Классификация и экономическая оценка энергетических ресурсов

Содержание

1. Введение                                                                                                           3
2. Классификация и экономическая оценка энергетических ресурсов   3
3. Запасы и разработка энергоресурсов, электроэнергетика                     7
1. Нефтяная промышленность                                                                   8
2. Электроэнергетика                                                                                 9
3. Энергия рек                                                                                            10
4. Атомная энергия                                                                                   11
4. Решение проблемы энергоресурсов                                                           14
5. Альтернативные источники энергии                                                        20
1. Энергия солнца                                                                                      20
2. Ветровая энергия                                                                                   21
3. Энергия земли                                                                                       22
4. Энергия мирового океана                                                                    23
6. Заключение                                                                                                   16
7. Список использованной литературы                                                       17

Введение

Для современной цивилизации  в наступившем XXI в. характерно возрастание  роли мировой политики и международных  отношений, взаимосвязанность и  масштабность мировых процессов  в экономической, политической, социальной и культурной жизни планеты, включение  в международную жизнь и общение  всё больших масс населения Земли. Всё это свидетельствует о наличии объективных предпосылок для появления в современном мире таких проблем, которые имеют глобальный, планетарный характер. Они затрагивают интересы всего человечества. К таким проблемам относятся: предотвращение мирового ядерного конфликта, мировых и локальных войн, сохранение природной среды, надёжное обеспечение человечества энергией, сырьём, продовольствием, пресной водой, управление демографическими процессами, хозяйственное освоение Мирового океана и космического пространства.

При изучении глобальных проблем  необходимо учитывать как общие  закономерности и общие тенденции  развития производительных сил, в том  числе под воздействием научно –  технической революции, так и  действие социальных факторов развития: быстрого роста населения планеты, увеличение межгосударственного взаимовлияния. Произошёл крупный качественный скачок во всех сферах человеческой деятельности. Крупные масштабы и динамизм экономической деятельности в современных условиях повлекли за собой не только положительные, но и отрицательные последствия: резкое и не всегда оправданное увеличение расходования природных ресурсов, отрицательное воздействие производственной сферы на природную среду, ухудшение экологии, усиление неравномерности в уровне социально – экономического развития между развитыми и развивающимися странами и др.

Все эти факторы в немалой  степени способствовали появлению  и обострению глобальных проблем. Уже  сейчас существуют: угроза необратимых  изменений экологических свойств среды обитания, угроза нарушения формирующейся целостности мирового сообщества, угроза самоуничтожения цивилизации.

В последнее время также  всё острее встаёт проблема нехватки природных ресурсов, в особенности, энергетических. Хотя в настоящее  время нехватка энергетических ресурсов почти не ощутима, данная проблема требует  немедленного рассмотрения и решения, так как большинство таких  ресурсов не возобновляемы, а запасы их весьма невелики. От того, насколько  быстро и качественно будет решена данная проблема зависит, сможет ли человечество в ближайшие 100 –150 лет стабильно получать тепло и свет, то есть те минимальные удобства, без которых современные люди попросту не смогут выжить. Таким образом, решение ресурсной проблемы для энергетики – вопрос жизни и смерти для человечества.

Классификация и  экономическая оценка энергетических ресурсов

Природная среда является местом обитания человека и источником всех благ. Развитие человеческого  общества во все века было связано  с использованием разнообразных  ресурсов. Степень использования  ресурсов определяется социально –  экономическими потребностями.

За XX в. из недр Земли извлечено полезных ископаемых больше, чем за всю историю цивилизации. За последнее столетие потребление ископаемого топлива возросло почти в 30 раз. Объём мирового промышленного производства вырос в 50 раз. Причём ¾ роста потребления топлива и 4/5 увеличения объёма промышленного производства произошло за период с начала 1950 – х годов. Для удовлетворения своих потребностей современный человек нуждается в значительно большем количестве ресурсов, чем раньше. Наиболее необходимыми, а, следовательно, и наиболее ценными, для человечества являются так называемые энергетические ресурсы.

Существуют несколько  классификаций энергоресурсов по разным направления:

1. Первичными, т. е. теми, которые человек использует в большей степени, энергетическими ресурсами признаются – нефть, природный газ, каменный и бурый угли, горючие сланцы торф, древесина, гидроэнергия, а также энергия атомного распада и ядерного синтеза. Вторичными, соответственно, называют все прочие ресурсы, такие как: солнечная, ветровая, геотермальная энергия и др.

2. Возобновляемым или  восполняемым ресурсом, т. е. ресурсом, количество которого возможно  увеличить естественным или искусственным  путём за достаточно краткосрочный период времени, является древесина. К не возобновляемым ресурсам относятся нефть, природный газ, уголь, сланцы и торф.

3. Неисчерпаемыми ресурсами,  т. е. ресурсами, запас которых  практически и физически не  ограничен, принято считать гидроэнергию, атомную энергию, энергию ветра,  солнца, а также геотермальную  энергию. Все прочие энергетические  ресурсы – исчерпаемы.

4. Выделяют «альтернативные»  или нетрадиционные источники  энергии: гидроэнергия, геотермальная,  ветровая, приливная, солнечная энергия.

Полное название этих ресурсов – топливно-энергетические (по направлению  их использования), горючие (по составу  и особенностям использования) природные  ресурсы. Кроме подразделения энергетических ресурсов на исчерпаемые и неисчерпаемые, они также подвергаются экономической оценке – установлению возможности и целесообразности их вовлечения в производство при современном уровне развития науки и техники. При этом оцениваются размеры запасов (объёмы ресурсов) в целом и концентрацию их на единицу площади (например, газовое месторождение); качественный состав (например, для нефти – качественный состав, степень вязкости, сернистости и т. д.); условия эксплуатации (глубина залегания, трудность разведки, освоения месторождений и разработки); степень освоенности и заселённости территории, на которой имеется месторождение (уровень обеспеченности региона трудовыми ресурсами); условия транспортировки, к местам сбыта и использования (наличие необходимой транспортной и иной инфраструктуры); расходы производства или добычи на единицу продукции (себестоимость); наличие других природных ресурсов и полезных ископаемых, их сочетание; требования по охране окружающей среды и рекультивации территории.

Экономическая оценка энергетических природных ресурсов позволят производить  их добычу по минимальной цене, таким  образом добиваясь рационального  использования, что является основой  для их полного или частичного сохранения. Грамотная экономическая  оценка – основа максимального показателя ресурсообеспеченности территории, то есть отношения между величиной разведанных запасов ресурсов и масштабами их использования.

Запасы и разработка энергоресурсов, электроэнергетика

В мире действительно существует ряд природных ограничений. Так, если брать оценку количества топлива по трем категориям: разведанные, возможные, вероятные, то угля хватит на 600 лет, нефти – на 90, природного газа – на 50 урана – на 27 лет. Иными словами, все виды топлива по всем категориям будут сожжены за 800 лет. Предполагается, что к 2010 г. спрос на минеральное сырье в мире увеличится в 3 раза. Сейчас в ряде стран богатые месторождения выработаны до конца или близки к истощению. Аналогичное положение наблюдается и по другим полезным ископаемым. Если энергопроизводство будет расти сегодняшними темпами, то все виды используемого сейчас топлива будут истрачены через 130 лет, то есть в начале ХХII в.

И все же вряд ли правомерно говорить о дефиците природных ресурсов на нашей планете. Человечество вовлекло в хозяйственный оборот меньшую часть ресурсов Земли: глубина разрезов не превышает 700 м, шахт – 2,5 км, скважин – 10 тыс. м. Наконец, основные резервы сбережения ресурсов содержатся в отсталой технологии, из-за которой не используется значительная часть природных ресурсов. Так, используемая ныне технология извлекает не более 30 – 40% потенциальных запасов нефти, а коэффициент полезного использования добытых энергетических ресурсов ограничен 30 – 35%.

Нефтяная промышленность

Нефтяная промышленность сегодня - это крупный хозяйственный комплекс, который живет и развивается по своим закономерностям.

Что значит нефть сегодня для хозяйства любой страны?

Это: сырье для нефтехимии в производстве синтетического каучука, спиртов, полиэтилена, полипропилена, широкой гаммы различных пластмасс и готовых изделий из них, искусственных тканей; источник для выработки моторных топлив (бензина, керосина, дизельного и реактивных топлив), масел и смазок, а также котельно-печного топлива (мазут), строительных материалов (битумы, гудрон, асфальт); сырье для получения ряда белковых препаратов, используемых в качестве добавок в корм скоту для стимуляции его роста. Нефть - национальное богатство, источник могущества страны, фундамент ее экономики.

Доказанные запасы нефти в мире оцениваются в 140 млрд. т, а ежегодная добыча составляет около 3.5 млрд. т. Однако вряд ли стоит предрекать наступление через 40 лет глобального кризиса в связи с исчерпанием нефти в недрах земли, ведь экономическая статистика оперирует цифрами доказанных запасов то есть запасов, которые полностью разведаны, описаны и исчислены. А это далеко не все запасы планеты. Даже в пределах многих разведанных месторождений сохраняются неучтённые или не вполне учтенные нефтеносные секторы, а сколько месторождений еще ждет своих открывателей

За последние два десятилетия  человечество вычерпало из недр более 60 млрд. т нефти. Казалось бы, доказанные запасы при этом сократились на такую  же величину? Ничуть не бывало. Если в 1977 году запасы оценивались в 90 млрд. т, то в 1987 г. уже в 120 млрд., а к 1997 году увеличились еще на два десятка  миллиардов. Ситуация парадоксальна: чем  больше добываешь, тем больше остается. Между тем этот геологический  парадокс вовсе не кажется парадоксом экономическим. Ведь чем выше спрос  на нефть, чем больше ее добывают, тем  большие капиталы вливаются в  отрасль, тем активнее идет разведка на нефть, тем больше людей, техники, мозгов вовлекается в разведку и  тем быстрее открываются и  описываются новые месторождения. Кроме того, совершенствование техники  добычи нефти позволяет включать в состав запасов ту нефть, наличие ( и количество ) которой было ранее  известно, но достать которую было нельзя при техническом уровне прошлых  лет. Конечно, это не означает, что  запасы нефти безграничны, но очевидно, что у человечества есть еще не одно десятилетие, чтобы совершенствовать энергосберегающие технологии и  вводить в оборот альтернативные источники энергии.

При существующих способах добычи нефти коэффициент её извлечения колеблется в пределах 0.25 – 0.45, что явно недостаточно и означает, что большая часть её геологических запасов остаётся в земных недрах.

Электроэнергетика

Энергетика — это основа промышленности всего мирового хозяйства. Приблизительно 1/4 всех потребляемых энергоресурсов приходится на долю электроэнергетики. Остальные 3/4 приходятся на промышленное и бытовое тепло, на транспорт, металлургические и химические процессы.

Теплоэнергетика в основном твердое топливо. Самое распространенное твердое топливо нашей планеты — уголь. И с экологической и с экономической точки зрения метод прямого сжигания угля для получения электроэнергии не лучший способ использования твердого топлива.

Энергетика является основой развития производственных сил в любом государстве. Энергетика обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.

Энергетическая промышленность является частью топливно-энергетической промышленности и неразрывно связана с другой составляющей этого гигантского хозяйственного комплекса - топливной промышленностью

Из написанного ясно, что существуют разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики.

Одним из самых перспективных, на данный момент, методов решения энергетической проблемы- это использование альтернативных видов электроэнергии.

Энергия рек

Многие тысячелетия, верно, служит человеку энергия, заключенная в текущей воде. Запасы ее на Земле колоссальны. Недаром некоторые ученые считают, что нашу планету правильнее было бы называть не Земля, а Вода - ведь около трех четвертей поверхности планеты покрыты водой. Огромным аккумулятором энергии служит Мировой океан, поглощающий большую ее часть, поступающую от Солнца. Здесь плещут волны, происходят приливы и отливы, возникают могучие океанские течения. Рождаются могучие реки, несущие огромные массы воды в моря и океаны. Понятно, что человечество в поисках энергии не могло пройти мимо столь гигантских ее запасов. Раньше всего люди научились использовать энергию рек.

Но когда наступил золотой век электричества, произошло возрождение водяного колеса, правда, уже в другом обличье – в виде водяной турбины. Электрические генераторы, производящие энергию, необходимо было вращать, а это вполне успешно могла делать вода, тем более что многовековой опыт у нее уже имелся. Можно считать, что современная гидроэнергетика родилась в 1891 году.

Преимущества гидроэлектростанций очевидны – постоянно возобновляемый самой природой запас энергии, простота эксплуатации, отсутствие загрязнения окружающей среды. Да и опыт постройки и эксплуатации водяных колес мог бы оказать немалую помощь гидроэнергетикам. Однако постройка плотины крупной гидроэлектростанции оказалась задачей куда более сложной, чем постройка небольшой запруды для вращения мельничного колеса. Чтобы привести во вращение мощные гидротурбины, нужно накопить за плотиной огромный запас воды. Для постройки плотины требуется уложить такое количество материалов, что объем гигантских египетских пирамид по сравнению с ним покажется ничтожным. Поэтому в начале XX века было построено всего несколько гидроэлектростанций.

Но пока людям служит лишь небольшая часть гидроэнергетического потенциала земли. Ежегодно огромные потоки воды, образовавшиеся от дождей и таяния снегов, стекают в моря неиспользованными. Если бы удалось задержать их с помощью плотин, человечество получило бы дополнительно колоссальное кол-во энергии.

Атомная энергия

Открытие излучения урана впоследствии стало ключом к энергетическим кладовым природы.

Главным, сразу же заинтересовавшим исследователей, был вопрос: откуда берется энергия лучей, испускаемых ураном, и почему уран всегда чуточку теплее окружающей среды? Под сомнение ставился либо закон сохранения энергии, либо утвержденный веками принцип неизменности атомов? Огромная научная смелость требовалась от ученых, которые перешагнули границы привычного, отказались от устоявшихся представлений.

Такими смельчаками оказались молодые ученые Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди.

Два года упорного труда по изучению радиоактивности привели их к революционному по тем временам выводу: атомы некоторых элементов подвержены распаду, сопровождающемуся излучением энергии в количествах, огромных по сравнению с энергией, освобождающейся при обычных молекулярных видоизменениях.

Невиданными темпами развивается сегодня атомная энергетика. За тридцать лет общая мощность ядерных энергоблоков выросла с 5 тысяч до 23 миллионов киловатт! Некоторые ученые высказывают мнение, что в 21 веке около половины всей электроэнергии в мире будет вырабатываться на атомных электростанциях.

В принципе энергетический ядерный реактор устроен довольно просто - в нем, так же как и в обычном котле, вода превращается в пар. Для этого используют энергию, выделяющуюся при цепной реакции распада атомов урана или другого ядерного топлива. На атомной электростанции нет громадного парового котла, состоящего из тысяч километров стальных трубок, по которым при огромном давлении циркулирует вода, превращаясь в пар. Эту махину заменил относительно небольшой ядерный реактор.

Самый распространенный в настоящее время тип реактора водографитовый.

Еще одна распространенная конструкция реакторов - так называемые водо-водяные. В них вода не только отбирает тепло от твэлов, но и служит замедлителем нейтронов вместо графита. Конструкторы довели мощность таких реакторов до миллиона киловатт. Могучие энергетические агрегаты установлены на Запорожской, Балаковской и других атомных электростанциях. Вскоре реакторы такой конструкции, видимо, догонят по мощности и рекордсмена - полуторамиллионик с Игналинской АЭС.

Но все-таки будущее ядерной энергетики, по-видимому, останется за третьим типом реакторов, принцип работы и конструкция которых предложены учеными, - реакторами на быстрых нейтронах. Их называют еще реакторами-размножителями. Обычные реакторы используют замедленные нейтроны, которые вызывают цепную реакцию в довольно редком изотопе- уране-235, которого в природном уране всего около одного процента. Именно поэтому приходится строить огромные заводы, на которых буквально просеивают атомы урана, выбирая из них атомы лишь одного сорта урана-235. Остальной уран в обычных реакторах использоваться не может. Возникает вопрос: а хватит ли этого редкого изотопа урана на сколько-нибудь продолжительное время или же человечество вновь столкнется с проблемой нехватки энергетических ресурсов?

Более тридцати лет назад эта проблема была поставлена перед коллективом лаборатории Физико-энергетического института. Она была решена. Руководителем лаборатории Александром Ильичом Лейпунским была предложена конструкция реактора на быстрых нейтронах.В 1955 году была построена первая такая установка.

Преимущества реакторов на быстрых нейтронах очевидны. В них для получения энергии можно использовать все запасы природных урана и тория, а они огромны - только в Мировом океане растворено более четырех миллиардов тонн урана.

Но все 450 атомных электростанции, работающих сейчас на планете, не могут создать угрозу, хотя бы сравнимую с угрозой, исходящей от 50 тысяч боеголовок.

Нет сомнения в том, что атомная энергетика заняла прочное место в энергетическом балансе человечества. Она, безусловно, будет развиваться и впредь, без отказано поставляя столь необходимую людям энергию. Однако понадобятся дополнительные меры по обеспечению надежности атомных электростанций, их безаварийной работы, а ученые и инженеры сумеют найти необходимые решения.

 Решение проблемы  энергоресурсов

Как видно из всего выше сказанного, в настоящее время  человек не испытывает недостатка в  энергоресурсах. Энергетическая ситуация, сложившаяся в результате ограниченности энергоресурсов и монополизации  контроля над добычей, особенно нефти, а также в виду активного роста  потребления энергии, в особенности  в «странах третьего мира», привела  к дефициту энергоресурсов, а, следовательно, к резкому повышению цен на них, которое можно наблюдать  во всех станах мира (для обывателя  это увеличение цен на бензин, увеличение тарифов на электроэнергию, газ). И  хотя пока население Земли не испытывает недостатка в энергоресурсах, данная проблема уже сейчас требует поиска возможных решений. К сожалению, проблеме нехватки энергоресурсов не уделяется должного внимания. Это  происходит по нескольким причинам: 1) отсутствие недостатка энергоресурсов в настоящее время, 2) наличие в  современном мире других, как некоторые  считают, более «насущных» проблем (например, проблема мирового терроризма), 3) непросвещённость основной массы  населения по этому вопросу, а, следовательно, отсутствие внимания к этому вопросу  и оказания влияния на разрешение его мировым сообществом (лишь 1 из 30 опрошенных понимает суть вопроса, его  «серьёзность»). Стоить отметить, что  главной чертой, характеризующей «энергетический кризис», является неизбежность его наступления. Нельзя не отметить и тот факт, что экологические проблемы, связанные с добычей и переработкой энергоресурсов, также приобрели ныне значительную остроту.

Про проблему нехватки энергетических ресурсов написано множество работ, книг, диссертаций. Из всех этих работ  можно вынести два главных  тезиса, на которых строится энергетическая проблема и которые доказывают само существование этой проблемы. Также  они отвечают на вопрос: почему нельзя без конца увеличивать объёмы отнимаемых у природы ресурсов. Итак, проблема нехватки природных очевидна, т. к. 1) многие из них невозобновляемы и уже близки к исчерпанию, и 2) их массированная добыча, переработка и использование наносят огромный ущерб внешней среде, т. е. всей планете.

Существует также много  размышлений о способе решения  данной проблемы. Теоретическое решение  проблемы выглядит приблизительно следующим  образом:

1. для разрешения проблемы  нехватки энергоресурсов, а, следовательно,  и энергии необходимо, первоначально,  освободиться от зависимости,  основанной на недостаточном  количестве природных ресурсов;

2. для этого надо изменить  саму модель экономического роста:  перейти от наращивания объёмов  потребления ресурсов к рационализации  их производства и потребления  следующими способами:

• путём снижения энерго – и материалоёмкости производства
• путём замены в энергетики нефти и угля менее «грязным» газом
• путём развития нетрадиционных видов энергии, как уже используемых, так и тех, которые ещё пока экспериментальные.

3. путём стимулирования  рационального и экономичного  использования ресурсов;

4. после изменения модели  экономического роста в мировом  масштабе необходим

контроль, опять же Мирового сообщества, за сохранением достигнутых  результатов;

5. контроль специально  созданной независимой организации  за соблюдением

экологических норм и предписаний  всеми предприятиями и фирмами, в т. ч. частными.

Такое решение проблемы невозможно для человечества для уровня его  современного развития по многим причинам. Среди них можно назвать: а) относительно невысокий уровень прогресса (как  технического, так и в экономической  области), б) отсутствие политической стабильности, существование возможности нарушения  мира, в) непонимание сути проблемы некоторыми представителями человечества – вот три главных причины  невозможности применения данного  решения на современном уровне развития человечества. Т. е. это те самые причины  «благодаря» которым в настоящее  время и не происходит активного  разрешения сложившийся критической  ситуации. Но, к великому сожалению, остальные предложения, которые  поступают по этому вопросу, либо донельзя абсурдны, либо настолько  «фантастичны», что для воплощения их в жизнь потребуется очень  длительное время – настолько  длительное, что топливно-энергетические ресурсы закончатся намного раньше, даже по самым оптимистическим прогнозам, поэтому попытка воплощения этих идей в жизнь никак и ничем  не обоснованна.

Но нельзя сказать, что  данной проблемой не занимаются вовсе. Так увеличивается использование  «альтернативных» источников энергии, разрабатываются совершенно новые, основанные на новейших технологиях, электростанции, проводятся работы по нахождению и  использованию новых энергоресурсов, проводится их внедрение в повседневную жизнь (последним таким достижением  стали солнечные батареи). Большее  внимание стало уделяться экологическому вопросу – сильнее развивается  экобизнес (создание очистных сооружений), всё чаще ставятся вопросы о нормировании и регуляции эксплуатации природных энергоресурсов, о воздействии перерабатывающих комплексов на окружающую среду и др.

Начался переход от эпохи  природной расточительности к эпохе  рационального энергопотребления. За последние 50 лет достигнуто (в  производственной сфере):

· снижение потребления топлива  автомобилями и другими техническими средствами на 25 – 30 %(на один автомобиль);

· снижено количество потребляемой энергии на производство практически  всех единиц производимой продукции (особенно в странах с высоким уровнем  научно – технического прогресса, таких  как Япония, США);

· разрабатываемая продукция  стала более энергосберегающей (в  основном бытовая техника), причём это  достигнуто без видимого увеличения стоимости этой продукции для  потребителя, что говорит о решении  вопроса не за счёт покупателя;

· научно – техническая  революция позволила создать  качественно новые схемы потребления  энергии (в том числе, использующие «альтернативные» источники энергии) – началось постепенное проникновение  этих схем в «бытовую» жизнь;

· при использовании «традиционных» энергоресурсов используются искусственные  методы увеличения их главного качества – теплотворности, для увеличения максимально возможного количества, выделяемой из них энергии (всевозможные «присадки»);

· на АЭС созданы мощные, так называемые «барьеры безопасности», которые, при правильной эксплуатации, позволяют говорить об экологической  безопасности энергии ядерного распада;

· активно решается вопрос о переработке использованного  ядерного топлива и повторном  его использовании – в России, Франции и ещё нескольких странах  уже функционируют специальные  заводы, основная задача которых такая  переработка.

На государственном и  мировом уровнях:

· созданы многочисленные организации, в целях которых  не последнее (а иногда и первое) место занимает вопрос оптимального использования и охраны природных  ресурсов, в т. ч. топливно-энергетических; в их число входят: Green Peace, ORGANIZACION DE LA CUENCA DE LA PLATA(Ла – Платская группа), CARIBBEAN COMUNITY (CARICOM)(Карибское сообщество), EL PACTO AMAZONICO, ASSOCIATION OF SOUTH EAST ASION NATIONS (ASEAN)(Ассоциация Государств юго – восточной Азии), ACUERDO DE INTEGRATION SUBREGIONAL ANDINA (AISA)(Андский пакт), ORGANIZATION OF AFRICAN UNITY (OAU)(Организация Африканского Единства, ОАЭ), ORGANIZATION FOR ECONOMIC COOPERATION AND DEVELOPMENT (OECD)(Организация Экономического сотрудничества и развития, ОЭСР), ORGANIZATION OF THE PETROLIUM EXPORTING COUNTRIES (OPEC)(Организация стран – экспортёров нефти) и другие;

· в большинстве развитых стран, в т. ч. в России существует множество законодательных и  нормативных актов, кодексов, указов, в задачу которых входит регулирование  использования природных ресурсов, в т. ч. топливно-энергетических;

· во всём мире проводятся программы, акции призывающие население  к рациональному потреблению  энергоресурсов;