에너지 문제는 조만간 지구상의 모든 주를 압도합니다. 지구 내부의 매장량은 무한하지 않으므로 미래에 대한 계획은 연구 기관의 주요 임무입니다. 현재 인류는 삶을 영위하는 데 필요한 기본 자원에 대한 대안을 찾지 못하고 있습니다.

인류의 주요 관심사

에너지 문제는 사회의 모든 세포에 영향을 미칩니다. 천연 자원을 사용하는 주요 목적은 다음과 같습니다.

• 주택 난방;
• 상품 운송;
• 산업에서 사용.

천연 에너지원은 석탄, 석유, 가스에서 발생하는 효율성을 완전히 커버할 수 없습니다. 화석 에너지 처리의 지속 가능성이라는 시급한 문제는 모든 연구 커뮤니티의 관심사이기도 합니다.

조건이 변경되었습니다

에너지 문제는 자동차 운송 산업의 발전과 관련된 자원 소비가 급격히 증가한 수십 년 전에 형성되었습니다.

위기는 커지고 있었고 석유 매장량은 35년을 넘지 못할 것이라고 결론지었습니다. 그러나 이러한 견해는 새로운 광상이 발견된 후 바뀌었습니다. 연료 산업의 발전은 세계의 환경을 악화시켰으며, 이는 동식물을 어떻게 보존해야 하는지라는 새로운 문제를 야기했습니다.

에너지 문제는 추출 및 자원 매장량의 문제일 뿐만 아니라 더러운 연료 생산의 부작용으로 간주됩니다. 국가간에 예금을 소유하려는 욕망 때문에 갈등이 발생하여 장기 전쟁으로 발전합니다. 지역은 에너지 생산 방법, 접근 방식, 개발 장소 및 자원 저장 기반 채우기에 따라 다릅니다.

에너지 문제를 해결하면 한 번에 여러 부문의 상황을 개선하는 데 도움이 될 것이며 이는 모든 인구 부문에 중요합니다. 대부분의 자원에 대한 소유권은 국가를 통치할 수 있는 능력을 제공합니다. 그것은 경제의 세계화에 대한 운동의 관심을 다룬다.

연료 위기를 종결하기 위한 옵션

문제를 해결하는 주요 방법은 이미 경제학자들에 의해 연구되었습니다. 지금까지 이 질문에 대한 진정한 답은 없습니다. 연료 위기를 극복하기 위한 모든 옵션은 오래 지속되며 수백 년 동안 설계되었습니다. 그러나 점차 인류는 전통적인 에너지 생산 방법을 환경 친화적이고 보다 유용한 방법으로 대체하기 위한 과감한 조치의 필요성을 깨닫습니다.

에너지 개발의 문제는 생산 및 운송의 제조 가능성이 증가함에 따라 커질 것입니다. 일부 지역에서는 이미 에너지 부문의 자원이 부족합니다. 예를 들어, 중국은 에너지 산업 발전의 한계에 도달했으며 영국은 생태적 상황을 복원하기 위해 이 영역을 축소하려고 합니다.

세계 에너지 발전의 주요 추세는 에너지 공급량을 늘리는 방향으로 이동하고 있으며 이는 필연적으로 위기를 초래합니다. 그러나 1970년대 연료 위기의 영향을 받은 국가들은 이미 경제 급증으로부터 스스로를 보호할 수 있는 메커니즘을 개발했습니다. 이미 긍정적인 결과를 낳고 있는 세계적인 에너지 절약 조치가 취해졌습니다.

연료 소비 절약

에너지 위기는 부분적으로 보존 조치를 통해 해결되고 있습니다. 절약된 연료의 단위는 지구의 내장에서 추출한 것의 1/3만큼 저렴하다고 경제적으로 계산됩니다. 따라서 지구상의 모든 기업에서 정당한 에너지 절약 모드가 도입되었습니다. 결과적으로 이 접근 방식은 성능을 향상시킵니다.

글로벌 에너지 문제는 전 세계의 연구 기관의 통합을 필요로 합니다. 영국의 에너지 절약 결과 경제 지표는 2배, 미국은 2.5배 증가했습니다. 대안으로 개발도상국들은 에너지 집약적 산업을 건설하기 위한 조치를 취하고 있습니다.

에너지 및 원자재 문제는 생활 수준이 높아짐에 따라 에너지 소비가 증가하는 개발 도상국에서 더 심각합니다. 선진국은 이미 변화하는 조건에 적응했으며 소비자 수요의 급격한 급증을 방지하기 위한 메커니즘을 개발했습니다. 따라서 리소스 소비 지표는 최적이며 미미하게 변경됩니다.

자원 절약의 어려움

에너지 비용을 평가할 때 모든 범위의 에너지 문제가 고려됩니다. 주요 요인 중 하나는 석유 및 가스의 가격이 저렴하다는 것입니다. 이는 자연 에너지(태양, 물의 움직임, 해풍)를 전기로 변환하는 환경 친화적인 변환기를 도입하는 것을 방지합니다. 기술은 에너지 절약에 크게 기여합니다. 과학자들은 에너지를 생산하는 보다 저렴하고 비용 효율적인 방법을 끊임없이 찾고 있습니다. 여기에는 전기 자동차, 태양 전지 패널 및 폐기물로 만든 배터리가 포함됩니다.

경제에 대한 가장 흥미로운 아이디어와 발명품은 이미 독일, 스위스, 프랑스, ​​영국 국가의 거주자로부터 승인을 받았습니다. 화석 처리를 청정 에너지 변환기로 대체함으로써 자원이 부족해졌습니다. 제한된 광물 매장량으로 인한 글로벌 위기는 더 이상 말할 필요가 없습니다.

에너지 대체 옵션

특정 지역의 에너지 부족 문제를 해결하는 과정에서 연구 기관의 과제는 자원의 불균형을 조절하는 데 필요한 기술 개발 옵션을 찾는 것입니다. 따라서 사막에서는 태양 광선에서 전기 생산을 개발하는 것이 좋으며 비가 오는 열대 지방에서는 수력 발전소를 사용하려고합니다.

경제 및 환경 지표를 적절한 수준으로 유지하기 위해 우선 석유와 석탄의 주요 자원 사용을 대체하려고합니다. 사회를 위해 천연 가스 및 기타 대체 에너지원이 더 유익합니다.

대부분의 청정 에너지 변환기는 일상 생활에서 구현하기 위해 막대한 재료 비용이 필요합니다. 개발도상국은 아직 이에 대한 준비가 되어 있지 않습니다. 부분적으로 에너지 부족 문제는 자유 지역의 거대 도시 주민들의 균등한 정착으로 해결됩니다. 이 과정은 자연 에너지를 전기와 열로 처리하기 위한 새로운 환경 친화적인 스테이션의 건설을 동반해야 합니다.

주요 자원으로 인한 피해

자연과 인간에 대한 주요 위협은 선반 위의 석유 생산, 대기 중으로 연소 생성물의 배출, 화학 및 원자 반응의 결과, 노천광 채굴입니다. 이러한 과정은 전면 중단되어야 하며, 해결책은 후진 지역의 과학 산업 발전일 수 있습니다. 자원 소비는 사회의 발전, 지역의 인구 과잉 및 강력한 산업의 개방과 함께 증가합니다.

계획

1. 소개

2) 세계의 에너지 문제

3) 원료 및 에너지 문제 해결 방안

4) 대체 에너지원

5. 결론

6) 문학

소개

현재, 자연 환경과 그 재생산의 문제, 유기 및 광물 자원의 제한된 매장량이 점점 더 중요해지고 있습니다. 이 세계적인 문제는 무엇보다도 지구에서 가장 중요한 유기 및 광물 자원의 제한된 가용성과 관련이 있습니다. 과학자들은 알려지고 사용 가능한 석유 및 가스 매장량의 고갈 가능성과 철 및 구리 광석, 니켈, 망간, 알루미늄, 크롬 등 기타 중요한 자원의 고갈 가능성에 대해 경고합니다.

실제로 세상에는 많은 자연적인 제약이 있습니다. 따라서 탐사, 가능, 가능성의 세 가지 범주로 연료량을 추정하면 석탄은 600년, 석유(90년), 천연 가스(50개 우라늄)는 27년 동안 지속됩니다. 즉, 모든 범주의 모든 연료는 800년 동안 태워질 것입니다. 2010년까지 세계의 광물 원료 수요는 현재 수준에 비해 3배 증가할 것으로 추정된다. 이미 많은 국가에서 풍부한 예금이 끝까지 해결되었거나 거의 고갈되었습니다. 다른 광물에서도 비슷한 상황이 관찰됩니다. 에너지 생산이 계속해서 증가하는 속도로 증가하면 현재 사용되는 모든 유형의 연료는 130년, 즉 XXII 세기 초에 모두 소모됩니다.

세계의 에너지 문제

* 국가 내에서 적절한 투자와 구조적 변화를 보장하는 도구 시스템을 찾습니다.

* 일부 솔루션이 반대에 부딪힐 수 있음에도 불구하고(예: 원자력) 세금과 생활 방식을 통해 변화에 대한 비용을 지불해야 하는 유권자의 정치적으로 허용되는 승인 및 지원 방법을 찾습니다.

* 세계 에너지 시장의 다른 주요 업체와 상호 작용을 위한 수용 가능한 기반을 형성합니다.

에너지의 지구 환경 문제

온실 효과. 대기 중 이산화탄소 농도의 증가는 온실에서 식물의 과열의 이름을 따서 명명된 소위 온실 효과를 유발합니다. 이산화탄소는 대기에서 막의 역할을 합니다. 최근 몇 년 동안 다른 가스(CH4 및 N2O)에 대한 유사한 역할이 알려졌습니다. 메탄의 양은 매년 1%, 이산화탄소는 0.4%, 아산화질소는 0.2% 증가합니다. 이산화탄소는 온실 효과의 절반을 담당하는 것으로 믿어집니다.

대기 오염. 대기에 대한 에너지의 부정적인 영향은 미립자 물질, 에어로졸 및 화학 오염의 형태로 반영됩니다. 화학적 오염은 특히 중요합니다. 주요 가스는 유황 불순물을 포함하는 석탄, 셰일, 오일의 연소 중에 방출되는 유황 가스로 간주됩니다. 황 함량이 높은 일부 유형의 석탄은 연소된 석탄 10톤당 최대 1톤의 이산화황을 생성합니다. 이제 지구의 전체 대기는 이산화황으로 오염되어 있습니다. 산화는 황산 무수물로 일어나고 후자는 비와 함께 황산의 형태로 땅에 떨어집니다. 이 강수를 산성비라고 합니다. 비가 이산화질소를 흡수한 후에도 마찬가지입니다. 질산이 형성됩니다.

오존 "구멍". 남극 대륙에서 처음으로 오존층의 두께 감소가 감지되었습니다. 이 효과는 인위적 영향의 결과입니다. 다른 오존 구멍이 이제 발견되었습니다. 현재 지구 전체의 대기 중 오존 양이 감소하고 있습니다. 겨울에는 10년에 5-6%, 여름에는 2-3%입니다. 일부 과학자들은 이것이 프레온(클로로플루오로메탄) 작용의 징후라고 생각하지만 오존은 에너지 기업에서 배출되는 질소 산화물에 의해서도 파괴됩니다.

원료 및 에너지 문제를 해결하는 방법:

1. 생산량 감소

2. 채광 및 생산의 효율성 증대

3. 대체 에너지원의 사용

생산량을 줄이는 것은 매우 문제가 많기 때문에 현대 세계는 점점 더 많은 원자재와 에너지를 필요로 하며, 그 감소는 분명히 세계적인 위기로 이어질 것입니다. 효율성 증가도 그다지 유망하지 않습니다. 구현을 위해서는 대규모 투자가 필요하며 원자재는 무제한이 아닙니다. 따라서 대체 에너지 원에 우선 순위가 부여됩니다.

원자재 문제여기에는 원료의 합리적인 생산, 유통 및 사용을 규제하는 메커니즘의 국내 및 국제(글로벌) 수준 구축과 이러한 목표를 달성하기 위한 기술 기반 개발이 포함됩니다. 에너지 문제에너지 균형 구조의 균형 잡힌 개발이 필요하고 에너지 생산의 한계와 에너지 자원 분배 메커니즘을 고려합니다. 문명의 역사를 통틀어 에너지 자원은 문명의 발전에 중요한 역할을했습니다. 고대 문명의 부상은 노예 덩어리의 에너지 자원을 기반으로했습니다 (1kW / h의 전기는 8 시간 동안 사람의 작업과 동일하다고 믿어집니다).

경제학의 한 분야로서 에너지는 에너지 자원, 다양한 유형의 에너지의 생성, 변환, 전송 및 사용을 포괄합니다. 인류의 주요 생명 유지 수단 중 하나인 동시에 재생 불가능한 천연 자원의 고갈과 환경 오염의 약 50%를 결정합니다. 우리 행성의 자원 제약은 에너지 안보를 심각한 문제로 만듭니다. 실제로 문명의 환경적 전망이 "지구적 환경 편익" 이외의 한 요인에 의존하게 된다면 이 요인은 에너지 자원이 될 것입니다. 인류는 처음에는 석탄, 그 다음에는 석유, 나중에는 천연 가스 및 원자력과 같은 모든 새로운 에너지원을 지속적으로 사용했습니다. 지난 세기 반 동안 이러한 자원을 사용하여 인류는 높은 성과를 내는 경제를 개발하는 동시에 지구의 인구를 4배 증가시킬 수 있었습니다.

에 기름다양한 에너지원(석탄, 석유, 가스, 원자력, 수력 발전소, 풍력 및 태양 에너지, 바이오 에너지) 중에서 지난 세기에 사용된 에너지의 40%가 사용되었습니다. 두 번째로 중요한 에너지원인 가스가 25%를 차지했습니다. 석유는 2030년까지 주요 에너지원으로 남을 것으로 예상됩니다.

에너지 부문에서는 기존 구성 요소와 대체 구성 요소를 구분합니다. 전통적인 에너지는 탄화수소 에너지원(석탄, 석유, 천연 가스)과 원자력 및 수력 발전으로부터 에너지를 얻는 것을 기반으로 합니다. 이러한 유형의 에너지의 가능성은 에너지 운반체의 고갈과 심각한 환경 오염으로 인해 제한됩니다. 예외는 수력 발전으로, 그 사용은 넓은 지역의 범람을 동반합니다(특히 평평한 조건에서 수력 발전소 건설 중). 미래의 지구적 핵재앙을 피하고 인류의 생존을 위해 핵실험 중단, 핵무기 비확산, 고도 핵기술뿐만 아니라 (아마도) 미래) 원자력 발전소의 점진적인 포기.

과학 문헌에는 평화적 목적을 위한 원자력 사용에 대한 세 가지 접근 방식이 기록되어 있습니다. 1) 일부 국가(스웨덴, 노르웨이 등)에서는 기존 원자력 발전소의 보존 및 해체 프로그램이 시행되고 있습니다. 2) 다른 국가(오스트리아, 벨기에 등)에서는 더 이상 유망한 것으로 간주되지 않기 때문에 원자력 발전소 건설을 완전히 포기했습니다. 3) 제3국(중국, 러시아)에서는 원자력 발전에 대한 초점이 남아 있습니다(핵 안전을 보장하기 위한 조치 개발에 주된 관심을 기울임). 세계원자력협회(World Atomic Association)에 따르면 현재 세계에는 443개의 원자로가 있고 62개의 발전소가 건설 중이며 150개의 추가 건설이 계획되어 있습니다. 원자력 산업의 선두 주자는 미국으로, 이곳에서 100개 이상의 원자로가 가동되고 있습니다. 가장 빠르게 성장하는 평화로운 원자는 중국입니다. 베이징은 27개의 원자로를 건설하고 있으며 50개의 원자력 발전소를 계획하고 있습니다.

에너지 선호도를 선택할 때 방사성 폐기물을 포함한 원자력 발전소의 건설, 운영 및 해체의 전체 주기가 원자력 안전에 특정 위협을 제기한다는 점을 염두에 두어야 합니다[Globalistics, p. 1290-12941.

첫째, 원자력 안전을 훼손할 위험(국지적뿐만 아니라 전 세계적으로)은 에너지를 얻는 바로 그 과정과 관련이 있습니다. 원자력 생산이 모든 단계에서 지속적으로 모니터링된다는 사실에도 불구하고 환경으로의 특정 방사성 오염 누출이 여전히 발생하고 그 결과 인구가 낮은 선량에 지속적으로 노출되어 종양 및 유전 질환.

둘째, 모든 원자력 발전소의 제한된 수명을 고려하는 것이 중요합니다. XXI 세기 초에 가정합니다. 노후화로 인해 첫 번째 대형 원자력 발전소가 폐쇄됩니다(이러한 작업 비용은 건설 비용의 50-100%에 해당).

셋째, 방사성폐기물을 장기간 환경적으로 안전하게 보관하는 문제도 만만치 않은 것 같다.

넷째, 원자력 안전에 대한 가장 큰 위협은 원자력 발전소 사고의 가능성이다. XXI 세기 초. 방사능 누출이 있는 원자력 발전소에서 150건 이상의 사고가 이미 기록되었습니다. 일본 후쿠시마 원자력 발전소 사고(2011)는 평화적 원자의 안전 문제를 다시 한 번 의제로 제기했으며 아직 시기상조지만 전 세계 원자력 산업에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 장기적인 결과를 판단하기 위해. 세계는 평화로운 원자에 대한 에너지 대안이 필요합니다. 물론 추가 안전 표준이 개발되어 원자력 시설 건설 비용이 증가합니다.

전문가들은 세계 공동체가 1000개 이상의 원자로를 보유하고 있다면 10년마다 중대사고가 예상될 가능성이 있다고 믿고 있습니다. 원자력 안전을 보장하기 위해서는 효과적인 국제적 통제가 필요합니다(IAEA의 역할이 증가하고 있음). 특히 세계에서 원자력 부문에 대한 국가 통제가 크게 약화되는 상황에서 원자력 부문의 대규모 민영화의 맥락에서 그렇습니다. 이러한 조건에서 기존 접근 방식에 대한 이전 접근 방식의 수정과 XXI 세기에 시작될 대체 소스에서 에너지를 얻기 위한 새로운 기술 개발이 필요합니다. 중요한 역할.

따라서 중국은 주요 연료 공급원의 소비를 늘리고 있습니다. 중국의 새로운 5개년 개발 계획에 따르면 2015년까지 중국의 가스 소비는 연간 1000억에서 2500억 입방미터로 증가할 것입니다. 세계 에너지 시장의 가스와 생산자 모두에게 "황금 시대"가 도래했습니다. 소비는 세계의 모든 지역, 특히 동남아시아에서 증가하고 있습니다. 그러나 생산을 위한 새로운 프로젝트도 개발되고 있습니다. 아시아 태평양 지역에서는 연간 최대 900억 입방 미터의 가스 생산 능력이 곧 나타날 것이며 600억 입방 미터의 생산 능력은 이미 건설 중입니다. 미래의 모습과 오늘날의 가스 공급원에 대한 비전형은 배제되지 않습니다. 셰일 가스는 이미 미국과 캐나다에서 생산되고 있습니다. 중국, 인도네시아 및 호주에는 다량의 석탄층 메탄이 포함되어 있습니다. 주요 에너지 원료인 석유에 대한 수요는 여전히 높습니다. 2010년 러시아는 에너지 자원의 해외 판매로 약 2,300억 달러를 받았다.[현대 세계 정치; 어킨].

대체 에너지원은 보다 환경 친화적인 기존 에너지에 반대하며 재생 가능한 에너지원(히트 펌프, 풍력 에너지, 태양 에너지, 조력 에너지, 생명공학 공정)을 포괄하는 집합적인 개념을 나타냅니다. 지난 수십 년 동안 태양광 패널의 가격이 하락함에 따라 경제적으로 더 실용적이 되고 있으며 이러한 추세는 계속될 것으로 예상됩니다. 대체 에너지의 개발은 일본(태양 에너지), 브라질(사탕수수에서 에틸 알코올 생산을 위한 재정 지원 프로그램 채택으로 국가 자동차에서 소비하는 휘발유의 절반을 이 연료로 대체할 수 있음)에서 촉진됩니다. 다른 국가.

역사적 경험을 통해 에너지와 세계 정치를 연결하는 여러 주요 매듭을 식별할 수 있었습니다. 처음에,많은 국가에서 하나 또는 두 개의 에너지원에 대한 에너지 부문의 과도한 의존도. 국가 간의 정치적 모순은 에너지원의 물리적 부족, 가격의 급격한 변동, 사용된 에너지 운반체의 환경적 영향으로 인해 악화될 수 있습니다. 둘째,에너지 자원의 대규모 물리적 세계 무역의 위험. 위험은 거대한 국제 운송 인프라의 취약성에 있습니다. 전체 원유 생산량의 50%, 수억 톤의 석탄, 수천억 입방 미터의 천연 가스를 포함한 1차 자원의 약 1/3이 세계 무역 경로를 통해 공급됩니다. 일반적으로 27개국(UN 통계에 포함됨)의 주요 송유관 길이는 436,000km에 이릅니다. 연간 20억 톤 이상의 석유 및 석유 제품이 이 파이프라인 네트워크를 통해 펌핑됩니다. 국제 운송 및 에너지 기반 시설의 무분별한 확장과 취약성은 모든 국가를 유지하고 보호하는 것이 여러 국가의 정부에서 최우선 순위로 간주된다는 것을 의미합니다.

셋째,에너지 자원의 공급자와 수령자 사이의 모순, 지역 갈등과 관련된 또 다른 문제 그룹이 강조됩니다. 기존 수송 통신의 신뢰성에 대한 불확실성으로 인해 국제 수준에서 수행되는 새로운 해군 및 군용 항공 프로그램, 군사 정치적 행동의 근거가 점점 더 커지고 있습니다.

네번째,에너지에 대한 수요 증가와 동시에 이러한 수요 충족의 어려움은 에너지를 심각한 정치적 투쟁의 주제로 만듭니다. 미래에 에너지 테러는 민주주의 개혁, 개인의 권리, 세계 평화 및 안보에 위협이 될 수 있습니다.

1970년대 이후 에너지 절약 기술의 광범위한 도입과 대체 에너지원의 적극적인 개발. 탄화수소의 지배적인 역할을 세계에서 제거하지 마십시오. 또한 석유 및 가스 적자의 문제는 위협적인 기능을 획득하여 주기적으로 임계점에 대한 접근에 대한 이야기를 불러일으키고 있습니다.

태양광, 핵융합, 바이오에너지, 풍력과 같은 재생에너지는 미래에 중요해질 것입니다. 그러나 에너지 혁신에는 수백만 달러의 투자가 필요하며 새로운 에너지 솔루션이 충분히 빨리 구현되지 않으면 노동 생산성과 관련 경제 성장이 감소할 것입니다.

세계와 인류에게 안전한 에너지는 3가지 주요 영역을 포함해야 합니다. 1) 에너지 자원의 추출, 생산, 운송, 변환 및 소비 과정에서 손실을 줄이는 질적 도약; 2) 에너지 절약 기술, 기계 및 소비재의 생성 및 결정적인 구현; 3) 재생 가능 에너지원 및 에너지 운반체(태양, 바이오매스, 강, 풍력, 지열원, 바다 및 해양의 에너지 자원)의 적극적인 개발 및 구현.

그러나 1973년 이후 주 에너지원과 비주요 에너지원의 비율은 실질적으로 변하지 않았습니다. 국제 에너지 기구(IEL)의 계산에 따르면 2030년까지 약간 변경될 것입니다. 다양한 추정에 따르면 재생 에너지, 대체 에너지 및 기타 비전통 에너지는 석유 및 가스와 함께 세계 에너지 공급의 11.4%에서 13.5%를 차지할 것입니다. 2030년까지 에너지 수요의 절반 이상을 제공할 것입니다[현대 세계 정치; 어킨]. 선진국과 그 초국적 기업의 원자재 기반이 고갈됨에 따라 원자재 국가의 무게가 커지고 있으며 원자재 국가는 세계 정치의 매우 중요한 전략적 자원입니다. 이러한 상황은 모순과 갈등의 가능성을 증가시킵니다. 이를 줄이려면 정치 관련자들의 재량과 유연성이 필요합니다. 자원을 위한 정치적 투쟁은 에너지 문제를 해결하기 위해 무력에 의존하려는 세계 여러 국가의 준비가 증가함에 따라 상당히 악화될 수 있습니다. 이 경우 일반적으로 환경, 자원 및 글로벌 안보가 훼손될 수 있으며, 이는 한동안 지속 가능한 개발 전략을 구현하려는 국제적 노력의 효과에 부정적인 영향을 미치고 심지어 방해할 수도 있습니다.

오늘날 인류 문명은 끊임없이 증가하는 엄청난 양의 에너지를 생산하고 소비해야만 존재할 수 있습니다. XVIII-XIX 세기의 전환기에 산업 혁명이 시작되기 전에. 사람들은 물, 바람, 식물성 연료의 에너지와 같은 거의 재생 가능한 에너지 원만을 사용했습니다.

산업 기술 개발에는 주로 재생 불가능한 에너지 자원이 필요했습니다. 먼저 석탄, 다음으로 석유 및 가스입니다. 석탄, 석유, 가스는 산업 및 농업 생산, 운송, 일상 생활에 사용되는 탄화수소 연료입니다. 따라서 XX 및 초기 XXI 세기의 세계 에너지는 상당 부분 탄화수소였습니다.

모든 유형의 탄화수소 원료는 지구 내부에 포함되어 있지만, 비록 거대하지만 여전히 제한된 양이며 고갈될 수 있습니다. XX 세기의 60 년대 로마 클럽 회원. 이 가상의 가능성이 시작된 후 인류에게 어떤 일이 일어날 것인가?

오늘날 글로벌 에너지 문제의 본질은 다음과 같습니다. 세계의 에너지 소비는 예를 들어 1980-2005년과 같이 지난 수십 년 동안 계속해서 증가했습니다. 60% 성장했으며 예비 계산에 따르면 2030년까지 50% 더 성장할 것입니다. 지금까지는 탄화수소 에너지원이 세계 에너지 균형에서 우세하지만 다른 에너지원의 소비도 증가하고 있습니다. XX 세기의 70 년대와 비교. XXI 세기의 첫 10 년 중반. 원자력 에너지의 점유율은 6배, 수력 발전은 1.5배 증가했습니다. 같은 기간 석유 사용으로 얻은 에너지 비중은 46.1%에서 34.4%로 줄었다. 그러나 세계 여러 국가와 지역의 에너지 균형에서 에너지원으로서의 석유의 역할은 동일하지 않습니다. 북미와 남미, 아프리카, 특히 중동에서 세계 평균보다 높으면 유럽, 구소련 이후 공간 및 아시아 태평양 지역에서 석유의 비율이 사용 된 전체의 30 %를 초과하지 않습니다. 에너지 원.

글로벌 에너지 문제의 출현은 세계에서 입증된 석유 매장량의 고갈과 관련이 있습니다. 그러나 실제로는 석유 소비 및 생산의 증가와 함께 검증된 매장량도 증가했습니다. 1989년 데이터에 따르면 그러한 입증된 매장량은 42년 동안 충분해야 합니다. 그러나 전문가들에 따르면 석유 생산량이 크게 증가한 2007년에도 탐사 매장량은 같은 42년 동안 충분해야 했습니다. 이는 석유 탐사 및 생산을 위한 방법과 기술의 향상, 새로운 석유 매장지의 개발 때문이었습니다. 오늘날, 소위 "저렴한 기름"이 여전히 생산 및 소비되고 있으며, 이는 현대 기술에 접근할 수 있는 저수지에 있습니다. 이러한 오일은 오일 샌드, 역청 셰일에 함유된 깊은 깊이에서 발생하는 "비재래식"과 대조적으로 "재래식"이라고 합니다. 현대 기술로 비전통 오일 생산은 수익성이 없으며 대량으로 수행되지 않습니다. 그러한 유전의 개발은 아마도 그리 멀지 않은 미래의 문제입니다. 인류의 필요는 재래식 석유에 의해 제공되는 동안. 그러나 다른 국가에서 소스의 가용성도 다릅니다. 세계에서 가장 경제적으로 선진국에서는 저렴한 석유 매장량의 가용성이 감소하고 있으며이 에너지 운반선의 소비가 감소하더라도 수입에 대한 이러한 국가의 의존도가 증가합니다.

석유 소비는 세계에서 가장 인구가 많은 두 국가인 중국과 인도에서 지속적으로 증가하고 있습니다. 더욱이 두 국가는 자체적으로 검증된 석유 매장량이 많지 않아 석유를 매우 많이 수입하고 있습니다. 금세기의 첫 10년 동안 중국의 석유 소비량은 2배, 인도의 석유 소비량은 1.5배 증가했습니다. 지금까지 중국과 인도의 에너지 균형에서 석유가 차지하는 비중은 적지만 이들 국가의 차량 함대의 성장 덕분에 꾸준히 증가할 것입니다. 최근까지 중국은 자체 승용차를 생산하지 않았지만 오늘날 생산 측면에서 중국은 미국에 뒤쳐져 있으며 곧 추월할 가능성이 큽니다.

점점 더 많은 자동차가 국내에서 생산되어 국내 시장에서 판매되고 있습니다. 느린 속도로 인도의 자동차화 수준을 꾸준히 높이고 있습니다. 중국 및 인도 요인은 세계 유가에 영향을 미치며 이들 국가는 다양한 지역에서 이 에너지 운반선의 잠재적인 소스에 대한 관심이 증가할 것입니다.

세계 석유 시장에서, 결과적으로 세계 정치에서 중동 국가 외에도 아프리카, 라틴 아메리카 및 구소련 공간에서 많은 국가의 역할이 커질 것입니다. 육지에 있는 재래식 석유의 공급원이 고갈됨에 따라 석유뿐만 아니라 막대한 탄화수소 매장량이 집중되어 있는 북극 유역뿐만 아니라 해붕에 대한 지정학적, 경제적 관심이 증가할 것이다. 가스.

지금까지 가스는 세계 특정 국가의 경제와 에너지에 매우 중요했습니다. 중동 국가에서 가스가 에너지 소비의 45%를 차지한다면 유럽과 소련 이후 공간은 30%, 아시아 태평양 지역에서는 10%만 차지합니다. 한편, 가스는 석유, 특히 석탄보다 환경 친화적이기 때문에 다른 탄화수소보다 유리합니다.

가장 큰 천연 가스전은 세계 탐사 매장량의 25%를 차지하는 러시아에 속합니다. 다른 주요 "가스 강국"은 이란과 카타르입니다. 그 외에도 알제리, 리비아, 아제르바이잔, 카자흐스탄, 오만 및 기타 여러 국가가 세계 가스 시장에서 중요한 역할을 합니다.

석유에 비해 가스 운송은 더 복잡합니다. 대부분의 석유는 파이프라인을 통해 소비자에게 전달되는 반면 가스 운송 경로는 더 다양합니다. 여전히 비싸고 널리 사용되지 않는 가스 액화 기술이 널리 사용되는 경우 상황은 훨씬 더 바뀔 수 있습니다. 그러나 전문가들에 따르면 가스 매장량은 석유 매장량보다 훨씬 더 오래 지속되어야 합니다.

세계에서 입증된 석탄 매장량은 훨씬 더 광범위합니다. APR에서 사용되는 주요 에너지 자원 유형으로 여전히 남아 있는 것은 석탄입니다. 거기에서 에너지 균형에서 그것의 몫은 50%입니다. 그리고 중국에서는 이 수치가 70%에 이릅니다. 주요 문제는 석탄을 태울 때 엄청난 양의 유해 물질이 대기 중으로 방출된다는 것입니다. 지금까지 석탄은 모든 유형의 탄화수소 연료 중에서 "가장 더러운" 것입니다. 상황이 점차 변화하고 있지만 특히 에너지 부문에서 보다 환경 친화적이고 경제적으로 매력적인 기술이 등장하고 있습니다. 전문가들의 예측에 따르면, 20년 안에 석탄을 사용하여 생산되는 전력량은 두 배가 될 것입니다. 그러나 우리는 다른 탄화수소를 석유 및 가스와 같은 석탄으로 대체하는 것에 대해 이야기하지 않습니다.

로마 클럽의 불안한 예측과는 대조적으로, 글로벌 에너지 문제를 해결하기 위한 전망에 대한 현대적인 균형 잡힌 견해는 더 낙관적입니다. 원자력에 대한 관심이 다시 높아지고 있습니다. 열핵융합을 통해 산업적 규모의 에너지를 얻기 위한 경제적으로 실행 가능한 기술이 개발되면 인류는 거의 고갈되지 않는 전기 공급원을 받게 될 것입니다. 열핵에너지는 수소에너지로 보완할 수 있어 미래가 기대된다. 어떤 식으로든 현재의 에너지원은 수십 년 안에 상당히 효과적인 대체품이 될 것입니다. 그러나 XXI 세기 전반부에 걸쳐. 에너지 문제는 세계 정치의 전지구적 수준과 지역적 수준 모두에서 존재할 것입니다. 오늘날 에너지 안보를 보장하는 방법에 대한 논쟁이 확대되고 있습니다. 그러한 조항의 필요성이 의심의 여지가 없다는 사실에도 불구하고. 전문가와 에너지 소비자는 이 목표를 달성하는 방법과 수단에 대해 서로 다른 생각을 가지고 있습니다.

러시아 연방 농식품부

FGOU VPO 우랄 주립 농업 아카데미

생태 및 동물학과

생태 초록:

인류의 에너지 문제

아티스트: 안토니오

학생 FTZH 212T

머리: 로파에바

나데즈다 레오니도브나

예카테린부르크 2007

소개. 삼

에너지: 인류의 지속 가능한 발전의 관점에서 예측. 5

비전통적인 에너지원. 열하나

태양의 에너지. 12

풍력 에너지. 15

지구의 열에너지. 십팔

내수의 에너지. 19

바이오매스 에너지 .. 20

결론. 21

문학. 23

소개

이제 이전과는 달리 에너지 측면에서 지구의 미래가 어떻게 될 것인지에 대한 질문이 제기되었습니다. 인류를 기다리고 있는 것은 에너지 굶주림인가 에너지 풍부인가? 에너지 위기에 대한 기사는 신문과 다양한 잡지에서 점점 더 일반적입니다. 석유 때문에 전쟁이 일어나고 국가는 번영하고 가난해지고 정부는 변합니다. 에너지 분야에서 새로운 설치 또는 새로운 발명품의 출시에 대한 보고서는 신문의 센세이션으로 분류되기 시작했습니다. 거대한 에너지 프로그램이 개발되고 있으며, 이를 구현하려면 엄청난 노력과 막대한 재료비가 필요합니다.

19세기 말에 에너지가 일반적으로 세계 균형에서 보조적이고 중요하지 않은 역할을 했다면 이미 1930년에 세계는 약 3000억 킬로와트시의 전기를 생산했습니다. 시간이 지남에 따라 - 엄청난 숫자, 엄청난 성장률! 그리고 마찬가지로 에너지가 거의 없을 것입니다. 에너지에 대한 수요는 훨씬 더 빠르게 증가합니다. 사람들의 물질적, 궁극적으로 영적 문화의 수준은 그들이 처분할 수 있는 에너지의 양에 정비례합니다.

광석을 캐고, 금속을 제련하고, 집을 짓고, 무엇이든 하려면 에너지를 소모해야 합니다. 그리고 인간의 필요는 항상 증가하고 있고, 사람들은 점점 더 많아지고 있습니다. 그래서 무엇을위한 정류장입니까? 과학자와 발명가는 주로 전기 에너지를 생산하는 수많은 방법을 오랫동안 개발해 왔습니다. 그럼 더 많은 발전소를 건설합시다. 그러면 필요한 만큼의 에너지가 생길 것입니다! 복잡한 문제에 대한 그러한 겉보기에는 명백한 해결책은 많은 함정을 내포하고 있음이 밝혀졌습니다. 자연의 끊임없는 법칙은 다른 형태로부터의 변형을 통해서만 사용에 적합한 에너지를 얻을 수 있다고 주장합니다.

에너지를 생산하고 아무데서나 가져오지 않는 영구 운동 기계는 불행히도 불가능합니다. 그리고 현재까지 세계 에너지 경제의 구조는 생산된 5킬로와트당 4킬로와트가 원칙적으로 원시인이 온난화, 즉 연료를 태울 때 사용한 것과 같은 방식으로 얻어지는 방식으로 발전했습니다. 저장된 화학 에너지를 사용하면 화력 발전소에서 전기로 변환됩니다.

사실, 연료 연소 방법은 훨씬 더 정교하고 개선되었습니다. 환경 보호에 대한 요구가 증가함에 따라 에너지에 대한 새로운 접근 방식이 필요했습니다. 다양한 분야의 저명한 과학자와 전문가들이 에너지 프로그램 개발에 참여했습니다. 최신 수학적 모델의 도움으로 전자 컴퓨터는 미래 에너지 균형 구조의 수백 가지 변형을 계산했습니다. 향후 수십 년 동안 에너지 개발 전략을 결정하는 근본적인 결정이 발견되었습니다. 가까운 미래의 에너지 부문은 여전히 ​​재생 불가능한 열과 전력을 기반으로 하지만 그 구조가 바뀔 것입니다. 기름 사용을 줄여야 합니다. 원자력 발전소의 전력 생산이 크게 증가할 것입니다.

에너지: 인류의 지속가능한 발전의 관점에서 전망

인류의 지속 가능한 발전에 대한 UN 개념에 따라 앞으로 세계의 에너지 부문은 어떤 법칙에 따라 발전하게 될까요? 이르쿠츠크 과학자들의 연구 결과, 다른 저자들의 작품과의 비교를 통해 많은 일반적인 패턴과 특징을 확립할 수 있었습니다.

1992년 리우데자네이루에서 열린 UN 회의에서 공식화된 지속 가능한 인간 개발의 개념은 의심할 여지 없이 에너지에 영향을 미칩니다. 회의는 인류가 천연 자원의 비합리적인 사용과 환경에 대한 점진적인 부정적인 영향을 특징으로 하는 전통적인 방식으로 계속 발전할 수 없음을 보여주었습니다. 개발도상국이 선진국이 번영한 것과 같은 길을 간다면 지구 환경 재앙은 불가피할 것이다.

지속 가능한 개발의 개념은 제3세계 국가의 사회경제적 발전의 객관적인 필요성(권리와 불가피성)에 기초합니다. 선진국은 분명히 달성된 웰빙 수준과 지구의 자원 소비를 "합의"할 수 있습니다(적어도 잠시 동안). 그러나 그것은 환경과 인류의 존재 조건을 보전하는 것뿐만 아니라 개발 도상국 ( "남부")의 사회 경제적 수준과 선진국 수준 (" 북쪽").

물론 지속 가능한 개발 에너지에 대한 요구 사항은 청정 에너지에 대한 요구 사항보다 더 광범위할 것입니다. 생태학적으로 청정한 에너지 시스템의 개념으로 규정된 무진장한 에너지 자원과 생태학적 청정에 대한 요구 사항은 지속 가능한 발전의 두 가지 가장 중요한 원칙인 미래 세대의 이익 존중과 환경 보존을 충족합니다. 지속 가능한 개발 개념의 나머지 원칙과 특징을 분석하면 이 경우 에너지 부문에 최소한 두 가지 추가 요구 사항이 제시되어야 한다는 결론을 내릴 수 있습니다.

에너지 소비(인구에 대한 에너지 서비스 포함)를 특정 사회적 최소 수준 이상으로 보장합니다.

국가 에너지 부문(경제뿐만 아니라)의 발전은 지역 및 글로벌 수준에서의 발전과 상호 조정되어야 합니다.

첫 번째는 사회 요소의 우선 순위와 사회 정의 제공의 원칙에서 따릅니다. 사람들이 건강하고 풍요로운 삶을 누릴 권리를 실현하고 세계 사람들의 생활 수준의 격차를 줄이기 위해 빈곤과 빈곤을 근절하기 위해서는 인구와 경제에 필요한 최소한의 에너지를 충족시키는 것을 포함하여 일정한 생계를 보장하는 것이 필요합니다.

두 번째 요구 사항은 임박한 환경 재앙의 전 지구적 특성과 이 위협을 제거하기 위한 전 세계 공동체의 조정된 조치의 필요성과 관련이 있습니다. 러시아와 같이 충분한 자체 에너지 자원을 보유하고 있는 국가조차도 전 세계 및 지역의 환경 및 경제적 제약을 고려해야 하기 때문에 단독으로 에너지 개발을 계획할 수 없습니다.

1998-2000년. ISEM SB RAS는 일반적으로 설정된 목표와 함께 에너지 개발의 장기 추세, 합리적인 방향을 결정하기 위해 21 세기의 세계 및 해당 지역의 에너지 개발 전망에 대한 연구를 수행했습니다. 과학 기술 진보 등 "지속가능성을 위한" 에너지 부문의 발전에 대한 결과 옵션을 테스트하려는 시도가 있었습니다. 지속 가능한 개발의 조건 및 요구 사항 준수. 동시에 "만약 ..."이라는 원칙에 따라 이전에 개발 된 개발 옵션과 달리 저자는 세계에서 에너지 부문의 발전에 대한 가장 그럴듯한 예측을 제공하려고 노력했으며 21세기의 지역. 모든 협약에 대해 에너지의 미래, 환경에 대한 가능한 영향, 필요한 경제적 비용 등에 대한보다 현실적인 아이디어가 제공됩니다.

이러한 연구의 일반적인 계획은 대체로 전통적입니다. 즉, 수학적 모델을 사용하여 에너지 수요, 자원, 기술 및 제한 사항에 대한 정보를 준비합니다. 주로 에너지 수요 및 제한에 대한 정보의 불확실성을 고려하기 위해 에너지 개발의 미래 조건에 대한 시나리오 세트가 구성됩니다. 모델에 대한 계산 결과는 적절한 결론과 권장 사항으로 분석됩니다.

주요 연구 도구는 글로벌 에너지 모델 GEM-10R이었습니다. 이 모델은 최적화, 선형, 정적, 다중 지역입니다. 일반적으로 세계는 북미, 유럽, 구 소련 국가, 라틴 아메리카, 중국 등 10개 지역으로 나뉩니다. 이 모델은 수출입을 고려하여 모든 지역의 에너지 구조를 동시에 최적화합니다. 25년 간격의 연료 및 에너지 - 2025, 2050, 2075 및 2100 1차 에너지 자원의 추출(또는 생산)을 시작으로 4가지 유형의 최종 에너지(전기, 열, 기계 및 화학) 생산 기술로 끝나는 전체 기술 체인이 최적화되고 있습니다. 이 모델은 1차 에너지 자원과 2차 에너지 자원의 생산, 처리, 운송 및 소비에 대한 수백 가지 기술을 제시합니다. 환경적 지역 및 글로벌 규제(СО 2, SO 2 및 미립자 물질 배출), 기술 개발 제한, 지역 에너지 개발 및 운영 비용 계산, 이중 평가 결정 등을 제공합니다. 1차 에너지 자원(재생 가능 포함) )는 4-9개의 비용 범주로 나누어 설정됩니다.

결과 분석에 따르면 세계 및 지역의 에너지 개발을 위해 얻은 옵션은 여전히 ​​구현하기 어렵고 사회 경제적 측면에서 세계의 지속 가능한 개발 요구 사항과 조건을 완전히 충족하지 못합니다. 특히, 고려된 에너지 소비 수준은 일인당 에너지 소비 및 경제 발전 측면에서 선진국에 대한 개발 도상국의 바람직한 접근 방식을 달성하기가 어려운 한편으로는 달성하기 어려운 것으로 나타났습니다. (특정 GDP). 이와 관련하여 GDP의 에너지 집약도 감소율이 더 높고 선진국에서 개발 도상국에 대한 경제 지원이 제공된다는 가정하에 에너지 소비 (감소)에 대한 새로운 예측이 수행되었습니다.

높은 에너지 소비 수준은 기본적으로 세계 은행의 예측에 해당하는 특정 GDP를 기준으로 결정됩니다. 동시에 21세기 말에 개발도상국은 현재 선진국 수준의 GDP 수준에 도달할 것입니다. 시차는 약 100년이 될 것이다. 저에너지 소비의 경우 선진국에서 개발도상국에 대한 원조액은 리우데자네이루에서 논의된 지표를 기반으로 채택되었습니다. 선진국 GDP의 약 0.7% 또는 1000~1250억 달러입니다. 년에. 동시에 선진국의 GDP 성장률은 약간 감소하는 반면 개발 도상국의 GDP 성장률은 증가합니다. 평균적으로 이 변형의 세계 1인당 GDP가 증가하는데, 이는 모든 인류의 관점에서 그러한 지원을 제공하는 것이 타당함을 나타냅니다.

산업화 된 국가의 낮은 변형에서 1 인당 에너지 소비는 안정화 될 것이며 개발 도상국에서는 1990 년에 비해 세기 말까지 약 2.5 배, 전 세계적으로 평균적으로 1.5 배 증가 할 것입니다. 절대 세계 소비 최종 에너지(인구 증가를 고려하여)는 높은 예측에 따라 시작된 세기 말까지 증가할 것이며, 낮은 예측에 따라 약 3.5배 - 2.5배 증가할 것입니다.

특정 유형의 1차 에너지 자원의 사용은 다음과 같은 특징이 있습니다. 모든 시나리오에서 석유는 거의 동일하게 소비됩니다. 2050년에는 생산량이 정점에 도달하고 2100년에는 값싼 자원(처음 5가지 비용 범주)이 완전히 또는 거의 완전히 고갈됩니다. 이러한 꾸준한 추세는 열 및 피크 전기뿐만 아니라 기계적 및 화학적 에너지 생산을 위한 오일의 고효율 때문입니다. 세기말에 석유는 합성 연료(주로 석탄)로 대체되고 있습니다.

천연 가스 생산량은 세기를 통해 지속적으로 증가하여 세기말에 최대치에 도달했습니다. 가장 비싼 두 가지 범주(비재래식 메탄 및 메탄 하이드레이트)는 경쟁력이 없는 것으로 판명되었습니다. 가스는 모든 유형의 최종 에너지 생산에 사용되지만 무엇보다도 열 생산에 사용됩니다.

석탄과 원자력은 부과된 규제에 따라 가장 큰 변화를 겪을 수 있습니다. 거의 동등하게 경제적이기 때문에 특히 "극단적인" 시나리오에서 서로를 대체합니다. 그들은 주로 발전소에서 사용됩니다. 세기 후반에는 석탄의 상당 부분이 합성 자동차 연료로 처리되고 원자력은 CO 2 배출 제한이 심한 시나리오에서 수소를 생산하기 위해 대규모로 사용됩니다.

재생 가능 에너지원의 사용은 시나리오에 따라 크게 다릅니다. 전통적인 수력 발전과 바이오매스만 지속 가능하게 사용되며 저렴한 풍력 자원도 사용됩니다. 다른 유형의 재생 가능 에너지원은 가장 비싼 자원이며 에너지 균형을 닫고 필요에 따라 개발합니다.

다양한 시나리오에서 글로벌 에너지 비용을 분석하는 것은 흥미롭습니다. 그들은 낮은 전력 소비와 적당한 제한이 있는 마지막 두 시나리오에서 당연히 가장 적습니다. 세기말까지 1990년에 비해 약 4배 증가했습니다. 에너지 소비가 증가하고 제한이 심한 시나리오에서 가장 높은 비용을 얻었습니다. 세기말에는 1990년 비용보다 10배, 최신 시나리오에서 비용이 2.5배 높습니다.

CO2 배출에 대한 제한이 없는 상태에서 원자력에 대한 모라토리엄을 도입하면 비용이 2%만 증가하는데, 이는 원자력 발전소와 석탄 화력 발전소의 효율성이 거의 동일하기 때문에 설명됩니다. 그러나 원자력에 대한 모라토리엄과 함께 CO 2 배출에 대한 엄격한 제한이 도입되면 발전 비용은 거의 두 배가됩니다.

결과적으로, 원자력 중단의 "비용"과 CO 2 배출에 대한 제한은 매우 높습니다. 분석에 따르면 CO2 배출량을 줄이는 데 드는 비용은 세계 GDP의 1-2%에 달할 수 있습니다. 그것들은 지구의 기후 변화로 인한 예상 피해와 비슷한 것으로 판명되었습니다(몇 도의 온난화로). 이것은 СО 2 배출에 대한 제한 완화의 허용 가능성(또는 심지어 필요성)에 대해 말할 근거를 제공합니다. 실제로 CO2 배출량을 줄이는 비용과 기후 변화로 인한 피해를 최소화하는 것이 요구됩니다(물론 매우 어려운 작업입니다).

CO2 배출량을 줄이기 위한 추가 비용은 주로 개발도상국이 부담해야 한다는 것이 매우 중요합니다. 한편, 이들 국가는 한편으로는 온실 효과로 상황에 대해 유죄가 아니며 다른 한편으로는 단순히 그러한 자금이 없습니다. 선진국으로부터 이러한 자금을 확보하는 것은 의심할 여지 없이 큰 어려움을 야기할 것이며 이는 지속 가능한 개발을 달성하는 데 있어 가장 심각한 문제 중 하나입니다.

21세기에 우리는 제3천년기의 현실을 냉철하게 인식하고 있습니다. 불행히도 석유, 가스 및 석탄의 매장량은 무한하지 않습니다. 자연이 이러한 매장량을 만드는 데 수백만 년이 걸렸고 수백 년 안에 소모될 것입니다. 오늘날 세계는 지상 부의 약탈을 방지하는 방법에 대해 진지하게 생각하기 시작했습니다. 실제로 이 조건에서만 연료 매장량이 수세기 동안 지속될 수 있습니다. 불행히도 오늘날 많은 산유국이 살고 있습니다. 그들은 자연이 그들에게 기부 한 석유 매장량을 무자비하게 소비합니다. 그러면 어떤 일이 일어날 것이며, 조만간 유전과 가스전이 고갈될 때 이런 일이 일어날 것입니까? 세계 연료 매장량의 임박한 고갈 가능성과 세계 환경 상황의 악화(정유 및 운송 중 빈번한 사고는 환경에 실질적인 위협이 됨)는 사람들로 하여금 다른 유형의 연료에 대해 생각하게 했습니다. 석유와 가스를 대체할 수 있습니다.

이제 세계에서 점점 더 많은 과학자와 엔지니어가 인류에게 에너지를 공급하는 문제의 최소한 일부를 맡을 수 있는 새롭고 비전통적인 소스를 찾고 있습니다. 비전통적인 재생 가능 에너지원에는 태양열, 풍력, 지열, 바이오매스 및 해양 에너지가 포함됩니다.

태양의 에너지

최근 태양에너지 활용 문제에 대한 관심이 극적으로 증가하고 있으며, 이 역시 재생 가능한 에너지원이지만 전 세계적으로 주목받고 있어 그 가능성을 따로 고려하게 되었습니다. 직접적인 태양 복사의 사용을 기반으로 한 에너지의 잠재적 가능성은 매우 큽니다. 이 태양 에너지 양의 0.0125%만 사용하면 현재 세계 에너지의 모든 요구 사항을 제공할 수 있으며 0.5%만 사용하면 미래의 요구 사항을 완전히 충족할 수 있습니다. 불행히도 이러한 막대한 잠재적 자원이 대규모로 실현될 가능성은 거의 없습니다. 이 구현의 가장 심각한 장애물 중 하나는 낮은 강도의 태양 복사입니다.

최상의 대기 조건(남쪽 위도, 맑은 하늘)에서도 태양 복사 플럭스는 250W/m2 이하입니다. 따라서 태양복사 수집가가 1년에 인류의 모든 요구를 충족하는 데 필요한 에너지를 "수집"하려면 130,000km 2의 면적에 위치해야 합니다! 또한 거대한 수집기를 사용해야 할 필요성에는 상당한 재료 비용이 수반됩니다. 태양 복사의 가장 간단한 수집기는 검은 금속 시트이며 내부에는 순환 액체가 들어있는 파이프가 있습니다. 집열기에 의해 흡수된 태양 에너지에 의해 가열된 액체는 직접 사용을 위해 공급됩니다. 계산에 따르면 1km 2 면적의 태양열 집열기 제조에는 약 10 4 톤의 알루미늄이 필요합니다. 이 금속의 입증된 세계 매장량은 1.17 * 10 9톤으로 추정됩니다.

태양 에너지의 힘을 제한하는 다양한 요인이 있음이 분명합니다. 미래에는 알루미늄뿐만 아니라 수집기 제조에 다른 재료도 사용할 수 있다고 가정하십시오. 이 경우 상황이 바뀔까요? 우리는 별도의 에너지 개발 단계(2100년 이후)에서 세계의 모든 에너지 수요가 태양 에너지로 충족될 것이라는 사실에서 진행할 것입니다. 이 모델의 틀 내에서 이 경우 1 * 10 6 에서 3 * 10 6 km 2 의 영역에 걸쳐 태양 에너지를 "수집"해야 할 것으로 추정할 수 있습니다. 동시에 오늘날 세계 경작지의 총 면적은 13 * 10 6 km 2입니다. 태양 에너지는 가장 물질 집약적인 에너지 생산 유형 중 하나입니다. 태양 에너지의 대규모 사용은 재료에 대한 수요의 엄청난 증가를 수반하며 결과적으로 원자재 추출, 농축, 재료 생산, 헬리오스타트, 수집기 및 기타 장비 제조를 위한 노동 자원, 그리고 그들의 운송. 계산에 따르면 태양 에너지를 사용하여 연간 1MW의 전기를 생성하려면 10,000~40,000인시가 소요됩니다.

전통적인 화석 연료 에너지에서 이 수치는 200-500인시입니다. 당분간 태양 광선에 의해 생성되는 전기 에너지는 기존 방법으로 얻는 전기 에너지보다 훨씬 비쌉니다. 과학자들은 실험 시설과 스테이션에서 수행할 실험이 기술적 문제뿐만 아니라 경제적 문제를 해결하는 데 도움이 되기를 바랍니다.

상업적으로 태양 에너지를 사용하려는 첫 번째 시도는 1980년대로 거슬러 올라갑니다. 이 분야에서 가장 큰 성공을 거둔 기업은 미국 Loose Industries입니다. 1989년 12월에 그녀는 80MW 용량의 태양열 주유소를 가동했습니다. 여기 캘리포니아에서는 1994 년에 또 다른 480MW의 전력이 도입되었으며 1kW / h의 에너지 비용은 7-8 센트입니다. 이것은 기존 역보다 낮습니다. 밤과 겨울에는 주로 가스로 에너지를 공급하고 여름과 주간에는 태양을 통해 에너지를 공급합니다. 캘리포니아의 한 발전소는 가까운 미래의 주요 에너지원인 가스와 태양이 서로를 효과적으로 보완할 수 있음을 보여주었습니다. 따라서 다양한 유형의 액체 또는 기체 연료가 태양 에너지의 파트너 역할을 해야 한다는 결론은 우연이 아닙니다. 가장 가능성이 높은 "후보"는 수소입니다.

예를 들어, 물의 전기분해에 의한 태양 에너지를 이용한 생산은 상당히 저렴할 수 있고, 높은 발열량을 갖는 가스 자체는 장기간 운송 및 저장이 용이하다. 따라서 결론: 오늘날 볼 수 있는 태양 에너지를 사용하는 가장 경제적인 가능성은 지구의 태양 영역에서 2차 유형의 에너지를 얻도록 지시하는 것입니다. 생성된 액체 또는 기체 연료는 파이프라인을 통해 펌핑되거나 유조선을 통해 다른 지역으로 수송될 수 있습니다. 1970년 1000달러에서 1997년 3~5달러로 설치 전력 1W당 태양광 변환기 비용이 감소하고 효율이 5%에서 18%로 증가하여 태양 에너지의 급속한 발전이 가능해졌습니다. 태양열 와트의 비용을 50센트로 줄이면 태양광 발전소가 디젤 발전소와 같은 다른 자율 에너지원과 경쟁할 수 있습니다.

풍력 에너지

움직이는 기단의 에너지는 엄청나다. 풍력 에너지 매장량은 지구상의 모든 강의 수력 발전 매장량보다 100배 이상 많습니다. 우리 나라의 광대한 지역을 가로질러 부는 바람은 모든 전기 수요를 쉽게 충족시킬 수 있습니다! 기후 조건은 서쪽 국경에서 예니세이 강둑에 이르는 광대한 영토에서 풍력 에너지를 개발하는 것을 가능하게 합니다. 북극해 연안을 따라 있는 이 나라의 북부 지역은 풍력 에너지가 풍부하며, 이 지역에서 가장 부유한 지역에 사는 용감한 사람들에게 특히 필요합니다. 풍부하고 저렴하며 생태학적으로 깨끗한 에너지원이 왜 그렇게 제대로 사용되지 않습니까? 오늘날 풍력 모터는 전 세계 에너지 수요의 1,000만 개에 불과합니다. 20세기의 기술은 풍력 에너지에 대해 완전히 새로운 기회를 열었습니다. 세기 초 N.E. Zhukovsky는 가장 약한 바람으로부터 에너지를 받을 수 있는 고성능 설비를 만들 수 있는 풍력 터빈 이론을 개발했습니다. 기존의 풍차보다 비교할 수 없을 정도로 발전된 많은 풍력 터빈 프로젝트가 등장했습니다. 새로운 프로젝트에서는 많은 지식 분야의 성과가 사용됩니다. 오늘날 가장 적절한 블레이드 프로파일을 선택하고 풍동에서 연구할 수 있는 항공기 제작자는 풍력 발전소의 핵심인 윈드 휠 설계 생성에 참여하고 있습니다. 과학자와 엔지니어의 노력을 통해 다양한 현대식 풍력 터빈 설계가 만들어졌습니다.

풍력을 사용하는 최초의 블레이드 기계는 돛이었습니다. 돛과 풍력 터빈은 동일한 에너지원을 제외하고 사용되는 동일한 원리를 공유합니다. Yu. S. Kryuchkov의 연구에 따르면 돛은 바퀴 지름이 무한대인 풍력 터빈으로 표현될 수 있습니다. 돛은 풍력 에너지를 직접 사용하여 추진력을 발휘하는 가장 효율이 높은 최첨단 베인 기계입니다.

윈드 휠과 윈드 캐리지를 사용하는 풍력은 이제 주로 육상 기반 시설에서 부활하고 있습니다. 상업용 시설은 이미 건설되어 미국에서 운영되고 있습니다. 프로젝트의 절반은 주 예산에서 지원됩니다. 하반기는 미래의 청정 에너지 소비자가 투자합니다.

풍력 터빈 이론의 첫 번째 발전은 1918년으로 거슬러 올라갑니다. V. Zalevsky는 풍력 터빈과 항공에 동시에 관심을 갖게 되었습니다. 그는 풍차에 대한 완전한 이론을 만들기 시작했고 풍력 터빈이 충족해야 하는 몇 가지 이론적 입장을 추론했습니다.

20세기 초, 프로펠러와 풍력 터빈에 대한 관심은 가능한 모든 곳에서 바람을 사용하는 시대의 일반적인 경향과 분리되지 않았습니다. 처음에는 풍력 터빈이 농업에서 가장 널리 사용되었습니다. 프로펠러는 선박 기계를 구동하는 데 사용되었습니다. 세계적으로 유명한 "프레임"에서 그는 발전기를 회전시켰습니다. 범선에서 풍차는 모션 펌프와 앵커 메커니즘으로 설정됩니다.

지난 세기 초까지 총 용량이 백만 킬로와트인 약 2,500,000개의 풍력 터빈이 러시아에서 회전하고 있었습니다. 1917년 이후, 제분소는 소유자 없이 방치되어 점차 붕괴되었습니다. 사실, 과학 및 정부 차원에서 풍력 에너지를 사용하려는 시도가 있었습니다. 1931년 얄타 인근에 100kW 용량의 가장 큰 풍력 발전소가 건설되었으며 나중에 5000kW 단위 프로젝트가 개발되었습니다. 하지만 이 문제를 다룬 풍력발전연구소가 문을 닫았기 때문에 구현이 불가능했다.

미국에서는 1940년까지 1250kW 용량의 풍력 터빈이 건설되었습니다. 전쟁이 끝날 무렵 칼날 중 하나가 손상되었습니다. 그들은 수리를 시작하지도 않았습니다. 경제학자들은 기존 디젤 발전소를 사용하는 것이 더 수익성이 있다고 계산했습니다. 이 시설에 대한 추가 조사가 종료되었습니다.

1940년대 대규모 발전에 풍력 에너지를 사용하려는 시도가 실패한 것은 우연이 아닙니다. 석유는 상대적으로 저렴했고 대형 화력 발전소에 대한 특정 자본 투자는 급격히 감소했으며 수력 발전의 개발은 저렴한 가격과 만족스러운 환경 친화성을 모두 보장합니다.

풍력 에너지의 중요한 단점은 시간에 따른 변동성이지만 풍력 터빈의 위치에 의해 보상될 수 있습니다. 완전한 자율성 조건에서 수십 개의 대형 풍력 터빈이 결합되면 평균 전력이 일정합니다. 다른 에너지원이 있는 경우 풍력 발전기는 기존 에너지를 보완할 수 있습니다. 마지막으로 풍력 터빈에서 기계적 에너지를 직접 얻을 수 있습니다.

지구의 열에너지

오랫동안 사람들은 지구의 내부에 숨어 있는 거대한 에너지의 자발적인 발현에 대해 알고 있었습니다. 분출의 위력은 사람의 손으로 만든 가장 큰 발전소의 위력보다 몇 배나 더 큽니다. 사실, 화산 폭발의 에너지를 직접 사용하는 것에 대해 이야기할 필요가 없습니다. 지금까지 사람들은 이 반항적인 요소를 억제할 기회가 없었으며 다행히도 분화는 매우 드문 사건입니다. 그러나 이것들은 이 고갈되지 않는 에너지의 극히 일부만이 화산의 불을 내뿜는 분출구를 통해 배출구를 찾을 때 지구의 내부에 숨어 있는 에너지의 표현입니다. 작은 유럽 국가인 아이슬란드는 토마토, 사과, 바나나까지 완벽하게 자급합니다! 수많은 아이슬란드 온실은 지구의 열에서 에너지를 얻습니다. 아이슬란드에는 다른 지역 에너지원이 거의 없습니다. 그러나 이 나라는 온천과 유명한 간헐천이 매우 풍부하며, 크로노미터의 정밀함이 땅에서 터져 나옵니다. 그리고 비 아이슬란드 사람들이 지하 열원을 우선적으로 사용하지만 이 작은 북부 국가의 주민들은 지하 보일러실을 매우 집중적으로 운영합니다.

국가 인구의 절반이 거주하는 레이캬비크는 지하 에너지로만 난방을 합니다. 그러나 사람들은 난방을 위해서뿐만 아니라 지구 깊숙한 곳에서 에너지를 끌어옵니다. 지하 온천수를 이용한 발전소는 오래전부터 가동되어 왔다. 여전히 매우 낮은 전력을 공급하는 최초의 발전소는 1904년 이탈리아의 작은 마을인 Larderello에 건설되었습니다. 점차적으로 발전소의 용량이 증가하고 점점 더 많은 새로운 장치가 가동되고 새로운 온수 공급원이 사용되었으며 오늘날 스테이션의 전력은 이미 인상적인 가치인 360,000킬로와트에 도달했습니다. 뉴질랜드에는 와이라케이 지역에 16만 킬로와트 용량의 발전소가 있다. 미국 샌프란시스코에서 120km 떨어진 곳에 50만 킬로와트 용량의 지열 발전소가 전기를 생산합니다.

내수의 에너지

우선, 사람들은 강의 에너지를 사용하는 법을 배웠습니다. 그러나 전기의 황금시대에 수차의 형태로 수차의 부활이 있었습니다. 에너지를 생산하는 발전기는 회전해야 했고, 이것은 물에 의해 아주 성공적으로 수행될 수 있었습니다. 현대 수력 발전은 1891년에 탄생했다고 가정할 수 있습니다. 수력 발전소의 장점은 분명합니다. 자연 자체로 끊임없이 재생되는 에너지 비축량, 작동 용이성 및 환경 오염의 부재입니다. 그리고 물레방아의 건설 및 운영 경험은 수력 발전에 큰 도움이 될 수 있습니다.

그러나 강력한 수력 터빈을 회전시키기 위해서는 댐 뒤에 막대한 양의 물을 축적해야 합니다. 댐을 건설하려면 엄청난 양의 재료를 쌓아야 하기 때문에 거대한 이집트 피라미드의 부피에 비하면 하찮게 보입니다. 1926년에 Volkhovskaya 수력 발전소가 시운전되었으며 다음 발전소는 유명한 Dnieper 건설을 시작했습니다. 우리나라의 에너지 정책으로 인해 강력한 수력 발전소 시스템이 개발되었습니다. 어떤 국가도 Volga, Krasnoyarsk 및 Bratsk, Sayano-Shushenskaya HPP와 같은 에너지 거인을 자랑할 수 없습니다. 24개의 가역 터빈 발전기와 240메가와트의 출력을 갖춘 Rance 발전소는 프랑스에서 가장 강력한 수력 발전소 중 하나입니다. 수력 발전소는 가장 비용 효율적인 에너지원입니다. 그러나 그들은 단점이 있습니다. 전력선을 통해 전기를 수송할 때 최대 30%의 손실이 발생하고 환경적으로 위험한 전자기 복사가 생성됩니다. 지금까지 지구의 수력 발전 잠재력 중 극히 일부만이 사람들에게 서비스를 제공하고 있습니다. 매년 비와 눈이 녹은 거대한 물줄기가 사용되지 않은 바다로 흘러 들어갑니다. 댐의 도움으로 그들을 막을 수 있다면 인류는 엄청난 양의 에너지를 추가로 받게 될 것입니다.

바이오매스 에너지

1970년대 중반 미국에서는 해양 과학자, 해양 엔지니어 및 잠수부로 구성된 팀이 산 클레멘트(San Clement) 시 근처의 햇볕이 내리쬐는 태평양 아래 12미터에 세계 최초의 해양 에너지 농장을 만들었습니다. 농장은 거대한 캘리포니아 갈조류를 키웠습니다. 캘리포니아 샌디에이고에 있는 해양 및 해양 시스템 연구 센터의 프로젝트 책임자인 Howard A. Wilcox 박사에 따르면 "이러한 조류에서 나오는 에너지의 최대 50%는 연료인 천연 가스 메탄으로 전환될 수 있습니다. 미래에는 약 100,000에이커(40,000헥타르)의 면적에서 갈조류가 자라며 인구 50,000명의 미국 도시의 요구를 완전히 충족시키기에 충분한 에너지를 제공할 수 있을 것입니다."

조류 외에 바이오매스에는 가축의 폐기물도 포함될 수 있습니다. 따라서 1998 년 1 월 16 일 "St. Petersburg Vedomosti"신문에 "계통 거름에서 전기 ..."라는 제목의 기사가 실렸습니다. Tampere는 영국 노샘프턴에서 닭 거름으로 운영되는 발전소 건설을 위해 EU의 지원을 구합니다. 이 프로젝트는 새롭고 비전통적인 에너지원의 개발과 에너지 자원 절약 방법을 구상하는 EU Thermie 프로그램의 일부입니다. EU 위원회는 1월 13일 134개 프로젝트 중 ECU 1억 4천만 개를 할당했습니다.

핀란드 회사가 설계한 발전소는 용광로에서 연간 120,000톤의 닭똥을 태우고 7,500만 킬로와트시의 에너지를 생성합니다.

결론

초세기에 세계 에너지 부문의 발전에 있어 많은 일반적인 경향과 특성을 구별할 수 있습니다.

1. XXI 세기에. 주로 개발 도상국에서 세계 에너지 소비의 상당한 증가는 불가피합니다. 산업화된 국가에서 에너지 소비는 대략 현재 수준에서 안정화되거나 세기말까지 감소할 수도 있습니다. 저자의 낮은 예측에 따르면 최종 에너지의 세계 소비는 2050년에 3억 5천만 TJ/년, 2100년에 4억 5천만 TJ/년에 달할 수 있습니다(현재 소비량은 약 2억 TJ/년).

2. 인류는 21세기를 위한 에너지 자원을 충분히 제공받고 있지만 에너지 가격의 상승은 불가피하다. 세계 에너지의 연간 비용은 1990년에 비해 세기 중반까지 2.5-3배, 세기말까지 4-6배 증가할 것입니다. 최종 에너지 단위의 평균 비용은 이 기간 동안 각각 다음과 같이 증가할 것입니다. 20-30 및 40-80%(연료 및 에너지 가격 인상은 훨씬 더 클 수 있음).

3. CO2 배출량(가장 중요한 온실가스)에 대한 글로벌 규제의 도입은 지역과 세계 전체의 에너지 구조에 큰 영향을 미칠 것입니다. 현재 수준에서 글로벌 배출량을 유지하려는 시도는 모순을 해결하기 어렵기 때문에 비현실적인 것으로 인식되어야 합니다. 세기말)은 주로 개발 도상국에해야하지만, 그 동안 문제의 "유죄"가 아니며 필요한 자금이 없습니다. 선진국은 그러한 비용을 지불할 의사와 능력이 없을 것입니다. 세기 후반에 세계 CO2 배출량이 12-14 Gt C / 년으로 제한되는 것이 세계 지역의 만족스러운 에너지 구조 (및 개발 비용)를 보장한다는 관점에서 현실적입니다. 즉 1990년의 약 2배 수준으로 증가했습니다. 동시에 국가와 지역 간의 배출량 제한을 위한 할당량 및 추가 비용 할당 문제가 남아 있습니다.

4. 원자력 발전은 CO 2 배출을 줄이는 가장 효과적인 수단이다. CO2 배출에 대한 엄격 또는 온건한 제한이 도입되고 원자력에 대한 제한이 없는 시나리오에서 최적의 개발 규모는 매우 큰 것으로 나타났습니다. 그 효과의 또 다른 지표는 CO2 배출에 대한 엄격한 제한을 감안할 때 세계 에너지 비용의 80 % 증가로 해석되는 원자력 모라토리엄의 "가격"이었습니다. 세기). 이와 관련하여 원자력 발전에 대한 "온건한"제한이있는 시나리오는 실행 가능한 대안을 찾기 위해 고려되었습니다.

5. 지속가능발전으로의 이행을 위한 불가결한 조건은 선진국으로부터 가장 낙후된 국가에 대한 지원(재정적, 기술적)이다. 실질적인 결과를 얻기 위해서는 한편으로는 개발도상국의 생활수준을 선진국 수준으로 끌어올리는 과정을 가속화하고 다른 한편으로는 그러한 지원이 계속될 수 있도록 향후 수십 년 동안 그러한 지원이 제공되어야 합니다. 빠르게 증가하는 개발 도상국의 총 GDP에서 눈에 띄는 부분을 차지합니다.

문학

1. 러시아 과학 아카데미 시베리아 지부의 주간 신문 N 3 (2289) 2001년 1월 19일

2. Antropov P.Ya. 지구의 연료 및 에너지 잠재력. 엠., 1994

3. Odum G., Odum E. 인간과 자연의 에너지 기초. 엠., 1998