроваджується нова техніка для цього. У багатьох кранах вже розроблені і масово вводяться в експлуатацію різні пристрої альтернативної енергетики. Це сонячні колектори, малі гідроелектростанції, електровітряків, фотовольтаїка, воднево кисневі осередки, тепловий насос, “термодіода”, рекуператори, теплові акумулятори, біо- і газогенератори, зелений паливо та ін. Вся ця техніка успішно забезпечує децентралізоване енергопостачання, направляючи надлишок енергії до централізованої мережі.

У передових країнах діють державні програми інтенсифікації розвитку екологічної енергетики (Німеччина, Іспанія, США, Японія, Індія, Китай, Греція, Швеція, Австрія і т.д.). Готують відповідні програми i в Польщі країна також повинна знайти кошти для модернізації свого енергетичного обладнання. А яким шляхом йти, залежить від політичної волі: або стояти всього світу, або перескочити до авангарду.

Автор: Р. Ванькович, инж., Науч. консультант изд-ва “ЕКОінформ”