Смекни!
smekni.com
Экология

Энергетические ресурсы (стр. 2 из 7)

За последние два десятилетия человечество вычерпало из недр более 60 млрд. т нефти. Казалось бы, доказанные запасы при этом сократились на такую же величину? Ничуть не бывало. Если в 1977 году запасы оценивались в 90 млрд. т, то в 1987 г. уже в 120 млрд., а к 1997 году увеличились еще на два десятка миллиардов. Ситуация парадоксальна: чем больше добываешь, тем больше остается. Между тем этот геологический парадокс вовсе не кажется парадоксом экономическим. Ведь чем выше спрос на нефть, чем больше ее добывают, тем большие капиталы вливаются в отрасль, тем активнее идет разведка на нефть, тем больше людей, техники, мозгов вовлекается в разведку и тем быстрее открываются и описываются новые месторождения. Кроме того, совершенствование техники добычи нефти позволяет включать в состав запасов ту нефть, наличие ( и количество ) которой было ранее известно, но достать которую было нельзя при техническом уровне прошлых лет. Конечно, это не означает, что запасы нефти безграничны, но очевидно, что у человечества есть еще не одно десятилетие, чтобы совершенствовать энергосберегающие технологии и вводить в оборот альтернативные источники энергии.

При су­ще­ст­ву­ю­щих спо­со­бах до­бы­чи неф­ти ко­эф­фи­ци­ент её из­вле­че­ния ко­леб­лет­ся в пре­де­лах 0.25 – 0.45, что яв­но не­до­с­та­то­ч­но и оз­на­ча­ет, что боль­шая часть её гео­ло­ги­че­с­ких за­па­сов ос­та­ёт­ся в зем­ных не­драх.

Электроэнергетика.

Энер­ге­ти­ка — это ос­но­ва про­мыш­лен­но­сти все­го ми­ро­во­го хо­зяй­ст­ва. При­бли­зи­тель­но 1/4 всех по­треб­ля­е­мых энер­го­ре­сур­сов при­хо­дит­ся на до­лю элек­т­ро­энер­ге­ти­ки. Ос­таль­ные 3/4 при­хо­дят­ся на про­мыш­лен­ное и бы­то­вое те­п­ло, на тран­с­порт, ме­тал­лур­ги­че­с­кие и хи­ми­че­с­кие про­цес­сы.

Те­п­ло­энер­ге­ти­ка в ос­нов­ном твер­дое то­п­ли­во. Са­мое рас­про­стра­нен­ное твер­дое то­п­ли­во на­шей пла­не­ты — уголь. И с эко­ло­ги­че­с­кой и с эко­но­ми­че­с­кой то­ч­ки зре­ния ме­тод пря­мо­го сжи­га­ния уг­ля для по­лу­че­ния элек­т­ро­энер­гии не луч­ший спо­соб ис­поль­зо­ва­ния твер­до­го то­п­ли­ва.

Энер­ге­ти­ка яв­ля­ет­ся ос­но­вой раз­ви­тия про­из­вод­ст­вен­ных сил в лю­бом го­су­дар­ст­ве. Энер­ге­ти­ка обес­пе­чи­ва­ет бес­пе­ре­бой­ную ра­бо­ту про­мыш­лен­но­сти, сель­ско­го хо­зяй­ст­ва, тран­с­пор­та, ком­му­наль­ных хо­зяйств. Ста­биль­ное раз­ви­тие эко­но­ми­ки не­воз­мо­ж­но без по­сто­ян­но раз­ви­ва­ю­щей­ся энер­ге­ти­ки.

Энер­ге­ти­че­с­кая про­мыш­лен­ность яв­ля­ет­ся ча­стью то­п­лив­но-энер­ге­ти­че­с­кой про­мыш­лен­но­сти и не­раз­рыв­но свя­за­на с дру­гой со­ста­в­ля­ю­щей это­го ги­гант­ско­го хо­зяй­ст­вен­но­го ком­п­ле­к­са - то­п­лив­ной про­мыш­лен­но­стью

Из на­пи­сан­но­го яс­но, что су­ще­ст­ву­ют раз­ные фа­к­то­ры, ог­ра­ни­чи­ва­ю­щие мощ­ность со­л­не­ч­ной энер­ге­ти­ки.

Од­ним из са­мых пер­спе­к­тив­ных, на дан­ный мо­мент, ме­то­дов ре­ше­ния энер­ге­ти­че­с­кой про­б­ле­мы- это ис­поль­зо­ва­ние аль­тер­на­тив­ных ви­дов элек­т­ро­энер­гии.

Энергия рек.

Мно­гие ты­ся­че­ле­тия, вер­но, слу­жит че­ло­ве­ку энер­гия, за­клю­чен­ная в те­ку­щей во­де. За­па­сы ее на Зе­м­ле ко­лос­саль­ны. Не­да­ром не­ко­то­рые уче­ные счи­та­ют, что на­шу пла­не­ту пра­виль­нее бы­ло бы на­зы­вать не Зе­м­ля, а Во­да - ведь око­ло трех чет­вер­тей по­верх­но­сти пла­не­ты по­кры­ты во­дой. Ог­ром­ным ак­ку­му­ля­то­ром энер­гии слу­жит Ми­ро­вой оке­ан, по­гло­ща­ю­щий боль­шую ее часть, по­сту­па­ю­щую от Солн­ца. Здесь пле­щут во­л­ны, про­ис­хо­дят при­ли­вы и от­ли­вы, воз­ни­ка­ют мо­гу­чие оке­ан­ские те­че­ния. Ро­ж­да­ют­ся мо­гу­чие ре­ки, не­су­щие ог­ром­ные мас­сы во­ды в мо­ря и оке­а­ны. По­нят­но, что че­ло­ве­че­ст­во в по­ис­ках энер­гии не мог­ло прой­ти ми­мо столь ги­гант­ских ее за­па­сов. Рань­ше все­го лю­ди на­у­чи­лись ис­поль­зо­вать энер­гию рек.

Но ко­г­да на­сту­пил зо­ло­той век элек­т­ри­че­ст­ва, про­изош­ло воз­ро­ж­де­ние во­дя­но­го ко­ле­са, прав­да, уже в дру­гом об­ли­чье – в ви­де во­дя­ной тур­би­ны. Элек­т­ри­че­с­кие ге­не­ра­то­ры, про­из­во­дя­щие энер­гию, не­об­хо­ди­мо бы­ло вра­щать, а это впол­не ус­пеш­но мог­ла де­лать во­да, тем бо­лее что мно­го­ве­ко­вой опыт у нее уже имел­ся. Мо­ж­но счи­тать, что со­в­ре­мен­ная ги­д­ро­энер­ге­ти­ка ро­ди­лась в 1891 го­ду.

Пре­и­му­ще­ст­ва ги­д­ро­элек­т­ро­стан­ций оче­вид­ны – по­сто­ян­но во­зоб­но­в­ля­е­мый са­мой при­ро­дой за­пас энер­гии, про­с­то­та экс­плу­а­та­ции, от­сут­ст­вие за­гряз­не­ния ок­ру­жа­ю­щей сре­ды. Да и опыт по­строй­ки и экс­плу­а­та­ции во­дя­ных ко­лес мог бы ока­зать не­ма­лую по­мощь ги­д­ро­энер­ге­ти­кам. Од­на­ко по­строй­ка пло­ти­ны круп­ной ги­д­ро­элек­т­ро­стан­ции ока­за­лась за­да­чей ку­да бо­лее сло­ж­ной, чем по­строй­ка не­боль­шой за­пру­ды для вра­ще­ния мель­ни­ч­но­го ко­ле­са. Что­бы при­ве­с­ти во вра­ще­ние мощ­ные ги­д­ро­тур­би­ны, ну­ж­но на­ко­пить за пло­ти­ной ог­ром­ный за­пас во­ды. Для по­строй­ки пло­ти­ны тре­бу­ет­ся уло­жить та­кое ко­ли­че­ст­во ма­те­ри­а­лов, что объ­ем ги­гант­ских еги­пет­ских пи­ра­мид по срав­не­нию с ним по­ка­жет­ся ни­ч­то­ж­ным. По­э­то­му в на­ча­ле XX ве­ка бы­ло по­стро­е­но все­го не­сколь­ко ги­д­ро­элек­т­ро­стан­ций.

Но по­ка лю­дям слу­жит лишь не­боль­шая часть ги­д­ро­энер­ге­ти­че­с­ко­го по­тен­ци­а­ла зе­м­ли. Еже­год­но ог­ром­ные по­то­ки во­ды, об­ра­зо­вав­ши­е­ся от до­ж­дей и та­я­ния сне­гов, сте­ка­ют в мо­ря не­ис­поль­зо­ван­ны­ми. Ес­ли бы уда­лось за­дер­жать их с по­мо­щью пло­тин, че­ло­ве­че­ст­во по­лу­чи­ло бы до­по­л­ни­тель­но ко­лос­саль­ное кол-во энер­гии.

Атом­ная энер­гия.

От­кры­тие из­лу­че­ния ура­на впо­с­лед­ст­вии ста­ло клю­чом к энер­ге­ти­че­с­ким кла­до­вым при­ро­ды.

Глав­ным, сра­зу же за­ин­те­ре­со­вав­шим ис­сле­до­ва­те­лей, был во­п­рос: от­ку­да бе­рет­ся энер­гия лу­чей, ис­пу­с­ка­е­мых ура­ном, и по­че­му уран все­гда чу­то­ч­ку те­п­лее ок­ру­жа­ю­щей сре­ды? Под со­м­не­ние ста­вил­ся ли­бо за­кон со­хра­не­ния энер­гии, ли­бо ут­вер­жден­ный ве­ка­ми прин­цип не­из­мен­но­сти ато­мов? Ог­ром­ная на­уч­ная сме­лость тре­бо­ва­лась от уче­ных, ко­то­рые пе­ре­шаг­ну­ли гра­ни­цы при­вы­ч­но­го, от­ка­за­лись от ус­то­яв­ших­ся пред­ста­в­ле­ний.

Та­ки­ми смель­ча­ка­ми ока­за­лись мо­ло­дые уче­ные Эр­нест Ре­зер­форд и Фре­де­рик Сод­ди.

Два го­да упор­но­го тру­да по изу­че­нию ра­дио­ак­тив­но­сти при­ве­ли их к ре­во­лю­ци­он­но­му по тем вре­ме­нам вы­во­ду: ато­мы не­ко­то­рых эле­мен­тов под­вер­же­ны рас­па­ду, со­про­во­ж­да­ю­ще­му­ся из­лу­че­ни­ем энер­гии в ко­ли­че­ст­вах, ог­ром­ных по срав­не­нию с энер­ги­ей, ос­во­бо­ж­да­ю­щей­ся при обы­ч­ных мо­ле­ку­ляр­ных ви­до­из­ме­не­ни­ях.

Не­ви­дан­ны­ми тем­па­ми раз­ви­ва­ет­ся се­го­д­ня атом­ная энер­ге­ти­ка. За три­д­цать лет об­щая мощ­ность ядер­ных энер­го­бло­ков вы­ро­с­ла с 5 ты­сяч до 23 мил­ли­о­нов ки­ло­ватт! Не­ко­то­рые уче­ные вы­ска­зы­ва­ют мне­ние, что в 21 ве­ке око­ло по­ло­ви­ны всей элек­т­ро­энер­гии в ми­ре бу­дет вы­ра­ба­ты­вать­ся на атом­ных элек­т­ро­стан­ци­ях.

В прин­ци­пе энер­ге­ти­че­с­кий ядер­ный ре­а­к­тор ус­т­ро­ен до­воль­но про­с­то - в нем, так же как и в обы­ч­ном кот­ле, во­да пре­вра­ща­ет­ся в пар. Для это­го ис­поль­зу­ют энер­гию, вы­де­ля­ю­щу­ю­ся при цеп­ной ре­ак­ции рас­па­да ато­мов ура­на или дру­го­го ядер­но­го то­п­ли­ва. На атом­ной элек­т­ро­стан­ции нет гро­мад­но­го па­ро­во­го кот­ла, со­сто­я­ще­го из ты­сяч ки­ло­мет­ров сталь­ных тру­бок, по ко­то­рым при ог­ром­ном да­в­ле­нии цир­ку­ли­ру­ет во­да, пре­вра­ща­ясь в пар. Эту ма­хи­ну за­ме­нил от­но­си­тель­но не­боль­шой ядер­ный ре­а­к­тор.

Са­мый рас­про­стра­нен­ный в на­сто­я­щее вре­мя тип ре­а­к­то­ра во­до­гра­фи­то­вый.

Еще од­на рас­про­стра­нен­ная кон­ст­рук­ция ре­а­к­то­ров - так на­зы­ва­е­мые во­до-во­дя­ные. В них во­да не толь­ко от­би­ра­ет те­п­ло от твэ­лов, но и слу­жит за­ме­д­ли­те­лем ней­тро­нов вме­сто гра­фи­та. Кон­ст­ру­к­то­ры до­ве­ли мощ­ность та­ких ре­а­к­то­ров до мил­ли­о­на ки­ло­ватт. Мо­гу­чие энер­ге­ти­че­с­кие аг­ре­га­ты ус­та­но­в­ле­ны на За­по­рож­ской, Ба­ла­ков­ской и дру­гих атом­ных элек­т­ро­стан­ци­ях. Вско­ре ре­а­к­то­ры та­кой кон­ст­рук­ции, ви­ди­мо, до­го­нят по мощ­но­сти и ре­корд­с­ме­на - по­лу­то­ра­мил­ли­о­ник с Иг­на­лин­ской АЭС.

Но все-та­ки бу­ду­щее ядер­ной энер­ге­ти­ки, по-ви­ди­мо­му, ос­та­нет­ся за треть­им ти­пом ре­а­к­то­ров, прин­цип ра­бо­ты и кон­ст­рук­ция ко­то­рых пред­ло­же­ны уче­ны­ми, - ре­а­к­то­ра­ми на бы­ст­рых ней­тро­нах. Их на­зы­ва­ют еще ре­а­к­то­ра­ми-раз­мно­жи­те­ля­ми. Обы­ч­ные ре­а­к­то­ры ис­поль­зу­ют за­ме­д­лен­ные ней­тро­ны, ко­то­рые вы­зы­ва­ют цеп­ную ре­ак­цию в до­воль­но ред­ком изо­то­пе- ура­не-235, ко­то­ро­го в при­род­ном ура­не все­го око­ло од­но­го про­цен­та. Имен­но по­э­то­му при­хо­дит­ся стро­ить ог­ром­ные за­во­ды, на ко­то­рых бу­к­валь­но про­се­и­ва­ют ато­мы ура­на, вы­би­рая из них ато­мы лишь од­но­го сор­та ура­на-235. Ос­таль­ной уран в обы­ч­ных ре­а­к­то­рах ис­поль­зо­вать­ся не мо­жет. Воз­ни­ка­ет во­п­рос: а хва­тит ли это­го ред­ко­го изо­то­па ура­на на сколь­ко-ни­будь про­дол­жи­тель­ное вре­мя или же че­ло­ве­че­ст­во вновь столк­нет­ся с про­б­ле­мой не­хват­ки энер­ге­ти­че­с­ких ре­сур­сов?

 
назад
читать дальше
1
2
3
4
5
6
7
НАПИШИТЕ НАМ
Copyright © Smekni.com. All rigths reserved.