6.5. Глобальные проблемы энергетики

Кроме перечисленных проблем, связанных с резким ухудшением качества среды, перед человечеством остро стоит проблема энергетики. Основная причина энергетического кризиса − истощение традиционных источников энергии (нефти, угля, газа), а также недостаточное распространение альтернативной энергетики.

Ресурсы ископаемых видов топлива в настоящее время крайне ограничены. По оценке специалистов, доступные запасы нефти при существующих объемах потребления должны иссякнуть примерно через 30−40 лет, запасы природного газа − через 50 лет. Причем освоение новых месторождений обходится все дороже.

С запасом угля дело обстоит немного лучше − их должно хватить на несколько сотен лет. Но развитие угольной энергетики влечет за собой увеличение загрязненности окружающей среды. Работающие на угле теплоэлектростанции дают 10−25 кг выбросов на каждый кВт-ч. Развитие угольной энергетики невозможно без строительства современных очистных сооружений. Еще один выход − переработка угля в синтетические продукты (синтетические жидкие топлива, полукокс, газ), при сгорании которых выделяется значительно меньше токсичных веществ.

При создавшемся дефиците частично удовлетворить потребности в энергии могут атомные электростанции. Но их основными недостатками являются образование радиоактивных отходов, а также катастрофические последствия аварий. Перспектива дальнейшего использования атомной энергетики − в повышении безопасности АЭС. В Японии, например, уровень безопасности АЭС настолько высок, что одна из крупнейших в мире АЭС Фукусима построена в сейсмоопасной зоне, в которой возможны землетрясения до 10 баллов. Наша страна еще 30−50 лет будет вынуждена использовать атомную энергетику, чтобы не превратиться в слаборазвитую.

Энергетический кризис можно преодолеть путем создания энергосберегающих технологий, а также внедрения альтернативных источников энергии.

Основными видами альтернативной энергетики являются следующие:

- Гелиоэнергетика основана на использовании энергии Солнца. На Землю падает огромное количество солнечной энергии, в 15 тыс. раз превышающее ежегодное мировое потребление энергии. Но солнечная энергия имеет низкое качество (эксергию), ее сложно запасать и передавать на большие расстояния. Для концентрации солнечной энергии необходимы дорогостоящие приборы, содержащие множество зеркал, металла, кремний, занимающие огромную площадь. Основными установками гелиоэнергетики являются гелиоэлектростанции, солнечные батареи и элементы для производства электроэнергии, солнечные коллекторы для теплоснабжения зданий. Гелиоэнергетика рентабельна в районах с большим количеством солнечных дней в году. Крупные гелиоэлектростанции есть Калифорнии, Испании, Израиле, Италии, Японии. Некоторые из них обеспечивают электроэнергией десятки тысяч домов. В сравнительно небольших масштабах солнечная энергия применяется в бытовых водонагревателях, некоторых приборах.

- Ветровая энергетика. Ветер заключает в себе механическую энергию, которая может быть использована на ветроэлектростанциях для выработки электроэнергии. Такие станции являются рентабельными в районах с постоянными ветрами. В настоящее время большое количество ветровых установок работает в США, Дании, Голландии, Германии. Но этот вид энергии порождает некоторые проблемы: создает ультразвуковое излучение, телевизионные помехи, обуславливает массовую гибель птиц.

- Гидроэнергетика основана на использовании механической энергии движущейся воды. Она играет большую роль в энергетике многих стран. Но строительство гидроэлектростанций требует затопления миллионов гектаров ценных сельскохозяйственных земель, разрушения большого количества экосистем. Кроме этого, в многих развитых странах осталось мало возможностей для строительства ГЭС.

В связи с этим большой интерес вызывает строительство приливных электростанций, использующих энергию приливов и отливов, океанских течений. Приливные электростанции (ПЭС) уже появились в Западных странах. У России имеются большие ресурсы для развития ПЭС в северных морях.

- Геотермальная энергия может быть использована в областях современного вулканизма, где горячие подземные воды поднимаются к поверхности и выходят в виде термальных источников. Для этого строятся следующие установки: геотермальные электростанции, геотермальные установки (использующие энергию подземных вод), тепловые насосы. Такие станции работают и оправдывают себя в США, Японии, Италии, в Мексике и на Филлипинах.

- Биоэнергетика основана на использовании биологического сырья: биогаза, образующегося при разложении растительных и животных отходов без доступа воздуха, мусоросжигающие установки и т.д. Образующийся газ может быть использован для обеспечения энергией жилых домов.

Использование альтернативной энергетики в настоящий момент достаточно ограниченно и не всегда рентабельно. Но наиболее дальновидные страны постепенно перестраивают свою энергетику, вкладываю значительные средства в развитие альтернативных источников.