Пути решения энргетической проблемы человечества

      Со  времен Жюля Верна были открыты методы извлечения водорода из воды. Один из наиболее перспективных из них - электролиз воды. (Через воду пропускается электрический ток, в результате чего происходит химический распад, освобождаются водород и кислород, а жидкость исчезает.)

      В 60-е годы специалистам из НАСА удалось столь успешно осуществить процесс электролиза воды и столь эффективно собирать высвобождающийся водород, что получаемый таким образом водород использовался во время полетов по программе «Аполлон».

      Таким образом, в океане, который составляет 71% поверхности планеты, потенциально имеются различные виды энергии - энергия волн и приливов; энергия химических связей газов, питательных веществ, солей и других минералов; скрытая энергия водорода, находящегося в молекулах воды; энергия течений, спокойно и нескончаемо движущихся в различных частях океана; удивительная по запасам энергия, которую можно получать, используя разницу температур воды океана на поверхности и в глубине, и их можно преобразовать в стандартные виды топлива.

      Такие количества энергии, многообразие ее форм гарантируют, что в будущем человечество не будет испытывать в ней недостатка. В то же время не возникает необходимости зависеть от одного - двух основных источников энергии, какими, например, являются давно использующиеся ископаемые виды топлива и ядерного горючего, методы получения которого были разработаны недавно.

      Более того, в миллионах прибрежных деревень и селений, не имеющих сейчас доступа к энергосистемам, будет возможно улучшить жизненные условия людей. Жители тех мест, где на море бывает сильное волнение, смогут конструировать и использовать установки для преобразования энергии волн.

      Живущие вблизи узких прибрежных заливов, куда во время приливов с ревом врывается вода, смогут использовать эту энергию.

      Для всех остальных людей энергия океана в открытом водном пространстве будет преобразовываться в метан, водород или электричество, а затем передаваться на сушу по кабелю или на кораблях.

      И вся эта энергия таится в океане испокон веков.

      Не используя ее, мы тем самым попросту ее расточаем.

      Разумеется, трудно даже представить себе переход от столь привычных, традиционных видов топлива - угля, нефти и природного газа - к незнакомым, альтернативным методам получения энергии.

      Разница температур? Водород, металлические гидриды, энергетические фермы в океане? Для многих это звучит как научная фантастика.

      И, тем не менее, несмотря на то, что извлечение энергии океана находятся на стадии экспериментов и процесс ограничен и дорогостоящ, факт остается фактом, что по мере развития научно-технического прогресса энергия в будущем может в значительной степени добываться из моря. Когда - зависит от того, как скоро эти процессы станут достаточно дешевыми. В конечном итоге дело упирается не в возможность извлечения из океана энергии в различных формах, а в стоимость такого извлечения, которая определит, насколько быстро будет развиваться тот или иной способ добычи.

      Когда бы это время ни наступило, переход к использованию энергии океана принесет двойную пользу: сэкономит общественные средства и сделает более жизнеспособной третью планету Солнечной системы - нашу Землю.

      Для того чтобы удовлетворить потребность в равноправном распределении дешевой энергии между всеми странами, потребуется такое ее количество, которое, возможно, в тысячи раз превысит сегодняшний уровень потребления, и биосфера уже не справится с загрязнением, вызываемым использованием обычных видов топлива.

      Так как соревнование за обладание истощающимися видами топлива обостряется, расход общественных средств будет расти. Рост этот продолжится, так как необходимо бороться с загрязнением воздуха и воды, теплотой, выделяющейся при сгорании ископаемых видов топлива.

      Но  стоит ли волноваться в поисках новых источников ископаемого топлива? Зачем дискутировать по вопросу о строительстве ядерных реакторов? Океан наполнен энергией, чистой, безопасной и неиссякаемой. Она там, в океане, только и ждет высвобождения. И это - преимущество номер один.

      Второе преимущество заключается в том, что использование энергии океана позволит Земле быть в дальнейшем обитаемой планетой. А вот альтернативный вариант, предусматривающий увеличение использования органических и ядерных видов топлива, по мнению некоторых специалистов, может привести к катастрофе: в атмосферу станет выделяться слишком большое количество углекислого газа и теплоты, что грозит смертельной опасностью человечеству.

      Но  кто заметит, что в воздухе стало больше углекислого газа?

      Он  бесцветен и не имеет запаха. Он пузырится в прохладительных напитках. А кто заметит постепенное, медленное повышение атмосферной температуры Земли на один, два или три градуса по Фаренгейту ? Заметит планета, когда углекислый газ через некоторое время окутает ее подобно одеялу, которое перестанет пропускать избыточное тепло в космос.

      Жак Кусто, пионер освоения и исследования океана, считает: «Когда концентрация углекислого газа достигнет определенного уровня, мы окажемся как будто в парнике». Это значит, что теплота, выделяемая Землей, будет задерживаться под слоем стратосферы. Накапливающееся тепло повысит общую температуру. А увеличение ее даже на один, два или три градуса по Фаренгейту приведет к таянию ледников. Миллионы тонн растаявшего льда поднимут уровень морей на 60 метров. Города на побережье и в долинах больших рек окажутся затопленными.

      По  данному вопросу, как и по многим другим, ученые разделились на два лагеря. В одном лагере считают, что утолщающееся одеяло углекислого газа вызовет повышение температуры и приведет к таянию ледников, то есть, по определению доктора Говарда Уилкокса, превратить Землю в парник. Сторонники другого лагеря полагают, что-то же самое одеяло будет преграждать путь теплу, излучаемому солнцем, что станет причиной наступления новой эры оледенения. 
 
 

       Заключение 

      Глобальная  энергетическая проблема теснейшим  образом связана с экологической проблемой так как от разумного развития энергетики Земли в сильнейшей степени зависит и экологическое благополучие, ибо половина всех газов, обуславливающих «парниковый эффект», создается в энергетике.

      Топливно-энергетический баланс планеты складывается в основном из «загрязнителей» – нефти (40,3 %), угля (31,2 %), газа (23,7 %).

      В сумме на них приходится подавляющая часть использования энергоресурсов – 95,2 %. «Чистые» виды – гидроэнергия и атомная энергия – дают в сумме менее 5 %, а на самые «мягкие» (не загрязняющие атмосферу) – ветровую, солнечную, геотермическую – приходятся доли процента.

      Понятно, что глобальная задача заключается в увеличении доли «чистых» видов энергии и особенно «мягких» видов энергии.

      В ближайшие годы «мягкие» виды энергии не смогут существенно изменить топливно-энергетический баланс Земли. Пройдет некоторое время, пока их экономические показатели станут близкими к «традиционным» видам энергии. Кроме того, их экологическая емкость измеряется не только снижением выбросов СО2, есть и другие факторы, в частности отчужденная для их развития территория. Кроме гигантской площади, которая необходима для развития солнечной и ветровой энергии, надо учитывать и то, что их экологическая «чистота» берется без учета металла, стекла и других материалов, необходимых для создания таких «чистых» установок, да еще в огромном количестве.

      Условно «чистой» является и гидроэнергетика, что видно хотя бы из показателей таблицы – больших потерь площади затопления в поймах рек, которые обычно являются ценными сельскохозяйственными землями. Гидростанции ныне дают 17 % всей электроэнергии в развитых странах и 31 % - в развивающихся, где в последние годы построены крупнейшие в мире ГЭС.   Однако, кроме больших отчуждаемых площадей, развитие гидроэнергетики тормозилось тем, что удельные капиталовложения здесь в 2 - 3 раза выше, чем при сооружении станций АЭС. Кроме того, период строительства ГЭС гораздо дольше, чем тепловых станций. По всем этим причинам гидроэнергетика не может обеспечить быстрого снижения давления на окружающую среду. Видимо, в этих условиях только атомная энергетика может быть выходом, способна резко и в довольно короткие сроки ослабить «парниковый эффект».

      Замена  угля, нефти и газа атомной энергетикой  уже дала некоторые снижения выбросов СО2 и других «парниковых газов». Если бы те 16 % мирового производства электроэнергии, которые дают сейчас АЭС, производили угольные ТЭС, даже оборудованные самыми современными газоочистителями, то в атмосферу поступило бы дополнительно 1,6 миллиардов тонн углекислого газа, 1 миллион тонн окислов азота, 2 миллиона тонн окислов серы и 150 тысяч тонн тяжелых металлов (свинец, мышьяк, ртуть). 

       Список литературы 

1. Арустамова  Э.А. Природопользование: Учебник. М., 2000
2. Дмитриева В.Д. Физика. М.: Издательский центр «Академия», 2003
3. Жданов Л.С. Учебник по физике. М.: Наука, 1975
4. Лавров С.Б. Глобальные проблемы современности: часть 1. М., 2001
5. Лавров С.Б. Глобальные проблемы современности: часть 2. М., 2001
6. Энциклопедия по физике. М., Просвещение, 1989