Рефераты | Рефераты по экологии | Экономическая основа рационального природопользования |
0.8 |
|
|
Уголь |
-1 |
Рассмотрим подробнее два наиболее перспективных альтернативных возобновляемых источника энергии: солнце и ветер.
Солнечная энергия
Потенциальные возможности энергетики, основанной на использовании непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики. Заметим, что использование всего лишь 0.0125% этого количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0.5% - полностью покрыть потребности на перспективу. К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти огромные потенциальные ресурсы удастся реализовать в больших масштабах. Одним из наиболее серьезных препятствий такой реализации является низкая интенсивность солнечного излучения.
Даже при наилучших атмосферных условиях (южные широты, чистое небо) плотность потока солнечного излучения составляет не более 250 Вт/м 2. Поэтому, чтобы коллекторы солнечного излучения "собирали" за год энергию, необходимую для удовлетворения всех потребностей человечества нужно разместить их на территории 130 000 км 2 ! Необходимость использовать коллекторы огромных размеров, кроме того, влечет за собой значительные материальные затраты. Простейший коллектор солнечного излучения представляет собой зачерненный металлический (как правило, алюминиевый) лист, внутри которого располагаются трубы с циркулирующей в ней жидкостью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной коллектором, жидкость поступает для непосредственного использования. Согласно расчетам изготовление коллекторов солнечного излучения площадью 1км 2, требует примерно 10 4 тонн алюминия. Доказанные же на сегодня мировые запасы этого металла оцениваются в 1.17*10 9 тонн.
Из написанного ясно, что существуют разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Предположим, что в будущем для изготовления коллекторов станет возможным применять не только алюминий, но и другие материалы. Изменится ли ситуация в этом случае? Будем исходить из того, что на отдельной фазе развития энергетики (после 2100 года) все мировые потребности в энергии будут удовлетворяться за счет солнечной энергии. В рамках этой модели можно оценить, что в этом случае потребуется "собирать" солнечную энергию на площади от 1*10 6 до 3*10 6 км 2. В то же время общая площадь пахотных земель в мире составляет сегодня 13*10 6 км 2.Солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии.
Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение потребности в материалах, а следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовление гелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их перевозки. Подсчеты показывают, что для производства 1 МВт*год электрической энергии с помощью солнечной энергетики потребуется затратить от 10 000 до 40 000 человеко-часов. В традиционной энергетике на органическом топливе этот показатель составляет 200-500 человеко-часов.
Пока еще электрическая энергия, рожденная солнечными лучами, обходится намного дороже, чем получаемая традиционными способами. Ученые надеются, что эксперименты, которые они проведут на опытных установках и станциях, помогут решить не только технические, но и экономические проблемы.
После изобретения в 1852 году полупроводникового фотогальванического элемента, неуклонно растет объем производства солнечных батарей. Они уже заменили традиционные элементы питания во многих мобильных приложениях, и сейчас претендуют на роль полноправного альтернативного источника энергии. Объем производства фотоэлементов в мире в 2000 году составил 288 мегаватт. Соответственно, снижается их стоимость, если в 70-х годах она составляла более 70 долл. за 1 ватт произведенной мощности, то сегодня - менее 3.5 долл. за 1 ватт [2].
Энергия ветра
Потенциал атмосферы можно вычислить, зная ее массу и скорость рассеяния энергии. Для приземного слоя толщиной в 500 метров энергия ветра, превращающаяся в тепло, составляет примерно 82 триллиона киловатт-часов в год. Конечно, всю ее использовать невозможно, в частности, по той причине, что часто поставленные ветряки будут затенять друг друга. В то же время отобранная у ветра энергия, в конечном счете, вновь превратится в тепло.
Среднегодовые скорости воздушных потоков на стометровой высоте превышают 7 метров в секунду. Если выйти на высоту в 100 метров, используя подходящую естественную возвышенность, то эффективный ветроагрегат можно ставить практически везде. Если взять только нижний 100-метровый слой и поставить одну установку на 100 квадратных километров, то при установленной мощности около двух миллиардов киловатт можно выработать за год 5 триллионов киловатт-часов, что в 2 раза больше гидроэнергетического потенциала стран СНГ.
Рисунок 2. Генерирующие мощности мировой ветроэнергетики в 1980-2000 гг. (МВт)
Ветроэнергетика развивается семимильными шагами. Из-за сокращения затрат на производство электричества с помощью энергии ветра, его объемы растут на глазах. С появлением новых ветряных турбин усовершенствованной конструкции расходы на производство электроэнергии за 10 лет снизились с 18 центов за 1 кВт*ч до 4 центов в местах, богатых ветроэнергетическими ресурсами [2] В некоторых регионах электроэнергия, создаваемая силой ветра, уже сегодня стоит меньше, чем при сжигании нефти и газа. Сейчас, когда в эту сферу направляют свои ресурсы крупнейшие мировые корпорации, ожидается еще большее удешевление этой энергии.
Без повышения культуры природопользования среди населения невозможны никакие изменения экологической обстановки: их просто некому будет проводить. Ситуацию возможно исправить только при понимании и активной поддержке общества. Никакие, даже самые строгие карательные меры не будут действенны, если они не будут находить поддержки в обществе. Поэтому особую важность имеют образовательные экологические программы в школах и ВУЗах, проведение разъяснительной работы среди населения, средства наглядной агитации.
Необходимо, чтобы общество понимало и разделяло задачи по экологизации экономики, нужно планомерно давать понять людям, какой положительный эффект будут иметь принимаемые меры для них самих и их детей. Задача усложняется тем, что никакие меры не могут принести мгновенного эффекта, необходима последовательная и длительная работа. Мы долго разрушали окружающую среду, и восстановление ее тоже будет не быстрым.
Одной из причин сложившейся экологической ситуации является взрывной рост населения нашей планеты. Если такой рост продолжится и далее, человечеству не хватит никаких ресурсов, не взирая на любые программы их экономии и охраны природы. Возможно, существующая демографическая ситуация в развитых странах, есть аналог действия ограничивающего фактора естественного отбора. В этом случае экономически развитые страны должны продолжать политику сдерживания иммиграции, а остальные - последовать примеру Китая и принять жесткие меры по ограничению рождаемости. Очевидно, что население не может расти бесконечно. Поэтому так важно ограничить рост и перейти к планированию рождаемости, что бы обеспечить достаточность ресурсов каждому жителю планеты.
Исследованные зависимости и тенденции показывают экологическую ущербность сложившихся мировых экономических отношений. Хрупкая экологическая стабильность начала рушиться, когда глобализация экономики привела к увеличению потребления в странах, ранее бывших сырьевыми придатками развитого западного общества.
Для предотвращения экологического кризиса необходимо построение новой экономики, ориентированной на восстановление и поддержание экологического равновесия, и новой идеологии, снижающей значимость нематериальных ценностей.
Основами новой экономики должны стать:
- платность пользования возобновляемыми экологическими ресурсами, в том числе ассимиляционным потенциалом окружающей среды.
- высокая стоимость не возобновляемых ресурсов
