מהות בעיית האנרגיה בעולם. הדרכים העיקריות לפתור את בעיית האנרגיה העולמית. הדאגה העיקרית של האנושות

אנרגיה

בעיות אנרגיה עיקריות ודרכים אפשריות לפתרון אותן

V.Ya. אושאקוב

דוא"ל של האוניברסיטה הפוליטכנית טומסק: [מוגן באימייל]

שלוש קבוצות של בעיות עיקריות הקשורות בעמידה בביקוש הגובר לאנרגיה נחשבות: מחסור במשאבי אנרגיה ואנרגיה, לחץ גובר על הסביבה, איומים גיאופוליטיים וחברתיים. בהתבסס על ניתוח "תמונת האנרגיה" של העולם המודרני, הוכח שהדרך העיקרית לפתור בעיות אלו היא ליישם את המושגים של חיסכון באנרגיה ותחליף אנרגיה. ניתנות הסיבות העיקריות לעוצמת האנרגיה הגבוהה באופן בלתי סביר של הכלכלה הרוסית, הפוטנציאל לחיסכון באנרגיה ואמצעים ממלכתיים וציבוריים ליישומו. נחשף המושג של תחליפי אנרגיה - החלפת משאבי אנרגיה ראשוניים מסורתיים במשאבי דלק עזר/אלטרנטיבי ומקורות אנרגיה מתחדשים לא מסורתיים, כמו גם פיתוח שיטות חלופיות להפקת אנרגיה חשמלית ותרמית. הודגש התפקיד החשוב בהבטחת ביטחון האנרגיה של היווצרות שוק אנרגיה גלובלי הוגן.

מילות מפתח:

אבטחת אנרגיה, חיסכון באנרגיה, החלפת אנרגיה, דלק לא מסורתי, מקורות אנרגיה מתחדשים, שיטות חלופיות להפקת אנרגיה.

בטיחות אנרגטית, חיסכון באנרגיה, החלפת אנרגיה, דלק לא מסורתי, מקורות חשמל מתחדשים, ייצור אנרגיה בדרך חלופית.

"תמונת אנרגיה" של העולם

החשיבות יוצאת הדופן לציוויליזציה המודרנית של סיפוק צורכי האנרגיה שלה באה לידי ביטוי בכניסה לשימוש של מאפיין כמו "ביטחון אנרגיה", שהוא אחד המרכיבים החשובים של הביטחון הלאומי של המדינה (יחד עם צבאי, כלכלי, סביבתי, מזון). וסוגים אחרים של אבטחה). באסטרטגיית האנרגיה של רוסיה עד 2030 (ES-2030), "ביטחון אנרגיה" מתפרש כ"מצב הביטחון של המדינה, אזרחיה, החברה והכלכלה מאיומים לאספקת דלק ואספקת אנרגיה אמינה". קיימת תלות כמעט ליניארית ברווחת האנרגיה (המתבטאת למשל בקוט"ש חשמל שצורך תושב אחד בשנה) של מדד הפיתוח האנושי - מאפיין כמותי של מצב חברה/מדינה שהציג האו"ם.

המדד לוקח בחשבון שלושה פרמטרים עיקריים:

תוחלת החיים הממוצעת של האדם,

חינוך (אוריינות של האוכלוסייה הבוגרת וכיסוי האוכלוסייה בשלוש רמות חינוך - יסודי, תיכון ומעלה);

רמת חיים חומרית, נקבעת לפי ערך התמ"ג הריאלי לנפש, שהוא פרופורציונלי לזמינות האנרגיה. עבור רוסיה, מדד הפיתוח האנושי הוא 0.80 (מקום 60 מתוך 173 מדינות), ועבור נורבגיה, המדינה עם צריכת האנרגיה הגבוהה ביותר לנפש ורמת החיים הגבוהה בעולם, הוא מגיע ל-0.98 (מקום ראשון). מומחי האו"ם, תוך התחשבות בחשיבות המיוחדת של לא רק אינדיקטורים כמותיים, אלא גם איכותניים של צריכת אנרגיה, בוחנים את האפשרות להכניס אינדיקטור נוסף למדד הפיתוח האנושי - עוצמת האנרגיה ליחידת תוצר.

רוסיה מציעה לקהילה העולמית טיוטת אמנה להבטחת ביטחון אנרגיה גלובלי, אשר מתוכננת לדון בפורום APEC בשנת 2012. דוקטרינה חדשה לביטחון האנרגיה של המדינה מפותחת בחסות מועצת הביטחון הרוסית. (העבודה אמורה להסתיים עד סוף 2011).

כל המאה ה-20. התאפיין בעלייה מהירה בצריכת משאבי אנרגיה ראשונית ואנרגיה חשמלית - סך צריכת האנרגיה העולמית גדלה פי 15, והצריכה לנפש פי 4.4. (ההבדל נובע מהגידול באוכלוסייה מ-1.6 ל-6 מיליארד איש). בּוֹ זְמַנִית

התרחש פיתוח של מקורות אנרגיה ראשוניים בעלי תכולת אנרגיה גבוהה יותר ויותר: פחם, נפט, גז, אורניום. זה שימש בסיס חומרי להתקדמות מדעית וטכנולוגית והבטיח עלייה מרובה בפריון העבודה: בעולם בממוצע - פי 4.5, ביפן - ב-15.5, בנורבגיה - ב-11.5, בגרמניה ובארה"ב - ב-5 , 6, ברוסיה - ב-3.16.

העשור הראשון של המאה החדשה לא הביא שינויים קיצוניים ב"תמונת האנרגיה" של העולם או למגמות המתפתחות. צריכת האנרגיה ממשיכה לעלות, למרות משברים כלכליים תקופתיים והירידה בטווח הקצר בצריכת האנרגיה כתוצאה מכך (איור 1).

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2001 2010 2015 2020 2025

אורז. 1. דינמיקה של צריכת אנרגיה ראשונית גלובלית (ביחידות תרמיות בריטיות - BTi. 1BTi = 252 קלוריות)

1. הבעיות העיקריות של החברה הקשורות לאנרגיה

אנחנו יכולים לדבר על "שלישייה של בעיות אנרגיה" שיש להן את ההשפעה הגדולה ביותר על כל ההיבטים של חיי האדם ומשפיעות על היסודות של פיתוח בר-קיימא של הציוויליזציה.

שלישיה זו מורכבת מ:

מחסור במשאבי אנרגיה ובחשמל (עיתונאים כינו את הבעיה הזו "רעב לאנרגיה");

איום על רווחת הסביבה בשל ההשפעה הטכנולוגית של מתקני אנרגיה (איום של "התקף לב אקולוגי");

איומים גיאופוליטיים וחברתיים.

הבעיה הראשונה קשורה למיצוי

(אי-התחדשות) של משאבי האנרגיה העיקריים להיום ולעתיד הרחוק למדי (שממנו מופק היום יותר מ-80% מהחשמל), מחמירה בגלל חוסר האחידות הקיצוני של התפלגותם על פני כדור הארץ. אפילו בתוך ה-G8, זמינות האנרגיה (היחס בין נפח משאבי האנרגיה הזמינים לנפח הנדרש שלהם) משתנה בסדר גודל, איור. 2.

ישנן 2 דרכים להגדלת אספקת האנרגיה: 1) חיפוש ופיתוח של משאבי אנרגיה עצמיים (לא מתחדשים ומתחדשים); 2) חיסכון באנרגיה ושיפור יעילות אנרגטית.

איור 2. אבטחת האנרגיה של מדינות ה-G8 (היחס בין נפח משאבי האנרגיה הזמינים לנפח הנדרש שלהם), בהתבסס על

מדינות חסרות אנרגיה נאלצות להוציא חלק ניכר מהתמ"ג שלהן על רכישת משאבי אנרגיה, מה שמשפיע לרעה על הכלכלה והתחום החברתי. בנוסף, הם מתבררים כפגיעים לאסון פוליטי וחברתי במדינות המספקות משאבי אנרגיה לשוק העולמי.

זה נראה פרדוקסלי, אבל למדינות עודפי אנרגיה יש גם בעיה עם משאבי אנרגיה. אנחנו מדברים על הסכנה עבורם "לעלות על מחט הנפט והגז", כלומר לחיות משכר דירה טבעי. מסלול הפיתוח הכלכלי של המדינה מבוסס חומרי גלם, האטרקטיבי בשל פשטות היישום שלו בתחילת הדרך, הופך לתלות מסוכנת במצב בשוק האנרגיה העולמי ולהיחלשות התמריצים לפיתוח חדשני. בעשורים האחרונים רוסיה דווקא מצאה את עצמה בין מדינות כאלה. לא במקרה נטישת מודל חומרי הגלם של פיתוח כלכלי והמעבר למסלול פיתוח חדשני הוכרזו על ידי הנהגת המדינה ונתפסים על ידי החברה כמשימה החשובה ביותר.

הבעיה השנייה - סביבתית - הולכת וגדלה ככל שהיקף תחום האנרגיה גדל. והסולמות הללו והטכנולוגיות המשמשות את תחום האנרגיה כיום הן כאלה שיותר מ-50% מהפליטות של גזי חממה מעשה ידי אדם לאטמוספירה מגיעות ממתקני אנרגיה. אנרגיה גם מזהמת באופן אינטנסיבי את הליתוספירה וההידרוספרה. זרימות אנרגיה במערכות אנרגיה הופכות להיות דומות או אפילו עדיפות על זרימות אנרגיה במערכות ותהליכים טבעיים בקנה מידה גדול, טבלה. 1 .

טבלה 1. השוואה בין כוחן של זרימות אנרגיה טבעיות ואנתרופוגניות

אנרגיה, טלוויזיה

אפשרויות כרגע באמצע

זמן המאה ה-XXI

אנרגיה אנתרופוגנית 12...14 55.100

קיבולת תחנת כוח 4.8 25.40

פוטנציאל תרמי של אוקיינוסים ויבשה 2.0...2.5

גאות ושפל 5. 6

הוריקנים (טורנדו) 20.30

רעידות אדמה 25.40 או יותר

כל זה משפיע לרעה על האקלים ("אפקט החממה", המלווה בעלייה בטמפרטורת האטמוספירה) ומזג האוויר (המתבטא

בחוסר יציבות גדולה באופן חריג). תאונות מעשה ידי אדם במתקני אנרגיה, בשל קנה המידה העצום והיכולת שלהם, החלו לקבל מאפיינים של אסונות מעשה ידי אדם. (הדוגמאות הקרובות ביותר הן תאונות בפלטפורמת נפט במפרץ מקסיקו ובתחנת הכוח הגרעינית היפנית Fukushima-1).

החלוקה הלא אחידה של משאבי האנרגיה על פני כדור הארץ, שנתפסת כחוסר צדק לא רק על ידי אנשים מסוימים במדינות חסרות אנרגיה, אלא גם על ידי כמה פוליטיקאים ופקידי ממשל, יוצרת את הבסיס לבעיה השלישית. ההשלכות שלו הן:

ניסיונות חוזרים ונשנים לחלק מחדש את משאבי האנרגיה בכוח (באמצעים כלכליים, פוליטיים ואפילו צבאיים);

האיום של הגירה המונית בלתי מבוקרת של האוכלוסייה עקב שינויי אקלים קטסטרופליים והרעב הנובע מכך;

הסכנה שהמתח החברתי יסלים לפיצוץ חברתי ככל שתנאי החיים מחמירים.

בשנת 2008, סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA) פיתחה אופציה בסיסית ושתי אפשרויות משתנות לצריכת אנרגיה גלובלית עד 2050 עם אותם פרמטרים מאקרו-כלכליים לפיתוח כלכלי.

בגרסה הבסיסית זה צפוי:

צריכת אנרגיה מוגברת עם

11.428 מיליארד אצבעות ב-2005 ל-23.268 מיליארד אצבע. בשנת 2050;

עלייה בריכוזי גזי חממה מ

0.0385% ב-2005 עד 0.055% ב-2050;

עלייה בטמפרטורה של האטמוספירה של כדור הארץ ב-6 מעלות צלזיוס וכתוצאה מכך, שינויים מאיימים בתנאי החיים של האוכלוסייה ושינויים בלתי הפיכים בתהליכים טבעיים.

במהלך תקופה זו, ההשקעה העולמית במתחם הדלק והאנרגיה אמורה להסתכם ב-254 טריליון דולר (6% מהתמ"ג).

הגרסה הראשונה מספקת:

שמירה על העלייה בטמפרטורת האטמוספירה ברמה שאינה גבוהה מ-2...2.5 מעלות צלזיוס מרמת 2005, המחייבת הפחתת פליטת CO2 ב-50.85%;

יעילות השימוש במשאבי אנרגיה ואנרגיה צריכה לעלות ב-1.4% בשנה ולהיות מובטחת על ידי טכנולוגיות שכבר שולטים בהן או טכנולוגיות חדשות עם רמה גבוהה של מוכנות לשימוש.

יישום אפשרות זו דורש השקעה נוספת של 17 טריליון דולר.

הגרסה השנייה מספקת:

הפחתת פליטות ב-50% עד 2050 בהשוואה לרמות 2005;

צמצום צריכת האנרגיה בשיעור של 1.7% בשנה באמצעות שימוש בטכנולוגיות אנרגיה חדשות לחלוטין, יעילות במיוחד הנמצאות רק בתהליך פיתוח. עלויות מחקר ופיתוח עבור טכנולוגיות חדשות,

הקידום שלהם לשוק ומסחור ידרשו 45 טריליון דולר נוספים.

2. דרכים לפתור בעיות

2.1. מושגי פיתוח אנרגיה

רוב המומחים מגיעים למסקנה שהפתרון לבעיית עמידה בצרכי האנרגיה ההולכים וגדלים של האנושות במחירים נוחים ובמינימום פגיעה בסביבה בכל אחת מאפשרויות פיתוח האנרגיה החזויות טמון ביישום המושגים של חיסכון באנרגיה ותחליף אנרגיה ב. שילוב עם הגדלת נפח הייצור של דלקים מסורתיים והשתתפות בהגדלת ייצור האנרגיה של משאבי דלק עזר/אלטרנטיבי (AFR).

הרעיון של חיסכון באנרגיה הוא להגביר את יעילות הטיפול במשאבי אנרגיה בכל שלבי מחזור חייהם: מחיפוש - חיפושים - הפקה ועד להפקת אנרגיה חשמלית ותרמית מהם - הובלת אנרגיה לצרכנים מרוחקים - הפצתה ו, לבסוף, צריכה. המונח "חיסכון באנרגיה" בחוק הפדרלי מ-23 בנובמבר 2009 מס' 261-FZ "על חיסכון באנרגיה ו

על הגברת היעילות האנרגטית והכנסת תיקונים למעשי חקיקה מסוימים של הפדרציה הרוסית" מתפרשת כ"...יישום של צעדים ארגוניים, משפטיים, טכניים, טכנולוגיים, כלכליים ואחרים שמטרתם להפחית את נפח משאבי האנרגיה בשימוש תוך שמירה על ההשפעה המיטיבה המקבילה מהשימוש בהם (כולל נפח המוצרים המיוצרים, העבודה שבוצעה, השירותים הניתנים).

המושג של תחליפי אנרגיה פירושו מעבר הדרגתי מדלקים מסורתיים (גז, פחם, נפט, אורניום) ודלקים היי-טק למקורות אנרגיה מתחדשים לא מסורתיים (NRES), כמו גם פיתוח טכנולוגיות חדשות לייצור חשמל ותרמי. אנרגיה, שבמחצית השנייה של המאה יכולה לשנות באופן משמעותי את פני תחום האנרגיה, להסיר או לפחות להפחית את חומרת הבעיות הקיימות - משאבי, סביבתי וגיאופוליטי.

יש ליישם את שני המושגים בו זמנית עם עלייה הדרגתית בדגש על החלפת אנרגיה, שכן ליעילות אנרגטית יש גבולות לצמיחה בצורה של חוקים פיזיקליים. מומחי IEA זיהו מפות דרכים לטכנולוגיות מפתח חדשות בתחום האנרגיה, שפיתוחן, יחד עם הקיימות היעילות ביותר, יכול להבטיח פיתוח בר קיימא, בטוח ויעיל של אנרגיה גלובלית בטווח הארוך. "מפות דרכים" פותחו עבור כל סוג של טכנולוגיה חדשה ונועדו להעריך את התאימות של הפרמטרים שלהם ליעדי פיתוח אנרגיה גלובליים, וכן לזהות אמצעים מדעיים, טכניים, פיננסיים ומסחריים ספציפיים שיש לנקוט על מנת כדי לקדם אותם לשווקי האנרגיה.

2.2. חיסכון באנרגיה

נקודת המוצא למדיניות פעילה וממוקדת בתחום החיסכון באנרגיה יכולה להיחשב למשבר הנפט של 1973-1974, שהוביל לעליית מחירי הנפט ובעקבותיה לירידה החדה בייצור, עליית האבטלה והאינפלציה בארה"ב. ומדינות מערב אירופה. הפתרון נמצא, קודם כל, בחיסכון במשאבי אנרגיה באמצעות: א) פיתוח ויישום תוכניות חיסכון באנרגיה בכל תחומי המשק ובמישור החברתי; ב) בהמרצת הרחבת השימוש במקורות אנרגיה מתחדשים; ג) בארגון מחדש מבני של המשק.

עבור ארצנו, השלכות המשבר היו שונות - עלייה משמעותית בהכנסות התקציביות עקב עליית מחירי הנפט והגז ועלייה בהיקף היצוא שלהם. הכיוון מחדש של מדינות מפותחות לנתיב פיתוח חסכוני באנרגיה בארצנו נעלם מעיניהם או לא נלקח בחשבון. הפיתוח הכלכלי המשיך להיות מתוכנן ללא התחשבות רצינית בעוצמת האנרגיה של התמ"ג. כיום הוא גבוה פי 3.5.4 בארצנו בהשוואה למדינות מתקדמות, והיקף משאבי האנרגיה הנצרכים יתר על המידה, שהם למעשה פוטנציאל חיסכון באנרגיה, מגיע ל-40.45% מסך צריכת האנרגיה. לפי הערכות הבנק העולמי, יישומו מצריך השקעות בהיקף של 320 מיליארד דולר, אך הן ישתלמו תוך 2-3 שנים בלבד.

חיסכון באנרגיה הוא כיוון אטרקטיבי לפתרון בעיות כלכליות וסביבתיות של אנרגיה: א) היחס בין היקף ההשקעות באמצעי חיסכון באנרגיה לבין עלות הפקת כמות אנרגיה השווה לכמות הנחסכת נאמד בממוצע כ-1: 3; ב) חיסכון באנרגיה נלחם לא נגד ההשלכות השליליות של הפקת אנרגיה על הסביבה, אלא נגד הגורם השורשי - הצריכה העודפת שלה ובהתאם גם הייצור.

הגורמים העיקריים הקובעים את עוצמת האנרגיה הגבוהה של הכלכלה הרוסית הם הבאים.

1. תנאי אקלים קשים בשטחה של רוסיה (רק 2% מאוכלוסיית העולם, למעט רוסים, חיים בתנאי אקלים דומים) - 20.6%.

2. מרחקים גדולים (מקום ראשון בעולם מבחינת גודל שטח) ועלויות אנרגיה גדולות כדי להתגבר עליהם - 18.3%.

3. טכנולוגיות מיושנות וציוד בלוי - 24.4%.

4. מחירים נמוכים, בהשוואה לרוב מדינות זרות, למשאבי אנרגיה, שאינם מעוררים חיסכון באנרגיה - 14.6%.

5. מנטליות בזבוז אנרגיה ומשאבים של אזרחי רוסיה - 10.4%.

6. מסגרת רגולטורית לא מושלמת לחיסכון באנרגיה, חשבונאות לא מושלמת של משאבי דלק ואנרגיה ופיקוח אנרגטי חלש - 11.7%.

רק המעבר לנתיב שוק של פיתוח, המלווה בעלייה חדה במחירי משאבי האנרגיה בתוך המדינה, ירידה בתחרותיות של סחורות רוסיות בשווקים המקומיים והזרים, וחיפוש אחר דרכים לצאת מהמשבר. הנהגת המדינה תכריז באמצע שנות ה-90. של המאה הקודמת, שימור האנרגיה היה המרכיב החשוב ביותר במדיניות ציבורית. תנאי ההתחלה ליישום מדיניות כזו התבררו כקשים ביותר: "עיכוב בהתחלה" במשך רבע מאה וכתוצאה מכך היעדר מסגרת רגולטורית, חומר חלש, טכני, מתודולוגי ו בסיס כוח אדם לארגון חיסכון באנרגיה. המצב הסתבך בשל הבלאי המוסרי והפיזי הגדול של הרכוש הקבוע במגזרי המשק, כמו גם אובדן המסורת של האוכלוסייה של חסכון ויחס נבון למשאבי טבע. התנועה בדרך של חיסכון פעיל באנרגיה החלה ביצירת מסגרת רגולטורית מתאימה: חוקים פדרליים, גזירות נשיאותיות ותקנות ממשלתיות (כמה עשרות מסמכים הוצאו ברמה הפדרלית בלבד). הודות לכך, במהלך 15 השנים האחרונות השגנו תוצאות מסוימות:

חיסכון באנרגיה החל להיתפס יותר ויותר לא כסיסמה נוספת, אלא כהכרח דחוף;

לכל הישויות המרכיבות את הפדרציה הרוסית יש תוכניות חיסכון באנרגיה, מרכזי חיסכון באנרגיה ומאות תוכניות חיסכון באנרגיה עבור עיריות ומפעלים/ארגונים בודדים. נוצרו מספר רב של עמותות ציבוריות בתחום החיסכון באנרגיה, הכשרה והכשרה של מומחים והחל שיתוף פעולה בינלאומי;

בתקופה שבין 2000 ל-2009. עוצמת האנרגיה בארץ ירדה בכ-4% בשנה (אבל רק

יש לייחס 1% מהם לחיסכון באנרגיה עצמו, ו-3% סופקו על ידי שינויים מבניים במשק).

עם זאת, שיעור כזה של ירידה בעוצמת האנרגיה הספציפית של התמ"ג אינו עונה על דרישות המעבר של המדינה למסלול פיתוח חדשני, ואינו נותן מענה למשימה המשותפת לכל האזרחים - לנהל את משאבי האנרגיה העשירים ביותר. בצורה כזו שלא תפתור את הבעיות של היום לרעת הדורות הבאים.

הערכה אובייקטיבית של המצב הנוכחי שימשה בשנים האחרונות תמריץ לקבלת החלטות חשובות בנושא זה:

הוצא צו של נשיא הפדרציה הרוסית מיום 4 במאי 2008 מס' 889 "על כמה צעדים לשיפור היעילות האנרגטית והסביבתית של הכלכלה הרוסית";

חוק פדרלי חדש מ-27 בנובמבר 2009 מס' 261-FZ "על חיסכון באנרגיה והגדלת יעילות אנרגטית והכנסת תיקונים לפעולות חקיקה מסוימות של הפדרציה הרוסית" אומץ,

בצו הנשיאותי מס' 899 מיום 07/07/2011 "על אישור הנחיות עדיפות לפיתוח המדע, הטכנולוגיה והטכנולוגיה", בין 8 תחומי העדיפות ישנו אחד - "יעילות אנרגטית, חיסכון באנרגיה, אנרגיה גרעינית".

במשך 1.5 שנים לאחר אימוץ החוק הפדרלי מס' 261, על מנת ליצור תנאים ליישומו, אומצו מספר רב של פעולות משפטיות רגולטוריות ומסמכים אחרים: צו נשיאותי מיום 13 במאי 2010 מס' 579 "על הערכת האפקטיביות של הפעילויות של הרשויות המבצעות של הישויות המרכיבות של הפדרציה הרוסית ושל רשויות מקומיות ממשל עצמי של מחוזות עירוניים ומחוזות עירוניים בתחום חיסכון באנרגיה והגברת יעילות האנרגיה", יותר מ-10 צווים וצווים ממשלתיים, אותו מספר של צווים של משרדים ושירותים פדרליים. כבר בתהליך יישום החוק אותרו מספר רב של ליקויים ומחדלים, אשר ככל הנראה יובאו בחשבון בתקנון, ואולי בנוסח החדש של החוק.

2.3. החלפת משאבי אנרגיה ראשוניים מסורתיים

2.3.1. משאבי דלק משניים/אלטרנטיביים

ככל שעלות משאבי האנרגיה המסורתיים עולה (עקב צריכת אנרגיה מוגברת ודלדול מרבצים נוחים לפיתוח), העניין במשאבי עזר/אלטרנטיביים של המהפכה הטכנולוגית עולה - פצלי שמן וחולות זפת, כבדים (עם צמיגות מוגברת) נפט, גז נפט קשור, מתאן פחם (שלי), פסולת ביתית ותעשייתית דליקה, גז הידראטים. עבור כל סוגי ה-HSR (פרט להידרטים של גז), פותחו ושולטו טכנולוגיות למיצוי והמרתם לאנרגיה חשמלית ותרמית. המשימה העיקרית כאן היא לשפר את הביצועים הכלכליים של הפקת אנרגיה משפכי היי-טק לרמה תחרותית.

למרות שהמעורבות של טכנולוגיות היי-טק שפותחו כבר בפעילות כלכלית בקנה מידה גדול לא "תעשה את ההבדל" במגזר האנרגיה בקנה מידה גדול, היא תסייע בפתרון מספר בעיות:

הארכת חיי מגזרי הנפט והגז של מתחם הדלק והאנרגיה;

בלימת עליית מחירי הפחמימנים;

הגדלת מספר המדינות והאזורים עם חומרי גלם אנרגיה משלהם.

מאגרים עצומים של מתאן בהידרטים של גז

והקשיים האדירים לא פחות של מיצוי זה מבלי לפגוע בסביבה דורשים עלויות כספיות דומות. במדינות מפותחות ובכמה מדינות מתפתחות (יפן, דרום קוריאה, ארה"ב, קנדה, בריטניה, צרפת, רוסיה, סין, הודו וכו') החיפוש והחקירה של מרבצי גז הידראט ופיתוח טכנולוגיות להפקת מתאן מהם. לדרך. מומחים מקצים מספר הידרטים של גז לפיתוח אנרגיה

עשרות שנים (עד אמצע המאה בערך). הוא האמין שאם בעיה זו תיפתר בהצלחה, הבעיה של "רעב לאנרגיה" תידחה ללא הגבלת זמן.

2.3.2. מתחדש לא מסורתי

מקורות אנרגיה

מקורות אנרגיה מתחדשים לא מסורתיים NRES הם משאבי אנרגיה של תהליכים טבעיים הקיימים כל הזמן על פני כדור הארץ, כמו גם משאבי אנרגיה של תוצרי פסולת של ביוקנוזות ממקור צמחי ובעלי חיים. (מקורות אנרגיה מתחדשים, שפותחו זה מכבר על ידי משק האנרגיה - אנרגיה הידרומית מנהרות גדולים - אינם נכללים במספר מקורות האנרגיה המתחדשים. כשלוקחים אותם בחשבון, נעשה שימוש במונח הכללי "מקורות אנרגיה מתחדשים" - REI) .

מקורות אנרגיה לא מתחדשים כוללים: ביומסה, שמש, רוח, פנים כדור הארץ, נתיבי מים (נהרות קטנים, תעלות), מי הים והאוקיינוסים המכילים אנרגיה פוטנציאלית של שיפוע טמפרטורה, אנרגיה קינטית של גאות ושפל, גלים וזרמים, וכן אנרגיה כימית של שיפוע מליחות. בשנים האחרונות זה כלל גם פסולת ביתית ותעשייתית בעירה.

מאפיין אופייני של מקורות אנרגיה מתחדשים הוא חוסר התכלה שלהם, או היכולת לשחזר את הפוטנציאל שלהם תוך זמן קצר - במהלך חייהם של דור אחד של אנשים. לדברי מומחים, הפוטנציאל העולמי של מקורות אנרגיה מתחדשים הוא 20 מיליארד טון שווה ערך לדלק, שזה פי 2 יותר מהייצור הנוכחי של דלקים מינרליים, טבלה. 2.

טבלה 2. משאבי אנרגיה מתחדשת בעולם וברוסיה, מיליון t.e.

סוג אנרגיה תיאורטי טכני

העולם רוסיה העולם רוסיה

אנרגיה סולארית 1.3.108 2.3"106 5.3-104 2.3103

אנרגיית רוח 2.0105 2.6-104 2.2"104 2.0103

אנרגיה גיאותרמית (עד עומק של 10 ק"מ) 4.8109 - 1.7"105 1.0102

אנרגיה של האוקיינוסים בעולם 2.5"105 - - -

אנרגיה ביומסה 9.9104 104 9.5"103 53

כוח מים 5.0103 3.6"102 1.7-103 1.2"102

כפי שצוין לעיל, משבר הנפט של 1973-1974 הוליד שימוש נרחב במקורות אנרגיה מתחדשים במגזר האנרגיה. לאור הידידותיות הסביבתית הגבוהה של טכנולוגיות אנרגיה המבוססות על מקורות אנרגיה מתחדשים, המשאב החופשי (מרכיב הדלק בעלות האנרגיה החשמלית והתרמית בתחנות כוח תרמיות מגיע ל-70%), כיום חלקם של מקורות האנרגיה המתחדשים בהפקת האנרגיה בארץ העולם נמדד ביחידות בודדות בלבד, ואנרגיה חשמלית - בעשיריות האחוז. עבור רוסיה, ערכים אלה הם, בהתאמה, כ-2% (ללא עצי הסקה) ופחות מ-1%.

הגידול בשימוש במקורות אנרגיה לא מתחדשים מוגבל על ידי מספר חסרונות אופייניים בשל אופיים, המצמצמים את גבולות היעילות הכלכלית של שימוש במקורות אנרגיה לא מתחדשים:

1) הספק ספציפי נמוך של זרימת האנרגיה, הקובע את הממדים והמשקל הגדולים של תחנות כוח, ובהתאם, עלויות הון ספציפיות גדולות לבנייתן (בערך מ-2 עד 15 אלף דולר/קוואט);

2) יעילות נמוכה - חלקה של האנרגיה הראשונית המומרת לחשמל או לחום טכני (0.3.0.4 - עבור רוב מקורות האנרגיה המתחדשים;

0.6...0.7 - לתחנות כוח הידרואלקטריות; 0.12.0.16 - לממירי פוטו).

3) חוסר יציבות יומית, עונתית וסטוכסטית גדולה בכוחם של רוב מקורות האנרגיה המתחדשים, המחייבת הפעלה משותפת של תחנות כוח המשתמשות במקורות אנרגיה מתחדשים שונים, תוך עבודה בצמוד ליחידות המשתמשות בדלק מסורתי או אגירת אנרגיה, מה שמסבך ומגדיל באופן משמעותי את עלות הקמה ותפעול של מתחמי אנרגיה כאלה. מדינות חסרות אנרגיה פיתחו מערכות תמריצים מאוזנות לפיתוח מקורות אנרגיה מתחדשים (בקואורדינטות "עידוד-כפייה"). בשנת 2008 החליט האיחוד האירופי להגדיל את חלקם של מקורות אנרגיה מתחדשים במאזן ייצור האנרגיה ל-20% עד 2020. ה-IEA צופה הגעה לנתח של 46% ממקורות אנרגיה מתחדשים במאזן הגלובלי של ייצור החשמל עד 2050. לפי ES-2030, חלקם של מקורות אנרגיה מתחדשים בייצור חשמל ברוסיה אמור להגיע ל-4.5% עד 2020.

2.4. שיטות חלופיות להפקת אנרגיה בפתרון בעיות אנרגיה, האנושות תולה תקוות גדולות בפיתוח אנרגיה חלופית, המבוססת על השפעות ידועות אך לא שולטות בקנה מידה תעשייתי. אנחנו מדברים, קודם כל, על הרחבת השימוש בכורים גרעיניים מהירים נויטרונים, היתוך תרמו-גרעיני מבוקר, והמרה ישירה של אנרגיית מימן וחמצן לאנרגיה חשמלית באמצעות גנרטורים אלקטרוכימיים (תאי דלק). במידה פחותה זה חל על שיטת הפקת האנרגיה המגנטו-הידרודינמית, שהעניין בה נחלש ב-20-25 השנים האחרונות עקב מספר בעיות טכניות ביישום שלה.

2.4.1. כורי נויטרונים מהירים.

מחזור דלק גרעיני סגור אנרגיה גרעינית מספקת כיום כ-18% מצרכי האנרגיה החשמלית בעולם (ברוסיה - כ-16%). זה נחשב בר השגה עד אמצע המאה להגדיל את חלקה של אנרגיה גרעינית ל-30.40% מכלל ייצור החשמל, בכפוף לעלייה קיצונית ביעילות השימוש בדלק גרעיני ובבטיחותן של תחנות כוח גרעיניות, והתגברות על " תסמונת פוקושימה".

הנפח העולמי של צריכת אורניום שנתית על ידי כורי כוח עולה על 68 אלף טון, והייצור - 35.38 אלף טון.

שאר הנפחים מסופקים על ידי מלאי מחסנים. הגדלת נפח ייצור האורניום הטבעי אינה יכולה להבטיח פיתוח ארוך טווח של אנרגיה גרעינית בקנה מידה גדול תוך שימוש בטכנולוגיה קיימת המבוססת על כורים "תרמיים" עם מנחה נויטרונים של מים או גרפיט. זאת בשל היעילות הנמוכה של שימוש באורניום טבעי בכורים כאלה: נעשה שימוש רק באיזוטופ 235i, שתכולתו באורניום טבעי היא 0.72% בלבד; המרכיב העיקרי הוא 238i (99.28%), שההסתברות לביקוע שלו בכור נויטרונים תרמי נמוכה מאוד.

לכן, האסטרטגיה ארוכת הטווח לפיתוח אנרגיה גרעינית כרוכה במעבר לטכנולוגיה מתקדמת המבוססת על שימוש בכורים "מהירים" (FR). חשוב מהיסוד שב-BR ניתן יהיה להפוך את 238u לאיזוטופ הבקיע של פלוטוניום 239Pu וליישם מחזור דלק סגור - עיבוד דלק שנפרק מכורים של תחנת כוח גרעינית לשריפה לאחר מכן של איזוטופים בקיעים שלא נשרפו וחדשים. מ-20 אלף טונות של דלק גרעיני מושקע, ניתן לייצר 19.5 אלף טונות של דלק גרעיני חדש. כדי להשיג כמות כזו של דלק "טרי", יש צורך להפיק ולעבד 6 מיליון טונות של עפרות אורניום. רק על ידי שילוב 238i במחזור הדלק הגרעיני ניתן יהיה להגדיל את פוטנציאל האנרגיה של אורניום טבעי שנכרה פי 100.

באופן כללי, המעבר של אנרגיה גרעינית ל-BR "אוכל כל" פותח את הסיכוי ליצור דלק לתחנות כוח גרעיניות בצורה של יסודות בקיעים מלאכותיים לעתיד בלתי מוגבל, ולהמיר את הדלק הגרעיני עצמו לקטגוריה של משאבי אנרגיה מתחדשים כמעט.

עם זאת, למרות אופיו ה"אוכל הגרעיני" של הדלק הגרעיני והאפשרות ליישם בעזרתם מחזור דלק גרעיני סגור, הם לא הפכו נפוצים עקב מספר בעיות חמורות בהפעלתם. בשל עוצמת האנרגיה הגבוהה בליבת הכור, מוטלות על נוזל הקירור דרישות מחמירות. השימוש בנוזלי קירור מתכת נוזלי אינו מבטל לחלוטין בעיות כמו בעירה, התמצקות והרתחה, אינטראקציה עם חומרי הליבה והמעגל. הצורך לא בשני אלא בשלושה מעגלים תרמיים מסבך ומגדיל את עלות הכור.

על פי התחזיות, ניתן לצפות להשגת התחרותיות של NPP-BR רק לאחר 2025 במחיר שווה ערך של אורניום של כ-200 דולר לק"ג. ארצות הברית ומערב אירופה כמעט צמצמו את התוכניות שלהן להעברת אנרגיה גרעינית ל-BR עקב היעדר תנאים כלכליים מוקדמים. יפן ממשיכה לבצע תוכנית פיתוח בקנה מידה מלא לטילים בליסטיים ומתכוונת להיכנס איתם לשוק העולמי עד 2020. (אם התאונה בתחנת הכוח הגרעינית בפוקואוקה

Sima-1" לא יבצע התאמות משמעותיות לתוכניות אלה).

רוסיה מובילה בפיתוח דור חדש של טילים בליסטיים. המבצע בברית המועצות וברוסיה במשך רבע מאה של כורים תעשייתיים BN-350 בשבצ'נקו (אקטאו, קזחסטן), BN-600 בזרחני (אזור סברדלובסק) וכמה כורים גרעיניים ניסיוניים הוכיחו את היתכנות הרעיון של חידוש אורניום, פלוטוניום ומוצרי ביקוע מבוזבז על מנת ליצור דלק חדש. החלה בניית הכור BN-800 (אתר NPP Beloyarsk), הנחשב על ידי סבא"א כמודל מבטיח של אנרגיה גרעינית במאה ה-21, המסוגל להבטיח את מעמדה המוביל של רוסיה בשוק זה בעתיד הקרוב. התכנון של הכור BN-1600 החל. צפוי כי עד 2025-2030. הכור הזה הוא שיהפוך לבסיס לתוכנית פיתוח האנרגיה הגרעינית הרוסית.

אחת הדרכים לפתור את הבעיות של הגדלת משאבי הדלק הגרעיני, הגברת בטיחות הכורים, הבטחת משטר אי-ההפצה ושיפור המקובלות הסביבתית של תחנות כוח גרעיניות עשויה להיות פיתוח ושימוש בקנה מידה גדול של מחזור הדלק התוריום (232! b משמש כדלק). העבודה על מחזור התוריום התבצעה או מתבצעת במעצמות גרעיניות מובילות (לארה"ב ולגרמניה יש טכנולוגיות וכורים מוכנים, אך הם נפטמים בגלל המחיר הגבוה של החשמל המיוצר בעזרתם), וכן בהודו ובברזיל. ברוסיה הם מבוצעים בעוצמה נמוכה במספר מרכזי מחקר ואוניברסיטאות. גורלם יהיה תלוי בהצלחת הפיתוח של תחומים אחרים של אנרגיה גרעינית.

2.4.2. אנרגיית היתוך

א. כורים עם כליאת פלזמה מגנטית. מאז שנות ה-50. המאה העשרים המעצמות המובילות מוציאות הרבה מאמץ וכסף על שליטה בתגובת ההיתוך המבוקרת של אלמנטים קלים (CFS), מקור כמעט בלתי נדלה של אנרגיה. ליחידת משקל, דלק היתוך מספק פי 10 מיליון יותר אנרגיה מדלק מאובנים ופי 100 יותר מאורניום.

מחקרים ארוכי טווח של ה-CTS הראו כי יצירת כור תעשייתי (תחנת כוח היתוך) היא עניין של עתיד רחוק. (ההצלחות של העשורים הראשונים של התפתחות ה-CTS אפשרו לפיסיקאים להבטיח שפע אנרגיה הודות ליצירת "שמשות מעשה ידי אדם" על פני כדור הארץ עד סוף המאה ה-20). התנועה לעבר המטרה הסופית התבררה כקשה ויקרה עד כדי כך שהצורך בשיתוף פעולה בינלאומי נהיה ברור, ונאלצה לדחות את יצירת כור תעשייתי לאמצע או אפילו למחצית השנייה של המאה הזו.

מדינות האיחוד האירופי, יפן, ברית המועצות וארה"ב החלו בתכנון משותף של ניסויים

מתקן תרמו-גרעיני חדש ITER (כור ניסוי תרמו-גרעיני בינלאומי). מאוחר יותר הצטרפו אליהם סין, דרום קוריאה והודו. גם ברזיל, קזחסטן, קנדה ומקסיקו מביעות רצון לקחת חלק בפרויקט.

המטרות העיקריות של פרויקט ITER הן להשיג תנאי הצתה ושריפת היתוך ארוכת טווח שתהיה אופיינית לכור היתוך פלזמה מגנטי אמיתי, כמו גם בדיקה והדגמה של טכנולוגיות לשימוש מעשי של CB.

הכור הניסיוני בבנייה (הבנייה החלה ב-2010, הושלמה ב-2019, מיקום הבנייה בצרפת) הוא מבנה ענק, מורכב ויקר. גובהו (כולל מערכות תמיכה) 60 מ', קוטר 30 מ', משקל 23 אלף טון. נפח הפלזמה במתקן 850 מ"ק, הזרם בפלזמה 15 מא.א. עלות הפרויקט היא כ-16 מיליארד דולר. ITER הוא השלב הלפני אחרון בדרך לשימוש מעשי ב-CTS. צפוי שידע מדעי והנדסי שנרכש מניסויים ב-ITER (2019-2037) יוביל להקמת תחנת כוח היתוך הדגמה ביפן, ככל הנראה עד 2050 (פרויקט DEMO). הספק שלו יהיה כ-1.5 GW; עלות של 1 קילוואט - בערך

גבוה פי 2 מהעלות הממוצעת של 1 קילוואט עכשיו בארצנו. למרבה הצער, גם היום אין 100% אמון ביישום מוצלח של רעיון זה.

ב. כורים עם כליאת פלזמה אינרציאלית. כליאת פלזמה אינרציאלית ובהתאם, היתוך אינרציאלי תרמו-גרעיני (ITF) הוצעו בברית המועצות באמצע שנות ה-60. כיוון זה, במובנים רבים חלופי לראשון, נועד ליצור תנאים (צפיפות) שבהם החלק העיקרי של הדלק התרמו-גרעיני "יישרף" לפני שהוא מתפזר, מבלי לבזבז מאמץ על החזקת קרישי פלזמה. הקשיים שבטוקאמק נעוצים בהגבלה של פלזמה בטמפרטורה של כ-50 מיליון מעלות, הפכו לבעיה של חימום שלה בזמן קצר מאוד. פרמטרי הזמן של תהליך זה נקבעים על ידי האינרציה של תערובת הדלק, ולכן החימום צריך להתבצע בזמן של כ 10-9 שניות. האפשרות ליצור כורי היתוך הפועלים בפולסים קצרים בחשיפה לקרני לייזר או לקרני יונים תלויה במידה רבה בהתקדמות בפיתוח לייזרים ומאיצי זרם גבוה ביעילות גבוהה. יש צורך להגביר את היעילות של לייזר חימום ל-10.15% במקום ל-0.3% הקיים, להעלות את תדירות הפולסים ל-10-100 הבזקים בשנייה.בעיות אלו חלות במלואן על גרסת הקרן של ITS. בשתי האפשרויות, בעיה קשה מאוד היא היציבות המכנית והתרמית של הכור, המסוגלת לעמוד במחזורים חוזרים ונשנים לאורך זמן.

מהי תדירות הפיצוצים של מטרות דאוטריום-טריטיום. פיצוץ של מטרה אחת בלבד (כדורים בקנה מידה מילימטר) משחרר עשרות קוט"ש של אנרגיה.

גם עם פתרון מוצלח של בעיות מדעיות וטכניות, יתעוררו בעיות כלכליות בדרך לשימוש נרחב בתחנות כוח ITS עתידיות. עם זאת, כיוון זה בפיתוח CTS ממשיך להתפתח בבריטניה, צרפת, ארה"ב, יפן ורוסיה.

2.4.3. אנרגיית מימן

בשנים האחרונות, אנרגיית מימן, המבוססת על מימן כדלק, הוכרה ככיוון מבטיח בפתרון בעיות סביבתיות של אספקת אנרגיה. היתרון החשוב ביותר של מימן הוא הידידותיות הסביבתית של השגת אנרגיה חשמלית ממנו באמצעות תא דלק. האחרון הוא מחולל אלקטרוכימי הממיר ישירות אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית. במקרה זה, תוצר הלוואי היחיד של התגובה הוא מים.

בסוף המאה הקודמת, במדינות מתועשות (כולל רוסיה), העבודה בתחום אנרגיית המימן סווגה כתחום עדיפות לפיתוח המדע והטכנולוגיה ונתמכה יותר ויותר על ידי סוכנויות ממשלתיות והון פרטי. היוזם העיקרי של הזינוק בעניין במימן כמוביל אנרגיה בשנים האחרונות הוא תעשיית הרכב. היתרונות של המימן כאן כל כך ברורים שיצרניות רכב במדינות מובילות משקיעות רבות במחקר ופיתוח בתחום טכנולוגיות המימן. אנרגיה נייחת (בעיקר אוטונומית, ובשנים האחרונות גם מערכתית) החלה לגלות עניין באנרגיית מימן ובתאי דלק, כבסיס הטכנולוגי שלה, עקב הגידול המהיר בהספק תאי הדלק. במגזר האנרגיה בקנה מידה גדול, מימן יוכל כנראה לתפוס עמדה מובילה (35.40% מהייצור מבוסס תאי דלק) רק עד סוף המאה הזו.

כיום, רוב המימן המיוצר בקנה מידה תעשייתי מתקבל בתהליך של רפורמה בקיטור של מתאן. שיטה זו היא כיום המפותחת והנפוצה ביותר, אם כי יש לה מספר חסרונות: א) חומר ההזנה - גז טבעי - הוא משאב רב ערך שאינו מתחדש; ב) כ-50% מהגז מושקע בתגובת רפורמת הקיטור האנדותרמי; ג) הייצור מלווה בפליטות מזיקות. שיטה מבטיחה יותר, אך עדיין יקרה יותר להפקת מימן היא פירוק אלקטרוליטי של מים - אלקטרוליזה באמצעות חשמל המתקבל מדלק מסורתי או ממקורות אנרגיה מתחדשים. הדרך השלישית לייצר מימן היא תרמוליזה של מים, כלומר פירוק

מים למימן וחמצן בטמפרטורות מעל 2500 מעלות צלזיוס. טמפרטורה זו יכולה להתקבל באמצעות ריכוז קרני השמש, ונמוכה בערך פי שניים - בכור הליום אטומי בטמפרטורה גבוהה.

התוכנית האירופית "טכנולוגיות מימן ותאי דלק", המכונה "הבחירה האסטרטגית של אירופה", מתכננת להגדיל את חלקו של מימן במאזן האנרגיה ל-2% עד 2015 ול-5% עד 2020. לשם כך, סך ההשקעות אמור להסתכם ב-4 -15 מיליארד יורו.

ארצות הברית מתכננת להקצות 5 מיליארד דולר מהתקציב הפדרלי לפיתוח בעיות אנרגית מימן בעשר השנים הקרובות, וצפויות השקעה של 50-60 מיליארד דולר מחברות פרטיות. משרד האנרגיה קבע את השלבים הבאים של מסחור פיתוחים:

עד 2010 - תפוקה ראשונית של מימן לשווקים;

עד 2015 - זמינות מסחרית של מימן;

עד 2025 - יישום בקנה מידה מלא של אנרגיית מימן.

(בעיות כלכליות של השנים האחרונות עלולות לגרום להתאמות שליליות).

יפן מתכננת להגדיל את תחנות הכוח המימן (המבוססות על תאי דלק) כמעט פי חמישה במהלך 10 השנים הבאות (מ-2.2 GW ב-2010 ל-10 GW ב-2020).

בארצנו, בשנים האחרונות, העבודה בתחום אנרגיית המימן ותאי הדלק מתבצעת בעיקר בשיתוף פעולה עם שותפים זרים. זה מעורר אופטימיות בנוגע להחדרה בקנה מידה גדול של תאי דלק לתעשיית החשמל. סביר להניח שזה יקרה לא לפני אמצע המאה הזו.

1. כיום הבעיה העיקרית באנרגיה העולמית היא לא המחסור במשאבי אנרגיה, אלא המחסור בהשקעה. במאה ה 21 האנושות אינה מאוימת על ידי מחסור עולמי במשאבי אנרגיה, בתנאי שאסטרטגיות חיסכון באנרגיה והחלפת אנרגיה יושמו בהצלחה, כמו גם יצירת שוק עולמי מתורבת למשאבי אנרגיה ואנרגיה.

2. התרחיש הסביר ביותר לפיתוח אנרגיה מבוסס על שימוש בכל, או לפחות רוב, משאבי האנרגיה המוכרים כיום והטכנולוגיות המתקדמות ביותר להמרתם לאנרגיה חשמלית ותרמית. לא צפויים מקורות אנרגיה חדשים או דרכים חדשות ביסודו של ייצור חשמל וחום לעשורים הקרובים.

3. איום ממשי יותר על הפיתוח בר-קיימא של הציוויליזציה נובע מההשפעה הטכנולוגית ההרסנית ההולכת וגוברת על הטבע.

סביבה חדשה, בעיקר מתחם הדלק והאנרגיה. בתחום האנרגיה, צמצום הפגיעה בטבע צריכה להתבצע הן באמצעות חיסכון באנרגיה והן על ידי הגברת הידידות הסביבתית של טכנולוגיות האנרגיה.

דווח בישיבת המליאה של ועידת הנוער הבינלאומית "טכנולוגיות חיסכון באנרגיה", שהתקיימה ב-TPU בתאריכים 28-30 ביוני 2011 במסגרת תכנית היעד הפדרלית "אנשי מדעי ומדעי-פדגוגיים של רוסיה החדשנית" לשנים 2009-2013 . (אמצעים 2.1 - שלב א')" בהתאם לחוזה המדינה ג"כ מס' 14.741.11.0163.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

2. Bushuev V.V., Voropai N.I., Mastepanov A.I. ואחרים ביטחון אנרגטי של רוסיה. - נובוסיבירסק: מדע, 1998. -302 עמ'.

3. אושאקוב V.Ya. אנרגיה מודרנית ומבטיחה: היבטים טכנולוגיים, סוציו-אקונומיים וסביבתיים. - Tomsk: TPU Publishing House, 2008. - 469 עמ'.

4. Lukutin B.V., Surzhikova O.A., Shandarova E.B. אנרגיה מתחדשת באספקת חשמל מבוזרת. -M.: Energoatomizdat, 2008. - 231 עמ'.

5. בזרוקח פ.פ. תפקידה של אנרגיה מתחדשת בחיסכון באנרגיה בעולם וברוסיה // חשמל. - 2004. - מס' 4. - עמ' 3-5.

6. אנרגיה סביבתית. 2011. bjr://crteap-seShcheg.cosh/?p=288 (תאריך גישה: 19.09.2011).

7. אושקוב וי.יא. אנרגיה מתחדשת וחלופית: שימור משאבים והגנת הסביבה. - Tomsk: SibGraphics Publishing House, 2011. - 137 עמ'.

8. פרספקטיבות טכנולוגיות אנרגיה: תרחישים ואסטרטגיות עד 2050. (מהדורה שנייה) OECD/IEA. - פריז, 2008. - 650 עמ'.

9. Twydell D., Weir A. מקורות אנרגיה מתחדשים. -M.: Energoatomizdat, 1990. - 392 עמ'.

10. Rosa R. המרת אנרגיה מגנטוהידרודינמית. - מ.: Energoizdat, 1970. - 250 עמ'.

11. Boyko V.I., Demyanyuk D.G., Koshelev F.P. מחזורי דלק גרעיני מתקדמים וכורים מהדור החדש. -Tomsk: TPU Publishing House, 2005. - 490 עמ'.

12. מורוגוב V.M., Troyanov M.F., שמלב א.מ. שימוש בתוריום בכורים גרעיניים. - מ.: Energoizdat, 1983. - 96 עמ'.

13. Guskov S.Yu. הצתה ישירה של מטרות היתוך תרמו-גרעיניות על ידי זרם של יוני פלזמה לייזר // קוונטים אלקטרוניקה. - 2001. - מס' 31 (10). - עמ' 885-890.

התקבל 19.09.2011

UDC 620.91.004

סגירת מחזור הדלק הגרעיני בהתגברות על המחסור העולמי במשאבי אנרגיה. חלק 1. הערכות מודרניות של צריכת אנרגיה ומשאבי אנרגיה

G.I. פולטארקוב*, ר.ע. Vodyankin, A.V. קוזמין

*המכון לאנרגיה גרעינית (סניף) של האוניברסיטה הפוליטכנית הממלכתית של סנט פטרבורג, סוסנובי בור

דוא"ל של האוניברסיטה הפוליטכנית טומסק: [מוגן באימייל]

מוצגים נתונים מהערכות מומחים של צריכת האנרגיה העולמית לנפש, המבנה והדינמיקה של שינויים בצריכת האנרגיה העולמית. ניתוח של מבנה האספקה העולמית של משאבי אנרגיה מראה על המחסור ההולך וגובר בהם.

מילות מפתח:

צריכת אנרגיה גלובלית, מבנה משאבי אנרגיה, מחסור במשאבי אנרגיה.

ניתוח של צריכת אנרגיה גלובלית עם דיוק של ±3% (איור 1), דינמיקה של צמיחה בסך הכל

לנפש, המבנה והדינמיקה של שינויים בצריכת האנרגיה נותרו גבוהים למדי

של צריכת האנרגיה העולמית ומבנה האנרגיה (איור 2).

אספקת משאבי האנרגיה מראה את עלייתם, צמיחה זו נקבעת על ידי שלושה גורמים עיקריים: הגירעון הגדל. טורי: פיתוח הכלכלה העולמית, צמיחה

לאורך ההיסטוריה של התפתחות אוכלוסייתה והשאיפה לשוויון יותר

האנושות צרכה אנרגיה, והצרכים לחלוקת צריכת האנרגיה לנפש ביניהם

הם כל הזמן גדלו בו. אז, במהלך 50 השנים האחרונות, מדינות...

ככל שאוכלוסיית כדור הארץ מכפילה את עצמה, צריכת האנרגיה הכלכלית צפויה להכפיל פי ארבעה. למרות העובדה שעד 2025 זה יהיה די גבוה - הממוצע השנתי

שהחל משנת 1980, צריכת האנרגיה לנפש וצמיחת התמ"ג העולמי תעמוד על 4.3%.

האוכלוסייה נותרה כמעט ללא שינוי ברבעון השני (2025-2050) כלכלית

ברמה של 2.3 טון דלק סטנדרטי לאדם, הצמיחה תואט, בעיקר בגלל ההאטה

בעיית חומרי גלםכולל בנייה בשתי רמות - לאומית ובינלאומית (גלובלית) - של מנגנון המסדיר ייצור, הפצה ושימוש רציונלי של חומרי גלם, וכן פיתוח בסיס טכנולוגי להשגת יעדים אלו. בעיית אנרגיהנושאת את הצורך בפיתוח מאוזן של מבנה מאזן האנרגיה ובהתחשב בגבולות ייצור האנרגיה, כמו גם במנגנון חלוקת משאבי האנרגיה. משאבי אנרגיה לאורך ההיסטוריה של הציוויליזציה מילאו תפקיד חשוב בהתפתחותה. עלייתן של תרבויות עתיקות התבססה על משאבי האנרגיה של מסת העבדים (ההערכה היא כי 1 קילוואט/שעה של חשמל שווה ערך לעבודה אנושית במשך 8 שעות).

כתחום של כלכלה, אנרגיה מכסה משאבי אנרגיה, ייצור, טרנספורמציה, העברה ושימוש בסוגים שונים של אנרגיה. זהו אחד האמצעים העיקריים לתמיכת החיים של האנושות ובמקביל גורם לדלדול של משאבי טבע בלתי מתחדשים וכ-50% מהזיהום הסביבתי. מגבלות המשאבים של הפלנטה שלנו הופכות את אבטחת האנרגיה וחומרי הגלם לבעיה חריפה. ואכן, אם הסיכויים האקולוגיים של הציוויליזציה יהיו תלויים בגורם אחד מלבד "יתרונות סביבתיים גלובליים", גורם זה יהיה משאבי אנרגיה. האנושות השתמשה כל הזמן במקורות אנרגיה חדשים: בתחילה פחם, אחר כך נפט, אחר כך גז טבעי ואנרגיה גרעינית. במהלך המאה וחצי האחרונות, השימוש במקורות אלו אפשר לאנושות לפתח כלכלה בעלת הישגים גבוהים ובו זמנית להכפיל פי ארבעה את אוכלוסיית העולם.

עַל שמןבין מקורות אנרגיה שונים (פחם, נפט, גז, אנרגיה גרעינית, אנרגיה הידרואלקטרית, אנרגיית רוח ושמש, ביו-אנרגיה) היוו 40% מהאנרגיה בשימוש במאה האחרונה. מקור האנרגיה השני בחשיבותו, הגז, היווה 25%. ככל הנראה, הנפט יישאר מקור האנרגיה המוביל ב-2030.

באנרגיה, ישנם מרכיבים מסורתיים ואלטרנטיביים. אנרגיה מסורתית מבוססת על השגת אנרגיה מנשאי אנרגיה פחמימניים (פחם, נפט, גז טבעי), וכוללת גם אנרגיה גרעינית והידרו-כוח. האפשרויות של סוג זה של אנרגיה מוגבלות על ידי התכלות של משאבי אנרגיה וזיהום סביבתי משמעותי. החריג לכך הוא אנרגיה הידרו-אלקטרית, שהשימוש בה מלווה בהצפה של שטחים נרחבים (במיוחד בעת הקמת תחנות כוח הידרואלקטריות בתנאים מישוריים). על מנת למנוע אסונות גרעיניים עולמיים עתידיים ולמען הישרדות האנושות, יש צורך בצמצום מקיף כללי של הסכנה הגרעינית לא רק על ידי הפסקת ניסויים גרעיניים, אי-הפצה של נשק גרעיני וטכנולוגיות גרעיניות גבוהות, אלא גם על ידי (אולי בעתיד) נטישה הדרגתית של תחנות כוח גרעיניות.

הספרות המדעית מזהה שלוש גישות לשימוש באנרגיה גרעינית למטרות שלום: 1) במדינות מסוימות (שוודיה, נורבגיה וכו') מיושמת תוכנית של נפטלין ופירוק תחנות כוח גרעיניות קיימות; 2) באחרים (אוסטריה, בלגיה וכו') נטשו לחלוטין את בנייתן של תחנות כוח גרעיניות, שכן הן אינן נחשבות עוד למבטיחות; 3) במדינות שלישיות (סין, רוסיה) נותרה ההתמקדות בפיתוח אנרגיה גרעינית (כאשר תשומת הלב העיקרית מוקדשת לפיתוח אמצעים להבטחת בטיחות גרעינית). לפי נתוני איגוד האטום העולמי, כיום פועלים בעולם 443 כורים גרעיניים, 62 יחידות כוח נמצאות בבנייה ומתוכננת בנייה של עוד מאה וחמישים. המובילה בתחום האנרגיה הגרעינית היא ארצות הברית, עם למעלה ממאה כורים הפועלים כאן. סין מפתחת אטומים שלווים הכי מהר. בייג'ין בונה 27 כורים, ומתוכננת בנייתן של 50 יחידות כוח גרעיניות.

בבחירת העדפות אנרגיה, יש לקחת בחשבון שכל מחזור הבנייה, ההפעלה והפירוק של תחנת כוח גרעינית, לרבות פסולת רדיואקטיבית, מהווה איום מסוים על הבטיחות הגרעינית [גלובליסטיקה, עמ'. 1290-12941.

ראשית, הסיכון של ערעור הבטיחות הגרעינית (לא רק מקומית, אלא גם גלובלית) קשור לתהליך ייצור האנרגיה עצמו. למרות העובדה שהייצור הגרעיני מפוקח כל העת בכל שלביו, עדיין מתרחשת דליפה מסוימת של זיהום רדיואקטיבי לסביבה, וכתוצאה מכך האוכלוסייה נחשפת לקרינה מתמשכת במינון נמוך, המובילה לעלייה במספר הסרטן מחלות גנטיות.

שנית, חשוב לקחת בחשבון את חיי השירות המוגבלים של כל תחנת כוח גרעינית. ההנחה היא שבתחילת המאה ה-21. עקב התיישנות, תחנות הכוח הגרעיניות הגדולות הראשונות יושבתו (עלות פעולות אלו שווה ל-50-100% מעלות הקמתן).

שלישית, הבעיה של הבטחת אחסון בטוח לסביבה של פסולת רדיואקטיבית היא לא פחות קשה.

רביעית, האיום הגדול ביותר על הבטיחות הגרעינית הוא האפשרות של תאונה בתחנת כוח גרעינית. עד תחילת המאה ה-21. כבר נרשמו יותר מ-150 תאונות בתחנות כוח גרעיניות הכוללות דליפות רדיואקטיביות. התאונה בתחנת הכוח הגרעינית בפוקושימה ביפן (2011) העלתה שוב את נושא הבטיחות הגרעינית בדרכי שלום לסדר היום ועשויה להשפיע לרעה על כל תעשיית האנרגיה הגרעינית בעולם, אם כי מוקדם מדי לשפוט את הארוך- השלכות טווח. העולם זקוק לחלופת אנרגיה לאטום השליו. כמובן, יפותחו תקני בטיחות נוספים, אשר, בתורם, יעלו את העלות של הקמת מתקנים גרעיניים.

מומחים מאמינים שאם לקהילה העולמית יש יותר מ-1,000 כורים, סביר להניח שתתרחש תאונה קשה כל 10 שנים. כדי להבטיח בטיחות גרעינית, יש צורך בשליטה בינלאומית אפקטיבית (תפקידה של סבא"א הולך וגדל), במיוחד בהקשר של הפרטה המונית של מגזר האנרגיה הגרעינית בעולם, כאשר שליטת המדינה עליו נחלשת באופן משמעותי. בתנאים אלה, נדרשת עדכון של גישות קודמות לגישות מסורתיות ופיתוח טכנולוגיות חדשות להשגת אנרגיה ממקורות חלופיים, שעשויים להתחיל לפעול במאה ה-21. תפקיד משמעותי.

לפיכך, סין מגדילה את צריכת מקורות הדלק העיקריים שלה. על פי תוכנית הפיתוח החדשה לחמש שנים של סין, עד שנת 2015 תגדל צריכת הגז במדינה זו מ-100 מיליארד ל-250 מיליארד מ"ר בשנה. "זמני זהב" הגיעו עבור הגז בשוק האנרגיה העולמי, כמו גם עבור יצרניו. הצריכה הולכת וגדלה בכל אזורי העולם, במיוחד בדרום מזרח אסיה. עם זאת, מפותחים שם גם פרויקטים חדשים להפקתו. לאזור אסיה-פסיפיק תהיה בקרוב יכולת לייצר עד 90 מיליארד מ"ק של גז בשנה, וכבר נבנות יכולות לייצור של 60 מיליארד מ"ק. לא ניתן לשלול את הופעתם של מקורות גז לא טיפוסיים להיום בעתיד. גז מפצלי כבר מיוצר בארה"ב ובקנדה. סין, אינדונזיה ואוסטרליה מכילות כמויות גדולות של מתאן בפחם. הביקוש לנפט כחומר הגלם העיקרי לאנרגיה נותר גבוה. בשנת 2010 קיבלה רוסיה כ-230 מיליארד דולר ממכירת משאבי אנרגיה בחו"ל [פוליטיקה עולמית מודרנית; אוטקין].

מקורות אנרגיה חלופיים עומדים בניגוד לאנרגיה המסורתית כידידותית יותר לסביבה ומייצגים מושג קולקטיבי המכסה מקורות אנרגיה מתחדשים (משאבות חום, אנרגיית רוח, אנרגיה סולארית, אנרגיית גאות ושפל, תהליכים ביוטכנולוגיים). הם הופכים לחסכוניים יותר ויותר מכיוון שעלות הפאנלים הסולאריים ירדה במהלך העשורים האחרונים ומגמה זו צפויה להימשך. פיתוח אנרגיה חלופית זוכה לגירוי ביפן (אנרגיה סולארית), ברזיל (התוכנית המאומצת של תמיכה כספית לייצור אלכוהול אתילי מקנה סוכר אפשרה להחליף מחצית מהבנזין שצורכות מכוניות המדינה בדלק זה) ומדינות אחרות.

הניסיון ההיסטורי איפשר לזהות מספר צמתים עיקריים המחברים בין אנרגיה ופוליטיקה עולמית. קוֹדֶם כֹּל,תלות אנרגטית היפרטרופית של מדינות רבות בנשא אנרגיה אחד או שניים. סתירות פוליטיות בין מדינות עלולות להחמיר בשל המחסור הפיזי במקורות אנרגיה, תנודות חדות במחיריהם וכן בשל ההשלכות הסביבתיות של משאבי האנרגיה המשמשים. שנית,הסכנה של נפח פיזי גדול של סחר אנרגיה עולמי. הסכנה טמונה בפגיעות של תשתית התחבורה הבינלאומית הענקית. כשליש מהמשאבים הראשוניים מסופקים דרך ערוצי הסחר העולמיים, כולל 50% מכלל הפקת הנפט הגולמי, מאות מיליוני טונות של פחם ועשרות מיליארדי מטרים מעוקבים של גז טבעי. ככלל, אורכם של צינורות הנפט הראשיים ב-27 מדינות (המכוסות בסטטיסטיקה של האו"ם) מגיע ל-436 אלף ק"מ. יותר מ-2 מיליארד טון של נפט ומוצרי נפט נשאבים דרך רשת צינורות זו מדי שנה. ההיקף והפגיעות של תשתית תחבורה האנרגיה הבינלאומית פירושה שתחזוקה והגנה עליה נחשבת למשימה קריטית על ידי ממשלות של מספר מדינות.

שְׁלִישִׁי,מודגשת קבוצה נוספת של בעיות הקשורות לסתירות בין הספק והמקבל של משאבי האנרגיה, ולעימותים אזוריים. חוסר הוודאות הנובע באמינות התקשורת התחבורתית הקיימת הופכת יותר ויותר להצדקה לתוכניות ימיות ואוויריות חדשות ולפעולות צבאיות-פוליטיות המבוצעות ברמה הבינלאומית.

רביעית,הצורך הגובר באנרגיה והקושי בו-זמנית לעמוד בצורך זה הופכים את האנרגיה לנושא של מאבק פוליטי אינטנסיבי. טרור אנרגיה עשוי להפוך לאמצעי לאיום על רפורמות דמוקרטיות, זכויות הפרט, שלום עולמי וביטחון בעתיד.

הקדמה נרחבת של טכנולוגיות לחיסכון באנרגיה ופיתוח אקטיבי של מקורות אנרגיה חלופיים מאז שנות ה-70. לא שחררו את העולם מהתפקיד הדומיננטי של פחמימנים. יתרה מזאת, בעיית המחסור בנפט ובגז מקבלת מאפיינים מאיימים, מה שמביא מעת לעת לדבר על הנקודה הקריטית המתקרבת.

אנרגיה מתחדשת כמו שמש, אנרגיית היתוך, ביו-אנרגיה ואנרגיית רוח יהפכו חשובים ביותר בעתיד. עם זאת, חדשנות אנרגטית תדרוש השקעות של מיליוני דולרים, ואם פתרונות אנרגיה חדשים לא יושמו במהירות מספקת, הפריון והצמיחה הכלכלית הנלווית ירדו.

אנרגיה בטוחה לעולם ולאנושות צריכה לכלול שלושה תחומים עיקריים: 1) ביצוע קפיצת מדרגה איכותית בהפחתת הפסדים בהפקה, ייצור, הובלה, טרנספורמציה וצריכה של משאבי אנרגיה; 2) יצירה ויישום נחרץ של טכנולוגיות חיסכון באנרגיה, מכונות ומוצרי צריכה; 3) פיתוח ויישום פעילים של מקורות אנרגיה מתחדשים ונושאי אנרגיה (שמש, ביומסה, נהרות, רוח, מקורות גיאותרמיים, משאבי אנרגיה של הים והאוקיינוסים).

עם זאת, מאז 1973, היחס בין מקורות האנרגיה העיקריים והלא-ראשוניים נותר כמעט ללא שינוי. לפי חישובים של סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA), היא תשתנה מעט עד 2030. אנרגיה מתחדשת, חלופית ואחרת לא מסורתית, על פי הערכות שונות, תהווה בין 11.4 ל-13.5% מאספקת האנרגיה העולמית, עם נפט ו גז עד 2030 יספק יותר ממחצית מצרכי האנרגיה [פוליטיקה עולמית מודרנית; אוטקין]. ככל שבסיס חומרי הגלם של מדינות מפותחות והחברות הטרנס-לאומיות שלהן מתרוקן, משקלן של מדינות המייצרות חומרי גלם, שבידיהן מהווה משאב אסטרטגי חשוב מאוד של הפוליטיקה העולמית, הולך וגדל. מצב עניינים זה מביא לעלייה בפוטנציאל לסתירות ולעימותים. צמצום מצריך זהירות וגמישות מצד העוסקים בפוליטיקה. המאבק הפוליטי על משאבים עשוי להסלים באופן משמעותי עקב הנכונות הגוברת של מספר מדינות ברחבי העולם להסתמך על כוח כדי לפתור את בעיות האנרגיה שלהן. במקרה זה, הביטחון הסביבתי, המשאב והעולמי הכולל עלול להתערער, מה שלמשך זמן מה ישפיע לרעה על יעילות המאמצים הבינלאומיים ליישום אסטרטגיית הפיתוח בר-קיימא ואף עלול לחסום אותם.

בעיית אנרגיה עולמיתהיא הבעיה של לספק לאנושות דלק ואנרגיה עכשיו ובעתיד הנראה לעין.

משברי אנרגיה מקומיים התעוררו גם בכלכלה הקדם-תעשייתית (למשל באנגליה במאה ה-18 עקב דלדול משאבי היער והמעבר לפחם). אבל כבעיה עולמית, המחסור במשאבי אנרגיה הופיע בשנות ה-70. המאה העשרים, כאשר פרץ משבר האנרגיה, התבטא בעלייה חדה במחירי הנפט (פי 14.5 בשנים 1972-1981), אשר יצרה קשיים רציניים עבור. למרות שרבים מהקשיים של אז התגברו, הבעיה העולמית של אספקת דלק ואנרגיה נותרה חשובה כיום.

בית הסיבה ליש לקחת בחשבון את בעיית האנרגיה העולמית גידול מהיר בצריכת דלק מינרלי במאה ה-20. בצד ההיצע, היא נגרמת מגילוי וניצול של שדות נפט וגז ענקיים במערב סיביר, אלסקה ובמדף הים הצפוני, ובצד הביקוש, מגידול בצי הרכב והגדלת ייצור חומרים פולימריים.

הגידול בייצור משאבי הדלק והאנרגיה גרר הרעה חמורה במצב הסביבתי (הרחבת כריית בורות פתוחים, כרייה ימית וכו'). והביקוש הגובר למשאבים אלה הגביר את התחרות הן בין מדינות המייצאות משאבי דלק לתנאי המכירה הטובים ביותר, והן בין מדינות ייבוא לגישה למשאבי אנרגיה.

אספקת משאבי דלק ואנרגיה לכלכלת העולם

במקביל, ישנה עלייה נוספת במשאבי הדלק המינרלי. בהשפעת משבר האנרגיה חקר גיאולוגי בקנה מידה גדול התגבר, מה שהוביל לגילוי ופיתוח של מרבצי אנרגיה חדשים. בהתאם, זמינותם של סוגי הדלק המינרליים החשובים ביותר גדלה גם היא: מאמינים שברמת הייצור הנוכחית, עתודות פחם מוכחות צריכות להספיק ל-325 שנים. גז טבעי - ל-62 שנים, ונפט - ל-37 שנים (אם בתחילת שנות ה-70 האמינו שהאספקה של הכלכלה העולמית עם עתודות נפט לא עולה על 25-30 שנים; עתודות פחם מוכחות עוד ב-1984 נאמדו ב-1.2 טריליון טון, ואז עד סוף שנות ה-90 הם גדלו ל-1.75 טריליון טון).

כתוצאה מכך, הרווח בשנות ה-70. תחזיות פסימיות למילוי צורכי האנרגיה של הכלכלה העולמית (באותה תקופה האמינו שמאגרי הנפט יחזיקו לא יותר מ-25-30 שנה) פינו את מקומם לדעות אופטימיות המבוססות על מידע עדכני.

הדרכים העיקריות לפתור את בעיית האנרגיה העולמית

פתרון נרחבבעיית אנרגיה כרוכה עלייה נוספת בייצור האנרגיהוצמיחה מוחלטת בצריכת האנרגיה. נתיב זה נותר רלוונטי עבור הכלכלה העולמית המודרנית. צריכת האנרגיה העולמית במונחים אבסולוטיים מ-1996 עד 2003 עלתה מ-12 מיליארד ל-15.2 מיליארד טון שווה ערך דלק. במקביל, מספר מדינות עומדות בפני הגעה לקצה גבול ייצור האנרגיה של עצמן (סין) או עם סיכוי להקטנת ייצור זה (בריטניה). פיתוח זה מעודד את החיפוש אחר דרכים להשתמש במשאבי אנרגיה בצורה יותר רציונלית.

על בסיס זה הוא צובר תאוצה נתיב פתרון אינטנסיביבעיית אנרגיה, המורכבת בעיקר מהגדלת הייצור ליחידת צריכת אנרגיה. משבר האנרגיה של שנות ה-70. פיתוח מואץ ו הכנסת טכנולוגיות לחיסכון באנרגיה, נותן תנופה לשינוי המבני של המשק. צעדים אלה, שבוצעו באופן עקבי ביותר על ידי מדינות מפותחות, אפשרו למתן באופן משמעותי את ההשלכות של משבר האנרגיה.

בתנאים מודרניים, טון אנרגיה שנחסך כתוצאה מאמצעי שימור זול פי 3-4 מאשר טון אנרגיה המופקת נוספת. נסיבות אלה היו תמריץ רב עוצמה עבור מדינות רבות שיפור יעילות האנרגיה. במהלך הרבע האחרון של המאה ה-20. עוצמת האנרגיה של כלכלת ארה"ב ירדה בחצי, ובגרמניה - פי 2.5.

בהשפעת משבר האנרגיה, מדינות מפותחות בשנות ה-70-80. ביצע ארגון מחדש מבני רחב היקף של המשק בכיוון של הקטנת חלקן של תעשיות עתירות אנרגיה. לפיכך, עוצמת האנרגיה של הנדסת מכונות ובעיקר נמוכה פי 8-10 מאשר במתחם הדלק והאנרגיה או במטלורגיה. תעשיות עתירות אנרגיה צומצמו והועברו למדינות מתפתחות. ארגון מחדש מבני בכיוון של חיסכון באנרגיה מביא לחיסכון של עד 20% בדלק ובמקורות אנרגיה ליחידת תוצר.

עתודה חשובה להגברת יעילות השימוש באנרגיה היא שיפור תהליכים טכנולוגיים לתפקודם של מכשירים וציוד. למרות העובדה שתחום זה עתיר הון מאוד, בכל זאת, עלויות אלו נמוכות פי 2-3 מהעלויות הנדרשות לגידול שווה ערך בהפקת (ייצור) הדלק והאנרגיה. עיקר המאמצים בתחום זה מכוונים לשיפור המנועים ואת כל תהליך השימוש בדלק.

במקביל, מדינות רבות עם שווקים מתעוררים (רוסיה, אוקראינה, סין, הודו) ממשיכות לפתח תעשיות עתירות אנרגיה (מתכות ברזליות ולא ברזליות, תעשייה כימית וכו'), וכן להשתמש בטכנולוגיות מיושנות. זאת ועוד, במדינות אלו יש לצפות לעלייה בצריכת האנרגיה, הן בשל עלייה ברמת החיים ושינויים באורח החיים של האוכלוסייה, והן בשל היעדר מימון ברבות ממדינות אלו להפחתת עוצמת האנרגיה של האוכלוסייה. כַּלְכָּלָה. לכן, בתנאים מודרניים, במדינות עם שווקים מתעוררים צריכת משאבי האנרגיה הולכת וגדלה, בעוד שבמדינות מפותחות הצריכה נשארת ברמה יציבה יחסית. אבל יש לזכור שחיסכון באנרגיה בא לידי ביטוי במידה רבה ביותר בתעשייה, אך בהשפעת הנפט הזול בשנות ה-90. יש השפעה מועטה על התחבורה.

בשלב הנוכחי ובמשך שנים רבות, הפתרון לבעיית האנרגיה העולמית יהיה תלוי במידת הפחתת עוצמת האנרגיה של המשק, כלומר. מצריכת אנרגיה ליחידת תוצר מיוצר.

לפיכך, בעיית האנרגיה העולמית בהבנתה הקודמת כאיום של מחסור מוחלט במשאבים בעולם אינה קיימת. עם זאת, הבעיה של אספקת משאבי אנרגיה נשארת בצורה שונה.

בעיית האנרגיה העולמית היא, קודם כל, הבעיה של אספקה אמינה של דלק ואנרגיה לאנושות. "צווארי בקבוק" בתמיכה כזו התגלו יותר מפעם אחת בתקופות קודמות. אבל בקנה מידה עולמי הם הופיעו לראשונה בשנות ה-70. המאה ה-20, כאשר פרץ משבר האנרגיה, שסימן את סוף עידן הנפט הזול. המשבר הזה גרם לתגובת שרשרת אמיתית, שהשפיעה על כלכלת העולם. ולמרות שנפט אז ירד שוב במחיר, הבעיה העולמית של אספקת דלק ואנרגיה נותרה חשובה כיום. אי אפשר שלא להיות מודאג לגבי איך זה ייפתר בעתיד.
הסיבה העיקרית להופעתה של בעיית האנרגיה העולמית צריכה להיחשב לצמיחה המהירה מאוד - לעתים קרובות באמת "נפיצה" בטבע - בצריכת דלקים מינרליים ובהתאם, בגודל ההפקה שלו מבטן האדמה. די לומר שרק לתקופה מתחילת שנות ה-80. המאה העשרים יותר דלקים מינרליים הופקו ונצרכו בעולם מאשר בכל ההיסטוריה הקודמת של האנושות. כולל רק מ-1960 עד 1980, 40% מהפחם, כמעט 75% מהנפט וכ-80% מהגז הטבעי שהופק מתחילת המאה הופצו מבטן כדור הארץ.
אופייני לכך שעד אמצע שנות ה-70, כאשר התגלו קשיים באספקת הדלק בקנה מידה עולמי, התחזיות לרוב לא סיפקו הפחתה כלשהי בקצב הגידול בצריכת הדלק. לפיכך, ההנחה הייתה כי ייצור המינרלים העולמי בשנים 1981–2000. יהיה גבוה פי 1.5-2 בערך מהייצור במהלך 20 השנים הקודמות. והצריכה הגלובלית המוחלטת של משאבי אנרגיה ראשוניים לשנת 2000 הייתה צפויה ל-20-25 מיליארד טון, מה שאומר עלייה של פי 3 בהשוואה לרמה של 1980! ולמרות שאז כל התוכניות והתחזיות למיצוי משאבים תוקנו לקראת צמצום, תקופה ארוכה של ניצול בזבזני למדי של משאבים אלו לא יכלה אלא לגרום לכמה השלכות שליליות שמשפיעות עלינו היום.
אחד מהם הוא הידרדרות הכרייה והתנאים הגיאולוגיים של התרחשות הדלק המופק והעלייה המקבילה בעלות הייצור. קודם כל, זה חל על אזורי תעשייה ישנים של אירופה הזרה, צפון אמריקה, רוסיה, אוקראינה, שבהם עומק המכרות ובעיקר בארות נפט וגז הולך וגדל.
לכן הרחבת גבולות המשאבים - קידום ייצור דלק וחומרי גלם לאזורי משאבים חדשים שפותחו עם תנאי כרייה וגיאולוגיים נוחים יותר - יכולה להיחשב במידה מסוימת כפיצוי על נזק זה ודרך להוזלת העלות של ייצור דלק. אבל אסור לשכוח שעוצמת ההון הכוללת של הייצור שלו באזורי פיתוח חדש היא, ככלל, הרבה יותר גבוהה.
השלכה שלילית נוספת היא ההשפעה של תעשיית הכרייה על ההידרדרות הסביבתית. זה חל הן על הרחבת כריית בורות פתוחים, ייצור ימי, ובמידה רבה אף יותר, על ייצור וצריכה של דלקי גופרית, כמו גם פליטת נפט חירום.
לכל הסיבות הללו להופעתה של בעיית אנרגיה עולמית, יש צורך להוסיף עוד אחת, שכבר נמצאת בתחום המדיניות הכלכלית והגיאופוליטיקה. אנחנו מדברים על תחרות עולמית על משאבי דלק ואנרגיה, על חלוקתם וחלוקה מחדש בין תאגידי דלק ענקיים.
בתחילת המאה ה-21. הרעיון של ביטחון אנרגיה עולמי נכנס לשימוש נרחב. האסטרטגיה לאבטחה כזו מבוססת על עקרונות של אספקת אנרגיה ארוכת טווח, אמינה ומקובלת מבחינה סביבתית במחירים סבירים המתאימים הן למדינות המייצאות והן לצרכנים. אבטחת האנרגיה העולמית תלויה במידה רבה בצעדים מעשיים להמשך אספקת הכלכלה העולמית, בעיקר עם סוגים מסורתיים של משאבי אנרגיה (על פי התחזיות, בשנת 2030, כ-85% מצרכני האנרגיה של האנושות יגיעו מפחמימנים מאובנים). אבל גם החשיבות של מקורות אנרגיה חלופיים תגדל.
מהן הדרכים העיקריות לפתור את בעיית האנרגיה העולמית? מה יכול השלב המודרני של המהפכה המדעית והטכנולוגית לתרום לפתרונה? התשובה לשאלות אלו אינה חד משמעית: היא כרוכה במכלול של אמצעים סוציו-אקונומיים, טכניים וטכנולוגיים ואפילו פוליטיים.
ביניהם יש גם מסורתיים, שאופיין נרחבים ברובם, וגם חדשים יותר ואינטנסיביים יותר.
המסורתי ביותר מבין הדרכים הללו היא להגדיל עוד יותר את משאבי הדלק המינרליים. כתוצאה מיישומה, משאבי הפחם והגז הטבעי בעולם לא רק גדלו משמעותית בשניים עד שלושה עשורים האחרונים, אלא גם צמחו בקצב מהיר יותר מהייצור שלהם. בהתאם לכך, עלתה גם הזמינות של סוגי דלק אלה: מאמינים שברמת ההפקה הנוכחית, עתודות גז טבעי מוכחות אמורות להחזיק מעמד בין 60-85 שנים. באופן כללי ניתן לומר את אותו הדבר על נפט, שמאגרי העתודות המוכחים בעולם בשנת 1950 נאמדו ב-13 מיליארד טון בלבד, ובשנת 2006 - כבר ב-190 מיליארד טון. הייצור הנוכחי) על פי רוב ההערכות הוא 40 שנים, ועתודות פחם - 150 שנה. כאשר מעריכים את הסיכויים להגדלת ריבוי זה, יש לקחת בחשבון גם את העובדה שמאגרי דלק שנחקרו (מוכחים) מהווים בדרך כלל רק חלק קטן מאוד מכלל הרזרבות הגיאולוגיות. לפיכך, על פי מועצת האנרגיה העולמית (WEC), במשאבי הדלק הכוללים בעולם, אלה מהימנים מהווים קצת יותר מ-10%, וברוסיה - רק 4%.
כאשר מעריכים את הסיכויים לצמיחת מאגרי דלק מינרליים מוכחים וזמינותם, יש צורך לקחת בחשבון את ההקדמה האפשרית של חידושים טכניים וטכנולוגיים שונים, למשל, עלייה בהפקתו מבפנים כדור הארץ. אחרי הכל, בשנות השמונים. מקדם השחזור הממוצע של משאבי דלק היה 46% (כולל 80-90% לפחם פתוח, 35-80 לפחם בבור פתוח, 35-80 לנפט, 80% לגז טבעי).
הדרך להגדלת מאגרי הדלק הייתה תמיד העיקרית. אבל אחרי משבר האנרגיה של אמצע שנות ה-70. הדרך השנייה הגיעה לחזית, והיא להשתמש בהם בצורה יותר רציונלית וכלכלית, או, במילים אחרות, ליישם מדיניות חיסכון באנרגיה.
בעידן של דלק זול, רוב המדינות בעולם פיתחו כלכלות עתירות משאבים. קודם כל, זה חל על המדינות העשירות ביותר במשאבים מינרליים - ארה"ב, קנדה, אוסטרליה, סין ובעיקר ברית המועצות, שם הן צרכו משמעותית יותר שווה ערך לדלק ליחידת תוצר מאשר בארה"ב. במדינות מזרח אירופה, גם עוצמת המשאבים ליחידת תוצר הייתה גבוהה פי שניים עד שלושה מאשר במדינות מערב אירופה. לכן, המעבר לחיסכון באנרגיה היה חשוב מאוד. מדיניות חיסכון החלה להיות מיושמת בתעשייה, בתחבורה, במגזר השירותים הציבוריים ובכל תחומי הפעילות האחרים. יתר על כן, זה הושג לא רק באמצעות הכנסת טכנולוגיות לחיסכון באנרגיה המובילות להפחתת עוצמת האנרגיה הספציפית, אלא גם במידה רבה בשל הארגון מחדש של כל המבנה של הכלכלות הלאומיות של הכלכלה העולמית. אין זה מקרי שמסמך בסיסי כמו אג'נדה 21, שאומץ בוועידת הסביבה והפיתוח בריו דה ז'נרו ב-1992, קבע במפורש שכדי להשיג פיתוח בר-קיימא, מדינות צריכות למצוא דרכים המאפשרות צמיחה כלכלית ושגשוג תוך צמצום צריכת אנרגיה וחומרי גלם.
ואכן, למרות כל הישגי הטכנולוגיה והטכנולוגיה, הרמה הגלובלית הממוצעת של שימוש שימושי במשאבי אנרגיה ראשוניים כיום היא רק 1/3 (בעת שריפת פחם - 20%, נפט - 24, גז טבעי - 48%). לכן, הספרות מצטטת לעתים קרובות את האמירה של הפיזיקאי האנגלי המפורסם ג'יי תומסון כי היעילות של תחנות כוח מודרניות היא בערך באותה רמה כאילו היה צורך לשרוף את כל הבית כדי לטגן פגר חזיר... אבל זה גם פירוש הדבר שהגדלת היעילות של שימוש בדלק אפילו ב-1% פירושה חיסכון בכמות עצומה של דלק. לאחרונה יושמו חידושים טכניים וטכנולוגיים רבים כדי לשפר את המצב. החיסכון באנרגיה הולך וגדל עקב שיפור הציוד התעשייתי והעירוני, ייצור מכוניות חסכוניות יותר ועוד. אמצעים מקרו-כלכליים כוללים קודם כל שינוי הדרגתי במבנה הצריכה של משאבי האנרגיה תוך התמקדות בהגדלת נתח משאבי אנרגיה ראשונית מתחדשים ולא מסורתיים.
המדינות המפותחות מבחינה כלכלית של המערב השיגו את ההצלחה הגדולה ביותר בשימור אנרגיה. רק ב-10-15 השנים הראשונות לאחר תחילת משבר האנרגיה העולמי, עוצמת האנרגיה של התמ"ג שלהם ירדה ב-1/3, והחלק בצריכת הדלק והאנרגיה העולמית ירד מ-60% ל-48%. המשמעות היא שעוצמת האנרגיה הכוללת של הכלכלות של המדינות המפותחות נותרה ללא שינוי וקצב הצמיחה של התמ"ג החל לעלות על קצב הגידול של צריכת הדלק והאנרגיה.
בשנים 1991–2000 שיעור הצמיחה השנתי הממוצע של התמ"ג במדינות המפותחות היה 2.4%, וצריכת משאבי האנרגיה הקונבנציונליים הייתה 1.22, בשנים 2000–2010. נתונים דומים צריכים להיות 2.4 ו-0.7%.
הסטטיסטיקה מראה שבשנים 2000–2006, למרות הצמיחה הכלכלית, נפח הדלק שנצרך בארה"ב גדל ב-3% בלבד, ביפן, צרפת, נורבגיה - ב-1.5% בלבד, בבריטניה הוא נותר באותה רמה, וב- גרמניה, שוויץ ושוודיה אף ירדו.
בניגוד למדינות המערב, במדינות מרכז-מזרח אירופה, חבר העמים וסין, המצב משתנה הרבה יותר לאט, והכלכלות שלהן נותרות עתירות אנרגיה. כך גם לגבי רוב המדינות המתפתחות שיצאו לדרך התיעוש. לדוגמה, במדינות אסיה ואפריקה, הפסדים של גז טבעי קשור המיוצר יחד עם נפט מסתכמים ב-80-100%.
כאשר מאפיינים את הסיכויים לבעיית האנרגיה העולמית, יש צורך להתמקד במיוחד בשימוש בדרכים חדשות ביסודו לפתור אותה, הקשורות להישגים של השלב הנוכחי של המהפכה המדעית והטכנולוגית.
ראשית, זה נוגע לפיתוח העתידי של אנרגיה גרעינית, שם כבר מתחיל לפעול דור חדש של כורים גרעיניים. ניתן לחזק משמעותית את מעמדה. בנוסף, לאחרונה החלה שוב לדון בסוגיית גורלם של כורי נויטרונים מהירים (FRBNs). פעם הם נתפסו כ"גל" שני ויעיל הרבה יותר של אנרגיה גרעינית, המאפשר שימוש לא רק באורניום-235, אלא גם באורניום-238. אבל אז העבודה עליהם צומצמה.
שנית, מתנהלת כבר זמן רב עבודה על המרה ישירה של אנרגיה תרמית לאנרגיה חשמלית, עקיפת דודי קיטור וטורבינות, באמצעות גנרטורים MHD (מגנטו הידרודינמי). עוד בשנת 1971, הושק במוסקבה מפעל הפיילוט הראשון מסוג זה בהספק של 25 אלף קילוואט. היתרונות של גנרטורים MHD כוללים יעילות גבוהה, היעדר פליטות מזיקות לאטמוספירה ויכולת להתנע במהירות תוך מספר שניות.
שלישית, ההתחלה נעשתה ליצירת טורבוגנרטור קריוגני, שבו השפעת מוליכות העל מושגת על ידי קירור הרוטור עם הליום נוזלי. היתרונות של טורבוגנרטור כזה הם ממדים ומשקל קטנים, יעילות גבוהה. אב טיפוס תעשייתי פיילוט בהספק של 20 אלף קילוואט נוצר בברית המועצות (לנינגרד), וכעת מתבצעת עבודה דומה בארה"ב, יפן ומדינות אחרות.
רביעית, לשימוש במימן כדלק יש סיכויים גדולים מאוד. לדברי כמה מומחים, נתיב זה יכול לשנות באופן קיצוני את כל הציוויליזציה הטכנוגנית העתידית. ככל הנראה, דלק מימן ימצא את השימוש הגדול ביותר שלו תחילה בתעשיית הרכב. בכל מקרה, מכונית המימן הראשונה הייתה בתחילת שנות ה-90. שוחרר על ידי מאזדה היפנית. גם עיצוב מנוע חדש פותח עבורו.
חמישית, העבודה נמשכת, שהחלה בבת אחת על ידי הפיזיקאי הרוסי המצטיין האקדמאי A.F. Ioffe, על יצירת גנרטורים אלקטרוכימיים או תאי דלק.
הדלק העיקרי בתאי דלק הוא גם מימן, המועבר דרך ממברנות פולימריות עם זרז. במקרה זה, מתרחשת תגובה כימית עם חמצן באוויר, ומימן הופך למים, והאנרגיה הכימית של הבעירה שלו לאנרגיה חשמלית. היתרונות העיקריים של מנוע תאי דלק הם היעילות הגבוהה מאוד שלו (65–70% או יותר), הגבוהה פי שניים מהמנועים הרגילים. היתרונות שלו כוללים גם קלות שימוש, דרישות תחזוקה נמוכות ופעולה שקטה.
עד לאחרונה, תאי דלק תוכננו רק למטרות מיוחדות - למשל לחקר החלל. אבל עכשיו העבודה על השימוש הרחב יותר שלהם מתבצעת במדינות מפותחות כלכלית רבות, ביניהן יפן במקום הראשון. לפי מומחים, ההספק הכולל שלהם בעולם נמדד כיום במיליוני קילוואט. תחנות כוח של תאי דלק נבנו בטוקיו ובניו יורק. והדיימלר-בנץ הגרמנית הפכה לקונצרן הרכב הראשון בעולם שיצר אב טיפוס עובד של מכונית עם מנוע תאי דלק.
לבסוף, שישית, עלינו לדבר על הדבר החשוב ביותר - היתוך תרמו-גרעיני מבוקר (CTF).
בעוד שאנרגיה גרעינית מבוססת על תגובה של ביקוע גרעיני, אנרגיה תרמו-גרעינית מבוססת על תהליך הפוך של היתוך של גרעינים של איזוטופי מימן, בעיקר דאוטריום, כמו גם טריטיום. במקרה זה, בעירה גרעינית של 1 ק"ג דאוטריום משחררת פי 10 מיליון יותר אנרגיה מאשר בעירה של 1 ק"ג פחם. אבל כדי שהתגובה התרמו-גרעינית תתחיל, יש לחמם את הפלזמה לטמפרטורה של 100 מיליון מעלות (על פני השמש היא מגיעה "רק" ל-6 מיליון מעלות). אם אנחנו מתכוונים לפצצת תרמו-גרעינית או מימן, אז אנשים כבר למדו איך לייצר אותה (פלזמה), אבל במשך מאה אלף עד מיליונית השנייה. לכן המאמצים העיקריים מכוונים לשמירה על פלזמה מחוממת, ובכך ליצור תנאים להיתוך תרמו-גרעיני מבוקר.
לשם כך נעשה שימוש בסוגים שונים של מתקנים, אך זה שהציעו האקדמאים א' סחרוב ואני תמם בשנות ה-50 הוא הנפוץ ביותר. כור Tokamak (תא טורואידי בשדה מגנטי). במתקן Tokamak-10 הצליחו מדענים סובייטים לחמם את הפלזמה תחילה ל-10, ולאחר מכן ל-25 ו-30 מיליון מעלות. באוניברסיטת פרינסטון (ארה"ב), מדענים חיממו אותו ל-70 מיליון מעלות. לעת עתה, כל אלה הם כורים ניסיוניים (הדגמה). בדרך כלל מציינים גם את הבטיחות היחסית של כור תרמו-גרעיני עבור הסביבה, המשמש גם כטיעון חשוב. לפי I.V. Bestuzhev-Lada, "אין כאן ריח של צ'רנוביל".
עלינו לזכור גם שהמשאב העיקרי של אנרגיה תרמו-גרעינית הוא משאב הדאוטריום הכלול במימי האוקיינוס העולמי בריכוז של כ-0.015% (מה שנקרא מים כבדים). על פי חישובים מודרניים, באמצעות משאבי דוטריום אלה, ייצור החשמל הפוטנציאלי יכול להיות 4.4 * 1024 קילוואט-שעה, אשר במונחים של שווה ערך תרמית גבוה פי 60 מיליון בערך מהרמה הנוכחית של צריכת האנרגיה העולמית. כתוצאה מכך, אנרגיה תרמו-גרעינית יכולה להיחשב כבלתי נדלית כמעט. רק, שלא כמו גיאותרמית, שמש, גאות ושפל, רוח, הוא נוצר בידיים אנושיות.
חשוב מאוד שמחקר בסיסי על היתוך תרמו-גרעיני מבוקר יתבצע בתנאים של חילופי מידע מדעיים מתמידים בין מדינות, בתיאום הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית.
קודם כל, הם מתרכזים סביב פרויקט PTER (International Thermonuclear Research Reactor), שהעבודה עליו החלה בסוף שנות ה-70. וממשיך בהצלחה, למרות נסיגת ארה"ב ממנה. אתר בצרפת (Cadarache) כבר נבחר לבניית ה-PTER. העבודה שהחלה ב-2007 תימשך ככל הנראה בין 8-10 שנים. צפוי כי PTER יאפשר לחמם את הפלזמה לטמפרטורה של 150 מיליון מעלות ולשמור אותה במצב זה למשך 500 שניות.

ישנם תרחישים רבים לפיתוח אנרגיה גלובלית בטווח הארוך. לטענת חלקם, צריכת האנרגיה העולמית באמצע המאה ה-21. יגדל ל-20 מיליארד טון (בשווי נפט), ומבחינת היקף הצריכה הזו, מדינות מתפתחות יעקפו עד למועד זה את המפותחות (איור 151). ועד שנת 2100, אפילו עם האופציה הממוצעת, צריכת האנרגיה העולמית עשויה לעלות ל-30 מיליארד טון (איור 152).
במקביל, יתרחשו שינויים מבניים חשובים: חלקם של הדלקים המאובנים יקטן וחלקם של מקורות אנרגיה מתחדשים, במיוחד מקורות אנרגיה מתחדשים לא קונבנציונליים (NRES) - כמו שמש, רוח, גיאותרמית וגאות - יגדל. כולם שונים מהותית ממקורות מסורתיים של דלק מינרלי בהתחדשותם וביעילותם הכלכלית. גם לשימוש בדלק ביולוגי, במיוחד ביואתנול, יש סיכויים גדולים. עתידנים אמריקאים מציעים שעד 2010 מקורות חלופיים יספקו 10% מהאנרגיה בעולם, עד 2016 תגדל יעילות תחנות הכוח ל-50%, עד 2017 יתחיל השימוש הנרחב בסוללות דלק, ומ-2026 - שימוש מסחרי בכורים תרמו-גרעיניים. .
מכל מה שנאמר, המסקנה מעידה בעצמה כי אין כמעט בסיס מספיק לתפיסה פסימית ביותר על עתיד האנרגיה של האנושות. כמובן שעלולה להתרחש דלדול של בריכות דלק בודדות, מה שישפיע גם על גורלם של אזורי כרייה בודדים. אבל הסיכוי למחסור מוחלט בדלק עדיין לא סביר. ובכל זאת, סך המאגרים המוכחים של רוב מאובני הדלק מאפשרים לשמור על רמות ייצור גבוהות למדי - לפחות עד אמצע המאה ה-21, כאשר האנרגיה התרמו-גרעינית יכולה להתחיל לפעול במלוא התנופה.

באשר לכמות האנרגיה הכוללת הכלולה בבטן כדור הארץ ומופיעה מדי שנה על הפלנטה שלנו ובמרחב הקרוב לכדור הארץ, היא כה גדולה עד שתיאורטית, ככל הנראה, לא יכולה להיות שאלה של אפשרות למצות את הפוטנציאל האנרגטי. של האנושות בעתיד הנראה לעין.
על רקע עולמי זה, עמדתה של רוסיה נראית סותרת למדי. מצד אחד, רוסיה ממוקמת במקום השלישי בעולם מבחינת הצריכה הכוללת של משאבי אנרגיה ראשוניים (1.2 טריליון טון). עתודות נפט שנחקרו כבר יחזיקו מעמד למשך 55 שנים, וגז טבעי למשך 85 שנים. בנוסף, מעמקיו מסתירים עושר רב שלא התגלה. מצד שני, עוצמת האנרגיה של התמ"ג ברוסיה בתחילת המאה ה-21. היו גבוהים פי 2.5 מאשר בארה"ב ופי 3.5 מאשר במערב אירופה. הדבר מרמז על הצורך לעבור למדיניות אנרגיה פחות בזבזנית, לניצול טוב יותר של ההתקדמות המדעית והטכנולוגית. והנה דוגמה ספציפית מהסוג הזה: בשנים 2016–2030. היא צפויה להשלים את יצירת הדגמה, ועד 2050, תחנת כוח תרמו-גרעינית תעשייתית.

זו הבעיה של לספק לאנושות דלק ואנרגיה כעת ובעתיד הנראה לעין.

משברי אנרגיה מקומיים התעוררו גם בכלכלה הקדם-תעשייתית (למשל באנגליה במאה ה-18 עקב דלדול משאבי היער והמעבר לפחם). אבל כבעיה עולמית, המחסור במשאבי אנרגיה הופיע בשנות ה-70. המאה העשרים, כאשר פרץ משבר האנרגיה, התבטא בעלייה חדה במחירי הנפט (פי 14.5 בשנים 1972-1981), אשר יצרה קשיים רציניים עבור הכלכלה העולמית. למרות שרבים מהקשיים של אז התגברו, הבעיה העולמית של אספקת דלק ואנרגיה נותרה חשובה כיום.

הסיבה העיקרית לבעיית האנרגיה העולמית צריכה להיחשב לעלייה המהירה בצריכת דלקים מינרליים במאה ה-20. בצד ההיצע, היא נגרמת מגילוי וניצול של שדות נפט וגז ענקיים במערב סיביר, אלסקה ובמדף הים הצפוני, ובצד הביקוש, מגידול בצי הרכב והגדלת ייצור חומרים פולימריים.

אספקת משאבי דלק ואנרגיה לכלכלת העולם

במקביל, ישנה עלייה נוספת במשאבי הדלק המינרלי. בהשפעת משבר האנרגיה, התגברו פעילויות חקר גיאולוגי בקנה מידה גדול, שהובילו לגילוי ופיתוח של מרבצי אנרגיה חדשים. בהתאם, זמינותם של סוגי הדלק המינרליים החשובים ביותר גדלה גם היא: מאמינים שברמת הייצור הנוכחית, עתודות פחם מוכחות צריכות להספיק ל-325 שנים. גז טבעי - במשך 62 שנים, ונפט - במשך 37 שנים (אם בתחילת שנות ה-70 האמינו שהאספקה של הכלכלה העולמית עם עתודות נפט לא עולה על 25-30 שנים; עתודות פחם מוכחות עוד ב-1984 נאמדו ב-1 , 2 טריליון טון, ואז עד סוף שנות ה-90 הם גדלו ל-1.75 טריליון טון).

הדרכים העיקריות לפתור את בעיית האנרגיה העולמית

דרך נרחבת לפתרון בעיית האנרגיה כרוכה בהגדלה נוספת של ייצור האנרגיה ובעלייה מוחלטת בצריכת האנרגיה. נתיב זה נותר רלוונטי עבור הכלכלה העולמית המודרנית. צריכת האנרגיה העולמית במונחים אבסולוטיים מ-1996 עד 2003 עלתה מ-12 מיליארד ל-15.2 מיליארד טון שווה ערך דלק. במקביל, מספר מדינות עומדות בפני הגעה לקצה גבול ייצור האנרגיה של עצמן (סין) או עם סיכוי להקטנת ייצור זה (בריטניה). פיתוח זה מעודד את החיפוש אחר דרכים להשתמש במשאבי אנרגיה בצורה יותר רציונלית.

על בסיס זה ניתנת תנופה לדרך אינטנסיבית לפתור את בעיית האנרגיה, המורכבת בעיקר מהגדלת הייצור ליחידת תשומה אנרגיה. משבר האנרגיה של שנות ה-70. האיץ את הפיתוח והיישום של טכנולוגיות לחיסכון באנרגיה ונותן תנופה לשינוי המבני של המשק. צעדים אלה, שבוצעו באופן עקבי ביותר על ידי מדינות מפותחות, אפשרו למתן באופן משמעותי את ההשלכות של משבר האנרגיה.

בתנאים מודרניים, טון אנרגיה שנחסך כתוצאה מאמצעי שימור זול פי 3-4 מאשר טון אנרגיה המופקת נוספת. נסיבות אלו היוותה תמריץ רב עוצמה עבור מדינות רבות להגביר את היעילות של השימוש באנרגיה. במהלך הרבע האחרון של המאה ה-20. עוצמת האנרגיה של כלכלת ארה"ב ירדה בחצי, ובגרמניה - פי 2.5.

בהשפעת משבר האנרגיה, מדינות מפותחות בשנות ה-70-80. ביצע ארגון מחדש מבני רחב היקף של המשק בכיוון של הקטנת חלקן של תעשיות עתירות אנרגיה. לפיכך, עוצמת האנרגיה של הנדסת מכונות ובעיקר מגזר השירותים נמוכה פי 8-10 מאשר במתחם הדלק והאנרגיה או במטלורגיה. תעשיות עתירות אנרגיה צומצמו והועברו למדינות מתפתחות. ארגון מחדש מבני בכיוון של חיסכון באנרגיה מביא לחיסכון של עד 20% בדלק ובמקורות אנרגיה ליחידת תוצר.

בסוף המאה העשרים צצה בעיית ההתכלות והמחסור במשאבי טבע. בעיית אבטחת האנרגיה ואספקת הדלק היא חריפה במיוחד.

אנשים התחילו לדבר על בעיית האנרגיה כעולמית לאחר משבר האנרגיה של 1972-1973, כאשר כתוצאה מהפעולות המתואמות של המדינות החברות ב-OPEC, מחיר הנפט הגולמי שהם מכרו עלה פי 10. פעולות דומות, אך בקנה מידה צנוע יותר (מדינות החברות ב-OPEC לא הצליחו להתגבר על סתירות תחרותיות פנימיות), ננקטו ממש בתחילת שנות ה-80. זה איפשר לנו לדבר על הגל השני של משבר האנרגיה העולמי. כתוצאה מכך, עבור 1972-1981. מחירי הנפט עלו פי 14.5. בספרות של אז, זה כונה "הלם הנפט העולמי", שסימן את סוף עידן הנפט הזול וגרם לתגובת שרשרת של עליית מחירים עבור חומרי גלם שונים אחרים. חלק מהאנליטיקאים מאותן שנים ראו באירועים כאלה עדות לדלדול משאבי הטבע הבלתי מתחדשים בעולם ולכניסה של האנושות לעידן של "רעב" ממושך באנרגיה ובחומר גלם.

משברי אנרגיה וחומרי גלם של שנות ה-70-80.

היו גם היבטים חיוביים. ראשית, הפעולות המאוחדות של ספקי משאבי טבע ממדינות מתפתחות אפשרו למדינות חיצוניות ביחס להסכמים בודדים ולארגונים של מדינות המייצאות חומרי גלם לנהל מדיניות סחר חוץ אקטיבית יותר בחומרי גלם. כך הפכה ברית המועצות לשעבר לאחת מיצואניות הגדולות של נפט וכמה סוגים אחרים של אנרגיה וחומרי גלם מינרלים.

שנית, המשברים נתנו תנופה לפיתוח טכנולוגיות לחיסכון באנרגיה וחיסכון בחומרים, חיזוק המשטר לחיסכון בחומרי גלם והאצת הארגון מחדש המבני של המשק. צעדים אלו, שננקטו בעיקר על ידי מדינות מפותחות, אפשרו למתן באופן משמעותי את ההשלכות של משבר האנרגיה. בפרט, רק בשנות ה-70-80. עוצמת האנרגיה של הייצור במדינות מפותחות ירדה ביותר מ-1/4.

שלישית, תשומת לב מוגברת ניתנה לשימוש בחומרים חלופיים ובמקורות אנרגיה, למשל, גרעיני. נכון להיום, חלקן של תחנות כוח גרעיניות בייצור החשמל העולמי הוא 25%.

רביעית, בהשפעת המשבר, החלו לבצע עבודות חיפוש גיאולוגיות רחבות היקף, שהובילו לגילוי שדות נפט וגז חדשים, כמו גם עתודות משתלמות כלכלית של סוגים אחרים של חומרי גלם טבעיים.

כך הפכו הים הצפוני ואלסקה לאזורים גדולים חדשים להפקת נפט וגז, ואוסטרליה, קנדה ודרום אפריקה לחומרי גלם מינרלים.

כתוצאה מכך, תחזיות פסימיות לאספקת אנרגיה וחומרי גלם מינרליים בעולם פינו את מקומן לחישובים אופטימיים יותר המבוססים על נתונים חדשים.

בעיית אנרגיה גלובלית וסיכויים לביטחון האנרגיה הרוסי

אם בשנות ה-70 - תחילת שנות ה-80. אספקה של סוגים עיקריים של משאבי אנרגיה נאמד ב-30-35 שנים, אז בסוף שנות ה-90. זה גדל עבור נפט - עד 50 שנה, עבור גז טבעי - עד 100 שנה, ולפחם - אפילו יותר מ-400 שנה.

לפיכך, בעיית משאבי האנרגיה העולמית בהבנתה הקודמת כסכנה של מחסור מוחלט במשאבים בעולם אינה קיימת כעת. אבל הבעיה של לספק לאנושות באופן אמין חומרי גלם ואנרגיה נותרה בעינה.

חוסר היציבות הצבאית-פוליטית באזורים רבים בעולם, בעיקר במדינות מתפתחות (למשל, המשבר סביב עיראק), מבצעת התאמות למצבים צפויים לכאורה ומשפיעה על תנועת מחירי חומרי הגלם בעולם, כולל אנרגיה.

נכון לעכשיו, הפתרון לבעיית המשאבים ואספקת האנרגיה תלוי, ראשית, בדינמיקה, בביקוש, בגמישות המחירים של רזרבות ומשאבים ידועים כבר; שנית, מהצרכים של אנרגיה ומשאבי מינרלים המשתנים בהשפעת הקידמה המדעית והטכנולוגית; שלישית, על אפשרויות החלפתם במקורות חלופיים של חומרי גלם ואנרגיה ורמת המחירים לתחליפים; רביעית, מגישות טכנולוגיות חדשות אפשריות לפתרון בעיית משאבי האנרגיה העולמית, שניתן להבטיח על ידי התקדמות מדעית וטכנולוגית מתמשכת.

הקודם555657585960616263646566667686970הבא

ראה עוד:

בעיות גלובליות וסיבות להתרחשותן

הגלובליזציה של היחסים הכלכליים בעולם מחמירה את הבעיות הגלובליות של האנושות, שניתן להגדיר כמכלול של קשרים ויחסים בין מדינות ומערכות חברתיות, חברה וטבע בקנה מידה פלנטרי, המשפיעים על האינטרסים החיוניים של עמי כל מדינות העולם וניתן לפתור אותם רק כתוצאה מהאינטראקציה ביניהם

סיווג של בעיות גלובליות:

1. בעיות פוליטיות (מניעת מלחמה גרעינית עולמית והבטחת עולם יציב, פירוק נשק, סכסוכים צבאיים ואזוריים).

2. בעיות טבעיות וסביבתיות (הצורך בשמירה יעילה ומקיפה על הסביבה, אנרגיה, חומרי גלם, מזון, אקלים, בקרת מחלות, בעיות אוקיינוסים וכו').

3. בעיות סוציו-אקונומיות (פיתוח יציב של הקהילה העולמית, ביטול הנחשלות של מדינות מתפתחות, בעיית הפיתוח האנושי, פשע, אסונות טבע, פליטים, אבטלה, עוני וכו').

4. בעיות מדעיות של חקר חלל, חיזוי לטווח ארוך וכו').

בעיה דמוגרפית. הסיבה השכיחה ביותר להחמרת הבעיות הגלובליות היא הגידול האינטנסיבי בשנים האחרונות של אוכלוסיית כדור הארץ, או הפריחה הדמוגרפית כביכול, המלווה גם בגידול אוכלוסין לא אחיד במדינות ואזורים שונים, עם גידול האוכלוסייה הגדול ביותר שנצפה במדינות עם רמת פיתוח נמוכה של כוח ייצור אז, אם קצב גידול האוכלוסייה במדינות מתפתחות במהלך המאה העשרים. היה כ-2.5% בשנה, ואז במדינות מפותחות הוא לא עלה על 1%. זו הייתה הסיבה שבאפריקה, אסיה ואמריקה הלטינית יש כמיליארד אנשים. חיים בתנאים של עוני מוחלט, כ-250 מיליון ילדים סובלים מתת תזונה כרונית, וכמעט 40 מיליון אנשים מתים מדי שנה מרעב ומתת תזונה.

הפיצוץ הדמוגרפי גורם להחמרה של בעיות עולמיות כמו מזון, סביבה, חומרי גלם ואנרגיה. סיבה חשובה להחמרה של בעיות גלובליות במונחים של תכולת חומר היא הרמה הנמוכה של יישום של משאבים וחיסכון באנרגיה, כמו גם טכנולוגיות ידידותיות לסביבה. כתוצאה מכך, מהחומרים הטבעיים המעורבים בתהליך הייצור, רק 1.5% מקבלים את הצורה של המוצר הסופי.

בעיה אקולוגית. מרכיב חשוב בבעיות הגלובליות הוא סביבתי, הקשור ליחס הברברי של האדם לטבע, המתבטא בכריתת יערות מסיבית, הרס נהרות, יצירת מאגרים מלאכותיים וזיהום מים מתוקים בפסולת מזיקה.

בהשוואה לתחילת המאה העשרים. צריכת המים המתוקים עלתה יותר מפי 7 בשנות ה-90. הסתכם בכמעט 300 מ"ק בשנה לאדם. בהתחשב בכך שרבע מהאנושות חווה מחסור במים מתוקים, הבעיה של אספקת האוכלוסייה במי שתייה איכותיים עולה על הפרק. יתרה מכך, על פי נתוני ארגון הבריאות העולמי, התרחשותן של כ-80% מהמחלות השונות קשורה לצריכת מי שתייה באיכות ירודה.

סימן נוסף למשבר הסביבתי הוא בעיית הפסולת הנובעת מפעילות הייצור האנושי. פסולת משמעותית מצטברת באוקיינוסים. פלנקטון האוקיינוס סופג מדי שנה כ-50 מיליארד טון של פחמן דו חמצני, שחלק ניכר ממנו שוקע לקרקעית. תהליך זה משפיע באופן משמעותי על העלייה בתכולת הפחמן הדו חמצני באטמוספירה של כדור הארץ.

דרכים לפתור בעיות סביבתיות. הדרכים העיקריות לפתור את הבעיה הסביבתית מנקודת המבט של התוכן החומרי של אופן הייצור החברתי הן:

פיתוח מהיר ושימוש בסוגים בסיסיים כאלה של אנרגיה מתחדשת עצמית כמו שמש, רוח, אוקיינוס, כוח מים ואחרים;

שינויים מבניים בשימוש בסוגי אנרגיה קיימים שאינם מתחדשים, דהיינו: עלייה בחלקו של הפחם במאזן האנרגיה עם ירידה בחלקם של הנפט והגז, שכן הרזרבות של האחרונים על פני כדור הארץ קטנות בהרבה. , וערכם עבור התעשייה הכימית גדולה בהרבה;

הצורך ליצור אנרגיית פחם ידידותית לסביבה שתפעל ללא פליטת גזים מזיקים, מה שמצריך הוצאה ממשלתית משמעותית על אמצעים להגנת הסביבה;

פיתוח על ידי כל המדינות של אמצעים ספציפיים לעמידה בתקנים סביבתיים לאוויר נקי, אגני מים, צריכת אנרגיה רציונלית והגברת היעילות של מערכות האנרגיה שלהן;

לימוד עתודות של כל המשאבים תוך שימוש בהישגים האחרונים של התקדמות מדעית וטכנולוגית. כידוע, כיום השכבה הרדודה שנחקרה של כדור הארץ היא עד 5 ק"מ. לכן, חשוב לגלות משאבים חדשים בעומקים גדולים יותר של כדור הארץ, ובקרקעית האוקיינוס העולמי;

פיתוח אינטנסיבי על ידי מדינות מתפתחות של כלכלת חומרי הגלם שלהן, כולל תעשיות עיבוד. כדי לפתור את בעיית הרעב במדינות אלו, יש צורך להרחיב את השטח, להכניס טכנולוגיה חקלאית מתקדמת, בעלי חיים פרודוקטיביים ביותר וייצור יבולים;

חיפוש אחר שיטות יעילות לניהול תהליך גידול האוכלוסייה במטרה לייצב אותו ברמה של 10 מיליארד איש. בתחילת המאה ה-22.;

הפסקת כריתת יערות, במיוחד טרופית, הבטחת שימוש רציונלי בהן;

גיבוש תפיסת עולם אקולוגית בקרב אנשים, שתאפשר לשקול את כל הנושאים הכלכליים, הפוליטיים, המשפטיים, החברתיים, האידיאולוגיים, הלאומיים והפרסונליים הן בתוך מדינות בודדות והן ברמה הבינלאומית;

פיתוח מקיף של חקיקה בנושא הגנת הסביבה, לרבות פסולת. לצורך כך נעשה שימוש בהקלות מס, סובסידיות, הפחתת תעריפים להובלת חומרי גלם משניים ועוד;

הגדלת השקעות סביבתיות.

בעיות גלובליות של דלק, אנרגיה וחומרי גלם.השימוש בדלק, אנרגיה וחומרי גלם כיום גדל בקצב משמעותי. לכל תושב כדור הארץ מופקים 2 קילוואט אנרגיה, וכדי להבטיח סטנדרטים מקובלים של איכות חיים יש צורך ב-10 קילוואט. נתון זה הושג רק במדינות מפותחות בעולם. בהקשר זה, השימוש הבלתי רציונלי באנרגיה, בשילוב עם גידול אוכלוסיה וחלוקה לא אחידה של משאבי דלק ואנרגיה במדינות ואזורים שונים, מוביל לצורך להגדיל את ייצורם.

עם זאת, משאבי האנרגיה של כדור הארץ מוגבלים. בקצב הפיתוח המתוכנן של אנרגיה גרעינית, כל המאגרים של האורניום ימוצו לראשונה במאה ה-21. עם זאת, אם עלויות האנרגיה הן ברמת האנרגיה של המחסום התרמי, אז כל הרזרבות של מקורות אנרגיה לא מתחדשים יישרפו בעשורים הראשונים. לכן, מנקודת המבט של תכולת החומר, הסיבות העיקריות להחמרת בעיות הדלק, האנרגיה וחומרי הגלם הן היקף המעורבות ההולך וגובר של משאבי הטבע בתהליך הייצור וכמותם המוגבלת על פני כדור הארץ.

דרכים לפתרון בעיות דלק, אנרגיה וחומרי גלם גלובליים. הדרכים העיקריות לפתור בעיות דלק, אנרגיה וחומרי גלם מנקודת המבט של התוכן החומרי של אופן הייצור החברתי הן:

שינוי מנגנון התמחור של משאבי טבע.

בעיית אנרגיה ודרכים לפתור אותה. סיכויים לאנרגיה חלופית

לפיכך, המחירים שלהם במדינות לא מפותחות מוכתבים על ידי תאגידים טרנס-לאומיים גדולים, שריכזו בידיהם את השליטה במשאבי הטבע. לפי UNCTAD, משלושה עד שש TNCs שולטות ב-80-85% משוק הנחושת העולמי, 90-95% משוק עפרות הברזל העולמי, 80% משוק הכותנה, החיטה, התירס, הקפה, הקקאו ואחרים;

המאמצים המשולבים של מדינות מפותחות צריכים להתנגד לאסטרטגיה של איחוד פעולותיהן של מדינות המייצאות משאבי דלק, אנרגיה ודלק. אסטרטגיה זו צריכה להתייחס להיקף הייצור של כל סוגי המשאבים, מכסות למכירתם בשווקים זרים וכו';

מכיוון שמדינות מפותחות וחברות TNC מנסות לבצע רק עיבוד ראשוני של חומרי גלם מינרלים במדינות מתפתחות, האחרונות צריכות להגדיל את תפוקת המוצרים המוגמרים, מה שיאפשר להן להגדיל משמעותית את הכנסות היצוא;

ביצוע רפורמות אגרריות פרוגרסיביות;

איחוד המאמצים של כל המדינות לפתרון בעיות גלובליות, הגדלת ההוצאות באופן משמעותי כדי לחסל את המשבר הסביבתי על ידי החלשת מרוץ החימוש והפחתת ההוצאות הצבאיות.

שימוש במערך של אמצעים כלכליים לניהול איכות הסביבה, לרבות סובסידיות וסובסידיות לייצור מוצרים ידידותיים לסביבה, ליישום פרויקטים סביבתיים ממלכתיים הוא אחר.

שאלות לשליטה עצמית:

1. מהות תהליך הגלובליזציה ומאפייניו.

2. גלובליזציה פיננסית.

3. מרכיבים מרכזיים של המהפכה הפיננסית.

4. בעיות גלובליות והגורמים להתרחשותן.

5. סיווג בעיות גלובליות.

6. דרכים לפתור בעיות גלובליות גדולות.

7. רגולציה בינלאומית של בעיות גלובליות.

נושא 17. רגולציה בינלאומית של בעיות גלובליות

לְתַכְנֵן:

1. ארגונים בינלאומיים של מערכת האו"ם.
2. ארגונים של מערכת ה-OECD.
3.

סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA).
4. הסוכנות לאנרגיה גרעינית (NEA).
5. מועצת אירופה. הארגון לביטחון ושיתוף פעולה באירופה (OSCE).
6. ליגת מדינות ערב, ועידה אסלאמית.
7. הבנק העולמי. ועידת האומות המאוחדות לסחר ופיתוח (UNCTAD).

המאבק על שליטה עולמית ועוינות בין המדינות המובילות בעולם הביאו למותו של המודל הראשון של העולם הגלובלי, שצמח בתחילת המאה ה-20. (לאחר מלחמת העולם הראשונה וסדרה של מהפכות הרסניות), חבר הלאומים היה מאורגן כדי למנוע אסונות חדשים. הוא נוצר בשנת 1919 ביוזמת המדינות המנצחות במלחמה, צרפת ובריטניה.

הוא כולל יותר מ-30 מדינות. עם זאת, ארצות הברית לא הצטרפה לארגון זה; גרמניה ואיטליה עזבו אותו ב-1934, כבר התכוננו לתוקפנות עתידית. לאחר עזיבת המדינות הפשיסטיות נכנסה ברית המועצות לחבר הלאומים, אך ב-1939 היא גורשה ממנה בשל תוקפנות נגד פינלנד. חבר הלאומים לא הצליח להגשים את מטרתו ולמעשה חדל להתקיים. מלחמת העולם השנייה החלה.

לאחר סיומה, ניסו המדינות המנצחות שוב ליצור ארגון בינלאומי המסוגל להסדיר את היחסים בין מדינות ולפתור בעיות עולמיות. האו"ם (או"ם) נוצר בשנת 1945, ושנה שלפני ועידת ברטון וודס הקימה את קרן המטבע הבינלאומית ואת הבנק העולמי. כיום, ישנם יותר מ-4,000 במערכת הארגונים הבינלאומיים, מתוכם יותר מ-300 בין-מדינתיים.

ניתן לחלק ארגונים בינלאומיים לפי מספר עקרונות:

1. בין-מדינתי (בין-ממשלתי) ולא-מדינתי. הרוב המכריע של הארגונים הבינלאומיים הם לא ממשלתיים. ביניהם מספר רב של עמותות, איגודים וקרנות שונות.

2. אוניברסלי, פתוח לכל המדינות, ומתמחים, למשל, ארגונים בינלאומיים אזוריים או מגזריים.

3. ארגונים בעלי כשירות כללית המכסים את כל תחומי היחסים הפוליטיים, הכלכליים, החברתיים והתרבותיים (או"ם, מועצת אירופה, הליגה של מדינות ערב), וכשירות מיוחדת המבצעים שיתוף פעולה בכל תחום ספציפי (איגוד הדואר האוניברסלי, ארגון העבודה הבינלאומי, ארגון הבריאות העולמי ).

4. ארגונים בין-מדינתיים ובין-מדינתיים, שהחלטותיהם, בניגוד להחלטות של ארגונים בין-מדינתיים, חלות ישירות על יחידים וישויות משפטיות של המדינות החברות בארגונים (לדוגמה, החלטות האיחוד האירופי מחייבות את כל האנשים במדינות האיחוד האירופי).

5. ארגונים פתוחים, אליהם ניתן להצטרף באופן חופשי, וסגורים, אליהם ניתן להצטרף בהזמנת המייסדים (למשל נאט"ו).

ניתן לסווג ארגונים בינלאומיים לפי תחומי פעילות ומושאי רגולציה. בהתאם לקריטריוני הסיווג הבאים, ניתן לחלק ארגונים כלכליים בינלאומיים ל:

א) ארגונים שנועדו לפתור בעיות פוליטיות, כלכליות, חברתיות וסביבתיות מורכבות. זה כולל ארגונים של מערכת האו"ם, OECD, מועצת אירופה וכו';

ב) ארגונים המסדירים את השווקים הפיננסיים העולמיים ואת היחסים המוניטריים והפיננסיים הבינלאומיים (IMF, קבוצת הבנק העולמי וכו');

ג) ארגונים המסדירים את שוקי הסחורות ואת יחסי הסחר הבינלאומיים (WTO, OPEC וכו');

ד) ארגונים בינלאומיים אזוריים (NAFTA, האיחוד האירופי וכו').

על בסיס זה ניתנת תנופה לדרך אינטנסיבית לפתור את בעיית האנרגיה, המורכבת בעיקר מהגדלת הייצור ליחידת תשומה אנרגיה. משבר האנרגיה של שנות ה-70. האיץ את הפיתוח וההחדרה של טכנולוגיות לחיסכון באנרגיה, נותן תנופה לשינוי המבני של המשק. צעדים אלה, שבוצעו באופן עקבי ביותר על ידי מדינות מפותחות, אפשרו למתן באופן משמעותי את ההשלכות של משבר האנרגיה.

בעיות גלובליות של האנושות

יש השפעה מועטה על התחבורה.

לפיכך, בעיית האנרגיה העולמית בהבנתה הקודמת כאיום של מחסור מוחלט במשאבים בעולם אינה קיימת.

עם זאת, הבעיה של אספקת משאבי אנרגיה נשארת בצורה שונה.

סִפְרוּת

1. Vernadsky V.I. ביוספירה. מ.: מיסל, 1967

2. Vernadsky V.I. חומר חי. מ.: נאוקה, 1976

3. Vernadsky V.I. המבנה הכימי של הביוספרה של כדור הארץ וסביבתו, מ.: נאוקה, 1965

4. ביוספרה: אוסף/עורך. גברת. גיליארוב. מ.: מיר, 1972

5. Vernadsky V.I. מאמרים על גיאוכימיה. מ.: נאוקה, 1983

6. קטלוג הביוספירה. מ.: Mysl, 1991

7. Meadows D.H., Meadows D.L., Randers I. Beyond growth - M.: Pangea Progress, 1994

⇐ הקודם123

קרא גם:

כיום עדיין מופק דלק בעולם, תחנות הכוח פועלות ללא הפסקה והכלכלה העולמית מתפקדת בקצב מואץ, אך בעיית האנרגיה נותרה מהחריפה ביותר.
זה מוסבר, ראשית, בפער ההולך וגדל בין שיעורי הפיתוח הגבוהים של תעשיות עתירות אנרגיה במדינות מפותחות (ובעתיד הקרוב גם מתפתחות) לבין עתודות משאבי האנרגיה הבלתי מתחדשים (נפט, גז, פחם); שנית, ההשלכות הסביבתיות השליליות של פיתוח אנרגיה תוך שמירה על המבנה המסורתי של מאזן הדלק והאנרגיה (FEB), עם דומיננטיות חדה של דלקים מזהמים (כ-85% מה-FEB). שני ההיבטים הללו קשורים זה בזה, שכן השימוש במקורות אנרגיה מתחדשים (חלופיים) עשוי להקל באופן משמעותי הן על מתחי משאבים והן על מתחים סביבתיים בעולם.
כלכלה המתפתחת במהירות בתחילת המאות ה-20 וה-21 דורשת הגדלת עלויות האנרגיה. המדע מזהיר כי ברמות הנוכחיות של צריכת אנרגיה, עתודות מוכחות של דלק אורגני על פני כדור הארץ יחזיקו מעמד כ-150 שנים, כולל נפט ל-35, גז ל-50 ופחם למשך 425 שנים (נקודת התייחסות - 1990). לפעמים תחזיות אלה שמבטאות מדענים שונים שונות במקצת, אך רק במעט, מה שמטבע הדברים אינו נותן לאנושות אופטימיות נוספת. לפיכך, המאגרים הטבעיים המוגבלים של חומרי גלם פחמימניים מהווים את הליבה העיקרית של בעיית האנרגיה העולמית כיום.
כמובן שככל שמתרחבים מאמצי החיפושים, העתודות האמינות של נפט, גז, פחם ופצללים גדלות, אבל זו נחמה קטנה. בכל העולם הם עוברים לפתח מרבצים של חומרי גלם שהם פחות יצרניים או שנמצאים באזורים לא נגישים עם תנאי טבע קשים, מה שמייקר מאוד את עלות הייצור. לפיכך, ניצול הנפט מפלטפורמות קידוח על מדף האוקיינוס העולמי יקר בהרבה מאשר בשדות העשירים ביותר של המזרח התיכון. במדינות רבות, קידוחים מאסיביים לנפט וגז כבר מתנהלים בעומקים של 5-6 ק"מ. דלדול המשאבים מאלץ אותנו לפתח מדיניות לחסכון במשאבים ולעשות שימוש נרחב בחומרי גלם משניים.
בעיית האנרגיה נדונה לראשונה באמצע שנות ה-70, כאשר פרץ המשבר הכלכלי במערב. במשך שנים רבות, הנפט נשאר סוג הדלק הזול והנגיש ביותר. הודות לזול שלה, עלות האנרגיה לא השתנתה במשך זמן רב, אם כי הצריכה שלה עלתה מהר מאוד. מדינות ערביות המפיקות נפט השתמשו במכירת הנפט כ"נשק פוליטי" במאבק על זכויותיהן והעלו בחדות את מחיריו. לפיכך, הבסיס למשבר האנרגיה היה לא רק כלכלי, אלא גם פוליטי וחברתי. המשבר סימן את סוף עידן מקורות האנרגיה הזולים. השימוש בנפט וגז כמשאבי האנרגיה של העתיד הוטל בספק. הבה נזכור כי משאבים אלו הם חומרי הגלם היקרים ביותר עבור התעשייה הכימית.
אז, כיום מגזר האנרגיה בעולם מבוסס על מקורות אנרגיה לא מתחדשים - מאובנים אורגניים ומינרלים דליקים, כמו גם האנרגיה של נהרות ושל האטום.

בעיית אנרגיה

מקורות האנרגיה העיקריים הם נפט, גז ופחם. הסיכויים המיידיים לפיתוח אנרגיה קשורים בחיפוש אחר איזון טוב יותר של נושאי אנרגיה עם ניסיונות להפחית את חלקו של הדלק הנוזלי.
האנושות כבר נכנסה לתקופת מעבר - מאנרגיה המבוססת על משאבי טבע אורגניים, המוגבלים, לאנרגיה על בסיס בלתי נדלה כמעט (אנרגיה גרעינית, קרינת שמש, חום כדור הארץ וכו'). תקופה זו מאופיינת בפיתוח טכנולוגיות לחיסכון באנרגיה ובחיסכון אנרגטי כולל.

כיצד להפוך את אנרגיית הכבידה של כדור הארץ ולבטל את שריפת משאבי הטבע והקמת תחנות כוח הידרואלקטריות ומבנים לא יעילים ויקרים אחרים?

יצירת ממיר אנרגיה כבידה, וזה התגשם.

אני מציג לציבור תכנון של מנוע העושה שימוש בהבדל בכוח המשיכה של כדור הארץ בין אוויר לנוזל, המאפשר לקבל אנרגיה מכנית, ולאחר מכן, באמצעות גנרטור חשמלי רגיל, להשיג חשמל. התרשים מוצג להלן.

ייצור דגימת עבודה בהספק של 5 מגוואט הושלם ב-NPO ZAO Elektromash ב-Tiraspol.

עלות ייצור המנוע הזה היא 1,500 דולר ארה"ב, כולל גנרטור ומכשיר בקרה יעלה כ-120,000 דולר ארה"ב, עם תפוקה של 3.6 מיליון קילוואט לשעה לחודש, אשר בעלות של 5 סנט לקיוואט, תקופת ההחזר נמוכה יותר מחודש אחד, והייצור לוקח חודש אחד וללא עבודות בנייה והתקנה.

ניתן להתקין את תחנת כוח הכבידה בחדר של 20 מ"ר. ובגובה 4 מטר. שינוי העיצוב יאפשר שימוש ב- Grav.E.S. על כל סוגי התחבורה, לרבות תעופה, על ידי אספקת חשמל וחום: בתים, עיירות וערים ללא שימוש בקווי חשמל, כושר טרנספורמציה ושאר התקנים הדרושים להעברת אנרגיה; ניתן לייצר אותו בכל מקום, בכל נסיבות ובכל כמות .

מכשיר להמרת אנרגיית כבידה לאנרגיה מכנית ושיטת המרה.

ההמצאה מתייחסת לתחום המכניקה, דהיינו למכשירים להמרת אנרגיית כבידה לאנרגיה מכנית.

הפתרון הטכני מבוסס על חוק ארכימדס על פעולת כוח ציפה על גוף השקוע בנוזל, המנוגד לכוח הכבידה שלו וניתן להמיר אותו לאנרגיה מכנית.

מכשיר להמרת אנרגיית כבידה לאנרגיה מכנית כולל מיכל לנוזל, שבחלל הפנימי שלו יש גלגלי שיניים מסתובבים אופקית המחוברים בשרשראות סגורות, שעליו מחוברים מכולות סירה באופן קבוע, כאשר גלגלי השיניים העליונים מותקנים על ציר קבוע, וכן התחתונים על מטלטלין המשתרעים מעבר לגבולות הקיבולת ומשמשים כגל המראה, המצויד במצמד מבוקר ומחובר לתיבת הילוכים אוברדרייב.

השיטה מתבצעת על ידי אספקת גז לחלק התחתון של המיכל ועקירת מים ממיכלי סירה הפוכים, ובכך הנעת השרשראות ופיר ההמראה.

ההמצאה מתייחסת לתחום המכניקה, דהיינו למכשירים להמרת אנרגיית כבידה לאנרגיה מכנית.

הפתרון הטכני מכוון להשגת אנרגיה המבוססת על תופעה הקיימת בטבע, המאפשרת להשיג אנרגיה מכנית בצורה ידידותית לסביבה, ושימושה בפעילות כלכלית אנושית.

המהות של הפתרון הטכני, שאין לו אנלוגים, היא שהמים נעקרים ממיכלים הפוכים הטבולים בנוזל, המכונה בדרך כלל "סירות", המחוברות בקשיחות לשרשרת אנכית, על ידי אספקת גז מלמטה. מיכלים-סירות חלולים נדחפים מהנוזל בהשפעת כוח ציפה עליהם, המנוגד לכוח הכובד של גוף הטבול בנוזל ומחושב לפי חוק ארכימדס הידוע לפי הנוסחה:

מטרת ההמצאה היא להשיג אנרגיה עקב כוח הציפה הפועל על גוף השקוע בנוזל.

מטרה זו מושגת על ידי העובדה שהמכשיר להמרת אנרגיית כבידה לאנרגיה מכנית כולל מיכל מותקן אנכית, שלמשטח הקצה העליון שלו יש גישה חופשית לאטמוספירה, והתחתית עשויה מוצקה, אטומה, בחלקה העליון של במיכל מותקן ציר קבוע עם גלגלי שיניים מסתובבים בחופשיות בצורה אופקית, ובחלקו התחתון ישנו גם ציר מתנועע אופקית עם גלגלי שיניים מותקנים עליו בקשיחות, כל גלגל שיניים עליון מחובר לגלגל השיניים התחתון באמצעות שרשרת הנעה סגורה, שעליה מכולות סירה מותקנות בצורה קבועה ואופקית, בעוד הציר הניתן להזזה התחתון משתרע מעבר למכולה ומשמש ככוח פיר המראה. ממיכלי סירה הפוכים הטבולים בנוזל, הוא נעקר על ידי אספקת גז לחלק התחתון של המיכל, והשרשרות ופיר ההמראה מונעים.

המהות של הפתרון הטכני מומחשת על ידי איורים, כאשר באיור. המכשיר מוצג בשתי תחזיות: משמאל - תצוגת החתך הראשית; בצד ימין יש מבט צדדי.

מכשיר להמרת אנרגיית כבידה לאנרגיה מכנית כולל מיכל מותקן אנכי 1 מלא בנוזל 2, בחלקו העליון של המיכל 1 מותקן ציר עליון 3 ללא תנועה עם גלגלי שיניים מונעים נעים 4 אופקית, ובחלקו התחתון של המיכל. 1 ציר נע 5 עם גלגלי שיניים קשיחים 6, כל גלגל שיניים עליון מחובר לתחתון באמצעות שרשרת הנעה סגורה 7, שעליה מותקנות מכולות סירה 8 באופן קבוע ואופקי, בעוד שהציר הנייד התחתון משתרע מעבר לגבולות המיכל 1 ומשמש כציר הולכת כוח 9, המחובר לתיבת ההילוכים 11 כדי להגביר את מהירות הציר 9 והמטען 12.

בעיית אנרגיה עולמית

מדחס 13 מותקן מתחת לתחתית כדי לספק גז 14.

המכשיר פועל באופן הבא.

מיכל מותקן אנכית 1 ממולא בנוזל 2, לאחר מכן, כשהמצמד המבוקר 10 מופעל, אוויר דחוס 14 מהמדחס 13 מסופק למיכל 1. בועות הגז שנוצרות 14 בנוזל 2 עולות וממלאות בהדרגה את מיכלי סירה הפוכים 8, מעבירים מהם מים. בהשפעת כוח הציפה של ארכימדס, מכולות הסירה 8 נעות כלפי מעלה ונושאות עימן את שרשראות ההינע 7, הנעות ליניאריות ומסובבות את גלגלי ההינע 6, המורכבים בקשיחות על ציר 5, ואיתם על ציר 5, ואיתם מתיחת הכוח של ציר 9, שמתחילה להסתובב בסרק מהר יותר ויותר, ואז כשהוא מגיע למספר מסויים של סיבובים, מפעילים את המצמד המבוקר 10 ובעזרתו מחברים את המטען 12 לכונן המכשיר נכנס למצב הפעלה ומתפקד ללא התערבות אנושית.

יישום הפתרון הטכני המוצע יחסוך באופן משמעותי במקורות אנרגיה מתכלים ויצמצם את זרימת הפליטות המזיקות לאטמוספירה שמסביב, מה שיסייע בשמירה על סביבה ידידותית לסביבה על פני כדור הארץ.

תְבִיעָה.

מכשיר להמרת אנרגיית כבידה לאנרגיה מכנית שונה בכך שכדי לקבל אנרגיה כתוצאה מכוח הציפה הפועל בשדה כבידה על גוף השקוע בנוזל, הוא כולל מיכל ניצב אנכית לנוזל, שלפני הקצה העליון שלו יש גישה חופשית לאטמוספירה, וכן תחתית עשויה מוצקה, אטומה, בחלל הפנימי שלה מותקנים אופקית גלגלי שיניים מסתובבים, המחוברים בשרשראות סגורות, אליהן מחוברות מכולות סירה באופן קבוע, ואילו גלגלי השיניים העליונים מותקנים על ציר קבוע, והתחתונים על גלגל תנועה. האחד, המשתרע מעבר למיכל ומשמש כגל המראה, המצויד במצמד מבוקר ומחובר לתיבת הילוכים מוגברת.

מכשיר לפי טענה. 1 ,　שונה בכך שבמכלים מסוג סירה הפוכים וטבולים בנוזל, הוא נעקר על ידי אספקת גז לחלק התחתון של המיכל, והשרשרות ופיר ההמראה מונעים.

מנוע כבידה זה יוצר ב-99% ב-NPO ZAO Elektromash ב-Tiraspol. הנהלת המיזם הפסיקה את סיום העבודה ומתן מבחנים ללא כל הסבר מובן.

מאזן האנרגיה של המוצר "מנוע כוח משיכה" המצוין בתמונה עם מאפיינים טכניים
מידות: 1) אורך = 1 מטר
2) רוחב=1 מטר 3) גובה=3 מטר
מיכלי עבודה בנפח 12 ליטר, כמות 42 יח'.
חישוב ההספק של מוצר זה P = A/t = (F*S)/t = 12 ק"ג * 18 יח' * 10 * 1 מ' / 1 שנייה = 2160 J / 1 שנייה (הספק מיידי = 2,160 קילוואט) בהתאמה , בהנדסת חשמל, הספק של המוצר נקבע לפי צריכת אנרגיה או ייצור בשעה.

בהתאם, ההספק של מוצר זה הוא 2.160 קילוואט * 3600 שניות = 7776000 קילוואט או 7.776 מגוואט

להפעלת "מנוע כוח משיכה" זה יש להשתמש במדחס 2.3 קילוואט בהספק של 50 M3 לשעה ובחישובים נעשה שימוש בעומק של 10 מטר (נתוני תעודה) מאחר ויש לנו מיכל בגובה של 3 מטר, בהתאם, יישאבו פי 3 יותר טונות .e. 150M 3 אוויר
פעולת מנוע הכבידה מתחילה בהספק ממקור חשמל חיצוני או לחץ שיורי במקלט המדחס, ולאחר מכן עובר למצב פעולה אוטונומי, כלומר, המדחס מופעל מגנרטור עובד.
בחישובים, הציע המחבר לשקול את מהירות התנועה הליניארית של מיכלי העבודה

V=1m/s
לפיכך, מנוע כבידה זה עם מאפייני הביצועים הנ"ל מייצר 5 מגה וואט של חשמל לשעה עם רזרבה.

דיונים בהמצאה זו מתנהלים בנושאים הבאים:

http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902479
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902396/new
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902313/new
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902631/new
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902751/new
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1390902684/new
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1233779866

תאריך פרסום: 28 בספטמבר 2013
הגש בקשה להמצאה שאתה מעוניין בה