Енергетичні ресурси
Види енергетичних ресурсів
Потреба в енергії - одна з основних життєвих потреб людини. Енергія потрібна не тільки для нормальної діяльності сучасного складноорганізованого людського суспільства, але й для фізичного існування окремого людського організму. За даними, наведеними Н. С. Работновим, для підтримування життя людині потрібно приблизно 3 тис. кілокалорій на добу.
Близько 10% потрібної енергії забезпечують людині продукти харчування, решту - промислова енергетика.
Прискорення темпів науково-технічного прогресу і розвиток матеріального виробництва пов'язані зі значним зростанням витрат енергії. Тому розвиток енергетики представляється однією з найважливіших умов економічного зростання сучасного суспільства.
Довгий час енергетичною базою служило викопне паливо, запаси якого незмінно скорочувалися. Тому останнім часом завдання пошуку нових джерел енергії - одна з найбільш актуальних завдань сучасності.
Безперервне зростання споживання енергії ставить перед людством проблему пошуку нових її джерел. Сюди слід віднести геотермальну, сонячну, вітрову і термоядерну енергію, гідроенергію.
Традиційні джерела енергії
Теплоенергетика
Основним джерелом енергії в Україні та країнах колишнього СРСР є теплова енергія, що отримується від згоряння органічного палива - вугілля, нафти, газу, торфу, горючих сланців.
Нафту, а також її важкі фракції (мазут) широко використовуються в якості палива. Однак перспективи застосування даного виду палива виглядають сумнівними з двох причин. По-перше, нафта з очевидністю не може бути віднесена до розряду екологічно чистих джерел енергії. По-друге, її запаси (в тому числі і нерозвідані) досить обмежені.
Газ як паливо використовується також дуже широко. Запаси його хоча й великі, але не безмежні. Сьогодні відомі способи вилучення з газу деяких хімічних речовин, у тому числі водню, який в майбутньому може бути використаний як універсальний чисте паливо, що не дає будь-якого забруднення. [27]
Не менше значення в тепловій енергетиці, ніж нафта і газ, має вугілля, який є найбільш поширеним на планеті енергоносієм - його запаси оцінюються в 7 трлн т. За розрахунками тільки розвіданих родовищ (300 млрд т) повинно вистачити людству на кілька століть. Як паливо вугілля використовується також у вигляді коксу, одержуваного в результаті нагрівання кам'яного вугілля без доступу повітря до температури 950-1050 °С. На думку експертів Інституту всесвітніх спостережень (США), екологічна криза наростає такими ж темпами, як і використання вугілля. Лідери вугільної енергетики (Китай, США, СНД) є одночасно головними забруднювачами атмосфери. На частку США припадає 26% викиду вуглецю в атмосферу, на частку СНД - 19% (більше, ніж на всю Західну Європу). Прихильники вугільної енергетики бачать перспективу в переробці вугілля в синтетичні рідкі палива, газ та напівкокс.
Гідроенергетика
Енергія гідроелектростанцій нешкідлива для навколишнього середовища. Однак саме по собі будівництво водосховищ на рівнинах загрожує негативними наслідками, найістотнішим з яких є затоплення великих корисних (сільськогосподарських та ін.) земельних угідь.
Особливо гостро стоїть питання про мілководних зонах водосховищ, які при зміні рівня води то осушуються, то затоплюются, що ускладнює їх використання. На деяких водосховищах такі зони займають 40% від всієї їх площі. За останній час у проектах нових рівнинних водосховищ передбачається відсікання мілководь від основного ложа водосховища дамбами, що збереже значні площі земель від затоплення. [27]
Ядерна (атомна) енергетика
Тривалий час вирішення проблеми енергетичної кризи пов'язували переважно з розвитком ядерної, а в перспективі - термоядерної енергетики, остання з яких з сучасної точки зору володіє практично невичерпними паливними ресурсами. Прийнято було вважати, що одним з найважливіших переваг атомної енергетики є її екологічна чистота. Дійсно, при сприятливих умовах атомні електростанції (АЕС) дають значно менше шкідливих викидів, ніж електростанції, що працюють на органічному паливі.
Однак в останні десятиліття ставлення до даного виду енергетики істотно змінилося, що знайшло відображення і в публікаціях фахівців-екологів. Так, В. А. Красилов у своїй книзі "Охорона природи: принципи, проблеми, пріоритети", говорячи про оптимальну структуру енергетики, відводить її атомної різновиди 0% від загального виробництва енергії. Проти будівництва нових атомних електростанцій і на підтримку закриття вже діючих виступають сьогодні численні громадські організації та ініціативні групи. Настільки негативна оцінка ролі атомної енергетики в житті суспільства пов'язана, насамперед, з побоюваннями щодо негативних наслідків аварій на ядерних об'єктах, які призводять до серйозних витоків радіоактивних матеріалів та відходів виробництва. Позиції атомної енергетики були серйозно підірвані інцидентами на АЕС "Тримайл-Айленд" (США, 1979 р.), Чорнобильської АЕС (СРСР, 1986 р.) і АЕС "Фукусіма-1" (Японія, 2011 р.), наслідки яких сприяли нагнітанню в суспільстві істерії і страху перед можливими в майбутньому ще більш серйозними катастрофами. Слід зазначити, однак, що в перших двох згаданих випадках ключовим чинником, що зумовив масштаби негативних наслідків аварій, стали грубі помилки людей: керівництва та обслуговуючого персоналу станцій. Основною причиною аварії на АЕС "Фукусіма-1" стало стихійне лихо - найсильніший в історії Японії землетрус. Ситуація була ускладнена тим, що на станції були встановлені реактори застарілого зразка, система захисту яких не могла забезпечити необхідний рівень безпеки в обставинах, що склалися. У той же час відомі численні приклади, коли автоматизовані системи захисту реакторів здійснювали їх аварійне вимкнення без серйозних наслідків для людей і навколишнього середовища в цілому.
Таким чином, перспективи подальшого розвитку ядерної енергетики сьогодні пов'язуються з тим, якою мірою вдасться підвищити безпеку технічних систем і примирити населення з роботою атомних електростанцій.
Якщо майбутнє земної ядерної енергетики виглядає сьогодні не цілком певним, то її космічні перспективи більш очевидні. В майбутньому при господарському (як і будь-якому іншому) освоєнні планет Сонячної системи, їх супутників, а також астероїдів буде потрібно значна кількість надійних енергетичних установок, здатних працювати тривалий час в автономному режимі. В умовах дефіциту сонячного випромінювання, хімічних та інших неатомних джерел енергії ядерне паливо може виявитися якщо небезальтернативним, то принаймні найбільш ефективним енергетичним сировиною. [28]
Відновлювані джерела енергії
Геотермальна енергетика. Запаси тепла в глибинах земних надр практично невичерпні, і використання його з позицій охорони навколишнього середовища досить перспективно. Температура скельних порід із заглибленням на 1 км підвищується на 13,8 °С на глибині 10 км досягає 140-150°С. Відомо, що в багатьох районах вже на глибині 3 км температура порід сягає 100°С і більше.
В даний час в деяких країнах світу - Росії, США, Японії, Італії, Ісландії - використовують тепло гарячих джерел для вироблення електроенергії, опалення будинків, підігріву теплиць і парників.
Електростанції будують у районах вулканічної активності. Одержувана від них електроенергія найдешевша у порівнянні з іншими електростанціями. Однак коефіцієнт корисної дії геотермальних електростанцій невисокий через низьку температури води, що надходить з надр на поверхню.
Експлуатація геотермальних вод вимагає вирішення питання скидання і захоронення відпрацьованих мінералізованих вод, оскільки вони можуть зробити шкідливий вплив на навколишнє середовище.
Енергія Сонця
Цей вид енергії визнається одним з найбільш екологічно чистих і перспективних.
Переваги сонячної енергії складаються в її доступності, невичерпність, відсутність побічних, забруднюючих середовище продуктів. До недоліків слід віднести низьку щільність і уривчастість надходження на поверхню Землі, пов'язану з чергуванням дня і ночі, зими і літа, погодними змінами.
В даний час сонячна енергія використовується в обмежених масштабах в житлових та інших будинках. Найбільш освоєні встановлюються на дахах сонячні батареї, що забезпечують дешеву гарячу воду для побутових потреб. Понад 1 млн. таких нагрівальних приладів встановлено у Росії, Японії, Австралії та інших країнах.
В даний час вченими розробляються шляхи і способи використання сонячної енергії для промислових потреб, аж до створення станцій в космосі. Питання це дуже складне, і вирішення його можливе лише у далекій перспективі.
Енергія вітру, морських течій і хвиль
Обидва ці джерела енергії чисті, використання їх не забруднює навколишнє середовище. Ці джерела давно почали використовуватися, експлуатація їх розширюється і буде розширюватися в подальшому. Однак поки частка цих джерел в енергопостачанні незначна.
Необхідна реалізація комплексної програми використання різних видів енергії, що включає в себе розвиток нових технологій, що не забруднюють біосферу. При цьому головні та перспективні напрямки в енергетиці - це сонячна, атомна, а у віддаленій перспективі - термоядерна енергетика. [28]
Енергетичні проблеми України
Енергозалежність України
Україна зараз знаходиться у тяжкому геополітичному та економічному станах. Економіка України у глибокій депресії. Окрім того,Європа все ще залежна від енергії, яку надає Росія. Для України це особливо тривожно, бо якраз наша країна надто енергозалежна. У питомій вазі ми найбільше серед усіх країн споживаємо енергії і на мешканця, і на виробництво ВВП. Ця «ниточка» тягнеться ще з часів екс-СРСР, коли для «історичної спільноти – радянського народу» енергоресурси були дуже дешевими. Згадати хоча б про те, як трактористи зливали солярку в пісок замість того, щоб використати під час оранки. І за це їх ніхто не карав…
Проаналізувавши двадцять попередніх років, помітив, що всі уряди України робили одну й ту саму помилку. Їхній популізм щодо тарифної політики, недостатня увага до проблеми енергозбереження як до глобальної проблеми нашої держави – усе це прирекло нас на залежність протягом двадцяти наступних років. Щоб вижити у світі, стати на один рівень із розвинутими країнами, ми всі наші доходи будемо віддавати на ліквідацію цієї залежності.[29]
Промисловість у цих умовах рухається до зменшення конкурентоспроможності, а відтак – до згортання темпів. А ось житлово-комунальне господарство – до повного колапсу. Скільки б не підвищували тарифи на тепло і гарячу воду – цього постійно мало. Наприклад, останнє підвищення плати викликало жах не тільки в споживачів, а й у самих комунальників. Президент Всеукраїнської асоціації приватних інвесторів ЖКГ Сергій Бульбас розповів що тариф на теплову енергію сьогодні зріс в середньому на 150%, тоді як ціна на газ – на 650%. З підприємств, за його словами, «вичавлюють» кошти на оплату енергоносіїв, ледве вистачає на виплату заробітної плати… Сергій Бульбас зазначив, що за розрахунками Асоціації для того, щоб тарифи на житлово-комунальні послуги перестали бути збитковими для підприємств-виробників послуг, вони повинні бути щонайменше удвічі більшими від нинішніх. [30]
Багато підприємств тепломереж уже зараз фінансові банкрути. Проект «Реформа міського теплопостачання» провів аналіз по 20 містам України – чи можуть підприємства теплокомуненерго взяти кредит. Виявилося, що жодне не може, адже в усіх або майно в заставі, або заборгованість перевищує нормативний рівень, тобто усі вони – інвестиційно непривабливі. До того ж, у структурі тарифів засобів на розвиток немає. Неплатежі населення – це ще один «тривожний дзвіночок». Словом, прогресує зниження технічної ефективності того, чим ми пишалися – систем централізованого теплопостачання.[30]
Василь Степаненко вважає, що такого виклику перед країною не було з 20-х років. І радить це усвідомити політикам, але в першу чергу – населенню, тим, хто зараз активно встановлює газові котли в квартирах. До того ж він звертає увагу ще на одне. Нині існує так зване перехресне субсидування, це коли промисловість платить за газ за підвищеними цінами для того, щоб знизити ціну для населення. Але незабаром ця «лавочка» закриється. За його словами, це перехресне субсидування ліквідують, аби дати хоч якесь полегшення промисловості. А це призведе до такого росту цін на електрику і газ для населення, що їх не витримає бюджет жодної родини. В результаті безперервно знижуватиметься попит на теплову енергію, а це – повний крах підприємств ТКЕ. Жителі міст, у кращому випадку, грітимуться у висотках «буржуйками».[30]