Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Общество и научно-техническое развитие. Учебное пособие для студентов вузов
.pdf
нии за прошлое столетия во многих странах особой «автомобильной» культуры. Именно автомобиль наиболее сильно изменил стиль
жизни современного человека по сравнению с предыдущими эпохами. Обладание автомобилем, наличие автомобиля той или иной
марки стали важными социальными показателями, позволяющими
достаточно точно определить социальный статус человека, его принадлежность к тому или иному «кругу».
Развитие автомобилестроения вызвало развитие целого ряда
вспомогательных технологий и производств. В качестве примера
можно назвать конструирование и производство автоматических
коробок передач, технологии лакокрасочных и гальванических покрытий, предназначенных для антикоррозионной защиты автомобилей, специальную автокосметику, а в последние годы — специализированные автомобильные «бортовые компьютеры».
Конкурируют между собой не только различные виды транспорта. Внутри каждого вида транспортной техники научно технический, прогресс обеспечивает то большую, то меньшую ее востребованность.
Поясним сказанное на примере. Соотношение паровозов, тепловозов и электровозов на протяжении всего XX в. непрерывно
менялось. Следует отметить, что с позиций машиноведения (механики и гидравлики) наиболее сложной из этих машин, как это ни
парадоксально с точки зрения несведущего в технике человека,
является паровоз, а самой простой машиной является электровоз.
Первоначально позиции паровоза казались непоколебимы, поскольку эта машина наиболее неприхотлива к качеству топлива,
хотя и имеет самый низкий КПД (коэффициент полезного действия). Развитие энергетики позволило начать их вытеснение электровозами.
Однако перевести все железные дороги на единственный вид
локомотивов (электровозы) было бы экономически невыгодно, поскольку пришлось бы над любой глухой железнодорожной веткой
протягивать элсктроконтактную сеть и постоянно держать ее под
напряжением. С другой стороны, для перевозок большого количества грузов по магистральным направлениям электровоз — наилучший вид локомотива.
В заключении стоит отметить, что на примере развития транспорта можно хорошо видеть всю сложность и неоднозначность
развития техники. Дирижабли, которые более полувека были
«сданы в архив», с появлением новых материалов и технологий
вновь оказались востребованы, и дирижаблестроение во всем мире
в последние годы находится на подъеме. Даже движение автомо-
61
билей на Московской кольцевой автодороге оказалось экономически выгоднее контролировать с дирижаблей, а не с самолетов или
вертолетов.
Интерес к паровому двигателю также периодически «просыпается». В последние годы создано достаточно много оригинальных
действующих конструкций экологически чистых «паромобилей»,
которые по своим техническим характеристикам (скорость и быстрота разгона) уступают обычным современным автомобилям, но
вполне сравнимы с автомобилями 1950-х годов.
Перечисленные факты показывают, что развитие транспорта не
может не приводить к значительному влиянию на общество и изменениям в нем. При этом следует отметить два уровня таких изменений. Первый — вовлечение все большего числа людей в процесс использования транспорта как средства коммуникации, позволяющего свободно перемещать людей и товары по всей планете;
второй — увеличение числа людей, занятых в транспортной сфере и
имеющих свои достаточно четко выраженные социальные интересы. Например, проводимые в странах Западной Европы забастовки
авиадиспетчеров и пилотов авиакомпаний, а также служащих железных дорог, предпринимаемые в целях повышения уровня заработной платы и улучшения условий труда, обычно приводят к успеху, поскольку от их работы зависит нормальное функционирование
жизни практически во всех развитых странах.
Тема 12
Решение энергетических проблем
и общественное развитие
Дается представление о взаимосвязи развития энергетик и с уровнем
социального развитии общества. Рассматриваются политические процессы, связанные с борьбой за энергоресурсы в современном мире. Далее
затрагиваются проблемы альтернативной энергетики и вопросы, связанные с безопасностью атомных электростанций.
Чем общество более развито, тем больше его потребность в
энергоресурсах. Начиная с момента, когда человек стал сознательно использовать огонь, но еще не умел его добывать, он
столкнулся с проблемой его поддержания и ощутил свою зависимость от источников топлива. Ведь без дров для своего костра
он потерял бы огонь, а следовательно, не мог бы уже существовать как человек.
62
В дальнейшем человечество стало осваивать все новые и новые
источники энергии. Сначала это была мускульная сила людей и
животных (Древний мир), затем энергия текущей воды (Античность), а позднее ветра (Средневековье) — водяные и ветряные
мельницы. Именно наличие гидроресурсов еще долгое время было
главным при строительстве мануфактур, а позднее заводов и фабрик. Часто рядом с заводом приходилось строить систему искусственных прудов, вода из которых приводила в движение различные
механизмы.
В последующие исторические периоды люди стали активно
применять другие энергоносители: каменный уголь, нефть, газ,
продукты их переработки, ядерное топливо. В последние годы все
большее значение приобретают так называемые альтернативные источники энергии: энергия морских приливов и течений, энергия
ветра, тепло геотермальных вод, солнечная энергия. (Все они также
относятся к возобновляемым в отличие от невозобновляемых — угля, нефти, газа.)
То, какой источник энергии используется, определяется суммой
самых разнообразных факторов. Среди них доступность, себестоимость, удобство пользования. Каждый из этих факторов может повлиять на развитие соответствующей технологии. Приведем некоторые примеры.
Когда в качестве основного энергоносителя выступал каменный
уголь, то активно совершенствовалась технология его добычи. Это
привело к появлению и внедрению в жизнь изобретений, социально значимых для всего общества: насосы для перекачки воды (откачка подземных вод из шахт), паровой двигатель (приводил в действие насосы), металлические рельсы (по ним гораздо легче катить
вагонетки с углем).
В итоге можно сказать, что изобретение паровоза и создание
железных дорог были во многом вызваны развитием угледобычи.
При этом возникали новые города и промышленные центры, а
часть старых промышленных городов, находившихся вблизи гидроресурсов, пришли в упадок. (В Екатеринбурге до сих пор украшением города является система прудов, которая когда-то была создана с вполне утилитарной целью — служить источником гидроэнергии для механических молотов.)
В последующий период, когда каменный уголь перестал быть
главным источником энергии и угледобыча сократилась, многие
шахтерские города претерпели сильнейший социальный кризис и
превратились в города-призраки. В разных странах эти процессы
шли в разное время, но везде имелось много общего.
63
Резкий скачок энергетики связан с внедрением в производство
и быт электричества. Это произошло за счет того, что по сравнению с другими видами энергии электрическая энергия максимально просто и удобно транспортируется на большие расстояния. Если
мысленно поместить рядом цех текстильной фабрики или машиностроительного завода XIX в. и аналогичный цех фабрики или завода из XX в., выпускающие одинаковую продукцию, то их внешний
вид будет разительно отличаться. И первое, что бросилось бы в глаза в промышленном помещении позапрошлого века, заполняющие
все пространство цеха, ременные передачи. Не говоря уже о повышенной травмоопасности, они были менее надежны и создавали
повышенный уровень шума. Обойтись же без них было нельзя, поскольку все станки работали от единого парового двигателя. Это
создавало многочисленные технические проблемы (хотя бы с отключением одного станка без выключения других), которые были
решены лишь с переходом на электроснабжение. Электрические
машины по сравнению с другими энергетическими установками
обладают значительно большей компактностью. Для большинства
производственных процессов передача электрической энергии по
проводам достаточно удобна.
Улучшение условий труда не могло не сказаться на жизни людей. С приходом электричества в дома быт людей также полностью
преобразился, появились новые критерии оценки качества жизни.
С каждым годом количество бытовых электроприборов возрастало,
и это весьма сильно меняло психологию людей, которые уже не
чувствуют себя комфортно в случае их отсутствия. 70 лет назад в
московской квартире, помимо электрического освещения, из электроприборов, свидетельствовавших о достатке хозяев, имелись лишь
электрический утюг и электрическая плитка, 50 лет назад в быт
стали входить холодильники, телевизоры и стиральные машины,
40 лет назад — магнитофоны и стереопроигрыватели. Микроволновые печи и кондиционеры вошли в наш быт уже при жизни нынешнего поколения студентов.
Насколько жизнь нашего общества зависима от регулярной
подачи электричества, показывает то, как современная городская
инфраструктура в целом и каждый человек в отдельности оказываются беспомощными при внезапной аварии на электрических
энергосетях. Произошедшая 25 мая 2005 г. крупномасштабная
авария в Москве дала этому наглядное подтверждение. (Десятки
тысяч людей из-за аварии на электроподстанции Чадино и последовавшего за этим веерного отключения электросетей не могли
доехать на работу и с работы, поскольку поезда метро на ряде ли-
64
ний, трамваи и троллейбусы перестали ходить, продукты в холодильниках стали портиться, сотни человек на несколько часов застряли в лифтах.)
Проблемы энергетики, связанные с доступностью и дешевизной
энергоносителей, оказываются тесно переплетены со взаимоотношениями государств, располагающих их большими запасами, и государств — экспортеров таких ресурсов. При этом на первый план
выходит то один, то другой вид сырья.
Использование в качестве энергоносителя каменного угля и
создание парового двигателя резко увеличили мобильность как самих производств, так и приводимых в действие с помощью пара
конструкций. Заводы стали строить вблизи залежей полезных ископаемых, появился паровой транспорт. В дальнейшем уголь в качестве энергоносителя стал вытесняться нефтью и газом, что позволило также по-новому решать проблему освещения: газовые фонари, керосиновые лампы.
Создание двигателей внутреннего сгорания и электродвигателей
дало возможность создать целый ряд разнообразных теплоэнергетических установок, которые и удовлетворяют в основном потребности современного человека.
Освоение атомной энергии еще более усилило энергообеспеченность современного человека, однако не следует забывать, что
освоение каждого нового вида и источника энергии всегда порождало как технологические, так и социальные проблемы.
Одной из этих проблем является проблема рационального использования природных ресурсов и энергосбережения. (По этому
поводу часто приводят слова Дмитрия Ивановича Менделеева о
том, что использовать нефть в качестве топлива — это, ввиду ее
особой ценности как сырья для синтеза различных материалов, все
равно что «топить печь ассигнациями».) Проблема эта одновременно содержит и технический и социальный аспект.
Например, рост производства металла в начале промышленной
революции привел к быстрому сведению до минимума лесов по
всей Европе; рост населения только усугублял этот процесс. Переход к каменному углю как к основному энергоносителю в буквальном смысле этого слова спас леса.
Из истории мы знаем, что подобное уничтожение лесов в результате деятельности человека способно вызвать целую цепочку
изменений в обществе, поскольку приводит к резкому уменьшению
плодородия почв, что, в свою очередь, не может не приводить к углублению социальных конфликтов.
Другая проблема — неравномерность энергопотребления в отдельных странах и регионах. В настоящее время это приводит к
65
резкой дифференциации возможностей жителей разных государств,
поскольку именно энергопотребление определяет качество жизни.
Такая неравномерность не может не усиливать социальную напряженность между промышленно развитыми странами и странами, не
обладающими значительными запасами энергоресурсов.
Особое положение занимают государства, обладающие большим
запасами углеводородного сырья (главным образом нефти), объединенные в международную организацию стран — экспортеров нефти — ОПЭК (ОРЕС). В эту организацию входят страны с различным политическим строем: Саудовская Аравия, Мексика, Венесуэла, Кувейт, Нигерия и другие. Они вырабатывают согласованную
политику в области добычи нефти, контролируя уровень мировых
цен на этот важнейший энергоноситель. Любые политические
конфликты в местах добычи и переработки нефти вызывают значительные экономические потрясения. Дело в том, что повышение цен на нефть включает механизм дальнейшего повышения
цен на продукты ее переработки (горючее, технические масла,
синтетические волокна и многое другое), и именно это приводит к
увеличению стоимости транспортных расходов, тканей, изделий из
пластмасс.
Кроме того, большинство промышленно развитых стран не обладают значительными энергоресурсами либо стремятся еще более
увеличить их количество за счет экспорта из стран третьего мира,
консервируя собственные месторождения (Соединенные Штаты
Америки). Это не может не порождать разнообразные формы политического давления таких стран на страны — экспортеры источников энергии (в первую очередь нефти). Формы такого давления
весьма многообразны — от чисто экономических до военных. Действия США в последние годы в Ираке и других странах Ближневосточного региона тому подтверждение. Интересно отметить, что в
связи с общемировой политической нестабильностью в США планируют начиная с 2013 г. резко увеличить собственную нефтедобычу, которая по экономическим (добыча ближневосточной нефти
дешевле) и политическим (сбережение нефти как стратегического
ресурса) была в последние десятилетия заморожена.
Альтернативная энергетика. В настоящее время все более и более становятся популярными источники энергии, называемые альтернативными. Традиционно это название применяют к тем энергоресурсам, доля которых по сравнению с традиционными —
нефть, газ, уголь, гидоресурсы рек, а в последние полвека и атомная энергия — относительно невелика.
66
Среди таких энергоносителей можно выделить как непосредственно преобразуемые в энергоустановках (солнечная энергия, энергия ветра и океанских приливов), так и получаемые в ходе переработки: различные виды твердого, жидкого и газообразного биотоп-
ëèâà (зеленого топлива).
За последние 10—15 лет доля этой альтернативной энергетики в
большинстве развитых и развивающихся стран значительно возросла, и в ряде случаев она практически перестает быть альтернативной. Особенно это касается ветроэнергетики в странах Западной
Европы. В Дании на нее приходится не менее 20% всей вырабатываемой электроэнергии, в Ирландии, Португалии и Испании эта
доля близка к 15%, а в Германии приближается к 10%. Однако все
побочные эффекты влияния этого, да и ряда других видов альтернативной энергетики на окружающую среду исследованы далеко не
достаточно. В частности, в зонах, прилегающих к мощным ветрогенераторам, исчезают многие виды насекомых, что приводит к изменению локальных экосистем. Производство биотоплива также
порождает множество проблем, носящих главным образом социально-экономический характер.
Рассматривая плюсы и минусы широкого применения возобновляемых энергоресурсов, отметим, что они далеко не всегда столь
выгодны, как утверждают сторонники их использования.
Например, при выращивании ряда сельскохозяйственных культур для последующего получения биотоплива в целях замены топлива, получаемого из нефти и газа, затраты на производство могут
значительно превышать стоимость добычи и переработки нефти.
Кроме того, интенсивное выращивание некоторых сельскохозяйственных культур приводит в ряде тропических стран к снижению
площадей под пищевые культуры, что вызывает негативную реакцию со стороны быстрорастущего местного населения. Примером
такого негативного отношение является реакция латвийских сельхозпроизводителей, получивших первоначальные субсидии на выращивание сырья для биотоплива, а затем в условиях начавшегося
экономического кризиса не имеющих возможности реализовать его
по ценам, обеспечивающим рентабельность их хозяйств.
В то же время нельзя отрицать, что внедрение новых энергосберегающих технологий значительно снижает экологическую нагрузку
в крупных промышленных центрах.
Например, в уже построенных в Германии так называемых
«умных домах», оснащенных компьютерной системой управления,
экономится 40% и более расходов на электроэнергию, воду и ото-
67
пление. В таком доме максимально используется энергия солнечных батарей, производится вторичный оборот воды для технических нужд, автоматически или в режиме ручного управления перераспределяется тепло внутри дома. Однако такой дом значительно дороже обычного и окупается на 10—12 лет позднее. Вероятно, оптимальным является постепенное уменьшение использования традиционных энергоносителей (нефти, угля, газа) при одновременном максимально широком внедрении энергосберегающих технологий.
Произошедшая в Японии в 2011 г. крупнейшая технологическая
авария на атомной электростанции (АЭС) Фукусима-1, так же как
и катастрофа на Чернобыльской АЭС, случившаяся на четверть
века раньше, активизировала во всем мире движение за постепенное сокращение и даже полный отказ от ядерной энергетики.
Такие европейские страны, как Германия, Австрия, Италия и
ряд других, приняли государственные программы по ликвидации
этого сегмента энергетики и замене его альтернативными источниками энергии. Социально-политическая активность различных
«зеленых» движений и партий во всех странах значительно усили-
лась. Естественно, что возможность облучения населения, живущего в непосредственной близости от АЭС, радиоактивное заражение местности и продуктов питания, перенос ветром и последующее выпадение с дождями и снегом радиоактивных осадков и
другие последствия воздействия радиации на окружающую среду
пугают людей.
Однако следует оценивать пользу и вред ядерной энергетики
комплексно. Хорошо известно, что при правильной эксплуатации
объектов и налаженной системе переработки и хранения радиоактивных отходов атомные станции загрязняют окружающую среду
значительно меньше, чем тепловые, на которые в мире приходится
основная доля выработки электроэнергии.
АЭС экономически выгодны и для стран, бедных энергоресурсами или нуждающихся в резком увеличении производственных
мощностей: атомная энергетика для них представляется наиболее
перспективной.
В Армении местная АЭС после землетрясения в г. Спитаке была закрыта, и страна вскоре оказалась в тяжелейшем энергетическом кризисе. Через несколько лет станция была вновь запущена, à
затем введен в эксплуатацию еще один энергоблок с улучшенными
эколого-техническимии характеристиками. В итоге Армения не
только прекратила импорт электроэнергии, но и стала осуществлять
ее экспорт в соседние страны.
68
Вокруг ядерной энергетики в последние годы разворачивается
столько политических и экономических дискуссий. Именно поэтому к данным проблемам следует относиться взвешенно и непредвзято, что и демонстрирует наша страна, ведя взаимовыгодный диалог с Ираном по строительству, запуску (состоялся в 2011 г.) атомной электростанции в г. Бушере, а также по обогащению и переработке отработанного ядерного топлива для этой АЭС.
Тема 13
Освоение природных ресурсов
в различные эпохи и в разных странах
(интенсивный и экстенсивный подходы
и их сочетание)
На примере России и других стран рассматриваются изменения подходов к ресурсосберегающим технологиям.
В каждую эпоху тот или иной материал либо группа материалов
играли максимально важную роль в жизни человека. Поэтому добыча соответствующих полезных ископаемых может для конкретного общества стать приоритетной, наиболее важной задачей. В каменном веке таким материалом были кремни, и именно истощение
запасов этого камня, удобных для добычи, привело к одному из
первых глобальных кризисов в истории человечества, в несколько
раз сократившему тогдашнее население Земли. Археологи находят
древние шахты в местах выхода на поверхность кремневых жил, которые составляют лабиринты во многие десятки метров. Лишь появление технологии получения и обработки металла позволило преодолеть этот кризис. Затем на роль лидирующего материала вышли
металлы, а к нашему времени их стали теснить полимеры è компози-
ционные материалы.
Существует достаточно четко проявляющаяся, хотя и не имеющая четкого математического выражения, историко-техническая зависимость между развитием какой-либо технологии и методами ее
совершенствования. Когда новая технология появляется, в этот период используется более высококачественное сырье, чем позднее;
количество технологических операций и трудозатраты первоначально больше, чем впоследствии; оборудование достаточно примитивно. Именно поэтому развитие любой технологии первоначально носит экстенсивный характер и приводит к достаточно быстрому истощению природных ресурсов.
69
Далее возможно несколько вариантов развития событий.
В первом случае от технологии приходится отказаться — ресурсы
истощаются либо просто перестают существовать, например в
античную эпоху был практически полностью истреблен моллюск,
из которого получали пурпурную краску; несколько столетий эта
краска просто не делалась, даже секрет ее изготовления был
утрачен.
При втором (наиболее распространенном) варианте развития
изначальная технология начинает совершенствоваться, например
первоначально медные сосуды изготавливались удивительным для
нас способом. Малахит (в этом полудрагоценном камне весьма велико содержание меди) из камней перетирался в порошок, затем
этим порошком обмазывали глиняную форму и помещали в печь с
древесным углем, где медь восстанавливалась до металлического
состояния, повторяя вид формы, которую после охлаждения разбивали. Естественно, что через некоторое время стали пытаться получать медь из других ее соединений, постоянно интенсифицируя
процесс.
Возможен и третий вариант развития событий: появляется
принципиально новая технология, которая делает старую неконкурентоспособной, поэтому старая технология достаточно быстро отмирает. Всем хорошо знаком пример вытеснения пишущих машинок компьютерными печатающими устройствами — принтерами.
В России богатство природных ресурсов обычно не способствовало интенсификации технологий и продвижению новых технических решений. Склонность к экстенсивному развитию постоянно
приводила к техническому отставанию, которое старались ликвидировать в максимально короткие сроки, часто не обращая внимания
на социальную реальность (уровень развития общества). Примеры
таких рывков: реформы Петра I и Александра II, первые советские
пятилетки и (в определенной степени) горбачевская перестройка.
Интенсивное развитие своего технологического потенциала
особенно наглядно во второй половине XX в. демонстрировали такие страны, как Япония, Южная Корея, Сингапур, Малайзия и ряд
других. В России же природные богатства чаще служили «плохую
службу»: возможность получать значительные доходы от экспорта
заставляли и государство, и многих частных предпринимателей направлять на продажу то сырье, которое в конкретную историческую
эпоху пользовалось наибольшим спросом. В XVI и XVII вв. это были пушнина, воск, лен; в XVIII—XIX вв. — строевой лес, лен,
пенька, железная руда; в XX в. — нефть, природный газ, алюминий, никель, лес.
Необходимо учитывать два наиболее отрицательных момента
такого подхода к ведению хозяйства.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]