Проблемы ресурсосберегающих технологий и экономии сырья.

Технический прогресс, связанный с ресурсопотреблением, должен быть направлен на сокращение количества сырья, расходуемого на производство единицы продукции, и более эффек-

тивное его использование, совершенствование технологических основ производства, позволяющее заменять одни виды сырья другими.

Прежде всего, это касается энергетических ресурсов. В современном мире энергетика служит основой для развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах энергетический комплекс опережает по темпам развития другие отрасли.

В то же время энергетика — один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду. Она влияет на атмосферу (потребление кислорода, выбросы загрязняющих веществ), гидросферу (потребление воды, создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов) и литосферу (потребление ископаемых ресурсов, изменение ландшафта, загрязнение токсичными веществами).

Под энергетикой понимается совокупность отраслей человеческой деятельности, снабжающих другие отрасли энергоресурсами. К основным источникам электроэнергии и тепла (табл. 4.10) относятся различные виды органического топлива (уголь, нефть, газ, торф, горючие сланцы), ядерное топливо и гидроэнергоресурсы.

Общая мощность производства и потребления энергии в мире составляет в настоящее время 1012 Вт и продолжает расти (Г.

Таблица 4.10

Структура производства электроэнергии в мире и в отдельных регионах (А. В.Чернов и др., 1998)

природного газа. Ежегодное сжигание 9 млрд т условного топлива поглощает из атмосферы 15,8 млрд т кислорода.

Бурно развивающаяся экономика на рубеже XXI в. требует все больших энергетических затрат. Но имеющиеся расчеты показывают, что при современных объемах энергопотребления разведанных запасов основных видов ископаемого органического топлива на Земле хватит примерно на 150 лет (в том числе нефти — на 35 — 100, газа — на 50 лет), угля — на 425 — 1 000 лет (точка отсчета — 1990 г.). Во всем мире вынуждены переходить к разработке менее продуктивных месторождений сырья, расположенных в труднодоступных районах, требующих затрат на разработку (шельф Мирового океана, глубинное бурение).

Научно-технический прогресс сыграл важную роль в изменении энергетической базы общества. В XIX в. основную долю в топливном балансе наиболее развитых стран мира составлял уголь. За последние 30 — 40 лет XX в. основными видами топлива стали нефть и газ (табл. 4.11).

В перспективе доля газа будет возрастать, а доля нефти — снижаться из-за постепенного истощения ее запасов. В частности, увеличится применение газа в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания в автомобилях и на тепловых электростанциях.

Человечество на пороге XXI в. вступило в переходный период — от энергетики, базирующейся на невозобновляемых органических природных ресурсах, к энергетике, использующей практически неисчерпаемые источники (ядерная энергия, солнечная радиация, внутренняя теплота Земли). Главная задача настоящего периода — развитие энергосберегающих технологий и всемерная экономия энергии.

Основные направления охраны и рационального использования топливно-энергетических ресурсов включают снижение их потерь при добыче и переработке, совершенствование техники и технологии извлечения сырьевых ресурсов; доведение объемов использования отходов добычи и переработки сырья до 55 %; развитие новых, менее энергоемких отраслей хозяйства; экономию в коммунальном хозяйстве; выпуск более экономичных автомобилей; развитие атомной энергетики и постепенное увеличение ее роли в топливно-энергетическом балансе.

Механизация и автоматизация процессов добычи сырья позволяют снизить затраты на его получение. В настоящее время рост добычи угля обеспечивается благодаря использованию более эффективного открытого способа разработки, который в 2 — 3 раза дешевле подземного, ведется при почти полном отсутствии ручного труда и со значительно меньшими потерями сырья.

Рост добычи нефти также связан с механизацией и автоматизацией работ. В настоящее время ведется бурение скважин глуби-

Крупнейшие действующие тепловые электростанции России

(М. П. Ротанова, 1999)

ной до 5 тыс. м, а в открытом море — на глубинах до 300 м.

Доля гидроэнергетики в общем мировом потреблении первичных энергоресурсов невелика (2,5 %), но она гораздо выше в производстве электроэнергии (около 20 %) (табл. 4.12). В этой отрасли хозяйства доминируют Канада, США и Россия. В ряде развивающихся стран построены и строятся крупнейшие ГЭС: «Гури» в Венесуэле — мощностью 10 млн кВт; «Итайпу» в Бразилии — 12 млн кВт; «Три порога на р. Янцзы» в Китае — 17,6 млн кВт.

Рентабельность ГЭС в России значительно выше, чем ТЭС, а себестоимость электроэнергии в 6 раз ниже, чем на ТЭС. Гидроэнергетику относят к экологически чистым отраслям, хотя это довольно условно, так как в зоны затопления попадают большие массивы лесных и сельскохозяйственных земель.

Крупнейшие ГЭС мира (В.П.Максаковский, 1993)

В настоящее время необходимо ускорить освоение новых видов энергии, которые называют альтернативными, противопоставляя традиционным (невозобновляемым) — углю, нефти, газу (см.

Атомная энергетика — открытие XX в., за ней в перспективе большое будущее как экологически чистого производства, имеющего долговременные ресурсы. Катастрофы на АЭС не должны стать причиной свертывания атомной энергетики: не-

обходимо технологическое совершенствование управления АЭС и обеспечения безопасности населения.

До недавнего времени мировые запасы металлического урана оценивались в 1,5 млн т. Уран добывают в США, Канаде, России, республиках Средней Азии, Западной Европе, государствах Африки и Южной Америки, Юго-Восточной Азии и др. С освоением методов получения урана из морской воды оценка этого вида топливно-энергетического ресурса возросла до 4- 109 т, т. е. запасы его практически неисчерпаемы.

Источниками геотермальной энергии служат радиоактивные процессы, химические реакции и другие явления в земной коре, нагревающие воду более чем на 100 °С на глубинах 2 — 3 тыс. м. Выведение вод по скважинам на поверхность, как и естественные выходы термальных вод и перегретого пара в районах вулканической деятельности, позволяют получать тепловую энергию с себестоимостью в 2 — 2,5 раза ниже, чем от котельных. Геотермальная электростанция в России построена на Камчатке; крупные источники термальных вод, пока еще слабо используемые, есть на Курильских островах, в Дагестане. Геотермальные ТЭС действуют в Японии, Италии, Мексике, США, Исландии, Новой Зеландии, где они обогревают жилые здания, теплицы, небольшие промышленные предприятия.

Солнечные тепловые установки наиболее эффективны в южных районах. Водонагреватели применяются для горячего водоснабжения, отопления теплиц, опреснения воды. Получение энергии на гелиоэлектростанциях пока отличается высокой себестоимостью, но не бесперспективно.

Потенциальные мощности ветровых электростанций измеряются в миллиардах киловатт и уже используются в Дании, Германии, США, Индии — в сельском хозяйстве для подачи воды, мелиорации земель, аэрации воды, питания аккумуляторов и в других целях. Этот вид энергетических установок имеет большое будущее.

К новым источникам энергии относится энергия морских приливов и отливов. Крупная приливная электростанция мощностью 240 МВт работает во Франции на берегу Ла-Манша. В России построена небольшая станция на побережье Баренцева моря в губе Кислой, есть проекты строительства приливных электростанций на берегах Белого и Охотского морей.

В целом, экономические и экологические удельные затраты на производство энергии из возобновляемых источников постепенно снижаются, хотя пока доля этих источников в мировом энергетическом балансе не достигает и 1 %. Экономия энергии во всех сферах материального производства должна быть главной частью стратегии рационального природопользования.