Реферат: Экономика энергоресурсов
/>Реферат выполнил студент III курса Прекраснов С.А.
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ
ВОЛГОГРАДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯАРХИТЕКТУРНАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ
Специальность: «Экономика управлениястроительством»
г.Волгоград
1999г.
Однимиз основных факторов экономики любой страны, являются энергоресурсы. Ихналичие, виды, доступ к ним значительно влияют на экономическое развитиеотдельных отраслей промышленности сельского хозяйства и страны в целом. Нашастрана обладает колоссальными запасами различных энергоносителей. Но постоянноеразвитие промышленности, увеличение роста потребления энергоносителей делаетэти запасы не бесконечными. Кроме того, энергоносителей, которые как говорится«лежали на поверхности» становится всё меньше и меньше. И для того, чтобыдобыть ту же нефть, газ или уголь приходится разрабатывать труднодоступныерайоны крайнего Севера, прибрежные шельфы Сахалина и Камчатки и т.д. Всё этосказывается на себестоимости добытой тонны нефти или угля, кубометра газа, а сучётом нынешней Российской экономики делают энергоресурсы не простодорогостоящими, а их перепродажа фирмами посредниками, не имеющих отношения кпроизводителям энергоресурсов, непременно ведёт к многократному увеличениюсебестоимости выпускаемой продукции. Однако поскольку практически всепроизводители энергоресурсов являются не государственными предприятиями имонополистами, государство не может повлиять на ценообразованиеэнергоносителей. Другим фактором, влияющим на развитие энергетики, являетсяэкология. Казалось бы, имеется дешевая на сегодняшний день атомная игидроэнергетика, но авария на Чернобыльской атомной станции, затоплениетерриторий со всеми отрицательными последствиями при строительствегидроэлектростанций, пагубно влияют на окружающую среду. И экологи добилисьлибо прекращения строительства АЭС, либо их перепрофилирования.
Именно поэтому сейчас, как никогда остро, встал вопрос:что ждет человечество — энергетический голод или энергетическое изобилие? Внастоящее время мировой энергетический рынок перенасыщен. Это ведёт к снижениюцен на энергоносители на мировых рынках, что также влияет на экономику странпоставщиков нефти, газа и т.д. Однако по подсчётам учёных уже в 21 веке жителямземли придётся столкнуться с проблемой энергоснабжения, т.к. традиционные видыэнергоносителей исчерпают себя в большинстве районов мира. В связи с этимучёные всего мира работают над созданием новых, нетрадиционных видов топлива,энергоустановок. Разрабатываются гигантские энергетические программы,осуществление которых потребует громадных усилий и огромных материальныхзатрат.
Если в конце прошлого века самая распространенная сейчасэнергия — электрическая — играла, в общем, вспомогательную и незначительную вмировом балансе роль, то уже в 1930 году в мире было произведено около 300миллиардов киловатт-часов электроэнергии. Вполне реален прогноз, по которому в2000 году будет произведено 30 тысяч миллиардов киловатт-часов! Гигантскиецифры, небывалые темпы роста! И все равно энергии будет мало, потребности в нейрастут еще быстрее.
Уровень материальной, а, в конечном счете, и духовнойкультуры людей находится в прямой зависимости от количества энергии, имеющейсяв их распоряжении. Чтобы добыть руду, выплавить из нее металл, построить дом,сделать любую вещь, нужно израсходовать энергию. А потребности человека всевремя растут, да и людей становится все больше.
Так за чем же остановка? Ученые и изобретатели уже давноразработали многочисленные способы производства энергии, в первую очередьэлектрической. Давайте тогда строить все больше и больше электростанций, иэнергии будет столько, сколько понадобится! Такое, казалось бы, очевидноерешение сложной задачи, оказывается, таит в себе немало подводных камней.
Неумолимые законы природы утверждают, что получитьэнергию, пригодную для использования, можно только за счет ее преобразований издругих форм. А структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему дню сложиласьтаким образом, что четыре из каждых пяти произведенных киловатт получаются впринципе тем же способом, которым пользовался первобытный человек длясогревания, то есть при сжигании топлива, или при использовании запасенной внем химической энергии, преобразовании ее в электрическую на тепловыхэлектростанциях.
Конечно, способы сжигания топлива стали намного сложнееи совершеннее.
Новые факторы – падение или рост цен на мировом рынке нанефть, быстрое развитие атомной энергетики, возрастание требований к защитеокружающей среды потребовали нового подхода к энергетике.
В разработке Энергетической программы приняли участиевиднейшие ученые нашей страны, специалисты различных министерств и ведомств. Спомощью новейших математических моделей удалось рассчитать несколько сотенвариантов структуры будущего энергетического баланса страны. Были найденыпринципиальные решения, определившие стратегию развития энергетики страны нагрядущие десятилетия.
Хотя в основе энергетики ближайшего будущего по-прежнемуостанется теплоэнергетика на невозобновляемых ресурсах, структура ее изменится.Должно сократиться использование нефти. Усовершенствование атомных реакторов,их безопасность позволит существенно увеличить производство электроэнергии наатомных электростанциях. Начнется использование пока еще не тронутых гигантскихзапасов дешевых углей, например, в Кузнецком, Канско-Ачинском, Экибаcтузскомбассейнах. Широко будет применяться природный газ, запасы которого в нашейстране намного превосходят запасы в других странах.
На пороге 21 века, учёные трезво отдают себе отсчет вреальностях третьего тысячелетия. К сожалению, запасы нефти, газа, угля отнюдьне бесконечны. Природе, чтобы создать эти запасы, потребовались миллионы лет,израсходованы они будут за сотни лет. Сегодня в мире стали всерьез задумыватьсянад тем, как не допустить хищнического разграбления земных богатств. Ведь лишьпри этом условии запасов топлива может хватить на века. К сожалению, многиенефтедобывающие страны живут сегодняшним днем. Они нещадно расходуют подаренныеим природой нефтяные запасы. Сейчас многие из этих стран, особенно в районеПерсидского залива, буквально купаются в золоте, не задумываясь, что черезнесколько десятков лет эти запасы иссякнут. Что же произойдет тогда, а это раноили поздно случится, когда месторождения нефти и газа будут исчерпаны?Колебание на мировых рынках цен на нефть, необходимую не только энергетике, нои транспорту, и химии, заставило задуматься о других видах топлива, пригодныхдля замены нефти и газа. Особенно призадумались тогда те страны, где нетсобственных запасов нефти и газа, и которым приходится их покупать.
А пока в мире все больше ученых инженеров занимаютсяпоисками новых, нетрадиционных источников, которые могли бы взять на себя хотябы часть забот по снабжению человечества энергией. Решение этой задачиисследователи ищут на разных путях. Самым заманчивым, конечно, являетсяиспользование вечных, возобновляемых источников энергии-энергии текущей воды иветра, океанских приливов и отливов, тепла земных недр, солнца. Много вниманияуделяется развитию атомной энергетики, ученые ищут способы воспроизведения наЗемле процессов, протекающих в звездах и снабжающих их колоссальными запасамиэнергии. В последнее время интерес к проблеме использования солнечной энергиирезко возрос, и хотя этот источник также относится к возобновляемым, внимание,уделяемое ему во всем мире, заставляет нас рассмотреть его возможностиотдельно.
Солнечная энергия
Потенциальные возможности энергетики, основанной наиспользовании непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики.Заметим, что использование всего лишь 0.0125 % этого количества энергии Солнцамогло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, аиспользование 0.5% — полностью покрыть потребности на перспективу. К сожалению,вряд ли когда-нибудь эти огромные потенциальные ресурсы удастся реализовать вбольших масштабах. Одним из наиболее серьезных препятствий такой реализацииявляется низкая интенсивность солнечного излучения. Даже при наилучшихатмосферных условиях (южные широты, чистое небо) плотность потока солнечногоизлучения составляет не более 250 Вт/м2. Поэтому, чтобы коллекторы солнечногоизлучения «собирали» за год энергию, необходимую для удовлетворениявсех потребностей человечества нужно разместить их на территории 130 000 км2.Необходимость использовать коллекторы огромных размеров, кроме того, влечет засобой значительные материальные затраты.Из написанного ясно, что существуютразные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Солнечнаяэнергетика относится к наиболее материалоёмким видам производства энергии.Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантскоеувеличение потребности в материалах, а, следовательно, и в трудовых ресурсахдля добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовлениегелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их перевозки. Подсчеты показывают,что для производства 1 МВТ/год электрической энергии с помощью солнечнойэнергетики потребуется затратить от 10 000 до 40 000 человеко-часов. Втрадиционной энергетике на органическом топливе этот показатель составляет200-500 человеко-часов. Так что электрическая энергия, рожденная солнечнымилучами, обходится намного дороже, чем получаемая традиционными способами. Ученыенадеются, что эксперименты, которые они проводят на опытных установках истанциях, помогут решить не только технические, но и экономические проблемы.
Ветровая энергия
Другим видом альтернативного энергоносителя являетсяветровая энергия. Огромная энергия движущихся воздушных масс в сто разпревышает энергетику всех рек планеты. Постоянно и повсюду на земле дуют ветрыот легкого ветерка, несущего желанную прохладу в летний зной, до могучихураганов, приносящих неисчислимый урон и разрушения. Всегда неспокоен воздушныйокеан, на дне которого мы живем. Ветры, дующие на просторах нашей страны, моглибы легко удовлетворить все ее потребности в электроэнергии! Климатическиеусловия позволяют развивать ветроэнергетику на огромной территории от нашихзападных границ до берегов Енисея. Богаты энергией ветра северные районы странывдоль побережья Северного Ледовитого океана, где она особенно необходима.Почему же столь обильный, доступный, да и экологически чистый источник энергиитак слабо используется? В наши дни двигатели, использующие ветер, покрываютвсего одну тысячную мировых потребностей в энергии. Техника 20 века открыласовершенно новые возможности для ветроэнергетики, задача которой стала другойполучение электроэнергии. В начале века Н.Е.Жуковский разработал теориюветродвигателя, на основе которой могли быть созданы высокопроизводительныеустановки, способные получать энергию от самого слабого ветерка. Появилосьмножество проектов ветроагрегатов, несравненно более совершенных, чем старыеветряные мельницы. В новых проектах используются достижения многих отраслейзнания, современных ветровых установок.
Энергия воды
Многие тысячелетия, верно, служит человеку энергия,заключенная в текущей воде. Запасы ее на Земле колоссальны. Огромнымаккумулятором 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 массыводы в моря и океаны. Понятно, что человечество в поисках энергии не моглопройти мимо столь гигантских ее запасов. Раньше всего люди научилисьиспользовать энергию рек. Преимущества гидроэлектростанций очевидны постоянновозобновляемый самой природой запас энергии, простота эксплуатации, отсутствиезагрязнения окружающей среды. Однако здесь имеются свои недостаткиэкологического плана, которые ранее при строительстве плотины крупнойгидроэлектростанции учитывались не в полном объёме, что в дальнейшем сказалоськак на сельскохозяйственном производстве, так и на ихтиологии водных бассейнов.Уже в историческом плане ГОЭЛРО предусматривалось строительство крупныхгидроэлектростанций. В 1926 году в строй вошла Волховская ГЭС, в следующемначалось строительство знаменитой Днепровской. Дальновидная энергетическаяполитика, проводящаяся в нашей стране, привела к тому, что у нас, как ни водной стране мира, развита система мощных гидроэлектростанций. Ни одногосударство не может похвастаться такими энергетическими гигантами, какВолжские, Красноярская и Братская, Саяно-Шушенская ГЭС. Эти станции, дающиебуквально океаны энергии, стали центрами, вокруг которых развились мощныепромышленные комплексы. В тоже время строительство водохранилищ этих гигантовпородили необратимые процессы, такие как заболачивание местности, подтоплениеподпочвенными водами, нарушение естественных нерестилищ и т.д. Издавна людизнают о стихийных проявлениях гигантской энергии, таящейся в недрах земногошара. Память человечества хранит предания о катастрофических изверженияхвулканов, унесших миллионы человеческих жизней, неузнаваемо изменивших обликмногих мест на Земле. Мощность извержения даже сравнительно небольшого вулканаколоссальна, она многократно превышает мощность самых крупных энергетическихустановок, созданных руками человека. Правда, о непосредственном использованииэнергии вулканических извержений говорить не приходится нет пока у людейвозможностей обуздать эту непокорную стихию, да и, к счастью, извержения этидостаточно редкие события. Но это проявления энергии, таящейся в земных недрах,когда лишь крохотная доля этой неисчерпаемой энергии находит выход черезогнедышащие жерла вулканов. Маленькая европейская страна Исландия «странальда» в дословном переводе, полностью обеспечивает себя помидорами,яблоками и даже бананами! Многочисленные исландские теплицы получают энергию оттепла земли. Других местных источников энергии в Исландии практически нет. Затоочень богата эта страна горячими источниками и знаменитыми гейзерами-фонтанамигорячей воды, с точностью хронометра вырывающейся из-под земли. И хотя неисландцам принадлежит приоритет в использовании тепла подземных источников (ещедревние римляне к знаменитым баням-термам Каракаллы подвели воду из-под земли),жители этой маленькой северной страны эксплуатируют подземную котельную оченьинтенсивно. Столица — Рейкьявик, в которой проживает половина населения страны,отапливается только за счет подземных источников. Но не только для отоплениячерпают люди энергию из глубин земли. Уже давно работают электростанции,использующие горячие подземные источники. Первая такая электростанция, совсемеще маломощная, была построена в 1904 году в небольшом итальянском городкеЛардерелло, названном так в честь французского инженера Лардерелли, который ещев 1827 году составил проект использования многочисленных в этом районе горячихисточников. Постепенно мощность электростанции росла, в строй вступали всеновые агрегаты, использовались новые источники горячей воды, и в наши днимощность станции достигла уже внушительной величины — 360 тысяч киловатт.Тяжёлый экономический кризис, разразившийся в нашей стране в августе 1998 годасо всей остротой показал недоработки в нашей энергетике в районах Сахалина иКамчатки где большое количество горячих подземных источников позволило бысвоевременно и без больших затрат обеспечить население и промышленность данныхрегионов электричеством и теплом. Дальнейшее развитие геотермальной энергетики,позволили бы обеспечивать электроэнергией и соседние регионы. Известно, чтозапасы энергии в Мировом океане колоссальны. Так, тепловая (внутренняя)энергия, соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению сдонными, скажем, на 20 градусов, имеет величину порядка 10^26 Дж. Кинетическаяэнергия океанских течений оценивается величиной порядка 10^18 Дж. Однако покачто люди умеют утилизовать лишь ничтожные долитой энергии, да и то ценойбольших и медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика досих пор казалась малоперспективной. Однако происходящее весьма быстроеистощение запасов ископаемых топлив (прежде всего нефти и газа), использованиекоторых к тому же связано с существенным загрязнением окружающей среды (включаясюда также и тепловое «загрязнение», и грозящее климатическими последствиямиповышение уровня атмосферной углекислоты), резкая ограниченность запасов урана(энергетическое использование которых к тому же порождает опасные радиоактивныеотходы) и неопределенность как сроков, так и экологических последствийпромышленного использования термоядерной энергии заставляет ученых и инженеровуделять все большее внимание поискам возможностей рентабельной утилизацииобширных и безвредных источников энергии и не только перепадов уровня воды вреках, но и солнечного тепла, ветра и энергии в Мировом океане. Широкаяобщественность, да и многие специалисты еще не знают, что поисковые работы поизвлечению энергии из морей и океанов приобрели в последние годы в ряде странуже довольно большие масштабы и что их перспективы становятся все более обещающими.Наиболее очевидным способом использования океанской энергии представляетсяпостройка приливных электростанций (ПЭС). С 1967 г. в устье реки Ранс воФранции на приливах высотой до 13 метров работает ПЭС мощностью 240 тыс. кВт сгодовой отдачей 540 тыс. кВт/ч. Советский инженер Бернштейн разработал удобныйспособ постройки блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчиталрентабельную процедуру включения ПЭС в энергосети в часы их максимальнойнагрузки потребителями. Его идеи проверены на ПЭС, построенной в 1968 году вКислой Губе около Мурманска; своей очереди ждет ПЭС на 6 млн. кВт в Мезенскомзаливе на Баренцевом море. Неожиданной возможностью океанской энергетикиоказалось выращивание с плотов в океане быстрорастущих гигантских водорослейкелп, легко перерабатываемых в метан для энергетической замены природного газа.По имеющимся оценкам, для полного обеспечения энергией каждого человека — потребителя достаточно одного гектара плантаций келпа. Таким образом, в океане,который составляет 71% поверхности планеты, потенциально имеются различные видыэнергии — энергия волн и приливов; энергия химических связей газов, питательныхвеществ, солей и других минералов; скрытая энергия водорода, находящегося вмолекулах воды; энергия течений, спокойно и нескончаемо движущихся в различныхчастях океана; удивительная по запасам энергия, которую можно получать,используя разницу температур воды океана на поверхности и в глубине, и их можнопреобразовать в стандартные виды топлива.
Такие количества энергии, многообразие ее формгарантируют, что в будущем человечество не будет испытывать в ней недостатка. Вто же время не возникает необходимости зависеть от одного — двух основныхисточников энергии, какими, например, являются давно использующиеся ископаемыевиды топлива и ядерного горючего, методы, получения которого были разработанынедавно.
И тем не менее, несмотря на то, что извлечение энергииокеана находятся на стадии экспериментов и процесс ограничен и дорогостоящ,факт остается фактом, что по мере развития научно-технического прогрессаэнергия в будущем может в значительной степени добываться из моря. Когда — зависит от того, как скоро эти процессы станут достаточно дешевыми. В конечномитоге дело упирается не в возможность извлечения из океана энергии в различныхформах, а в стоимость такого извлечения, которая определит, насколько быстробудет развиваться тот или иной способ добычи.
Когда бы это время ни наступило, переход к использованиюэнергии океана принесет двойную пользу: сэкономит общественные средства исделает более жизнеспособной третью планету Солнечной системы — нашу Землю.
Впервые удар по общественному карману был нанесен в 1973году подъемом цен на ископаемые виды топлива.
Экономика, однако, лишь одна сторона дела. Другаясторона относится к странам развивающимся, которые стараются достичь уровняжизни промышленно развитых стран, определяющегося использованием большогоколичества энергии. Сегодня народы Азии, Африки и Латинской Америки стремятсяперейти от общества, в котором используется в основном физический труд, кобществу с развитой индустрией.
Для того чтобы удовлетворить потребность в равноправномраспределении дешевой энергии между всеми странами, потребуется такое ееколичество, которое, возможно, в тысячи раз превысит сегодняшний уровеньпотребления, и биосфера уже не справится с загрязнением, вызываемымиспользованием обычных видов топлива. Тем не менее президент Институтаисследований исследований в области электроэнергии в Пало Альто (Калифорния)Чонси Старр полагает: «Необходимо признать, что мировое потреблениеэнергии будет развиваться именно в этом направлении и так быстро, как толькопозволят политические, экономические и технические факторы».
Так как соревнование за обладание истощающимися видамитоплива обостряется, расход общественных средств будет расти. Рост этотпродолжится, так как необходимо бороться с загрязнением воздуха и воды,теплотой, выделяющейся при сгорании ископаемых видов топлива.
Но стоит ли волноваться в поисках новых источниковископаемого топлива? Зачем дискутировать по вопросу о строительстве ядерныхреакторов? 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 использованиеэнергии океана позволит Земле быть в дальнейшем обитаемой планетой. А вотальтернативный вариант, предусматривающий увеличение использования органическихи ядерных видов топлива, по мнению некоторых специалистов, может привести ккатастрофе: в атмосферу станет выделяться слишком большое количествоуглекислого газа и теплоты, что грозит смертельной опасностью человечеству.
Заключение.
За время существования нашей цивилизации много разпроисходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные.И не только потому, что старый источник был исчерпан.
Солнце светило и обогревало человека всегда: и тем неменее однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину.
Затем древесина уступила место каменному углю. Запасыдревесины казались безграничными, но паровые машины требовали более калорийного«корма».
Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает своелидерство на энергетическом рынке нефти.
И вот новый виток: в наши дни ведущими видами топливапока остаются нефть и газ. Но за каждым новым кубометром газа или тонной нефтинужно идти все дальше на север или восток, зарываться все глубже в землю.Немудрено, что нефть и газ будут с каждым годом стоить нам все дороже.
Замена? Нужен новый лидер энергетики. Им, несомненно,могут стать вышеописанные источники.
В погоне за избытком энергии человек все глубжепогружался в стихийный мир природных явлений и до какой-то поры не оченьзадумывался о последствиях своих дел и поступков.
Но времена изменились. Сейчас, в конце 20 века,начинается новый, значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика«щадящая». Построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором онсидит. Заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы.
Несомненно, в будущем параллельно с линией интенсивногоразвития энергетики получат широкие права гражданства и линия экстенсивная:рассредоточенные источники энергии не слишком большой мощности, но зато свысоким КПД, экологически чистые, удобные в обращении.
Яркий пример тому, быстрый старт электрохимическойэнергетики, которую позднее, видимо, дополнит энергетика солнечная.
Энергетика очень быстро аккумулирует, ассимилирует,вбирает в себя все самые новейшие идей, изобретения, достижения науки. Это ипонятно: энергетика связана буквально со Всем, и Всё тянется к энергетике,зависит от неё.
Поэтому энергохимия, водородная энергетика, космическиеэлектростанции, энергия, запечатанная в антивеществе, кварках, «черныхдырах», вакууме, это всего лишь наиболее яркие вехи, штрихи, отдельныечерточки того сценария, который пишется на наших глазах и который можно назватьЗавтрашним Днем Энергетики.
Нетак важно, каково ваше мнение о нуждах энергетики, об источниках энергии, еекачестве и себестоимости. Нам, по-видимому, следует лишь согласиться с тем, чтосказал ученый мудрец, имя которого осталось неизвестным: «Нет простыхрешений, есть только разумный выбор».
Список литературы
В.Володин, П.Хазановский «Энергия, век двадцатьпервый».
А.Голдин «Океаны энергии».
Л.С. Юдасин «Энергетика: проблемы и надежды».