El problema energètic de la humanitat i les formes de la seva solució

El problema de l'energia de la humanitat creix cada any. Això es deu a la creixent població del planeta i al desenvolupament intensiu de la tecnologia, que provoca un consum creixent de consum energètic. Malgrat l'ús d'energia nuclear, alternativa i hidroelèctrica, la gent continua extreure la quota de combustible del lleó des de la profunditat de la Terra. L'oli, el gas natural i el carbó són recursos energètics naturals no renovables, per ara les seves reserves han disminuït fins a un nivell crític.

Inici del final

La globalització del problema energètic de la humanitat va començar en els anys 70 del segle passat, quan va acabar l'època de l'oli barat. El dèficit i la forta pujada del preu d'aquest tipus de combustible van provocar una greu crisi en l'economia mundial. I tot i que el seu valor ha disminuït amb el pas del temps, els volums estan disminuint constantment, de manera que el problema energètic i de matèria primera de la humanitat cada vegada és més agut.

Per exemple, només en el període comprès entre els anys 60 i 80 del segle XX, la producció del carbó del món ascendia al 40%, l'oli -75%, el gas natural- el 80% de la quantitat total d'aquests recursos, que es va utilitzar des de principis de segle.

Malgrat que l'escassetat de combustible va començar en la dècada de 1970 i es va descobrir que el problema de l'energia és un problema global de la humanitat, les previsions no van proporcionar el creixement del seu consum. Es preveia que l'any 2000 els volums de mineria augmentaran triples. Posteriorment, per descomptat, aquests plans es van reduir, però com a conseqüència de l'explotació extremadament desfavorable dels recursos, que van durar dècades, avui gairebé estan desapareguts.

Els principals aspectes geogràfics del problema energètic de la humanitat

Un dels motius de la creixent escassetat de combustible és l'augment de les condicions per a la seva extracció i, en conseqüència, l'augment del cost d'aquest procés. Si fa unes dècades, els recursos naturals es trobaven a la superfície, avui hem d'augmentar constantment la profunditat de les mines, els gasos i els pous petroliers. Especialment deteriorava notablement les condicions geològiques de l'aparició de recursos energètics a les antigues regions industrials d'Amèrica del Nord, Europa Occidental, Rússia i Ucraïna.

Donats els aspectes geogràfics dels problemes energètics i de matèries primeres de la humanitat, cal dir que la seva solució és ampliar les línies de recursos. És necessari desenvolupar noves àrees amb més facilitat de mineria i condicions geològiques. Per tant, és possible reduir el cost de la producció de combustible. Cal tenir en compte que la intensitat total del capital d'extreure recursos energètics en nous llocs sol ser molt més alta.

Aspectes econòmics i geopolítics dels problemes energètics i de matèries primeres de la humanitat

L'esgotament de les reserves de combustibles naturals va provocar la competència més greu en l'àmbit econòmic, polític i geopolític. Les corporacions de combustible gegant es dediquen a la divisió de recursos energètics i energètics i la redistribució d'àmbits d'influència en aquesta indústria, la qual cosa condueix a fluctuacions constants dels preus en el mercat mundial de gas, carbó i petroli. La inestabilitat de la situació agreuja seriosament el problema energètic de la humanitat.

Seguretat energètica mundial

Aquest concepte va entrar en vigència a principis del segle XXI. Els principis d'aquesta estratègia de seguretat proporcionen un subministrament energètic confiable, a llarg termini i ambientalment acceptable, els preus per als quals es justificaran i disposaran els països que exporten i importen combustible.

L'aplicació d'aquesta estratègia només és possible si s'eliminen les causes del problema energètic de la humanitat i es prenen mesures pràctiques per garantir l'economia mundial amb els dos tipus tradicionals de combustible i energia procedents de fonts alternatives. I s'ha de prestar especial atenció al desenvolupament de l'energia alternativa.

Política d'estalvi d'energia

En temps de combustible econòmic, una economia molt intensiva en recursos s'ha desenvolupat en molts països del món. En primer lloc, aquest fenomen es va observar als estats rics en recursos minerals. La llista estava dirigida per la Unió Soviètica, Estats Units, Canadà, Xina i Austràlia. A la URSS, el volum de consum de combustible convencional va ser diverses vegades superior al dels EUA.

Aquesta situació va requerir la introducció urgent de polítiques de conservació de l'energia als sectors municipal, industrial, de transport i altres sectors de l'economia. Tenint en compte tots els aspectes dels problemes energètics i de matèries primeres de la humanitat, es van començar a desenvolupar i introduir tecnologies destinades a reduir la intensitat energètica específica del PIB d'aquests països i reconstruir tota l'estructura econòmica de l'economia mundial.

Èxits i fracassos

L'èxit més notable en l'àmbit de l'estalvi energètic va ser aconseguit pels països desenvolupats econòmicament d'Occident. Durant els primers 15 anys, van aconseguir reduir la intensitat energètica del seu PIB en 1/3, que va comportar una reducció de la seva participació en el consum mundial d'energia del 60 al 48 per cent. Fins ara, aquesta tendència continua, i el creixement del PIB a Occident supera el creixent volum de consum de combustible.

Moltes coses són pitjors a l'Europa Central-Oriental, la Xina i els països de la CEI. La intensitat energètica de la seva economia disminueix molt lentament. Però els líders de l'anti-qualificació econòmica són els països en vies de desenvolupament. Per exemple, a la majoria dels països africans i asiàtics, la pèrdua del combustible associat (gas natural i petroli) es troba entre el 80 i el 100 per cent.

Realitats i perspectives

El problema de l'energia de la humanitat i les formes de la seva solució avui són de preocupació per al món sencer. Per millorar la situació existent, s'introdueixen diverses innovacions tècniques i tecnològiques. Amb l'objectiu d'estalviar energia, es millora l'equipament industrial i comunal, es fabriquen cotxes més econòmics, etc.

Entre les mesures macroeconòmiques primàries es troba un canvi gradual en l'estructura del consum de gas, carbó i petroli amb la perspectiva d'augmentar la proporció de recursos no tradicionals i energètics renovables.

Per resoldre amb èxit el problema energètic de la humanitat, s'ha de prestar especial atenció al desenvolupament i introducció de tecnologies fonamentalment noves disponibles en l'etapa actual de la revolució científica i tecnològica.

Enginyeria d'energia nuclear

Una de les àrees més prometedores en l'àmbit del subministrament energètic és l'energia nuclear. En alguns països desenvolupats, ja s'han encarregat reactors nuclears d'una nova generació. Actualment, els científics nuclears tornen a discutir activament el tema dels reactors que treballen amb neurones ràpides, que, com se suposava, es convertirà en una nova i molt més efectiva energia nuclear. No obstant això, el seu desenvolupament es va suspendre, però ara aquest tema tornava a ser urgent.

Ús de generadors MHD

La conversió directa de l'energia tèrmica a l'electricitat sense calderes de vapor i turbines permet realitzar generadors magnetohidrodinàtics. El desenvolupament d'aquesta direcció prometedora es va iniciar a principis dels setanta. El 1971, es va encarregar la primera MHD experimental-industrial amb una capacitat de 25.000 kW a Moscou.

Les principals avantatges dels generadors magnetohidrodinàmic són:

• Alta eficiència;
• Compatibilitat ecològica (no hi ha emissions nocives a l'atmosfera);
• Inici immediat.

Generador de turbina criogènica

El principi del generador criogènic és que el rotor es refreda per heli líquid, a causa del qual s'obté l'efecte de superconductivitat. Els indubtables avantatges d'aquesta unitat inclouen una gran eficiència, petit pes i dimensions.

Es va crear una mostra experimental i industrial d'un turbogenerador criogènic a l'era soviètica, i ara s'estan realitzant desenvolupaments similars a Japó, Estats Units i altres països desenvolupats.

Hidrogen

L'ús de l'hidrogen com a combustible té grans perspectives. Segons molts experts, aquesta tecnologia ajudarà a resoldre els problemes humans més importants: el problema de l'energia i les matèries primeres. En primer lloc, el combustible d'hidrogen es convertirà en una alternativa als recursos energètics naturals en enginyeria. El primer cotxe sobre hidrogen va ser creat per la companyia japonesa "Mazda" a principis dels 90, per a ell es va desenvolupar un nou motor. L'experiment va tenir bastant èxit, el que confirma les perspectives d'aquesta direcció.

Generadors electroquímics

Són piles de combustible que també treballen amb hidrogen. El combustible passa a través de membranes polimèriques amb una substància especial: un catalitzador. Com a resultat de la reacció química amb l'oxigen, l'hidrogen mateix es converteix en aigua, alliberant energia química durant la combustió, que es converteix en energia elèctrica.

Els motors amb piles de combustible es caracteritzen per la màxima eficiència possible (més del 70%), que és el doble que la de les centrals elèctriques convencionals. A més, són fàcils d'usar, sense sonar durant l'operació i poc exigents per reparar.

Fins fa poc, les piles de combustible tenien un àmbit restringit, per exemple, en la investigació espacial. Però ara s'està treballant en la introducció dels generadors electroquímics en la majoria dels països desenvolupats econòmicament, el primer lloc entre els quals està ocupat per Japó. La capacitat total d'aquestes unitats al món es mesura en milions de kW. Per exemple, a Nova York i Tòquio, les centrals elèctriques ja estan operant en aquests elements, i l'automotriz alemanya Daimler-Benz va ser la primera a crear un prototip de treball d'un automòbil amb un motor que funcioni amb aquest principi.

Fusió termonuclear controlada

Durant diverses dècades s'han realitzat investigacions en el camp de l'energia termonuclear. En el nucli de l'energia atòmica es troba la reacció de la fisión nuclear, i el termonuclear es basa en el procés invers, es combinen els nuclis d'isòtops d'hidrogen (deuteri, triti). En el procés de combustió nuclear d'1 kg de deuteri, la quantitat d'energia alliberada supera els 10 milions de vegades la mateixa xifra obtinguda del carbó. El resultat és realment impressionant! És per això que el poder termonuclear es considera una de les indicacions més prometedores per resoldre els problemes del dèficit energètic mundial.

Previsions

En l'actualitat, hi ha diversos escenaris per al desenvolupament de la situació en la indústria energètica mundial en el futur. Segons alguns d'ells, el 2060 el consum mundial d'energia en l'equivalent del petroli augmentarà a 20 mil milions de tones. Al mateix temps, els països en desenvolupament superaran els països desenvolupats pel que fa als volums de consum.

A mitjans del segle XXI, el volum de recursos energètics fòssils hauria de disminuir significativament, però augmentarà la proporció de fonts renovables, en particular de l'energia eòlica, solar, geotèrmica i marea.