Энергия и политика

Все живые организмы потребляют энергию в процессах метаболизма. Человек же — исключительная существо, вне внутренней дополнительно потребляет еще и внешнюю энергию, которая может в миллиарды раз превышать ее внутреннюю.

Еще 200 лет назад основными носителями внешней энергии были домашние животные, рабы, рабочие, а также возобновляемая органика, ветер, течения рек и частично — солнце (фотосинтез, сушка). С началом технической эры и промышленной разработки ископаемых энергоносителей такими носителями энергии стали уголь, нефть, газ, уран.

Сейчас промышленность, транспорт, коммунальное хозяйство, жилой фонд, военная техника, связь и т.п. потребляют впечатляющие объемы внешней энергии. Ископаемая органика, накопленная Землей за миллионы лет, исчерпывается за столетие. Продукты сжигания и отходы промышленности засоряют планету. Ее уникальная сбалансированность нарушается. Гиганты энергетики, как доисторические монстры, «вижирають» остатки ископаемого органического сокровища.

Еще 6-7 поколений назад Солнце было единственным источником энергии, порождало все другие виды энергии, доступные людям. Косвенные энергоносители восстанавливались в течение одного-двух веков, то есть источники энергии были практически неисчерпаемыми. Когда же человечество перешло на использование минеральных топлив, потребление энергии стало расти по экспоненте. Запасы же их — не безграничны.

Знание значительными запасами ископаемых энергоносителей дает стране огромные экономические и политические преимущества. С другой стороны, как и любое материальное богатство, соблазняет потенциального агрессора, питает идеи мировых империй и террористов о силовой перераспределение энергетических богатств.

В то же время государства, лишены достаточных ископаемых энергоносителей, часто испытывают экономического и политического прессинга.

Монополизация, узурпация ископаемых энергоносителей привела к поразительному неравноправия, нищеты, голода миллионов людей, упадка морали, попирання основ демократии и свободы.

Милитарные, политические, экономические, информационные и другие войны велись и ведутся ради присвоения чужой энергии, особенно если ее концентрация высока. Вторая мировая война, битва за Сталинград, «Буря в пустыне» за кувейтскую нефть, другие недавние военные конфликты — вот примеры борьбы за перераспределение, захвата или управления чужими источниками энергии.

Гигантские энергогенерирующие комплексы весьма уязвимы по техническому, а тем более с военно-оборонного стороны. Север США несколько лет назад потрясла информационная катастрофа объединенной энергосистемы; Москва потерпела 12 мая 2004 шок, вызванный каскадным отключением электросетей; Алчевск этой зимой …. А это не война!

Атомные электростанции — это мины, начиненные смертельной радиацией, еще и непредсказуемой действия. Одна боевая ракета ~ и иметь новый «Чернобыль». Огромный риск по концентрацию и гигантомании. «Работы» homo sapiens
sapiens’a.

Энергия и экология

Интенсивное потребление минеральных энергоносителей уже возбудило равновесие биосферы, создает угрозу высшим формам жизни, разрушает экосистему.

По прогнозам футурологов, запасы нефти будут почти исчерпаны к 2040 году, газа- до 2060, каменного угля — до 2200 года. Выдержит биосфера такую ​​нагрузку, если человечество «рубит сук, на котором сидит»?

Разумно сжигать ископаемое органику, которая является совершенной сырьем для химической и других отраслей промышленности? Еще в конце XIX века Менде ~ леев предупреждал, что отопления нефтью равноценное отоплению ассигнациями. Так почему США законсервировали все свои нефтяные скважины?

Интеллектуальная элита давно обеспокоена состоянием мирового хозяйства.

«Римский клуб», Всемирный конгресс уравновешенного развитию в Йоханнесбурге (2002 г.), Киотская конвенция и т.д. — это попытки остановить разрушительные процессы мировой экосистемы. Еще в 1971 году американский ученый Джей Форрестер  опубликовал прогноз мировых событий, полученный методом системной динамики так называемого «глобального моделирования». В компьютерную-программу были введены 43 важнейшие физические, метеорологические, социальные, демографические и др соотношение и их синергизм (взаимодействия). Компьютерное моделирование показало, что уже на момент публикации человечество, породило столь сложную проблему, которую невозможно решить разрозненными мероприятиями. Только совместными усилиями человечества, на основе комплексной программы действий можно предотвратить нежелательные явления. А уже упущено 35 лет!

Лоббисты традиционной энергетики предлагают определенные методы уменьшения экологической угрозы, как: очистка · минеральных видов топлива, совершенствование технологий сжигания, очистки дыма, создание «чистых» видов топлива, замена угля углеводородным горючим и тому подобное. Эти меры, очевидно, нужны, но они не решают. проблему кардинально.

По сути, вопрос-защиты Земли заключается в том, успеет ли не успеет экологически чистая энергетика удовлетворить потребности человечества к моменту самоуничтожения.

Планета Земля находится в тепловом равновесии. Энергия, усвоенная от Солнца освещенным боком планеты, излучается в космос с поверхности целой шара. К этому лотку добавляется тепло недр земли, .которое диффундирует из ядра — ориентировочно 0,8% от энергии солнечного потока. И почву и водная поверхность аккумулируют до 65% переменного теплового потока, фазовые превращения воды «оперируют» потоком тепла в 32%, поток тепла в 2,4% формирует ветры. Продукты фотосинтеза усваивают лишь 0,025% энергии Солнца, попадает на Землю.

Энергия, которую выделяет человечество. составляет 0,01% от энергии солнечного потока. Будто не существенно. Только сопутствующие сжиганию химические вещества уже существенно влияют на биосферу через тонкие ботанические, метеорологические, химические и другие явления.

Итак, мощность теплового потока солнечной энергии на поверхности земного шара в 6500 раз превышает потребности человечества, возможности фотосинтеза — в 240 раз. Человечество может оперировать этими потоками для своих нужд, нисколько не нарушая земного баланса. Только в пределах энергетического баланса Земли можно преодолеть экологический кризис. Пока мы отапливаем космос своими архаичными тепловыми системами, до солнечная энергия огромного потенциала, которая испокон веков естественно создает материальные блага, будет использоваться в мизерных процентах.

Солнце светит всем одинаково. Его монополизировать нельзя. Его энергия бесплатная, чистая, безотходная. Американский ученый Дени эль Хала эти квалифицирует неиспользования солнечной энергии как национальную и глобальную позор.

XXI века пройдет под знаком чистой энергии, потому что не только экономика и оборонительные стратегии, но и экологические технологии, инициирование уравновешенного развития стали приоритетами ведущих государств мира. «Белая книга Европейского Союза» 1998 года и директивы, установленные для 25 государств Евросоюза, обязывают к 2010 году увеличить долю чистой энергии до 21% и уменьшить выбросы СО2 до 8% против уровня 1999 года.

Солнечная энергетика, децентрализация, безотходные технологии, аккумуляция энергии, ко генерация тепловой и электрической энергии — вот столбы, на которых будет строиться энергетика будущего.

Среди мировых экологических проблем одной из ключевых, как уже было доказано, является энергетика.

Для таких государств как Украина, которые еще вынуждены импортировать топливо, освобождением из-под энергетической и политической зависимости от экспортеров-носителей энергии может стать именно так называемая альтернативная энергетика.

С другой стороны, для государств, имеющих запасы ископаемого органики, перевод хозяйства на альтернативную энергетику дает возможность много веков подряд успешно торговать сырьем для перерабатывающей промышленности.

Альтернатива для Украины

По данным Всемирного банка и Института мировых ресурсов, на создание продукта брутто, приходящейся на одного человека, различные страны мира тратят разное количество энергии.

Таблица 1. Энергоемкость национального продукта брутто. -За данным Всемирного банка и Всемирного института запасов по состоянию НА 1995 ГОД

Эта зависимость (рис. 1) включает страны с различными уровнями технологий. Слаборазвитые страны, где преобладает ручной труд, потребляют мало энергоносителей. Страны с высокоразвитой экономикой потребляют от 2 до 4 кВт·ч на изготовление продукта себе стоимостью в один доллар США. Третью группу составляют посткоммунистические государства, в которых этот показатель составляет более 10 кВт·ч (табл. 1), что свидетельствует о архаичность имеющихся технологий. Как видим, Украина занимает первое место по энергоемкости продукта брутто.

Результаты исследования М. Кропотливая и А.В. Шурчкова об уровне энергопотребления в Украине по состоянию на 1999 год приведены в таблицах 2 и С. Выводы, которые можно сделать на основании этого исследования, следующие:

• КПД украинской энергетики в целом равна — 42%;
• потери энергии в ходе транспортировки всех видов составляют -23% от общего потребления энергии, или — 116% от продуктивно использованной энергии;
• «сбросная» теплота ТЭС составляет — 20% от продуктивно использованной энергии (64 ТВт ч / год);
• установленная мощность всех электростанций Украины используется примерно на 39%;
• средний КПД котельных Украины — 71%.

В Украине амортизация энергетического оборудования достигает 90%. Поэтому в любом случае придется инвестировать в реконструкцию энергетики. Таким образом создалась уникальная возможность вложить инвестиции в будущее, «перескочив» все промежуточные этапы, которые прошла Европа, использовав новейшие достижения передовой мировой техники, — и сразу создать энергетику XXI века.

В результате Украина получит:

• стратегическую устойчивость народного хозяйства в случае стихийного бедствия или военного конфликта (ведь децентрализация — это оборонительная стратегия);
• экономическую и политическую независимость от экспортеров минеральных видов топлива;
• экологически чистую окружающую среду;
• привлекательные условия для инвесторов;
• развитие прогрессивных технологий;
• новые рынки экспорта продукции;
• сотни тысяч новых рабочих мест.

Есть ли для этого основания?

В той же работе приведены данные о потенциале альтернативных источников энергии в Украине. Данные таблицы 4 свидетельствуют, что технически доступный потенциал таких источников энергии в сумме равна 330-340 ТВт·ч/год. Это немного больше, чем Украина использует сейчас. Сравнение энергетического потенциала источников альтернативной энергии по таблицам 4 и 5 убеждает, что реальный потенциал Украины несколько больше, чем приведен в таблице 4.

Таблица 2. Использование энергетических ресурсов в Украине в 1999 году

Таблица 3. Произведено энергии в Украине в 1999 году

Таблица 4. Технически доступный потенциал альтернативных источников энергии в Украине

Таблица 5. Потенциал альтернативных источнику Польши

Хотя история развития альтернативной энергетики и недолгая, эта отрасль успешно завоевывает рынок.

В 1952 году инициативная группа американских ученых предложила правительству США до 1975 года построить 13 · 10^6 «солнечных» домов. К сожалению, проект так и не был реализован, поскольку правительство США не принял этого предложения.

В 1970-х годах Гарри Томас из Вашингтона успешно построил несколько солнечных домов, южную сторону крыши которых был задействован как солнечный коллектор, теплоносителем в котором служила вода. Тепло, усвоенное водой в пределах крыши, сохранялось в резервуаре, установленном в подвале. Резервуар был окружен 50 тоннами камней для абсорбции тепла. Небольшой вентилятор гнал воздух через Насыпное камни. Теплый воздух подавался в жилые помещения. Такая система обогрева домов зимой позволяла получать горячую потребительскую воду и охлаждать дом летом. В теплое время года северная часть крыши выполняла роль градирни. Накопленная за ночь холодная вода способствовала охлаждению воздуха днем. Дома Томаса потребляли на обогрев, кондиционирование и нагрев воды только 150-200 Вт для питания двигателей вентилятора и насоса.

В настоящее время во всем мире набирает силу прогрессивное понимание возможностей экологически чистого энергообеспечения и все активнее внедряется новая техника для этого. Во многих кранах уже разработаны и массово вводятся в эксплуатацию различные устройства альтернативной энергетики. Это солнечные коллекторы, малые гидроэлектростанции, электроветряков, фотовольтаика, водородно кислородные ячейки, тепловой насос, «термодиода», рекуператоры, тепловые аккумуляторы, био- и газогенераторы, зеленый топливо и др. Вся эта техника успешно обеспечивает децентрализованное энергоснабжение, направляя избыток энергии к централизованной сети.

В передовых странах действуют государственные программы интенсификации развития экологической энергетики (Германия, Испания, США, Япония, Индия, Китай, Греция, Швеция, Австрия и т.д.). Готовят соответствующие программы i в Польше страна также должна найти средства для модернизации своего энергетического оборудования. А каким путем идти, зависит от политической воли: или стоять всего мира, или перескочить до авангарда.

Автор: Р. Ванькович, инж., Науч. консультант изд-ва «ЕКОінформ»