Глобальні світові проблеми. Сировинна та енергетична проблема світу

1. Глобальні світові проблеми

Сировинна та енергетична
проблема світу

2. Вступ

Кінець ХХ ст. привів до широкого переосмислення
шляхів суспільного розвитку.
В даний час суспільство приходить до розуміння
того, що економічна діяльність є лише частиною
загальнолюдської діяльності та економічний
розвиток має розглядатися в рамках більш
широкої
концепції суспільного розвитку.
Дійсно, все більш важливе значення набувають
проблеми природного середовища та його
ВІДТВОРЕННЯ.

3. ОБМЕЖЕНІСТЬ ЗАПАСІВ ОРГАНІЧНИХ ТА МІНЕРАЛЬНИХ РЕСУРСІВ

Ця глобальна проблема пов'язана, насамперед, з обмеженістю
найважливіших органічних і мінерально-сировинних ресурсів
планети. Вчені попереджають про можливе вичерпання відомих і
доступних для використання запасів нафти і газу, а так само про
виснаження інших найважливіших
ресурсів: залізної і мідної руди, нікелю, марганцю, алюмінію, хрому і
т. д.
У сьогоднішньому світі неухильно розширюється споживання
природних ресурсів:
Нафта, млн т. 3450
Природний газ млрд м3 2220
Вугілля,млн т. 4625

4. ОБМЕЖЕНІСТЬ ЗАПАСІВ ОРГАНІЧНИХ ТА МІНЕРАЛЬНИХ РЕСУРСІВ

У світі дійсно існує ряд природних обмежень. Так, якщо
брати оцінку кількості палива по трьом категоріям: розвідані, можливі,
ймовірні, то вугілля вистачить на 600 років, нафти – на 90, природного газу –
на 50 урану – на 27 років. Іншими словами, всі види палива по всіх категоріях
будуть спалені за 800 років. Аналогічне становище спостерігається і по іншим
корисним копалинам. Якщо джерела енергії буде зростати сьогоднішніми
темпами, то всі види використовуваного зараз палива будуть витрачені через
130 років, тобто на початку ХХІІ ст.
І все ж навряд чи правомірно говорити про дефіцит природних ресурсів на
нашій планеті. Людство втягнуло в господарський оборот меншу частину
ресурсів Землі: глибина розрізів не перевищує 700 м, шахт – 2,5 км,
свердловин – 10 тис. м. Нарешті, основні резерви заощадження ресурсів
містяться у відсталій технології, з-за якої не використовується значна частина
природних ресурсів. Так, використовувана нині технологія отримує не більше
30– 40% потенційних запасів нафти, а коефіцієнт корисного використання
здобутих енергетичних ресурсів обмежений 30 – 35%.

5. Нафтова промисловість

Що значить нафту сьогодні для господарства будь-якої країни?
Це: сировина для нафтохімії у виробництві синтетичного каучуку,
спиртів, поліетилену, поліпропілену, широкої гами різних пластмас і
готових виробів з них, штучних тканин; джерело для вироблення
моторних палив (бензину, гасу, дизельного і реактивних палив), масел
і мастил, а також котельно-пічного палива (мазут), будівельних
матеріалів
(бітуми, гудрон, асфальт); сировина для одержання ряду білкових
препаратів,
використовуються як добавки в корм худобі для стимуляції його росту.
Нафта - національне багатство, джерело могутності країни, фундамент її
економіки.
Доведені запаси нафти у світі оцінюються в 140 млрд. т, а щорічна
видобуток становить близько 3.5 млрд. т.
За останні два десятиліття людство вычерпало з надр понад 60
млрд. т нафти. Здавалося б, доведені запаси при цьому скоротилися на
таку
ж величину? Нітрохи не бувало. Якщо в 1977 році запаси оцінювалися в
90
млрд. т, то в 1987 р. вже в 120 млрд., а до 1997 році збільшилися ще на
два
десятки мільярдів. Ситуація парадоксальна: чим більше отримуєш, тим
більше залишається. Між тим цей геологічний парадокс зовсім не
здається
парадоксом економічним. Адже чим вище попит на нафту, чим більше її
добувають, тим більші капітали вливаються в галузь, тим активніше йде
розвідка на нафту, тим більше людей, техніки, мізків втягується в
розвідку
і тим швидше відкриваються і описуються нові родовища.
При існуючих способах видобутку нафти коефіцієнт її вилучення
коливається в межах 0.25 – 0.45, що явно недостатньо й означає, що
велика частина її геологічних запасів залишається в земних надрах.

6. Електроенергетика

Енергетика — це основа промисловості всього
світового господарства. Приблизно 1/4 всіх
споживаних енергоресурсів припадає на долю
електроенергетики. Решта 3/4 припадає на
промислове та побутове тепло, транспорт,
металургійні і хімічні процеси. Щорічне
споживання енергії у світі наближається до 10
млрд. т умовного палива, а до 2009 року воно
досягне, за прогнозами експертів 20-27 млрд. т.
Теплоенергетика в основному тверде паливо.
Найпоширеніше тверде паливо нашої планети —
вугілля. І з екологічної і з економічної точки зору
метод прямого спалювання вугілля для
одержання електроенергії не найкращий спосіб
використання твердого палива. Енергетика є
основою розвитку виробничих сил у будь-якій
державі. Енергетика забезпечує безперебійну
роботу промисловості, сільського господарства,
транспорту, комунальних господарств.
Стабільний розвиток економіки неможливий без
постійно розвивається енергетики.
Одним з найбільш перспективних, на даний
момент, методів вирішення енергетичної
проблеми - це використання альтернативних
видів електроенергії.

7. Енергія річок

Багато тисячоліть вірно служить людині енергія,
ув'язнена в поточній воді. Запаси її на Землі
колосальні. Недаремно деякі учені
вважають, що нашу планету правильніше
було б називати не Земля, а Вода - адже
близько трьох чвертей поверхні планети
покрито водою. Величезним акумулятором
енергії служить Світовий океан, що поглинає
велику її частину, що поступає від Сонця.
Зрозуміло, що людство у пошуках енергії не
могло пройти мимо таких гігантських її
запасів. Раніше всього люди навчилися
використовувати енергію річок.
Сучасна гідроенергетика народилася в 1891
році.
Переваги гідроелектростанцій очевидні –
постійно поновлюваний самою природою
запас енергії, простота експлуатації,
відсутність забруднення навколишнього
середовища.
Але поки людям служить лише невелика
частина гідроенергетичного потенціалу
землі. Щорічно величезні потоки води, що
утворилися від дощів і танення снігів,
стікають в моря невикористаними. Якби
вдалося затримати їх за допомогою дамб,
людство отримало б додатково колосальну
кількість енергії.

8. Атомна енергія

Відкриття випромінювання урану згодом стало ключем до енергетичних
коморах природи.
Небаченими темпами розвивається сьогодні атомна енергетика. За
тридцять
років загальна потужність ядерних енергоблоків зросла з 5 тисяч до 23
мільйонів
кіловат! Деякі вчені висловлюють думку, що в 21 столітті близько
половини всієї електроенергії в світі буде вироблятися на атомних
електростанціях.
Існують три основні конструкції ядерних реакторів: водографитовый,
водоводяний і реактори на швидких нейтронах.
Майбутнє ядерної енергетики, мабуть, залишиться за третім типом
реакторів.
Переваги реакторів на швидких нейтронах очевидні. У них для
отримання енергії можна використовувати всі запаси природних урану і
торію, а вони величезні - тільки в Світовому океані розчинено більше
чотирьох
мільярдів тонн урану.
Але всі 450 атомних електростанції, що працюють зараз на планеті, не
можуть створити загрозу, хоча б порівнянну з загрозою, що виходить
від 50 тисяч
боєголовок.
Немає сумніву в тому, що атомна енергетика зайняла міцне місце в
енергетичному балансі людства. Вона, безумовно, буде розвиватися
і надалі, без відмовлено поставляючи таку необхідну людям енергію.
Однак
знадобляться додаткові заходи по забезпеченню надійності атомних
електростанцій, їх безаварійної роботи, а учені і інженери зуміють
знайти
необхідні рішення.

9. Шляхи розв'язання сировинної та енергетичної проблеми

1.Зниження обсягів видобутку
2.Використання альтернативних джерел енергії
3.Збільшення ККД добування і виробництва
Зниження обсягів видобутку дуже
проблематично,оскільки сучасного світу потрібно все
більше і більше сировини та енергії, а їх скорочення
неодмінно обернеться світовою кризою. Збільшення ККД
т. ж. малоперспективний оскільки для його здійснення
потрібні великі капіталовкладення, так і сировинні запаси
не безмежні. Тому пріоритет віддається альтернативних
джерел енергії.

10. Альтернативні джерела енергії

11. Енергія сонця

Останнім часом інтерес до проблеми
використання сонячної енергії
різко зріс, і хоча це джерело також належить
до відновлюваних, увага, що приділяється
йому в усьому світі, змушує нас розглянути
його можливості окремо.
Потенційні можливості енергетики,
заснованої на використанні безпосередньо
сонячного випромінювання, надзвичайно
великі.
Зауважимо, що використання всього лише
0.0125 % кількості енергії Сонця могло б
забезпечити всі сьогоднішні потреби світової
енергетики, а використовування 0.5 % повністю покрити потреби на перспективу.
На жаль, навряд чи коли-небудь ці величезні
потенційні ресурси вдасться реалізувати у
великих масштабах. Одним з найбільш
серйозних перешкод такої реалізації є низька
інтенсивність сонячного
випромінювання.

12. Вітрова енергія

Величезна енергія рухомих повітряних мас.
Запаси енергії вітру більш ніж в сто
разів перевищують запаси гідроенергії
всіх річок планети.
Техніка 20 століття відкрила нові
можливості для вітроенергетики,
завдання якої стала іншою - отримання
електроенергії.
З'явилося безліч проектів
вітроагрегатів, незрівнянно більш
досконалих, ніж старі вітряні млини. У
нових проектах використовуються
досягнення багатьох галузей знання.
У наші дні до створення конструкцій
вітроколеса - будь серця
вітроенергетичної установки залучаються фахівці-літакобудівники,
вміють вибрати найбільш доцільний
профіль лопаті, досліджувати його в
аеродинамічній трубі. Зусиллями
вчених і інженерів створені
найрізноманітніші конструкції
сучасних вітрових установок.

13. Енергія землі

Здавна люди знають про стихійні прояви гігантської енергії, що
таїться в надрах земної кулі. Потужність виверження
навіть порівняно невеликого вулкану колосальна, вона
багато разів перевищує потужність найбільших
енергетичних установок, створених руками людини.
Правда, про безпосередньому використанні енергії
вулканічних вивержень говорити не доводиться - немає
поки у людей можливостей приборкати цю непокірну
стихію, та й, на щастя, виверження ці досить рідкісні
події.
Маленька європейська країна Ісландія - "країна льоду" в
дослівному перекладі - повністю забезпечує себе
помідорами, яблуками і навіть бананами! Численні
ісландські теплиці отримують енергію від тепла землі інших місцевих джерел енергії в Ісландії практично
немає. Зате дуже багата ця країна гарячими джерелами і
знаменитими гейзерами-фонтанами гарячої води, з
точністю хронометра вырывающейся з-під землі.
Але не тільки для опалення люди черпають енергію з
глибин землі. Вже давно працюють електростанції, що
використовують гарячі підземні джерела. Перша така
електростанція, зовсім ще малопотужна, була побудована
в 1904 році в невеликому італійському містечку
Лардерелло, названому так на честь французького
інженера Лардерелли, який ще в 1827 році склав проект
використання численних в цьому районі гарячих джерел.
У Новій Зеландії існує така електростанція в районі
Вайракеи, її потужність 160 тисяч кіловат. У 120
кілометрах від Сан-Франциско в США виробляє
електроенергію геотермальна станція потужністю 500
тисяч кіловат.

14. Енергія Світового океану

Відомо, що запаси енергії в Світовому океані колосальні. Так, теплова
(внутрішня) енергія, що відповідає перегріву поверхневих вод
океану в порівнянні з донними, скажімо, на 20 градусів, має
величину порядку 10 Дж. Кінетична енергія океанських течій
оцінюється величиною близько 10 Дж. Проте поки що люди
вміють утилізувати лише нікчемні частки цієї енергії, та й то
ціною великих і повільно окупаються капіталовкладень, так що
така енергетика досі здавалася малоперспективною.
Однак відбувається досить швидке виснаження запасів
викопних палив, використання яких до того ж пов'язане з
істотним забрудненням навколишнього середовища, різка
обмеженість запасів урану (енергетичне використання яких до
того ж породжує небезпечні радіоактивні відходи) та
невизначеність як термінів, так і екологічних наслідків
промислового використання термоядерної енергії змушує
вчених і інженерів приділяти все більшу увагу пошукам
можливостей рентабельною утилізації великих і нешкідливих
джерел енергії в Світовому океані.
Найбільш очевидним способом використання океанської енергії
представляється спорудження припливних електростанцій
(ПЕС). З 1967 р. в гирлі річки Ранс у Франції на припливах
висотою до 13 метрів працює ПЕС потужністю 240 тис. кВт з
річною віддачею 540 тис. квтг. Радянський інженер Бернштейн
розробив зручний спосіб побудови блоків ПЕМ, буксируються
на плаву в потрібні місця, і розрахував рентабельну процедуру
включення ПЕС в енергомережі в години максимального
навантаження споживачами. Його ідеї перевірені на ПЕМ,
побудованої в 1968 році в Кислій Губі близько Мурманська;
своєї черги чекає ПЕМ на 6 млн. кВт у Мезенском затоці на
Баренцевому морі.
Несподіваною можливістю океанської енергетики виявилося
вирощування з плотів в океані гігантських швидкоростучих
водоростей, легко переробляються в метан для енергетичної
заміни природного газу. За наявними оцінками, для повного
забезпечення енергією кожної людини - споживача достатньо
одного гектара плантацій водоростей.

15. Енергія Світового океану

Велику увагу придбала "океанотермическая энергоконверсия" (ОТЕК),
тобто отримання електроенергії за рахунок різниці температур між
поверхневими і засасываемыми насосом глибинними океанськими водами.
Вже чимало інженерного мистецтва вкладено в макети генераторів
електроенергії, що працюють за рахунок морського хвилювання, причому
обговорюються
перспективи електростанцій з потужностями на багато тисяч кіловат. Ще
більше обіцяють гігантські турбіни на таких інтенсивних і стабільних океанських
течіях, як Гольфстрім.
Починаючи з 1966 року два французьких міста повністю задовольняють
свої потреби в електроенергії за рахунок енергії припливів та відпливів.
Енергоустановка на річці Ранс (Бретань), що складається з двадцяти чотирьох
реверсивних турбогенераторів, використовує цю енергію. Вихідна потужність
встановлення 240 мегават - одна з найбільш потужних гідроелектростанцій у
Франції.
Не так давно група вчених океанологів звернула увагу на той факт,
що Гольфстрім несе свої води поблизу берегів Флориди зі швидкістю 5
миль в годину. Ідея використовувати цей потік теплої води була досить
привабливою.
У наші дні, коли зросла необхідність у нових видах палива,
океанографи, хіміки, фізики, інженери і технологи звертають все більше
увагу на океан як на потенційне джерело енергії.

16. Альтернатива нафти

Вперше в світі рішення проблеми отримання синтетичної нафти у великому
кількості було здійснено в Німеччині.
Ще в 1908 р. російський винахідник В. І. Орлов довів можливість синтезу нефтяныхУВ з оксиду
вуглецю і водню (ця суміш отримала назву водяного газу).
Німецькі вчені Фішер і Тропш створили технологію отримання синтетичної нафти.
Зараз ідея штучної нафти знову набуває актуальності.
Нафту можна отримати вже безпосередньо з повітря. Більше того, вчені
вважають, що це сприятиме видаленню з атмосфери надлишкової
вуглекислоти, яка шкідливо впливає на навколишнє середовище.
Отримання нафти з повітря - справа майбутнього. Зараз же штучну
нафта отримують з каменю. Звичайно, це не зовсім звичайні камені, а так
звані горючі сланці - породи, що містять у великій кількості
органічна речовина, тобто той природний матеріал, з якого виходять
УВ. Для цих цілей підходять і піски, насичені густою, в'язкою нафтою.
За даними геологічної служби США, світові запаси горючих сланців і
нафтоносних пісків оцінюються в 700-800 млрд. т, що в 7-8 разів більше всіх
виявлених запасів нафти в світі.
Тільки в районі Скелястих гір (США) у таких породах концентрується 270 млрд. т нафти, що в 2-3
рази перевищує світові запаси нафти і 67 раз - залишилися запаси нафти Сполучених Штатів.
У Росії проблема вилучення нафти з нефтенасыщенных пісків вирішується
по-іншому, а саме шляхом шахтної видобутку. Вперше нафтова шахта була
споруджена в районі р. Ухта в 1939 р. Глибина її не перевищує 500 м.
Стає очевидним, що ера „дешевої нафти" підходить до кінця. Те, що
зараз ми вважаємо дорожнечею, через деякий час здасться нам
надзвичайно дешевим продуктом. Навіть сучасна вартість нафти в 100-150
дол/м3 через 30-35 років буде виглядати дрібницею порівняно з 300-350
дол/мз.
Єдиний шлях з цього глухого кута - пошук альтернативних та екологічно чистих джерел енергії,
які дозволять „вирвати" нафта і газ з топок заводів, фабрик, електростанцій.

17. Висновок

За час існування наший цивілізації багато раз відбувалася зміна
традиційних джерел енергії на нові, більш досконалі. І не тому,
що старе джерело було вичерпане.
Але часи змінилися. Зараз починається новий, значний етап
земної енергетики. З'явилася "щадна" енергетика, побудована так, щоб
людина не рубав сук, на якому він сидить. Дбав про охорону вже
сильно пошкодженої біосфери.
Поза сумнівом, в майбутньому паралельно з лінією інтенсивного
розвитку
енергетики отримають широкі права громадянства і лінія екстенсивна:
розосереджені джерела енергії не дуже великої потужності, та зате
з високим ККД, екологічно чисті, зручні в обігу.
Енергетика дуже швидко акумулює, асимілює, вбирає в себе всі
найновіші ідеї, винаходи, досягнення науки. Це і зрозуміло:
енергетика пов'язана буквально з усім, і все тягнеться до енергетиці,
залежить
від неї.
Розповідь про енергію може бути нескінченний, незлічимі
альтернативні форми її використання за умови, що ми повинні
розробити для цього ефективні і економічні методи. Не так важливо,
яке ваша думка про потреби енергетики, про джерела енергії, її
як, і собівартості. Нам, мабуть, слід лише погодитися з
тим, що сказав вчений мудрець, ім'я якого залишилося невідомим:
"Немає
простих рішень, є тільки розумний вибір".

18. Дякую за увагу!

Презентацію підготував
ліцеїст ІІ-А курсу
Поліщук Сергій