Энергетика и экология

(технико-экономические основы).

Конспект лекций. Часть 1. Энергетика.

Зачем крутится ветр в овраге, Подъемлет лист и пыль несет, Когда корабль в недвижной влаге Его дыханья жадно ждет? Зачем от гор и мимо башен Летит орел, тяжел и страшен, На чахлый пень? Спроси его. Зачем арапа своего Младая любит Дездемона, Как месяц любит ночи мглу? Затем, что ветру и орлу И сердцу девы нет закона А.С.Пушкин.

.

Энергетика и экология

(технико-экономические основы).

Конспект лекций. Часть 1. Энергетика.

Задачи курса. Этот курс предназначен прежде всего студентам экономико-аналитического института МИФИ. В нашей стране экономику принято относить к гуманитарным дисциплинам. Даже Государственные стандарты по экономическим специальностям формируются в Министерстве образования РФ через департамент гуманитарного образования. Это означает, что не только студенты, сдавшие экзамены по физике и химии, не вполне осознают, что от законов физики, сухо изложенных в учебниках, может и на самом деле быть какой-то прок в реальной жизни. Поэтому одна из главных задач этого курса – показать теснейшую взаимосвязь естественно-научных дисциплин с экономикой на примере наиболее наукоемкой и капиталоемкой отрасли, каковой является энергетика. Изложение в курсе строится по принципу: от фундаментальных физических законов кратчайшим путем к оценке технических и экономических параметров энергетических установок. Об исключительной важности топливно-энергетического комплекса (ТЭК) в формировании макроэкономических показателей России свидетельствуют такие данные (1996 г.): ТЭК вносит в доход федерального бюджета более 35 %, в том числе около 45 % налоговых и треть валютных поступлений.

Лекция 1. Тема 1. Потребности в энергии.

1. Взаимосвязи энергетики, экономики и экологии.

«Энергия похожа на деньги: ее можно накапливать,

но она приносит пользу, когда ее расходуют».

Ведущая роль в развитии всех отраслей народного хозяйства, в росте благосостояния людей, принадлежит энергетике. Существует прямая связь между национальным доходом и потреблением энергии на душу населения (см.рис.1.1.). В экономически наиболее развитых странах годовое потребление энергии на душу населения составляет 5-10 кВт.год при годовом валовом национальном продукте 3000-6000 доллар./ чел. год. Более чем в 80 странах мира (из примерно 170) эти показатели в десятки раз ниже, так что энерговооруженность в этих странах близка к биологической мощности человека, составляющей 2-3 тыс.ккал/сутки = 100-150 Вт. В странах с меньшим производством энергии и национального продукта меньше и продолжительность жизни людей (рис.1.2.). На цели топливно-энергетического хозяйства в развитых странах расходуется около половины бюджета.

В последние годы все чаще звучат опасения об экологических проблемах в странах с развитой промышленностью. «Конец 20-го века неприятно похож на конец «Титаника» медленным осознанием людьми грозящей им опасности: корабль уже давно обречен, а на палубе продолжается веселье». Такие прогнозы связаны с истощением энергетических ресурсов, загрязнением среды и перенаселением планеты: «ресурсов всем не хватит».

Таким образом, энергетика наиболее сильно связана с социально-экономической жизнью общества. Высокая энергоемкость экономики развитых стран представляет серьезную проблему для их энергетической, экологической и экономической безопасности. Именно поэтому энергетика находится в фокусе современного естествознания и политики. Отсюда цель данного курса: показать на примере топливно-энергетического комплекса взаимосвязь науки, технологии, экологии и экономики.

Среднегодовое потребление

Энергии, кВт/чел.

20 15 10 5					 США
			Канада 	Европа
	СССР 
	Азия, Ю.Америка

0 1000 2000 3000 4000 5000 Долл./чел.год

Валовый национальный продукт на душу населения в год

Рис.1.1. Зависимость валового национального продукта, приходящегося на душу населения, от среднегодового потребления энергии в разных странах мира в 1985 г.

Продолжительность

Жизни, лет

80
60
40
20

0 2 4 6 8 10 12 Мкал/чел.сутки

Рис.1.2. Продолжительность жизни населения как нелинейная функция от качества питания в разных странах мира в 1988 г. Качество питания выражено в калориях на человека в сутки (1 Мкал = 10⁶ кал = 1000 ккал) в пересчете на растительную пищу. Количество калорий, получаемых от потребления животной пищи, умножалось на переводной коэффициент 7, поскольку для получения 1 калории за счет пищи животного происхождения требуется приблизительно 7 калорий растительной пищи (сплошная линия – осреднение).