2 Вопрос. Ресурсы, определение, классификация. Потребление природных ресурсов. Трагедия общинных пастбищ.

Ресурсы - любые источники и предпосылки получения необходимых людям материальных и духовных благ, которые можно реализовать при существующих технологиях и социально-экономических отношениях.

Классификация природных ресурсов:

а) по источникам происхождения – биологические, минеральные, энергетические

б) по степени истощаемости – возобновимые, невозобновимые, неисчерпаемые

Возобновимые природные ресурсы - природные ресурсы, скорость восстановления которых сравнима со скоростью их расходования. Наиболее высокая скорость, при которой возобновимые ресурсы могут быть использованы без снижения возможности их возобновления называется уровнем их устойчивого потребления.

Биологические -  промысловые объекты, культурные растения, домашние животные, живописные ландшафты и т.п. Различают растительные ресурсы, ресурсы животного мира, генетические ресурсы.

Невозобновимые ресурсы – полезные ископаемые

Подразделяются на 3 основные группы:

• Горючие ископаемые

• Металлы (железо, алюминий, медь и т.д.)

• Неметаллическое минеральное сырье (соединения серы фосфора, соли и т.д.)

Потребление природных ресурсов: Эффективность использования ресурсов - потребление на душу населения или на единицу производимого продукта. Использование полезных ископаемых -начала ХХ века увеличилось производство стали более чем в 70 раз, нефти в 120 раз, алюминия в 1700 раз.(причины увеличения потребления:(увеличение доходов на душу населения и повышение уровня потребления в БОГАТЫХ странах, рост численности населения и потребление а менее развитых странах)

Невозобновимые ресурсы - за истекшее столетие из недр Земли было извлечено больше полезных ископаемых, чем за всю предыдущую историю человечества.

Рост добычи полезных ископаемых приводит: нехватка тех или иных минеральных ресурсов, включение новых антропогенных потоков в глобальные циклы вещества и энергии, что изменяет системы жизнеобеспечения биосферы.

Переход к возобновимым источникам энергии: Причина - не недостаток горючих ископаемых, а угроза системам жизнеобеспечения Земли вследствие: парникового эффекта, закисления территорий.

В обществе устойчивого развития темпы потребления: возобновимых ресурсов не должны превышать темпов их регенерации; невозобновимых ресурсов не должны превышать темпов их замены на возобновимые ресурсы; Предельная интенсивность выбросов загрязняющих веществ не должна превышать темпов, с которыми эти вещества перерабатываются, поглощаются или теряют вредные для окружающей среды свойства

Трагедия общинных пастбищ – понятие ввел Г.Харди: N – групп коров по n голов, принадлежат N хозяевам, один из хозяев увеличивает свое стадо на 1 корову, увеличение богатства, для луга приращение антропогенного давления всего 1/(n+1),после того как подобное решение принимают все N хозяев суммарное приращение давления становится уже N/ (n+1).

№ 3 Возобновляемые энергетические ресурсы. Примеры, достоинства и недостатки использования.

Возобновляемые ресурсы — природные ресурсы, скорость восстановления которых сравнима со скоростью их расходования. Наиболее высокая скорость, при которой возобновимые ресурсы могут быть использованы без снижения возможности их возобновления называется уровнем их устойчивого потребления.

Возобновляемая или регенеративная энергия — энергия из источников, которые по человеческим масштабам являются неисчерпаемыми. Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде процессов и предоставлении для технического применения. Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов — таких как солнечный свет, ветер, дождь, приливы и геотермальная теплота — которые являются возобновляемыми (пополняются естественным путем). 

Альтернативные источники энергии

В последнее время исследуется ряд альтернативных источников энергии. Наиболее перспективным из них представляется солнечная энергия.

Солнечная энергия.

У солнечной энергии два основных преимущества. Во-первых, ее много и она относится к возобновляемым энергоресурсам: длительность существования Солнца оценивается приблизительно в 5 млрд. лет. Во-вторых, ее использование не влечет за собой нежелательных экологических последствий.

Однако использованию солнечной энергии мешает ряд трудностей. Хотя полное количество этой энергии огромно, она неконтролируемо рассеивается. Чтобы получать большие количества энергии, требуются коллекторные поверхности большой площади. Солнце не всегда светит. Даже в пустынях, где преобладает безоблачная погода, день сменяется ночью. Следовательно, необходимы накопители солнечной энергии.

Можно указать три основных направления использования солнечной энергии: для отопления (в том числе горячего водоснабжения) и кондиционирования воздуха, для прямого преобразования в электроэнергию посредством солнечных фотоэлектрических преобразователей и для крупномасштабного производства электроэнергии на основе теплового цикла.

Геотермальная энергия.

Геотермальная энергия, т.е. теплота недр Земли, уже используется в ряде стран, например в Исландии, России, Италии и Новой Зеландии. Достоинствами геотермальной энергии можно считать практическую неисчерпаемость ресурсов, независимость от внешних условий, времени суток и года, возможность комплексного использования термальных вод для нужд теплоэлектроэнергетики и медицины. Недостатками ее являются высокая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие токсичных соединений и металлов, что исключает в большинстве случаев сброс термальных вод в природные водоемы.

Существенного вклада этого ресурса в энергетику можно ожидать только в локальных географических зонах.

На Курильских островах 10 апреля 2001 г. запущена первая очередь геотермальной электростанции “Менделеевская”. Электроэнергия подается в Южно-Курильск и поселки Отрада и Горячий пляж.

Гидроэнергия.

Гидроэнергетика дает почти треть электроэнергии, используемой во всем мире. Норвегия, где электроэнергии на душу населения больше, чем где-либо еще, живет почти исключительно гидроэнергией.

На гидроэлектростанциях (ГЭС) и гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС) используется потенциальная энергия воды, накапливаемой с помощью плотин. Существуют очень крупные ГЭС. Широко известны две большие ГЭС в России: Красноярская (6000 МВт) и Братская (4100 МВт).

Преимущества: использование возобновляемой энергии; очень дешевая электроэнергия; работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу; быстрый (относительно ТЭЦ/ТЭС) выход на режим выдачи рабочей мощности после включения станции.

Недостатки: затопление пахотных земель; строительство ведется там, где есть большие запасы энергии воды; на горных реках опасны из-за высокой сейсмичности районов.

Существуют приливные электростанции, в которых используется перепад уровней воды, образующийся во время прилива и отлива. Для этого отделяют прибрежный бассейн невысокой плотиной, которая задерживает приливную воду при отливе. Затем воду выпускают, и она вращает гидротурбины.

Приливные электростанции могут быть ценным энергетическим подспорьем местного характера, но на Земле не так много подходящих мест для их строительства, чтобы они могли изменить общую энергетическую ситуацию.

Ветроэнергетика.

Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Ветряные генераторы в процессе эксплуатации не потребляют ископаемого топлива. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти.

Ветроэнергетика является нерегулируемым источником энергии. Выработка ветроэлектростанции зависит от силы ветра — фактора, отличающегося большим непостоянством. В настоящее время наиболее экономически целесообразно получение с помощью ветрогенераторов не электрической энергии промышленного качества.

Пока специалисты не могут сказать, насколько экономически выгодно использовать энергию ветра.

Если учесть затраты на строительство и эксплуатацию энергоустановки, то ветровая электроэнергия обойдется дороже, чем, например, полученная на атомной электростанции. Выгоду от использования ветряков можно получить лишь через многие годы.

Твердые отходы и биомасса.

Биомасса – органическое растительное вещество. Произведенное солнечной энергией благодаря фотосинтезу.

На биомассу – древесину и органические отходы – приходится около 14% полного потребления энергии в мире. Биомасса – обычное бытовое топливо во многих развивающихся странах.

Были предложения выращивать растения (в том числе и лес) как источник энергии. Быстрорастущие водяные растения способны давать до 190 т сухого продукта с гектара в год. Такие продукты можно сжигать в качестве топлива или пускать на перегонку для получения жидких или газообразных углеводородов. В Бразилии сахарный тростник был применен для производства спиртовых топлив, заменяющих бензин. Их стоимость ненамного превышает стоимость обычных ископаемых энергоносителей. При правильном ведении хозяйства такой энергоресурс может быть восполняемым.

Водород – топливо будущего. Природные соединения, наиболее богатые водородом, термодинамически очень устойчивы. Производство водорода на их основе всегда будет энергозатратно.

Биотопливо.

Биодизельное топливо – метиловый эфир, получаемый в результате химической реакции из растительных жиров. Основной источник – рапс.

Рапс- техническая масличная культура, урожайность которой – 20-30 ц/га.

Из 1 т рапса можно получить около 270 кг биодизеля.

в перспективе используя генетически модифицированные сорта, с 1га можно будет получать 1 т биотоплива.

Рациональное использование энергии.

Хотя в мире пока еще не ощущается нехватки энергоресурсов, в предстоящие два-три десятилетия возможны серьезные трудности, если не появятся альтернативные источники энергии или не будет ограничен рост ее потребления. Очевидна необходимость более рационального использования энергии. Имеется ряд предложений по повышению эффективности аккумулирования и транспортирования энергии, а также по более эффективному ее использованию в различных отраслях промышленности, на транспорте и в быту.

Пределы потребления энергии.

Непрерывный рост потребления энергии не только ведет к истощению запасов энергоресурсов и загрязнению среды обитания, но и в конце концов может вызвать значительные изменения температуры и климата на Земле.

Энергия химических, ядерных и даже геотермальных источников в конечном счете превращается в тепло. Оно передается земной атмосфере и сдвигает равновесие в сторону более высокой температуры. При нынешних темпах роста численности населения и душевого потребления энергии к 2060 повышение температуры может составить 1° C. Это заметно скажется на климате.

Еще раньше климат может измениться из-за повышения содержания в атмосфере углекислого газа, образующегося при сгорании ископаемых топлив.