مشاكل الطاقة وحلولها

مشكلة الطاقة البشرية من أن تصبح أكثر انتشارا في كل عام. ويرجع ذلك إلى النمو السكاني العالمي والتطور السريع للتكنولوجيا، الأمر الذي يؤدي إلى تزايد مستويات استهلاك الطاقة هذا. على الرغم من استخدام النووي، والبديل والطاقة المائية، حصة الأسد من الناس الوقود تستمر لاستخراج من الأرض. النفط والغاز الطبيعي والفحم والقابلة للنضوب موارد الطاقة الطبيعية، حتى الآن، مخزوناتها خفضت إلى مستوى حرج.

بداية النهاية

بدأت العولمة من مشاكل الطاقة البشرية في 70s من القرن الماضي، عندما عهد النفط الرخيص قد ولى. العجز وارتفاع حاد في سعر هذا النوع من الوقود أثارت أزمة خطيرة في الاقتصاد العالمي. وعلى الرغم انخفضت قيمتها مع مرور الوقت، وكانت أحجام باطراد، وبالتالي فإن مشكلة الطاقة والمواد الخام للبشرية أصبحت أكثر حدة.

على سبيل المثال، فقط خلال الفترة 60-80 سنة من القرن العشرين، كان حجم العالمي من الفحم 40٪ والنفط - 75٪ من الغاز الطبيعي - 80٪ من المبلغ الإجمالي للموارد المستخدمة منذ بداية هذا القرن.

على الرغم من أن نقص الوقود بدأ في 70s و تبين أن مشكلة الطاقة - هو مشكلة عالمية للبشرية، لم تقدم توقعات نمو الاستهلاك. وكان من المقرر أن حجم التعدين بحلول عام 2000 ستزيد بنسبة 3 مرات. وفي وقت لاحق، وبطبيعة الحال، تم تخفيض هذه الخطط، ولكن النتيجة هي الاستخدام المسرف للغاية من الموارد، والتي استمرت لعقود، واليوم هم ذهبوا تقريبا.

الجوانب الجغرافية الرئيسية للمشاكل الطاقة البشرية

وأحد أسباب نقص الوقود المتزايدة هو ترجيح للظروف إنتاجها، ونتيجة لذلك، فإن ارتفاع تكلفة العملية. إذا كان قبل بضعة عقود فقط، والموارد الطبيعية ملقاة على السطح، ولكن اليوم يجب أن زيادة باستمرار عمق الآبار الألغام والغاز والنفط. أبرزها ساءت الظروف الجيولوجية وقوع الطاقة في المناطق الصناعية القديمة في أمريكا الشمالية وأوروبا الغربية وروسيا وأوكرانيا.

وبالنظر إلى الجوانب الجغرافية لمشاكل الطاقة والمواد الخام للبشرية، يجب أن نقول أن حل منها هو توسيع حدود الموارد. تحتاج إلى تطوير مجالات جديدة مع الظروف الجيولوجية أخف وزنا. وهكذا فمن الممكن للحد من تكلفة انتاج الوقود. وينبغي أن يوضع في الاعتبار أن كثافة رأس المال الإجمالية لإنتاج الطاقة في المناطق الجديدة، وكقاعدة عامة، هي أعلى من ذلك بكثير.

الجوانب الاقتصادية والجيوسياسية لمشاكل الطاقة والمواد الخام للبشرية

وقد أدى استنزاف احتياطيات الوقود الأحفوري إلى بروز منافسة حادة في المجالات الاقتصادية والسياسية والجيوسياسية. وتشارك الشركات العملاقة في القسم الوقود من مصادر الوقود والطاقة، وإعادة توزيع مناطق النفوذ في هذه الصناعة، الأمر الذي يؤدي إلى تقلبات الأسعار المستمرة في سوق الغاز العالمية والفحم والنفط. الوضع غير المستقر تفاقم خطير مشاكل الطاقة البشرية.

أمن الطاقة العالمي

وجاء هذا المفهوم إلى استخدام في بداية القرن ال21. مبادئ هذه الاستراتيجية الأمنية توفر موثوق بها، على المدى الطويل، وإمدادات الطاقة مقبول بيئيا، والثمن الذي سوف يكون له ما يبرره، ولترتيب البلاد على حد سواء المصدرة والمستوردة للوقود.

تنفيذ هذه الاستراتيجية لا يمكن تحقيقه إلا إذا القضاء على أسباب مشاكل الطاقة البشرية والتدابير العملية التي تهدف إلى كفالة المزيد من الاقتصاد العالمي بمثابة الوقود التقليدية والطاقة من مصادر بديلة. وينبغي إيلاء تطوير الطاقة البديلة اهتماما خاصا.

سياسة الحفاظ على الطاقة

في أيام الوقود الرخيص هي برز اقتصاد جدا كثيفة الاستخدام للموارد في العديد من البلدان في جميع أنحاء العالم. أولا وقبل كل شيء، وقد لوحظ هذه الظاهرة في البلدان الغنية بالموارد المعدنية. وتصدر قائمة الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة وكندا والصين واستراليا. في الاتحاد السوفياتي حجم استهلاك ما يعادل استهلاك الوقود أعلى عدة مرات مما كان عليه في أمريكا.

مثل هذا الوضع يتطلب إدخال عاجل للسياسة توفير الطاقة في المنازل، الصناعة والنقل وغيرها من قطاعات الاقتصاد. مع الأخذ بعين الاعتبار جميع الجوانب من مشاكل الطاقة والمواد الخام البشرية قد بدأت في وضع وتنفيذ تقنيات للحد من كثافة الطاقة النوعية من الناتج المحلي الإجمالي في هذه البلدان، وإعادة بناء الهيكل الاقتصادي الكامل للاقتصاد العالمي.

النجاح والفشل

وقد تحقق النجاح الأبرز في مجال توفير الطاقة الدول المتقدمة اقتصاديا للغرب. لأول 15 سنة أنهم كانوا قادرين على تقليل كثافة الطاقة من الناتج المحلي الإجمالي بمقدار 1/3، مما أدى إلى تخفيض حصتها من الاستهلاك العالمي للطاقة 60-48 في المئة. حتى الآن، وقد استمر هذا الاتجاه، ونمو الناتج المحلي الإجمالي في الغرب قبل أحجام متزايدة من استهلاك الوقود.

أسوأ بكثير في أوروبا الوسطى والشرقية والصين وبلدان رابطة الدول المستقلة. كثافة الطاقة للاقتصاد تنخفض ببطء شديد. لكن قادة antireytinga الاقتصادي من البلدان النامية. الوقود على سبيل المثال، في معظم البلدان الأفريقية والآسيوية الخسارة المرتبطة بها (الغاز الطبيعي والنفط) و80-100 في المئة.

الواقع والآفاق

مشاكل الطاقة وسبل حلها اليوم عن قلقها العالم. لتحسين عرض الوضع الحالي مختلف الابتكارات التقنية والتكنولوجية. لغرض توفير الطاقة الكمال والمعدات الصناعية والبلدية، التي تنتج سيارات أكثر كفاءة في استهلاك الوقود، وهلم جرا. D.

ومن بين التدابير الاقتصادية الكلية الأساسية تشمل التغير التدريجي لهيكل استهلاك الغاز والفحم والنفط بهدف زيادة حصة مصادر الطاقة البديلة والمتجددة.

لحل مشاكل الطاقة البشرية بنجاح لا بد من إيلاء اهتمام خاص لتطوير وتنفيذ تكنولوجيات مبتكرة المتاحة في هذه المرحلة من الثورة العلمية والتكنولوجية.

الطاقة النووية

واحدة من الاتجاهات الواعدة في مجال الطاقة هي الطاقة النووية. في بعض البلدان المتقدمة قد وضعت بالفعل حيز التنفيذ جيل جديد من المفاعلات النووية. العلماء النوويين مرة أخرى تناقش الآن بنشاط المفاعلات الموضوع تعمل على الخلايا العصبية السريعة التي، كما يفترض مرة واحدة لتصبح موجة جديدة وأكثر فعالية بكثير من الطاقة النووية. ومع ذلك، فقد توقف نموهم، ولكن الآن أصبحت هذه القضية موضعي مرة أخرى.

استخدام المولدات MHD

التحويل المباشر من الحرارة إلى كهرباء بدون المراجل البخارية والتوربينات تسمح للمولدات مغنطيسية magnetohydrodynamic. بدأ تطوير هذا الاتجاه واعد في وقت مبكر 70 المنشأ من القرن الماضي. في عام 1971 في موسكو جعلت هو كان أول بدء السلطة الطيار MHD من 25000 كيلوواط.

المزايا الرئيسية لمولدات MHD هي:

• كفاءة عالية؛
• الحفاظ على البيئة (أي انبعاثات ضارة في الجو)؛
• بداية لحظة.

المبردة توربو مولد

مبدأ عمل المولد المبردة يكمن في حقيقة أن الدوار يتم تبريده بواسطة الهيليوم السائل، حيث يتم الحصول على تأثير الموصلية الفائقة. وتشمل مزايا لا جدال من هذا الجهاز كفاءة عالية، وانخفاض الوزن والأبعاد.

تم إنشاء النموذج التجريبي الصناعي لالمبردة توربو مولد في الحقبة السوفياتية، والآن هذه التطورات تجري في اليابان والولايات المتحدة وغيرها من الدول المتقدمة.

هيدروجين

استخدام الهيدروجين كوقود لديها احتمالات كبيرة. وفقا لكثير من الخبراء، فإن هذه التكنولوجيا تساعد على حل المشاكل الرئيسية في lobal البشرية - الطاقة والمواد الخام المشكلة. أولا وقبل كل شيء، وقود الهيدروجين هو من موارد الطاقة الطبيعية البديلة في الصناعات الهندسية. أول سيارة على الهيدروجين تم إنشاؤه من قبل الشركة اليابانية "مازدا" في وقت مبكر 90s "، وقد تم تصميم المحرك الجديد بالنسبة له. أثبتت التجربة أن تكون ناجحة تماما، مما يؤكد قدرة هذا الاتجاه.

مولدات الكهروكيميائية

هذا خلايا الوقود، والتي تعمل أيضا على الهيدروجين. يتم تمرير الوقود من خلال غشاء البوليمر مع وكيل خاص - محفز. ونتيجة لتفاعل كيميائي مع الأكسجين، يتم تحويل الهيدروجين نفسها في الماء، والإفراج عن الطاقة الكيميائية من قبل الاحتراق، والتي يتم تحويلها إلى كهرباء.

محركات بخلايا الوقود تختلف كفاءة عالية الحد الأقصى (أكثر من 70٪)، وهو ضعف أطول من محطات الطاقة التقليدية. وبالإضافة إلى ذلك، فهي سهلة الاستخدام، عملية هادئة والمتساهلة للإصلاح.

وفي الآونة الأخيرة، وخلايا الوقود لديها ضيق نطاق التطبيق، على سبيل المثال في أبحاث الفضاء. ولكن الآن يتم إجراء العمل على تنفيذ مولدات الكهروكيميائية بنشاط في البلدان المتقدمة أكثر اقتصاديا، وأولها اليابان. القدرة الإجمالية لهذه الوحدات في العالم تقاس بملايين كيلوواط ساعة. على سبيل المثال، في نيويورك وطوكيو بالفعل في السلطة على عناصر مثل صناعة السيارات الألمانية "دايملر بنز" كان أول من خلق نموذج العمل للسيارة مع محرك تعمل وفقا لهذا المبدأ.

الاندماج النووي للرقابة

على مدى عقود، التي أجريت في مجال أبحاث الطاقة الانصهار. في جوهر الطاقة النووية هو رد الفعل من الانشطار النووي والاندماج النووي تقوم على عملية عكسية - نواة نظائر الهيدروجين (الديوتيريوم، التريتيوم) الدمج. عملية الديوتيريوم النووي حرق 1 كغ كمية الطاقة المنطلقة في تجاوز 10 ملايين مرة من الحصول عليها من الفحم. والنتيجة هي رائعة حقا! هذا هو السبب تعتبر طاقة الانصهار واحدة من أكثر المناطق الواعدة في معالجة نقص الطاقة العالمي.

توقعات

اليوم، هناك سيناريوهات مختلفة لتطور الوضع في قطاع الطاقة العالمي في المستقبل. ووفقا لبعض منها، بحلول عام 2060 الاستهلاك العالمي من النفط بزيادة تعادل 20 مليار طن. في هذه الحالة، من حيث استهلاك الوقت الراهن، فإن البلدان النامية سوف يتفوق تطويرها.

وبحلول منتصف القرن ال21 أن يقلل بشكل كبير من كمية من الطاقة الأحفورية، ولكن زيادة حصة الطاقة المتجددة، وخاصة طاقة الرياح، والطاقة الشمسية والطاقة الحرارية الأرضية ومصادر طاقة المد والجزر.