Šiuolaikinė energija. Energijos problema ir jos sprendimo būdai. Alternatyvios energijos perspektyvos. Atominių elektrinių problemos ir perspektyvos
šiuolaikinis gyvenimas neįmanoma įsivaizduoti be elektros ir šilumos. Šiandien mus supantis materialus komfortas, kaip ir tolesnis žmogaus mąstymo vystymasis, yra tvirtai susiję su elektros išradimu ir energijos panaudojimu.
Nuo seniausių laikų žmonėms reikėjo jėgos, tiksliau – variklių, kurie suteiktų daugiau žmogaus jėgų, norint statytis namus, ūkininkauti, plėtoti naujas teritorijas.
Pirmieji piramidžių akumuliatoriai
piramidėse Senovės Egiptas mokslininkai rado laivus, primenančius baterijas. 1937 metais per kasinėjimus netoli Bagdado vokiečių archeologas Vilhelmas Koenigas aptiko molinius stiklainius su variniais cilindrais viduje. Šie cilindrai buvo pritvirtinti prie molinių indų dugno dervos sluoksniu.
Pirmą kartą reiškiniai, kurie šiandien vadinami elektriniu, buvo pastebėti senovės Kinijoje, Indijoje, o vėliau ir senovės Graikijoje. Senovės graikų filosofas Talis iš Mileto VI amžiuje prieš Kristų pastebėjo gintaro, įtrinto kailiu ar vilna, gebėjimą pritraukti popieriaus gabalėlius, pūkus ir kitus šviesos kūnus. Iš graikiško gintaro pavadinimo – „elektronas“ – šis reiškinys pradėtas vadinti elektrifikacija.
Šiandien mums nebus sunku įminti vilna įtrinto gintaro „paslaptį“. Iš tiesų, kodėl gintaras elektrifikuojamas? Pasirodo, vilną trinant į gintarą, jos paviršiuje atsiranda elektronų perteklius, atsiranda neigiamas elektros krūvis. Mes tarsi „atimame“ elektronus iš vilnos atomų ir perkeliame juos į gintaro paviršių. Šių elektronų sukurtas elektrinis laukas pritraukia popierių. Jei vietoj gintaro paimtas stiklas, čia stebimas kitas vaizdas. Trindami stiklą šilku, nuo jo paviršiaus „nuimame“ elektronus. Dėl to ant stiklo trūksta elektronų, jis įkraunamas teigiamai. Vėliau, siekiant atskirti šiuos mokesčius, jie buvo pradėti sutartinai žymėti iki šių dienų išlikusiais ženklais, minusu ir pliusu.
Įstabias gintaro savybes aprašę poetinėse legendose, senovės graikai jo nebetyrinėjo. Žmonija daug šimtmečių turėjo laukti kito proveržio laisvosios energijos užkariavime. Tačiau kai jis vis dėlto buvo baigtas, pasaulis tiesiogine prasme pasikeitė. Dar III tūkstantmetyje pr. žmonių bures naudojo valtims, tačiau tik VII a. REKLAMA išrado vėjo malūną su sparnais. Prasidėjo vėjo jėgainių istorija. Vandens ratai buvo naudojami Nilo, Efrato, Jangdzės vandenims pakelti, jų vergai sukasi. Vandens ratai ir vėjo malūnai buvo pagrindiniai variklių tipai iki XVII a.
Atradimų amžius
Bandymų naudoti garą istorijoje užfiksuota daugybės mokslininkų ir išradėjų pavardės. Taigi Leonardo da Vinci paliko 5000 puslapių mokslinių ir techninių aprašymų, brėžinių, įvairių prietaisų eskizų.
Gianbattista della Porta tyrė garų susidarymą iš vandens, kuris buvo svarbus tolesnis naudojimas garą garo mašinose, tyrė magneto savybes.
1600 metais Anglijos karalienės Elžbietos rūmų gydytojas Viljamas Gilbertas ištyrė viską, kas senovės tautoms buvo žinoma apie gintaro savybes, o pats atliko eksperimentus su gintaru ir magnetais.
Kas išrado elektrą?
Terminą „elektra“ įvedė anglų gamtininkas, karalienės Elizabeth William Gilbert gydytojas. Pirmą kartą šį žodį jis pavartojo savo traktate „Apie magnetą, magnetinius kūnus ir didįjį magnetą – žemę“ 1600 m. Mokslininkas paaiškino magnetinio kompaso veikimą, taip pat pateikė kai kurių eksperimentų su elektrifikuotais kūnais aprašymus.
Apskritai per XVI–XVII amžių buvo sukaupta ne tiek daug praktinių žinių apie elektrą, tačiau visi atradimai buvo tikrai didelių pokyčių pranašai. Tai buvo laikas, kai eksperimentus su elektra darė ne tik mokslininkai, bet ir vaistininkai, gydytojai, net monarchai.
Vienas iš prancūzų fiziko ir išradėjo Deniso Papino eksperimentų buvo vakuumo sukūrimas uždarame cilindre. Aštuntojo dešimtmečio viduryje Paryžiuje jis dirbo su olandų fiziku Christianu Huygensu prie mašinos, kuri iš cilindro išsprogdino orą, jame sprogdinant paraką.
1680 m. Denisas Papinas atvyko į Angliją ir sukūrė to paties cilindro versiją, kurioje verdančio vandens pagalba gavo pilnesnį vakuumą, kuris cilindre kondensavosi. Taigi jis galėjo pakelti svorį, pritvirtintą prie stūmoklio virve, permesta per skriemulį.
Sistema veikė kaip demonstracinė versija, tačiau norint pakartoti procesą, reikėjo išmontuoti ir surinkti visą aparatą. Papinas greitai suprato, kad norint automatizuoti ciklą, garą reikia gaminti atskirai katile. Prancūzų mokslininkas išrado garo katilą su svirtiniu apsauginiu vožtuvu.
1774 m. Watt James, atlikęs daugybę eksperimentų, sukūrė unikalų garo variklį. Variklio veikimui užtikrinti jis panaudojo išcentrinį reguliatorių, prijungtą prie garų išleidimo linijos sklendės. Watt išsamiai ištyrė garo darbą cilindre, pirmiausia suprojektuodamas šiam tikslui skirtą indikatorių.
1782 m. Watt gavo anglišką išsiplėtimo garo variklio patentą. Jis pristatė ir pirmąjį galios vienetą – jo vardu buvo pavadintas arklio galių (vėliau kitas galios vienetas – vatas). Watt garo variklis dėl savo efektyvumo tapo plačiai paplitęs ir suvaidino didžiulį vaidmenį pereinant prie mašinų gamybos.
1791 m. italų anatomas Luigi Galvani paskelbė savo traktatą apie elektros galias raumenų judėjime.
Šis atradimas po 121 metų davė postūmį tirti žmogaus kūną bioelektrinių srovių pagalba. Tiriant jų elektrinius signalus buvo rasti sergantys organai. Bet kurio organo (širdies, smegenų) darbą lydi biologiniai elektriniai signalai, kurie kiekvienam organui turi savo formą. Jei organas netvarkingas, signalai keičia savo formą, o lyginant signalus „sveiki“ ir „serga“, randamos ligos priežastys.
Galvani eksperimentai paskatino Tessino universiteto profesorių Alessandro Voltą išrasti naują elektros šaltinį. Galvani eksperimentus su varle ir skirtingais metalais jis paaiškino kitaip, įrodė, kad Galvani pastebėtus elektros reiškinius galima paaiškinti tik tuo, kad tam tikra skirtingų metalų pora, atskirta specialaus elektrai laidžio skysčio sluoksniu, tarnauja kaip uždarais išorinės grandinės laidininkais tekančios elektros srovės šaltinis. Ši teorija, kurią Volta sukūrė 1794 m., leido sukurti pirmąjį pasaulyje elektros srovės šaltinį, kuris buvo vadinamas Volto kolona.
Tai buvo dviejų metalų, vario ir cinko, plokščių rinkinys, atskirtas veltinio pagalvėlėmis, suvilgytais fiziologiniame tirpale arba šarme. Volta sukūrė įrenginį, galintį elektrifikuoti kūnus dėl cheminės energijos ir atitinkamai palaikyti krūvių judėjimą laidininke, tai yra elektros srove. Kuklus Volta savo išradimą pavadino Galvani garbei „galvaniniu elementu“, o iš šio elemento atsirandančią elektros srovę – „galvanine srove“.
Pirmieji elektrotechnikos dėsniai
XIX amžiaus pradžioje eksperimentai su elektros srove patraukė mokslininkų dėmesį nuo skirtingos salys. 1802 metais italų mokslininkas Romagnosi atrado kompaso magnetinės adatos nuokrypį veikiant šalia esančiu laidininku tekančios elektros srovės. 1820 metais šį reiškinį išsamiai aprašė danų fizikas Hansas Christianas Oerstedas savo pranešime. Maža, vos penkių puslapių knyga, Oersted knyga tais pačiais metais buvo išleista Kopenhagoje šešiomis kalbomis ir padarė didžiulį įspūdį Oersted kolegoms iš įvairių šalių.
Tačiau prancūzų mokslininkas Andre Marie Ampère'as pirmasis teisingai paaiškino Oerstedo aprašyto reiškinio priežastį. Paaiškėjo, kad srovė prisideda prie magnetinio lauko atsiradimo laidininke. Vienas iš svarbiausių Ampère'o nuopelnų buvo tai, kad jis pirmasis sujungė du anksčiau atskirtus reiškinius – elektrą ir magnetizmą – į vieną elektromagnetizmo teoriją ir pasiūlė juos laikyti vieno gamtos proceso rezultatu.
Įkvėptas Oerstedo ir Ampere'o atradimų, kitas mokslininkas, anglas Michaelas Faradėjus, pasiūlė, kad magnetą gali veikti ne tik magnetinis laukas, bet ir atvirkščiai – judantis magnetas paveiks laidininką. Eksperimentų serija patvirtino šį puikų spėjimą – Faradėjus pasiekė, kad judantis magnetinis laukas laidininke sukūrė elektros srovę.
Vėliau šis atradimas buvo pagrindas sukurti tris pagrindinius elektrotechnikos prietaisus – elektros generatorių, elektros transformatorių ir elektros variklį.
Pradinis elektros naudojimas
Apšvietimo elektros pagalba ištakos buvo Sankt Peterburgo medicinos ir chirurgijos akademijos profesorius Vasilijus Vladimirovičius Petrovas. Tyrinėdamas elektros srovės sukeliamus šviesos reiškinius, 1802 metais jis padarė savo garsųjį atradimą – elektros lanką, lydimą ryškaus švytėjimo ir aukštos temperatūros.
Auka už mokslą
Rusijos mokslininkas Vasilijus Petrovas, pirmasis pasaulyje 1802 metais aprašęs elektros lanko fenomeną, atlikdamas eksperimentus negailėjo savęs. Tuo metu dar nebuvo tokių prietaisų kaip ampermetras ar voltmetras, o baterijų kokybę Petrovas tikrino pirštuose apčiuopdamas elektros srovę. Kad pajustų silpnas sroves, mokslininkas nuo pirštų galiukų nupjovė viršutinį odos sluoksnį.
Petrovo stebėjimai ir elektros lanko savybių analizė sudarė pagrindą elektros lanko lempoms, kaitrinėms lempoms ir dar daugiau sukurti.
1875 m. Pavelas Nikolajevičius Yablochkovas sukūrė elektrinę žvakę, susidedančią iš dviejų anglies strypų, išdėstytų vertikaliai ir lygiagrečiai vienas kitam, tarp kurių buvo klojama kaolino (molio) izoliacija. Kad deginimas būtų ilgesnis, ant vienos žvakidės buvo uždėtos keturios žvakės, kurios degdavo paeiliui.
Savo ruožtu Aleksandras Nikolajevičius Lodyginas dar 1872 m. pasiūlė vietoj anglies elektrodų naudoti kaitrinę giją, kuri ryškiai švytėdavo, kai teka elektros srovė. 1874 metais Lodyginas gavo patentą už kaitrinės lempos su anglies lazdele išradimą ir kasmetinę Mokslų akademijos Lomonosovo premiją. Prietaisas taip pat buvo patentuotas Belgijoje, Prancūzijoje, Didžiojoje Britanijoje, Austrijoje-Vengrijoje.
1876 m. Pavelas Jabločkovas baigė kurti elektrinės žvakės dizainą, pradėtą 1875 m., o kovo 23 d. gavo prancūzišką patentą, kuriame buvo trumpas originalių formų žvakės aprašymas ir šių formų vaizdas. „Jabločkovo žvakė“ pasirodė paprastesnė, patogesnė ir pigesnė nei A. N. Lodygino lempa. Jabločkovo žvakės, pavadintos „Rusijos šviesa“, vėliau buvo naudojamos gatvių apšvietimui daugelyje pasaulio miestų. Yablochkovas taip pat pasiūlė pirmuosius praktiškai panaudotus kintamosios srovės transformatorius su atvira magnetine sistema.
Tuo pačiu metu, 1876 m., Sormovo mašinų gamybos gamykloje buvo pastatyta pirmoji jėgainė Rusijoje, jos protėvis buvo pastatytas 1873 m., vadovaujant belgų ir prancūzų išradėjui Z.T. Gramas, skirtas maitinti gamyklos apšvietimo sistemą, vadinamąją blokinę stotį.
1879 m. Rusijos elektros inžinieriai Jabločkovas, Lodyginas ir Čikolevas kartu su daugeliu kitų elektros inžinierių ir fizikų Rusijos technikos draugijoje įkūrė Specialųjį elektros inžinerijos skyrių. Katedros uždavinys buvo skatinti elektrotechnikos plėtrą.
Jau 1879 metų balandį pirmą kartą Rusijoje elektros lemputės apšvietė tiltą – Aleksandro II tiltą (dabar Liteinių tiltas) Sankt Peterburge. Departamentui padedant, ant Liteinių tilto buvo įdiegtas pirmasis Rusijoje lauko elektrinis apšvietimas (su Yablochkov lankinėmis lempomis architekto Kavos suprojektuotose lempose), o tai pažymėjo vietinių apšvietimo sistemų su lankinėmis lempomis kūrimo pradžią. kai kurie visuomeniniai pastatai Sankt Peterburge, Maskvoje ir kituose didžiuosiuose miestuose. Tilto elektrinis apšvietimas, kurį sutvarkė V. N. Čikolevas, kur vietoj 112 dujų purkštukų degė 12 Jabločkovo žvakių, veikė tik 227 dienas.
Pirotsky tramvajus
Elektrinį tramvajaus vagoną išrado Fiodoras Apollonovičius Pirotskis 1880 m. Pirmosios tramvajaus linijos Sankt Peterburge buvo nutiestos tik 1885 m. žiemą ant Nevos ledo Mytninskajos krantinės teritorijoje, nes gatvėmis naudotis turėjo teisę tik arklių traukiamų arklių savininkai. keleivių vežimas.
Devintajame dešimtmetyje atsirado pirmosios centrinės stotys, jos buvo tikslesnės ir ekonomiškesnės nei blokinės, nes iš karto tiekė elektrą daugeliui įmonių.
Tuo metu masiniai elektros vartotojai buvo šviesos šaltiniai – lankinės lempos ir kaitrinės lempos. Pirmosios elektrinės Sankt Peterburge iš pradžių buvo įrengtos baržose Moikos ir Fontankos upių švartavimosi vietose. Kiekvienos stoties galia buvo apie 200 kW.
Pirmoji pasaulyje centrinė stotis pradėta eksploatuoti 1882 metais Niujorke, jos galia siekė 500 kW.
Maskvoje elektros apšvietimas pirmą kartą atsirado 1881 m., jau 1883 m. elektros lempos apšvietė Kremlių. Specialiai tam buvo pastatyta mobili elektrinė, kurią aptarnavo 18 lokomobilių ir 40 dinamų. Pirmoji stacionari miesto elektrinė pasirodė Maskvoje 1888 m.
Neturėtume pamiršti ir netradicinių energijos šaltinių.
Šiuolaikinių horizontalios ašies vėjo jėgainių pirmtakas buvo 100 kW galios ir buvo pastatytas 1931 m. Jaltoje. Jame buvo 30 metrų aukščio bokštas. Iki 1941 m. vėjo jėgainių vieneto galia siekė 1,25 MW.
GOELRO planas
Rusijoje elektrinės buvo kuriamos XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje, tačiau spartus elektros energetikos ir šiluminės energetikos augimas XX amžiaus XX amžiaus dešimtmetyje po priėmimo V.I. Lenino planas GOELRO (Rusijos valstybinis elektrifikavimas).
1920 metų gruodžio 22 dieną VIII visos Rusijos sovietų kongresas apsvarstė ir patvirtino Valstybinį Rusijos elektrifikavimo planą – GOELRO, parengtą komisijos, kuriai pirmininkavo G.M. Kržižanovskis.
GOELRO planas turėjo būti įgyvendintas per dešimt–penkiolika metų, o jo rezultatas – „didelės šalies pramonės ekonomikos“ sukūrimas. Šalies ekonominei plėtrai šis sprendimas turėjo didelę reikšmę. Nenuostabu, kad Rusijos energetikai savo profesinę šventę švenčia gruodžio 22 d.
Plane daug dėmesio skirta vietinių energijos išteklių (durpių, upių vandens, vietinės anglies ir kt.) panaudojimo elektros energijai gaminti problemai.
1922 m. spalio 8 d. oficialiai pradėta statyti pirmoji Petrograde durpių elektrinė Utkina Zavod.
Pirmoji Rusijos kogeneracinė elektrinė
Pati pirmoji šiluminė elektrinė, pastatyta pagal GOELRO planą 1922 m., vadinosi Utkina Zavod. Paleidimo dieną iškilmingo mitingo dalyviai jį pervadino „Raudonuoju spaliu“, tokiu pavadinimu jis veikė iki 2010 m. Šiandien tai yra PJSC TGC-1 CHP Pravoberežnaja.
1925 metais buvo paleista Šaturskajos elektrinė ant durpių, tais pačiais metais Kaširskaja elektrinė pradėjo kurti naują anglies deginimo dulkių pavidalu technologiją netoli Maskvos.
1924 m. lapkričio 25 d. galima laikyti centralizuoto šilumos tiekimo Rusijoje pradžios diena – tuomet buvo pradėtas eksploatuoti pirmasis šilumos vamzdynas iš HE-3, skirtas bendram naudojimui devyniasdešimt šeštame name ant Fontankos upės krantinės. . 3 elektrinė, kuri buvo pritaikyta kombinuotai šilumos ir elektros gamybai, yra pirmoji termofikacinė elektrinė Rusijoje, o Leningradas – centralizuoto šilumos tiekimo pradininkas. Centralizuotas karšto vandens tiekimas į gyvenamąjį namą veikė be gedimų, o po metų HE-3 pradėjo tiekti karštą vandenį buvusiai Obuchovo ligoninei ir pirtims, esančioms Kazačių alėjoje. 1928 metų lapkritį prie valstybinės elektrinės Nr.3 šiluminių tinklų buvo prijungtas Marso lauke esantis buvusių Pavlovskio kareivinių pastatas.
1926 metais pradėta eksploatuoti galinga Volchovskajos hidroelektrinė, kurios energija į Leningradą buvo tiekiama 110 kV elektros perdavimo linija, kurios ilgis 130 km.
XX amžiaus branduolinė energija
1951 m. gruodžio 20 d. branduolinis reaktorius pirmą kartą istorijoje pagamino tinkamus elektros energijos kiekius – dabartinėje JAV Energetikos departamento INEEL nacionalinėje laboratorijoje. Reaktorius pagamino pakankamai galios, kad galėtų uždegti paprastą keturių 100 vatų lempučių eilutę. Kitą dieną po antrojo eksperimento 16 dalyvaujančių mokslininkų ir inžinierių „paminėjo“ savo istorinį pasiekimą kreidelėmis ant betoninės generatoriaus sienos.
Sovietų mokslininkai pradėjo kurti pirmuosius projektus taikiam naudojimui atominė energija dar 1940-ųjų antroje pusėje. O 1954 metų birželio 27 dieną Obnisko mieste buvo paleista pirmoji atominė elektrinė.
Pirmosios atominės elektrinės paleidimas reiškė naujos krypties energetikoje atidarymą, kuri buvo pripažinta 1-ojoje tarptautinėje mokslinėje ir techninėje konferencijoje apie taikaus atominės energijos panaudojimą (1955 m. rugpjūčio mėn., Ženeva). XX amžiaus pabaigoje pasaulyje jau buvo daugiau nei 400 atominių elektrinių.
Šiuolaikinė energija. XX amžiaus pabaiga
XX amžiaus pabaiga buvo pažymėta įvairiais įvykiais, susijusiais tiek su sparčiais naujų stočių statybos tempais, tiek su atsinaujinančių energijos šaltinių plėtros pradžia, tiek su pirmųjų problemų iš didžiulės pasaulinės energetikos sistemos atsiradimu ir bandymais. juos išspręsti.
Užtemimas
Amerikiečiai 1977 metų liepos 13-osios naktį vadina „Baimės naktimi“. Tada įvyko didžiulė avarija dėl savo dydžio ir pasekmių elektros tinkluose Niujorke. Dėl žaibo smūgio į elektros liniją Niujorke 25 valandoms nutrūko elektra ir be elektros liko 9 mln. Tragediją lydėjo finansų krizė, kurios metropolis buvo neįprastai karštas oras ir precedento neturintis siaučiantis nusikalstamumas. Nutrūkus elektrai, madingus miesto kvartalus užpuolė gaujos iš skurdžių rajonų. Manoma, kad būtent po tų baisių įvykių Niujorke sąvoka „užtemimas“ buvo pradėta plačiai vartoti kalbant apie avarijas elektros energijos pramonėje.
Kadangi šiandieninė visuomenė tampa vis labiau priklausoma nuo elektros, elektros tiekimo nutraukimas sukelia didelių nuostolių įmonėms, visuomenei ir vyriausybėms. Avarijos metu išjungiami apšvietimo įrenginiai, neveikia liftai, šviesoforai, metro. Gyvybiškai svarbiuose objektuose (ligoninėse, kariniuose objektuose ir kt.) Nelaimingų atsitikimų metu gyvybės funkcionavimui energijos sistemose naudojami autonominiai energijos šaltiniai: akumuliatoriai, generatoriai. Statistika rodo, kad 90-aisiais labai padaugėjo nelaimingų atsitikimų. XX – XXI amžiaus pradžia.
Tais metais alternatyviosios energijos plėtra tęsėsi. 1985 metų rugsėjį buvo atliktas pirmosios SSRS saulės elektrinės generatoriaus bandomasis prijungimas prie tinklo. Pirmojo Krymo SPP projektas SSRS buvo sukurtas devintojo dešimtmečio pradžioje Atomteploelektroproekt instituto Rygos filiale, dalyvaujant trylikai kitų SSRS Energetikos ir elektrifikacijos ministerijos projektavimo organizacijų. Stotis buvo visiškai pradėta eksploatuoti 1986 m.
1992 metais Kinijoje, prie Jangdzės upės, pradėta statyti didžiausia pasaulyje hidroelektrinė Trijų tarpeklių. Stoties galia – 22,5 GW. HE slėgio konstrukcijos sudaro didelį rezervuarą, kurio plotas yra 1045 km², o naudingoji talpa 22 km³. Kuriant rezervuarą buvo užlieta 27 820 hektarų dirbamos žemės, perkelta apie 1,2 mln. Wanxian ir Wushan miestai pateko į vandenį. Visiškai užbaigta statyba ir atidavimas eksploatacijai įvyko 2012 m. liepos 4 d.
Energetikos plėtra neatsiejama nuo problemų, susijusių su aplinkos tarša. 1997 m. gruodžio mėn. Kiote (Japonija) be JT bendrosios klimato kaitos konvencijos buvo priimtas Kioto protokolas. Jis įpareigoja išsivysčiusias ir pereinamosios ekonomikos šalis 2008–2012 m. sumažinti arba stabilizuoti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą, palyginti su 1990 m. Protokolo pasirašymo laikotarpis prasidėjo 1998-03-16 ir baigėsi 1999-03-15.
2009 m. kovo 26 d. Protokolą ratifikavo 181 šalis visame pasaulyje (šios šalys kartu išmeta daugiau nei 61 % viso pasaulio išmetamųjų teršalų). Jungtinės Valstijos yra žymi šio sąrašo išimtis. Pirmasis protokolo įgyvendinimo laikotarpis prasidėjo 2008 m. sausio 1 d. ir truks penkerius metus iki 2012 m. gruodžio 31 d., po kurio jį tikimasi pakeisti nauja sutartimi.
Kioto protokolas buvo pirmasis pasaulinis aplinkosaugos susitarimas, pagrįstas rinkos reguliavimo mechanizmu – tarptautinės prekybos šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijomis mechanizmu.
XXI amžius, o tiksliau 2008 m., Rusijos energetikos sistemos orientyru tapo Rusijos atviroji energetikos ir elektrifikacijos akcinė bendrovė „UES of Russia“ (OJSC RAO „UES of Russia“), Rusijos energetikos įmonė, gyvavusi 1992 m. -2008 m., buvo likviduota. Įmonė suvienijo beveik visą Rusijos energetiką, buvo Rusijos gamybos ir energijos transportavimo rinkos monopolistė. Vietoj jos atsirado valstybinės natūralios monopolinės įmonės, taip pat privatizuotos gamybos ir tiekimo įmonės.
XXI amžiuje Rusijoje elektrinių statyba pasiekia naują lygį, prasideda kombinuoto ciklo naudojimo era. Rusija prisideda prie naujų gamybos pajėgumų kūrimo. 2009 metų rugsėjo 28 dieną prasidėjo Adlerio šiluminės elektrinės statybos. Stotis bus sukurta remiantis 2 kombinuoto ciklo jėgainės blokais, kurių bendra galia 360 MW (šiluminė galia - 227 Gcal / h), kurių efektyvumas 52%.
Šiuolaikinė kombinuoto ciklo technologija užtikrina aukštą efektyvumą, mažas degalų sąnaudas ir vidutiniškai 30% sumažina kenksmingų teršalų išmetimą į atmosferą, lyginant su tradicinėmis garo elektrinėmis. Ateityje TE turėtų tapti ne tik šilumos ir elektros šaltiniu 2014 metų žiemos olimpinių žaidynių objektams, bet ir reikšmingu indėliu į Sočio ir aplinkinių vietovių energetinį balansą. TPP yra įtraukta į Rusijos Federacijos Vyriausybės patvirtintą Olimpinių objektų statybos ir Sočio, kaip kalnų klimato kurorto, plėtros programą.
2009 m. birželio 24 d. Izraelyje buvo paleista pirmoji hibridinė saulės ir dujų elektrinė. Jis buvo pastatytas iš 30 saulės atšvaitų ir vieno „gėlės“ bokšto. Norėdami palaikyti sistemos maitinimą 24 valandas per parą, sutemus jis gali persijungti į dujų turbiną. Įrenginys užima palyginti mažai vietos ir gali veikti atokiose vietose, kurios nėra prijungtos prie centrinių elektros sistemų.
Naujos hibridinėse elektrinėse naudojamos technologijos pamažu plinta visame pasaulyje, nes Turkija planuoja statyti hibridinę jėgainę, kuri vienu metu veiks iš trijų atsinaujinančios energijos šaltinių – vėjo, gamtinių dujų ir saulės energijos.
Alternatyvi elektrinė suprojektuota taip, kad visi jos komponentai papildytų vienas kitą, todėl amerikiečių ekspertai sutiko, kad ateityje tokios elektrinės turi visas galimybes tapti konkurencingomis ir tiekti elektrą už priimtiną kainą.
Šiuolaikinės energetikos problemos ir perspektyvos
Ekspertai apskaičiavo, kad JAV energijos suvartojimas yra 6 kartus didesnis nei pasaulio vidurkis ir 30 kartų didesnis nei besivystančių šalių lygis.
Mokslininkai apmąstymams siūlo šią informaciją. Jei besivystančios šalys galėtų pasiekti, kad mineralinių išteklių suvartojimas išaugtų iki JAV lygio, tai įrodytos naftos atsargos išeikvotų per 7 metus, gamtinių dujų – per 5 metus, anglies – per 18 metų. Jei dar atsižvelgsime į galimus rezervus, kurių geologai dar nepasiekė, tai gamtinių dujų turėtų pakakti 72 metams, naftos įprastuose gręžiniuose - 60 metų, o skalūnuose ir smėlyje, iš kurių išsiurbti itin sunku ir brangu. tai išėjo – 660 metų. Anglis – 350 metų.
Tarkime, kad energijos poreikiams, kaip ir naftai, galima panaudoti visą mūsų planetos masę. Jei energijos suvartojimo augimo tempas išliks toks pat, kaip ir šiandien, šis „kuras“ bus visiškai sudegintas vos per 342 metus.
Esant dabartiniams technologijų vystymosi tempams, energijos gamyba Žemėje per 240 metų viršys į mūsų planetą krentančios saulės energijos kiekį, po 800 metų – visą saulės išskiriamą energiją, o po 1300 metų viršys bendrą spinduliuotę. visos mūsų galaktikos.
Tačiau pagrindinė šiuolaikinės energetikos problema yra ne mineralinių išteklių išeikvojimas, o grėsminga aplinkos situacija.
Atominė energija
Remiantis patirtimi, žmonija turės atsisakyti atominės energijos dėl 4 priežasčių.
Pirma, kiekviena atominė elektrinė, nepaisant jos patikimumo laipsnio, yra stacionari atominė bomba, kurią bet kurią akimirką galima susprogdinti sabotažo, oro bombardavimo, raketų apšaudymo ar įprastinių artilerijos sviedinių pagalba.
Antra, pasitelkę Černobylio pavyzdį, iš savo patirties įsitikinome, kad avarija atominėje elektrinėje gali įvykti ir dėl kažkieno neatsargumo. Nuo 1971 iki 1984 m Visame pasaulyje įvyko 151 rimta avarija atominėse elektrinėse, per kurias „pateko didelis radioaktyviųjų medžiagų kiekis, turintis pavojingą poveikį žmonėms“. Nuo to laiko nepraėjo metai be rimtos avarijos atominėje elektrinėje, o kartais net kelių avarijų vienoje ar kitoje pasaulio šalyje.
Trečia, realų pavojų kelia atominių elektrinių radioaktyviosios atliekos, kurių per pastaruosius dešimtmečius susikaupė gana daug, o jei branduolinė energija užims dominuojančią vietą pasaulio energijos balanse, jos susikaups dar daugiau. Dabar branduolinės atliekos specialiuose konteineriuose užkasamos giliai į žemę arba nuleidžiamos į vandenyno dugną. Šie metodai nėra saugūs: laikui bėgant apsauginiai apvalkalai sunaikinami, o radioaktyvūs elementai patenka į vandenį ir dirvožemį, o vėliau į žmogaus organizmą.
Ketvirta, atominis kuras vienodai efektyviai gali būti naudojamas tiek atominėje elektrinėje, tiek atominėje bomboje. JT Saugumo Taryba slopina besivystančių totalitarinių valstybių bandymus importuoti branduolinį kurą, neva branduolinės energijos plėtrai. Tai užkerta kelią branduolinei energijai, kuri yra dominuojanti pasaulinio energijos balanso dalis.
Tačiau branduolinė energija turi ir svarbių privalumų. Amerikiečių ekspertai apskaičiavo, kad jei iki 90-ųjų pradžios SSRS visos atominės elektrinės būtų pakeistos tokio paties galingumo anglimi kūrenamose, oro tarša taptų tokia didelė, kad 50 kartų per anksti padidėtų. mirčių XXI amžiuje. palyginti su pesimistiškiausiomis Černobylio katastrofos pasekmių prognozėmis.
Alternatyvi energija. Teorija ir praktika
Alternatyvi energija pagrįsta atsinaujinančių (arba „švarių“) energijos šaltinių naudojimu. Tai energiją generuojantys įrenginiai, naudojantys saulės, vėjo, potvynių, jūros bangų ir planetos požeminės šilumos energiją.
saulės energija
Pirmaujantis aplinkai nekenksmingas energijos šaltinis yra Saulė. Šiuo metu sunaudojama tik nedidelė saulės energijos dalis dėl to, kad esamų saulės baterijų efektyvumas yra gana žemas ir jų gamyba yra labai brangi. Ekspertai teigia, kad vien saulės energija galėtų patenkinti visus įsivaizduojamus žmonijos energijos poreikius tūkstančius metų. Tačiau ji susiduria su daugybe problemų, susijusių su saulės elektrinių statyba, išdėstymu ir eksploatavimu tūkstančiuose kvadratinių kilometrų žemės paviršiaus. Todėl bendra saulės energijos dalis buvo ir išliks gana kukli.
Vėjo energija
Pasaulio meteorologijos organizacijos duomenimis, vėjo energijos potencialas pasaulyje siekia 170 trilijonų kWh per metus.
Vėjo energija turi keletą reikšmingų trūkumų, dėl kurių sunku ją naudoti. Visų pirma, ji yra labai išsklaidyta erdvėje, todėl būtina statyti vėjo jėgaines, kurios galėtų nuolat dirbti dideliu efektyvumu.
Vėjas labai nenuspėjamas: dažnai keičia kryptį, staiga nurimsta net vėjingiausiose žemės rutulio vietose, o kartais pasiekia tokį stiprumą, kad sulaužo vėjo malūnus. Vėjo jėgainės nėra nekenksmingos: trukdo paukščių ir vabzdžių skrydžiams, kelia triukšmą, besisukančiomis mentėmis atspindi radijo bangas. Tačiau vėjo energija turi didelį pranašumą – ekologiškumą. Be to, trūkumus galima sumažinti arba net visiškai pašalinti.
Sukurtos vėjo jėgainės, kurios gali efektyviai veikti esant silpniausiam vėjeliui. Sraigto mentės žingsnis automatiškai reguliuojamas taip, kad visada būtų užtikrintas maksimalus galimas vėjo energijos panaudojimas, o esant per dideliam vėjo greičiui, mentė taip pat automatiškai perkeliama į mentės padėtį, kad įvyktų avarija. neįtraukti.
Sukurtos ir veikia vadinamosios cikloninės elektrinės, kurių galia siekia iki šimto tūkstančių kilovatų, kuriose šiltas oras, pakilęs specialiame 15 metrų bokšte ir maišydamasis su cirkuliuojančiu oro srautu, sukuria dirbtinį „cikloną“, kuris sukasi turbina. Tokie įrenginiai yra daug efektyvesni nei saulės baterijos ir įprasti vėjo malūnai.
Vėjo kintamumui kompensuoti statomi didžiuliai „vėjo parkai“. Vėjo malūnai ten stovi eilėmis didžiulėje teritorijoje ir užima daug vietos. Danijoje „vėjo parkas“ buvo pastatytas Šiaurės jūros pakrantės sekliuose vandenyse, kur jis niekam netrukdo, o vėjas yra stabilesnis nei sausumoje.
Teigiamą vėjo energijos panaudojimo pavyzdį parodė Nyderlandai ir Švedija (pastaroji 90-aisiais nusprendė pastatyti ir patogiausiose vietose pastatyti 54 tūkst. didelio efektyvumo elektrinių).
Šiuo metu pasaulyje veikia daugiau nei 30 tūkstančių įvairaus galingumo vėjo jėgainių. Vokietija 10% elektros energijos gauna iš vėjo, o vėjas tiekia 2500 MW elektros energijos visai Vakarų Europai.
hidroenergetika
Hidroelektrinės yra dar vienas energijos šaltinis, kuris teigia esąs nekenksmingas aplinkai. XX amžiaus pradžioje dėmesį patraukė didelės ir kalnuotos pasaulio upės, o amžiaus pabaigoje daugumą jų užstojo pigią energiją teikiančios užtvankų kaskados.
Tačiau dėl to buvo padaryta didžiulė žala Žemdirbystė ir gamta: buvo apsemtos žemės virš užtvankų, žemiau esančiose teritorijose nukrito gruntinio vandens lygis, buvo prarasti didžiuliai žemės plotai, einant į milžiniškų rezervuarų dugną, nutrūko natūrali upių tėkmė, vanduo telkiniuose supuvo, sumažėjo žuvų ištekliai. Kalnų upėse visi šie trūkumai buvo sumažinti, tačiau buvo pridėta dar viena: įvykus žemės drebėjimui, galinčiam sugriauti užtvanką, nelaimė gali atnešti tūkstančius aukų. Todėl šiuolaikinės didžiosios hidroelektrinės tikrai nėra draugiškos aplinkai. Tačiau hidroelektrinių trūkumai paskatino mintis apie mini hidroelektrines, kurios gali būti įrengtos ant mažų upių ar net upelių, o jų elektros generatoriai gali veikti mažais vandens lašais arba varomi. tik srovės jėga. Tokios pat mini hidroelektrinės gali būti įrengtos didelėse, palyginti greitos tėkmės upėse.
Detaliau sukurti rankovinių kilnojamųjų hidroelektrinių išcentriniai ir propeleriniai jėgos agregatai, kurių galia nuo 0,18 iki 30 kW. Vieningos hidroturbininės įrangos gamyboje mini hidroelektrinės gali konkuruoti su maksimaliais variantais, kurių kaina yra viena kilovatvalandė. Taip pat neabejotinas privalumas – galimybė juos montuoti net ir labiausiai nepasiekiamuose konkrečios šalies kampeliuose: visą įrangą galima gabenti ant vieno arkliuko, o montavimas ar išmontavimas užtrunka vos kelias valandas.
Dar viena labai perspektyvi plėtra, dar nesulaukusi plataus pritaikymo – neseniai sukurta Gorlovo spiralinė turbina, pavadinta jos kūrėjo vardu. Jo ypatumas slypi tame, kad jam nereikia stipraus spaudimo ir efektyviai veikia naudojant vandens tėkmės – upės, vandenyno srovės ar jūros potvynio – kinetinę energiją. Šis išradimas pakeitė įprastą hidroelektrinės idėją, kurios galia anksčiau priklausė tik nuo vandens slėgio jėgos, tai yra nuo hidroelektrinės užtvankos aukščio.
Ebb and flow energija
Neproporcingai galingesnis vandens srautų šaltinis yra atoslūgiai. Potvynių ir atoslūgių hidroelektrinių projektai yra išsamiai parengti inžineriniu požiūriu, eksperimentiškai išbandyti keliose šalyse, įskaitant Kolos pusiasalį Rusijoje. Netgi apgalvota optimalaus TEE veikimo strategija: potvynių ir atoslūgių metu kaupti vandenį rezervuare už užtvankos ir išleisti jį elektros gamybai, kai vieningose energetikos sistemose atsiranda „sunaudojimo pikas“, taip sumažinant apkrovą. kitose elektrinėse.
Šiandien PPP yra nekonkurencingi, palyginti su šilumine energija.
Praktiškai TE statyba palankiausiose jūros pakrantės vietose, kur vandens lygio skirtumas svyruoja nuo 1-2 iki 10-16 metrų, užtruks dešimtmečius ar net šimtmečius. Tačiau domėtis pasauliniu TPP energijos balansu turėtų pradėti domėtis jau XXI amžiuje.
Pirmoji 240 MW galios potvynių ir atoslūgių elektrinė buvo paleista 1966 metais Prancūzijoje prie Ranso upės žiočių, įtekančios į Lamanšo sąsiaurį, kur vidutinė potvynio amplitudė siekia 8,4 m. Stotį atidaro Prancūzijos prezidentas Šarlis de Golis pavadino išskirtiniu šimtmečio pastatu. Nepaisant didelių statybos sąnaudų, kurios beveik 2,5 karto viršija tokios pat galios upės HE statymą, pirmoji patirtis eksploatuojant potvynių ir atoslūgių HE pasirodė ekonomiškai pagrįsta. TPP Rance upėje yra Prancūzijos energetikos sistemos dalis ir yra efektyviai naudojama.
Baltojoje jūroje yra didelių 320 MW (Kola) ir 4000 MW (Mezeno) AE projektų, kur potvynių amplitudė siekia 7-10 m.
Taip pat planuojama panaudoti didžiulį Ochotsko jūros energetinį potencialą, kur kai kuriose vietose, pavyzdžiui, Penžinskajos įlankoje, potvynių ir atoslūgių aukštis siekia 12,9 m, o Gižiginskajos įlankoje – 12-14 m. Gorlovo turbina, leidžianti statyti PPP be užtvankų, sumažinant statybos kaštus.
Bangos energija
Jau šiandien sukonstruotos ir eksperimentiškai išbandytos itin ekonomiškos bangų jėgainės, galinčios efektyviai veikti net esant silpnoms bangoms ar net esant visiškai ramybei. Jūros ar ežero dugne įrengiamas vertikalus vamzdis, kurio povandeninėje dalyje padaromas „langas“, į kurį krintant gili banga (o tai beveik pastovus reiškinys) suspaudžia orą šachtoje, ir jis suka generatoriaus turbiną. Atbulinės eigos metu turbinoje esantis oras retėja, todėl antroji turbina pradeda judėti. Taigi bangų jėgainė nuolat veikia beveik bet kokiu oru, o srovė į krantą perduodama povandeniniu kabeliu. Kai kurių tipų vėjo jėgainės gali pasitarnauti kaip puikūs bangolaužiai, apsaugantys pakrantę nuo bangų ir taip taupantys betoninių molų statybą.
Bostono (JAV) Šiaurės rytų universiteto vandens ir vėjo energetikos laboratorijos specialistai parengė pirmosios pasaulyje vandenyno elektrinės projektą. Jis bus pastatytas Floridos sąsiauryje, kur kyla Golfo srovė. Jo išėjimo iš Meksikos įlankos vandens srautas yra 25 milijonai m 3 / s, o tai yra 20 kartų didesnis nei bendras vandens srautas visose Žemės rutulio upėse. Ekspertų teigimu, į projektą investuotos lėšos atsipirks per penkerius metus. Šioje unikalioje elektrinėje Gorlovo turbina bus naudojama 38 kW srovei generuoti. Ši spiralinė turbina turi tris sraigtines mentes ir, veikiama vandens srauto, sukasi 2-3 kartus greičiau nei dabartinis greitis. Skirtingai nuo kelių tonų metalinių turbinų, naudojamų upių hidroelektrinėse, iš plastiko pagamintos Gorlovo turbinos matmenys yra nedideli (skersmuo - 50 cm, ilgis - 84 cm), jos svoris - tik 35 kg. Elastinga mentelių paviršiaus danga sumažina trintį ant vandens ir neleidžia prikibti dumblių ir vėžiagyvių. Gorlovo turbinos efektyvumas yra tris kartus didesnis nei įprastų turbinų.
geotermine energija
Požeminė planetos šiluma yra gana gerai žinomas ir jau naudojamas „švarios“ energijos šaltinis. Rusijoje pirmoji 5 MW galios geoterminė elektrinė buvo pastatyta 1966 metais Kamčiatkos pietuose, Paužetkos upės slėnyje. 1980 metais jo galia jau buvo 11 MW. Italijoje Landerello, Monte Amiata ir Travelle rajonuose yra 11 tokių stočių, kurių bendra galia 384 MW. Geoterminės elektrinės taip pat veikia JAV (Kalifornijoje, Didžiųjų geizerių slėnyje), Islandijoje (prie Myvatno ežero), Naujojoje Zelandijoje, Meksikoje ir Japonijoje. Islandijos sostinė Reikjavikas šilumą gauna tik iš karštų požeminių šaltinių.
Geologai išsiaiškino, kad iki 180°-200°C įkaitinti masyvai 46 km gylyje užima didžiąją dalį Rusijos teritorijos, o esant iki 100°-150°C temperatūrai, jų aptinkama beveik visur. Be to, daugiau nei keli milijonai kvadratinių kilometrų yra karštų požeminių upių ir jūrų, kurių gylis iki 3,5 km, o vandens temperatūra iki 200 ° C (natūralu, esant slėgiui), todėl gręždami šulinį galite gauti garo fontanas be jokios šiluminės elektrinės ir karšto vandens.
hidroterminė energija
Be požeminio, yra ir vandens šiluma, kuri nėra tokia įprasta kaip energijos šaltinis. Vanduo visada būna bent kelių laipsnių šilumos, o vasarą įkaista iki 25°C. Norint panaudoti šią šilumą, reikalingas įrenginys, veikiantis „šaldytuvo atbuline eiga“ principu. Jei vandenį praleidžiate per šaldymo įrenginį, iš jo taip pat galima paimti šilumą. Karšti garai, susidarantys dėl šilumos mainų, kondensuojasi, jų temperatūra pakyla iki 110°C, o vėliau gali būti siunčiami arba į elektrinių turbinas, arba šildyti vandenį centrinio šildymo akumuliatoriuose iki 60°-65 °C. Reaguodama į tai, už kiekvieną tam sunaudotą energijos kilovatvalandę gamta grąžina 3 kilovatvalandes. Tuo pačiu principu karštu oru galima gauti energijos oro kondicionavimui.
Tokie įrenginiai yra efektyviausi esant dideliems temperatūrų skirtumams. Visi reikalingi inžineriniai patobulinimai jau buvo atlikti ir išbandyti eksperimentiškai.
Energija šiandien ir rytoj
Šiandien apie pusę pasaulio energijos balanso sudaro nafta, apie trečdalį – dujos ir branduolinė energija (po vieną šeštadalį), o apie penktadalį – anglis. Visiems kitiems energijos šaltiniams lieka tik keli procentai. Tačiau, kur įmanoma, reikėtų naudoti alternatyvius energijos šaltinius.
Reikia pažymėti (ir apie tai ne kartą pranešė C&N), kad, pavyzdžiui, Baltarusijoje jau yra tam tikra vėjo energijos naudojimo patirtis.
Šiuolaikinė elektros energijos pramonė turi daug problemų, jos kyla dėl brangios kuro kainos, neigiamo poveikio aplinkai ir pan.
Pavyzdžiui, hidroenergetikos technologijos turi daug privalumų, tačiau yra ir didelių trūkumų. Virš galvos, lietaus sezonai, maži vandens ištekliai per sausras gali rimtai paveikti pagaminamos energijos kiekį. Tai gali tapti rimta problema ten, kur hidroenergija yra reikšminga šalies energetikos komplekso dalis, užtvankos – daugelio problemų priežastis: gyventojų persikėlimas, natūralių upių vagų džiūvimas, rezervuarų uždumblėjimas, kaimyninių šalių ginčai dėl vandens, šių projektų išlaidų. Hidroelektrinės žemumose upėse užlieja didelius plotus. Didelė dalis susidarančių rezervuarų ploto yra seklus vanduo. Vasarą juose dėl saulės spinduliuotės aktyviai vystosi vandens augmenija, vyksta vadinamasis vandens „žydėjimas“.
Vandens lygio pasikeitimas, kai kuriose vietose jis pasiekia visišką išdžiūvimą, veda prie augalijos žūties. Užtvankos neleidžia žuvims migruoti. Daugiapakopės hidroelektrinės upes jau pavertė eile ežerų, kuriuose atsiranda pelkės. Šiose upėse žūva žuvys, kinta jas supantis mikroklimatas, toliau niokojamas natūralias ekosistemas.
Apie šiluminių elektrinių keliamus pavojus, deginant kurą šiluminiuose varikliuose išsiskiria kenksmingos medžiagos: anglies monoksidas, azoto junginiai, švino junginiai, taip pat į atmosferą patenka nemažas kiekis šilumos.
Be to, norint naudoti garo turbinas šiluminėse elektrinėse, reikia skirti didelius plotus tvenkiniams, kuriuose šalinami išmetamieji garai. Kasmet pasaulyje sudeginama 5 milijardai tonų anglies ir 3,2 milijardai tonų naftos, kartu į atmosferą išleidžiama 2 10 J šilumos. Iškastinio kuro atsargos Žemėje pasiskirstę itin netolygiai, o esant dabartiniam suvartojimo tempui, anglies užteks 150-200 metų, naftos – 40-50, dujų – apie 60 metų. Visą darbų ciklą, susijusį su iškastinio kuro (daugiausia anglies) gavyba, transportavimu ir deginimu, taip pat atliekų susidarymu, lydi didelis skaičius cheminių teršalų. Anglies kasyba yra susijusi su dideliu vandens rezervuarų, kuriuose vanduo išleidžiamas iš kasyklų, įdruskėjimu. Be to, siurbiamame vandenyje yra radžio ir radono izotopų. TPP, nors ir turi modernias anglies degimo produktų valymo sistemas, per metus, įvairiais skaičiavimais, išmeta į atmosferą nuo 10 iki 120 tūkst.t sieros oksidų, 2-20 tūkst.t azoto oksidų, 700-1500t pelenų. (be valymo – per 2–3 kartus daugiau) ir išmeta 3–7 mln. tonų anglies monoksido. Be to, susidaro daugiau nei 300 tūkstančių tonų pelenų, kuriuose yra apie 400 tonų toksiškų metalų (arseno, kadmio, švino, gyvsidabrio). Galima pastebėti, kad anglimi kūrenama šiluminė elektrinė į atmosferą išmeta daugiau radioaktyviųjų medžiagų nei tokios pat galios atominė elektrinė. Taip yra dėl įvairių radioaktyvių elementų, esančių anglyje, išsiskyrimo intarpų pavidalu (radžio, torio, polonio ir kt.). dozės vertės ir apšvitintų žmonių skaičiaus sandauga (išreiškiama asmeniu-sivertu). Paaiškėjo, kad praėjusio amžiaus 90-ųjų pradžioje Ukrainos gyventojų metinė kolektyvinė apšvitos dozė dėl šiluminės energijos buvo 767 žmonės / n, o dėl branduolinės energijos - 188 žmonės / n.
Šiuo metu kasmet į atmosferą išmetama 20-30 milijardų tonų anglies monoksido. Prognozės rodo, kad jei tokie tempai išliks, vidutinė temperatūra Žemėje ateityje gali pakilti keliais laipsniais iki amžiaus vidurio, o tai lems nenuspėjamus pasaulinius klimato pokyčius. Lyginant įvairių energijos šaltinių poveikį aplinkai, būtina atsižvelgti į jų poveikį žmonių sveikatai. Didelė rizika darbuotojams naudojant anglį yra susijusi su jos gavyba kasyklose ir transportavimu bei su degimo produktų poveikiu aplinkai. Paskutinės dvi priežastys yra susijusios su nafta ir dujomis ir turi įtakos visiems gyventojams. Nustatyta, kad anglies ir naftos deginimo išmetamų teršalų pasaulinis poveikis žmonių sveikatai veikia taip pat, kaip kartą per metus įvykusi avarija, tokia kaip Černobylis. Tai yra „tylus Černobylis“, kurio pasekmės yra tiesiogiai nematomos, tačiau nuolat veikia aplinką. Toksiškų priemaišų koncentracija cheminėse atliekose yra stabili, ir galiausiai visos jos pateks į ekosferą, skirtingai nei radioaktyviosios atliekos iš atominių elektrinių irimo.
Apskritai realus atominių elektrinių radiacinis poveikis aplinkai yra daug (10 ir daugiau kartų) mažesnis už leistiną. Jei atsižvelgsime į įvairių energijos šaltinių poveikį aplinkai žmonių sveikatai, tai iš atsinaujinančių energijos šaltinių įprastai veikiančių atominių elektrinių rizika yra minimali tiek darbuotojams, kurių veikla susijusi su įvairiais branduolinio kuro ciklo etapais, tiek viešas. Pasaulinis branduolinės energijos radiacinė indėlis visuose branduolinio kuro ciklo etapuose šiuo metu sudaro apie 0,1 % natūralaus fono ir neviršys 1 % net intensyviai plėtojant ateityje.
Urano rūdos kasyba ir perdirbimas taip pat yra susiję su neigiamu poveikiu aplinkai.
Kolektyvinė dozė, kurią gauna objekto personalas ir visuomenė visuose urano gavybos ir kuro gamybos reaktoriams etapuose, yra 14% visos branduolinio kuro ciklo dozės. Tačiau pagrindinė problema išlieka didelio aktyvumo atliekų šalinimas. Labai pavojingų radioaktyviųjų atliekų tūris sudaro apie šimtą tūkstantąją viso atliekų kiekio, įskaitant labai toksiškus cheminius elementus ir jų stabilius junginius. Kuriami jų koncentravimo, patikimo surišimo ir patalpinimo į stabilius geologinius darinius, kur, ekspertų teigimu, gali būti tūkstantmečius, metodai. Rimtas branduolinės energijos trūkumas yra naudojamo kuro ir jo skilimo produktų radioaktyvumas. Tam reikia sukurti apsaugą nuo įvairių rūšių radioaktyviosios spinduliuotės, kuri žymiai padidina atominių elektrinių generuojamą energiją. Be to, dar vienas atominių elektrinių trūkumas – terminė vandens tarša, t.y. jo šildymas.
Įdomu pastebėti, kad, anot grupės britų gydytojų, 1946–1988 metais britų branduolinėje pramonėje dirbę žmonės vidutiniškai gyvena ilgiau, o jų mirtingumas nuo visų priežasčių, įskaitant vėžį, yra daug mažesnis. Jei atsižvelgsime į realius radiacijos lygius ir cheminių medžiagų koncentraciją atmosferoje, galime teigti, kad pastarųjų poveikis visai florai yra gana reikšmingas, palyginti su radiacijos poveikiu.
Pateikti duomenys rodo, kad elektrinėms eksploatuojant aplinkosauga branduolinės energijos poveikis dešimtis kartų mažesnis nei šiluminės.
Černobylio tragedija Ukrainai tebėra nepataisoma blogis. Tačiau tai labiau susiję su socialine tvarka, kuri ją sukėlė, nei su branduoline energija. Juk nė vienoje pasaulio atominėje elektrinėje, išskyrus Černobylį, nebuvo avarijų, kurios tiesiogiai lėmė žmonių mirtį.
Tikimybinis atominių elektrinių saugos skaičiavimo metodas kaip visumos rodo, kad gaminant tą patį elektros energijos vienetą didelės avarijos tikimybė atominėje elektrinėje yra 100 kartų mažesnė nei anglies energijos atveju. Šio palyginimo pasekmės yra akivaizdžios.
Elektros energijos naudojimo augimas, aplinkosaugos problemų aštrėjimas ženkliai suaktyvino aplinkai draugiškų elektros gamybos būdų paieškas. Intensyviai plėtojami nekuro atsinaujinančios energijos panaudojimo būdai – saulės, vėjo, geoterminė, bangų energija, potvynių energija, biodujų energija ir kt.. Šių rūšių energijos šaltiniai yra neišsenkantys, tačiau reikėtų pagrįstai įvertinti, ar jie gali patenkinti visus žmonijos poreikius.
Naujausi tyrimai daugiausia skirti elektros energijos gamybai iš vėjo energijos. Vėjo jėgainės daugiausia statomos nuolatine srove. Vėjo ratas varo dinamą – elektros srovę, kuri vienu metu įkrauna lygiagrečiai prijungtas baterijas.
Šiandien vėjo jėgainių blokai patikimai tiekia srovę naftininkams, jie sėkmingai veikia sunkiai pasiekiamose vietose, atokiose salose, Arktyje, tūkstančiuose žemės ūkio ūkių, kur šalia nėra didelių gyvenviečių ir visuomeninių elektrinių.
Plačiai paplitęs vėjo turbinų naudojimas normaliomis sąlygomis o didelė jų kaina trukdo. Naudojant vėją, iškyla rimta problema: energijos perteklius vėjuotu oru ir jos trūkumas ramiu laikotarpiu. Vėjo energijos naudojimą apsunkina tai, kad ji turi mažą energijos tankį, taip pat keičiant jo stiprumą ir kryptį. Vėjo turbinos daugiausia naudojamos tose vietose, kur yra geras vėjo režimas. Norint sukurti didelės galios vėjo jėgaines, būtina turėti dideli dydžiai be to, propeleris turi būti pakeltas į pakankamą aukštį, nes didesniame aukštyje vėjas yra stabilesnis ir jo greitis didesnis. Tik viena iškastiniu kuru varoma elektrinė gali pakeisti (pagal pagaminamos energijos kiekį) tūkstančius vėjo jėgainių.
Ištisus šimtmečius žmonės svarstė jūros atoslūgių ir atoslūgių priežastis. Šiandien mes tikrai žinome, kad galingieji gamtos reiškinys- ritmingas jūros vandenų judėjimas - sukelia mėnulio ir saulės traukos jėgas. Potvynių ir atoslūgių energija yra didžiulė, jo bendra galia Žemėje yra apie 1 milijardą kW, o tai yra daugiau nei bendra visų pasaulio upių galia.
Veikimo principas potvynių ir atoslūgių jėgainės labai paprasta. Potvynių metu vanduo, besisukantis hidroturbinas, užpildo rezervuarą, o po atoslūgio jis palieka rezervuarą į vandenyną, vėl sukdamas turbinas. Svarbiausia yra rasti patogią vietą užtvankos įrengimui, kurioje potvynio aukštis būtų reikšmingas. Elektrinių kūrimas ir eksploatavimas yra sudėtingas uždavinys. Jūros vanduo sukelia daugumos metalų koroziją, dumbliai auga ant įrenginių detalių.
Saulės spinduliuotės šiluminis srautas, pasiekiantis Žemę, yra labai didelis. Jis daugiau nei 5000 kartų viršija bendrą visų rūšių kuro ir energijos išteklių naudojimą pasaulyje.
Tarp saulės energijos privalumų— jos amžinumas ir išskirtinė ekologinė švara. Saulės energija tiekiama visam Žemės paviršiui, nuo jos trūkumo kenčia tik planetos poliariniai regionai. Tai reiškia, kad beveik visame pasaulyje tik debesys ir naktis neleidžia juo naudotis visą laiką. Dėl tokio bendro prieinamumo šios rūšies energijos monopolizuoti neįmanoma, skirtingai nei naftos ir dujų. Žinoma, 1 kWh kaina. saulės energijos yra daug didesnė nei gaunama tradicinis metodas. Tik penktadalis saulės šviesos paverčiama elektros srove, tačiau ši dalis toliau auga dėl viso pasaulio mokslininkų ir inžinierių pastangų.
Kadangi saulės spinduliuotės energija pasiskirsto dideliame plote (kitaip tariant, turi mažą tankį), bet koks įrenginys, skirtas tiesioginiam saulės energijos naudojimui, turi turėti pakankamo paviršiaus ploto įrenginį. Paprasčiausias tokio tipo įrenginys yra plokščias kolektorius; iš esmės tai juoda plokštė, gerai izoliuota iš apačios.
Yra šiek tiek kitokio tipo elektrinių, jų skirtumas slypi tame, kad bokšto viršūnėje sutelkta saulės šiluma paleidžia natrio aušinimo skystį, kuris šildo vandenį ir susidaro garai. Pasak ekspertų, patraukliausia idėja, susijusi su saulės energijos konversija, yra fotoelektrinio efekto panaudojimas puslaidininkiuose. Tačiau saulės baterijų paviršius, kad būtų užtikrinta pakankama galia, turi būti pakankamai didelis (500 MWh paros galiai. Reikalingas 500 000 m 2 paviršiaus plotas), o tai yra gana brangu. Saulės energija yra viena iš daugiausiai medžiagų reikalaujančių energijos gamybos rūšių. Didelis saulės energijos naudojimas lemia milžinišką medžiagų, taigi ir darbo išteklių, poreikį žaliavoms išgauti, joms sodrinti, medžiagų gamybai, heliostatų, kolektorių, kitos įrangos gamybai, ir jų transportavimą. Efektyvumas saulės elektrinių toli nuo pusiaujo esančiose srityse jis gana mažas dėl nestabilių atmosferos sąlygų, palyginti mažo saulės spinduliuotės intensyvumo, taip pat jos svyravimų dėl dienos ir nakties kaitos.
Geoterminei energijai šiluminei energijai gaminti naudojama aukšta gilaus žemės plutos vidaus temperatūra.
Kai kuriose Žemės vietose, ypač tektoninių plokščių pakraščiuose, šiluma į paviršių iškyla karštųjų versmių – geizerių ir ugnikalnių pavidalu. Kitose vietose povandeniniai šaltiniai teka per karštus požeminius darinius, o ši šiluma gali būti paimta per šilumos mainų sistemas. Islandija yra pavyzdys šalies, kurioje plačiai naudojama geoterminė energija.
Dabar sukurtos technologijos, leidžiančios iš biologinių žaliavų gaminti degiąsias dujas, vykstant cheminėms didelės molekulinės masės junginių skilimo į mažamolekulinius junginius dėl specialių bakterijų (kurios dalyvauja reakcijoje be jų) veiklos. prieigą prie atmosferos deguonies). Reakcijos schema: biomasė + + bakterijos -> degiosios dujos + kitos dujos + trąšos.
Biomasė yra žemės ūkio produkcijos (gyvulininkystės, perdirbimo pramonės) atliekos.
Pagrindinė biodujų gamybos žaliava yra mėšlas, kuris tiekiamas į biodujų stotis. Pagrindinis biodujų gamyklos produktas – degiųjų dujų mišinys (90 % mišinio sudaro metanas). Šis mišinys tiekiamas šilumos gamybos įmonėms, elektrinėms.
Atsinaujinantys šaltiniai (išskyrus vandens energiją) turi bendrą trūkumą: jų energija yra labai silpnai koncentruota, o tai sukelia didelių sunkumų praktiškai naudojant. Atsinaujinančių šaltinių kaina (išskyrus hidroelektrines) yra daug didesnė nei tradicinių. Tiek saulės, tiek vėjo ir kitų rūšių energija gali būti sėkmingai naudojama elektros energijos gamybai, kurios galia yra nuo kelių kilovatų iki dešimčių kilovatų. Tačiau šios energijos rūšys yra gana neperspektyvios kuriant galingus pramoninius energijos šaltinius.
Energetikos problema yra viena iš svarbiausių problemų, kurią žmonija šiandien turi išspręsti. Tokie mokslo ir technologijų pasiekimai kaip momentinio ryšio priemonės, greitas transportas, kosmoso tyrinėjimas jau tapo žinomi. Tačiau visa tai reikalauja didelių energijos sąnaudų. Staigus energijos gamybos ir vartojimo augimas iškėlė naują opią aplinkos taršos problemą, kuri kelia rimtą pavojų žmonijai.
Pasaulio energijos poreikiai ateinančiais dešimtmečiais sparčiai augs. Bet kuris vienas energijos šaltinis jų nepajėgs užtikrinti, todėl būtina plėtoti visus energijos šaltinius ir efektyviai naudoti energijos išteklius.
Kitame energetikos plėtros etape (XXI a. pirmaisiais dešimtmečiais) perspektyviausia išliks anglimi kūrenama energetika ir branduolinė energetika su šiluminiais ir greitųjų neutronų reaktoriais. Tačiau galima tikėtis, kad žmonija nesustos progreso kelyje, susijusiame su energijos suvartojimu vis didesniais kiekiais.
Žodis „energija“ iš graikų kalbos reiškia veiksmą, veiklą. Energijos sampratos svarbą lemia tai, kad ji paklūsta tvermės dėsniui. Energijos sąvoka padeda suprasti, kaip neįmanoma sukurti amžinojo varymo mašinos. Darbai gali būti atliekami tik pasikeitus aplinkiniams kūnams ar sistemoms (degantis kuras, krentantis vanduo). Kūno gebėjimas pereinant iš vienos būsenos į kitą atlikti tam tikrą darbą (darbingumas) buvo vadinamas energija. Dabar labiau nei bet kada iškilo klausimas: kas laukia žmonijos – energijos alkis ar energijos gausa. Straipsniai apie energetikos krizę nepalieka laikraščių ir žurnalų puslapių. Nenumaldomi gamtos dėsniai teigia, kad vienintelis būdas gauti naudingos energijos yra ją paversti iš kitų formų. Deja, amžinieji judesiai neįmanomi. O šiandien 4 iš 5 kilovatų pagaminamos elektros gaunama deginant kurą arba naudojant jame sukauptą cheminę energiją, paverčiant ją elektra šiluminėse stotyse. Kylančios naftos kainos, sparti branduolinės energetikos plėtra, augantys aplinkosaugos reikalavimai reikalavo naujo požiūrio į energetiką.
Nenuostabu, kad jie sako: „Energija yra pramonės duona“. Kuo labiau išvystyta pramonė ir technologijos, tuo daugiau jiems reikia energijos. Yra net speciali sąvoka – „pažangus energijos vystymas“. Tai reiškia, kad jokia pramonės įmonė, joks naujas miestas ar net namas negali būti pastatytas tol, kol nebuvo nustatytas ar atkurtas energijos šaltinis,
kuriuos jie suvartos. Štai kodėl pagal pagamintos ir sunaudotos energijos kiekį galima gana tiksliai spręsti apie bet kurios valstybės techninę ir ekonominę galią arba, paprasčiau tariant, apie turtus.
Gamtoje energijos atsargos yra didžiulės. Jį neša saulės spinduliai, vėjai ir judančios vandens masės, kaupiasi medienoje, dujų, naftos, anglies telkiniuose. Medžiagos atomų branduoliuose „užsandarinta“ energija praktiškai neribota. Tačiau ne visos jo formos yra tinkamos tiesioginiam naudojimui.
Per ilgą energetikos pramonės istoriją buvo sukaupta daug techninių priemonių ir metodų energijai išgauti ir paversti energija. žmonėms reikia formų. Tiesą sakant, žmogus tapo žmogumi tik tada, kai išmoko priimti ir naudoti šiluminė energija. Laužo ugnį įžiebė pirmieji žmonės, kurie dar nesuprato jos prigimties, tačiau šis cheminio pavertimo būdas
energija į šiluminę energiją buvo išsaugota ir tobulinama tūkstančius metų.
Prie savo raumenų ir ugnies energijos žmonės pridėjo gyvūnų raumenų energijos. Jie išrado techniką, kaip iš molio pašalinti chemiškai surištą vandenį naudojant ugnies šiluminę energiją – keramikos krosnis, kurios gamino patvarius keramikos gaminius. Žinoma, tuo pačiu metu vykstančius procesus žmogus sužinojo tik po tūkstantmečių.
Tada žmonės sugalvojo malūnus – techniką, kaip vėjo srovių ir vėjo energiją paversti į mechaninė energija besisukantis velenas. Tačiau tik išradus garo variklį, vidaus degimo variklį, hidraulines, garo ir dujų turbinas, elektros generatorių ir variklį, žmonija turėjo pakankamai galingą.
techniniai prietaisai. Jie gali paversti natūralią energiją į kitas jos rūšis, patogias naudoti ir atlikti didelius darbo kiekius. Naujų energijos šaltinių paieškos tuo nesibaigė: buvo išrastos baterijos, kuro elementai, saulės energijos keitikliai į elektros energiją ir jau XX amžiaus viduryje – branduoliniai reaktoriai.
Elektros energijos tiekimo daugeliui pasaulio ekonomikos sektorių problema, nuolat augantys daugiau nei šešių milijardų Žemės žmonių poreikiai dabar tampa vis aktualesni.
Šiuolaikinės pasaulio energetikos pagrindas yra šiluminės ir hidroelektrinės. Tačiau jų vystymąsi riboja daugybė veiksnių. Šilumines jėgaines eksploatuojančios anglies, naftos ir dujų kaina auga, mažėja šio kuro gamtos ištekliai. Be to, daugelis šalių neturi savo kuro išteklių arba jų stokoja. Šiluminėse elektrinėse gaminant elektrą į atmosferą patenka kenksmingos medžiagos. Be to, jei degalai yra anglis, ypač rudi, mažai vertingi kitiems tikslams ir jame yra daug nereikalingų priemaišų, išmetamų teršalų kiekis pasiekia milžiniškas proporcijas. Ir, galiausiai, avarijos šiluminėse elektrinėse daro didelę žalą gamtai, prilygstančią bet kokio didelio gaisro žalai. Blogiausiu atveju tokį gaisrą gali lydėti sprogimas, susidarantis anglies dulkių ar suodžių debesis.
Hidroenergetikos ištekliai išsivysčiusiose šalyse išnaudojami beveik visiškai: dauguma hidrotechninei statybai tinkamų upės ruožų jau išplėtoti. O kokią žalą gamtai daro hidroelektrinės! Iš HE išmetimų į orą nėra, bet
daro didelę žalą vandens aplinkai. Pirmiausia kenčia žuvys, kurios negali įveikti hidroelektrinių užtvankų. Upėse, kuriose statomos hidroelektrinės, ypač jei jų yra kelios – vadinamosios hidroelektrinių kaskados – vandens kiekis prieš ir po užtvankų kinta kardinaliai. Plokščiose upėse išsilieja didžiuliai rezervuarai, o užtvindytos žemės negrįžtamai prarandamos žemės ūkiui, miškams, pievoms ir žmonių gyvenvietėms. Kalbant apie avarijas hidroelektrinėse, bet kurios hidroelektrinės proveržio atveju susidaro didžiulė banga, kuri nušluos visas žemiau užtvankos esančias hidroelektrines. Tačiau dauguma šių užtvankų yra šalia didelių miestų, kuriuose gyvena keli šimtai tūkstančių gyventojų.
Išeitis iš šios situacijos buvo matoma plėtojant branduolinę energetiką. Iki 1989 metų pabaigos pasaulyje buvo pastatyta ir eksploatuojama daugiau nei 400 atominių elektrinių (AE). Tačiau šiandien atominės elektrinės nebėra laikomos pigios ir aplinką tausojančios energijos šaltiniu. Atominės elektrinės yra kūrenamos urano rūda, kuri yra brangi ir sunkiai išgaunama žaliava, kurios atsargos ribotos. Be to, atominių elektrinių statyba ir eksploatavimas yra susijęs su dideliais sunkumais ir išlaidomis. Tik kelios šalys dabar toliau stato naujas atomines elektrines. Aplinkos taršos problemos rimtai stabdo tolesnę branduolinės energetikos plėtrą. Visa tai dar labiau apsunkina požiūrį į atominę energetiką. Vis dažniau pasigirsta raginimų, reikalaujančių apskritai atsisakyti branduolinio kuro naudojimo, uždaryti visas atomines elektrines ir grįžti prie elektros gamybos šiluminėse ir hidroelektrinėse, taip pat naudoti vadinamuosius atsinaujinančius – mažuosius, ar. „netradicinės“ energijos gamybos rūšys. Pastariesiems pirmiausia priskiriami įrenginiai ir įrenginiai, naudojantys vėjo, vandens, saulės energiją, geoterminę energiją, taip pat vandenyje, ore ir žemėje esančią šilumą.
Per ateinančius dešimtmečius dėl ekonomikos plėtros ir gyventojų skaičiaus augimo tikimasi reikšmingo energijos suvartojimo padidėjimo. Tai padidins spaudimą energijos tiekimo sistemai ir pareikalaus daugiau dėmesio energijos vartojimo efektyvumui. Tai šiuolaikinės energetikos problemos, kurias reikia spręsti jau dabar. Energijos išteklių prieinamumas yra pagrindinis ekonomikos plėtros veiksnys, gerinantis gyvenimo kokybę. Paprastai energijos suvartojimo prognozės yra pagrįstos tokiais veiksniais kaip pasaulio ekonomikos augimas ir gyventojų skaičiaus augimas, kurie yra pagrindinė nuolatinio energijos vartojimo augimo varomoji jėga. Šie pasiekimai leido ekonominei veiklai augti sparčiau nei energijos suvartojimo augimui.
Pavyzdžiui, nepaisant to, kad automobilių skaičius Kinijoje 2000–2006 m išaugo daugiau nei 2 kartus, yra vienas automobilis 40 žmonių, tuo tarpu JAV šis skaičius prilygsta vienam automobiliui dviems žmonėms. Remiantis tuo, galima drąsiai prognozuoti tolesnį spartų automobilių pardavimo ir degalų sąnaudų augimą Kinijoje. Spartėjantis vartojimo lygis ir didelis gyventojų skaičius, kuris ir toliau auga, rodo, kad nauja energijos vartojimo augimo banga daugiausia kils iš besivystančių šalių.
Žmogus tik pradeda suvokti iškastinių išteklių ribotumą racionalaus jų naudojimo poreikio sąlygomis. Naftos nuo 1960 iki 1970 metų buvo sunaudota tiek pat, kiek per ankstesnius 100 metų. Iki 2030 m. naftos, kaip energijos nešėjo, dalis sumažės iki 16 proc. Tuo tarpu dar visai neseniai iš tyrinėtų ir eksploatuotų gręžinių buvo išgauta tik 30 % naftos. Anglis vėl galėtų tapti svarbiausiu energijos šaltiniu. Kita alternatyva vis dažniau vadinama – branduoline energija.
Ekonomikos augimo vaisius naudoja apie 15% pasaulio gyventojų (daugiausia Vakarų šalys), o energijos ištekliai daugiausia sutelkti besivystančiose šalyse. JAV, EEB, Kanada, Japonija sunaudoja 1/2 visos pasaulio energijos, 1/3 trąšų, 2/3 visų metalų, 2/3 komercinės medienos. Jie taip pat pagamina daugiau nei 2/3 pasaulio bendrojo produkto, sudaro 2/3 pasaulinės prekybos, išmeta 3/4 visų teršalų. Energijos investicijos 100 000 gyventojų Nyderlanduose – 914 pentadžaulių, Vokietijoje – 418, Didžiojoje Britanijoje – 355, Japonijoje – 352, JAV – 74, Rusijoje – tik 16. Kova dėl energijos išteklių turėjimo dažnai baigiasi kariniais konfliktais. Šiuolaikinėmis sąlygomis pastangos šiuose konfliktuose vis labiau nukreipiamos ne į priešo teritorijų užgrobimą, o į karinio-ekonominio potencialo slopinimą – „konkurento“ eliminavimą ir nugalėtojo dominavimo užtikrinimą žaliavų ir pardavimų rinkose. Ši nuomonė ypač aktuali šiandieninei situacijai pasaulyje.
Šiuo metu pagrindiniai energijos šaltiniai yra angliavandeniliai ir urano rūdos. Jų pasauliniai ištekliai jau apytiksliai žinomi ir, net ir optimistiškiausiais vertinimais, žvalgyba vargu ar kelis kartus padidins jų apimtį. Kadangi yra žinomas ir šių išteklių sunaudojimo lygis, jau paskaičiuotas laikotarpis, po kurio jie bus visiškai išnaudoti. Akivaizdu, kad joks neatsinaujinančios energijos taupymo režimas negali atmesti momento, kai ateityje jie bus visiškai išnaudoti. Padėtį apsunkina ir keli kiti veiksniai.
Pirma, eksponentinis pramonės gamybos augimas. Taigi, praėjusį šimtmetį bendra pramonės produkcijos apimtis pasaulyje didėjo vidutiniškai kas 20 metų. Jei tokia tendencija tęsis ir XXI amžiuje, tai per 20 metų energijos išteklių poreikis padidės 2 kartus, per 40 metų – 4 kartus, iki XXI amžiaus pabaigos. - 32 metų amžiaus, iki XXII amžiaus pabaigos. – 1024 kartus. Ir kadangi net jei išteklių suvartojimas išliks esamo lygio, jie truks ne ilgiau nei kelis dešimtmečius, pramonės augimas katastrofiškai paspartina pasaulinės išteklių katastrofos artėjimą.
Šiuo atžvilgiu perėjimas prie termobranduolinės energijos (gal platesne prasme – prie plazmos energijos apskritai) yra vienintelė tikrai žinoma išeitis iš aklavietės. Tačiau net jei termobranduolines reakcijas pavyks pažaboti ateityje, kitos šiuolaikinės energetikos problemos liks neišspręstos.
