Глава I. Энергия, потребности и перспективы

Тенденции в развитии энергетики

Фактором, определяющим уровень развития общества, является его энерговооруженность. Потребление энергии в расчете на одного человека за историю развития человечества от примитивного человека до настоящего времени возросло более чем в 100 раз. Существует линейная корреляция между объемом промышленно производимой энергии и величиной общего национального продукта для государства с различным уровнем производства [23].

Энерговооруженность определяет все стороны общественного производства. Интенсивное развитие всех отраслей народного хозяйства неразрывно связано с необходимостью увеличения потребления энергии. Достаточно ярким примером может служить развитие сельскохозяйственного производства. "Классическая" сфера деятельности людей - производство пищевых продуктов - в настоящее время становится весьма энергоемким процессом. При этом тенденция развития такова, что энергозатраты в сельском хозяйстве становятся все более ощутимыми.

В работах [24-27] дан анализ использования энергии для производства пищевых продуктов. Рис. 1 иллюстрирует соотношение между энергией, затраченной на производство пищи, и энергоемкостью произведенных продуктов. Видно, что затраченная энергия существенно превышает запасенную, при этом количество энергии, затрачиваемое на получение энергии в виде пищевых продуктов, непрерывно увеличивается и достигает в настоящее время около 10 кал на 1 кал запасенных продуктов (рис. 1, Б). Это связано с необходимостью широкого использования энергоемких минеральных удобрений, возросшим уровнем механизации сельского хозяйства, уровнем затрат на транспорт, обработку, распределение пищевых продуктов.

Рис. 1. Динамика роста энергозатрат на производство пищевых продуктов

Современная энергетика в своей основе является топливной. В качестве первичного источника энергии, в значительной степени обеспечивающего нужды промышленности и транспорта, в настоящее время используются природные горючие ископаемые. Около 98% производимой в мире и потребляемой человечеством энергии выделяется при сгорании ископаемых топлив - угля, нефти, природного газа. Остальные 2% приходятся на гидроэнергию и атомную энергию. Потребности мира в энергии удваиваются каждые 10-15 лет. В 1995 г. для нормального развития экономики мировое производство энергии должно в 8-10 раз превышать уровень добытой и израсходованной энергии в 1959 г. Это неизбежно приводит к истощению наиболее удобно разрабатываемых топливных источников. В настоящее время проводятся различные оценочные расчеты мировых ресурсов источников энергии. В табл. 1 приведены данные ООН по мировым ресурсам основных топливных источников и оценки времени их истощения [28].

Таблица 1. Оценки мировых ресурсов топлив и сроков их истощения

Прогнозируемая динамика роста мировой добычи нефти - основного современного источника энергии - приведена на рис. 2 [29]. Например, для США максимум производства нефти, согласно [23], лежит между 1970 и 1985 гг. В дальнейшем добыча нефти должна быстро сокращаться.

Рис. 2. Существующая и прогнозируемая динамика мировой добычи нефти

Существующие многочисленные прогнозы развития топливной энергетики несколько различаются по оценке времени истощения природных горючих ископаемых (см., например, [30]). Однако независимо от частностей в исходных посылках и методах анализа все существующие прогнозы сходятся в одном - весьма скоро, еще при жизни нынешнего поколения, наиболее развитые источники энергии, основанные на использовании природных ископаемых, будут в значительной степени истощены.

Прогрессирующий дефицит ископаемых топлив ставит ряд весьма острых проблем, связанных с поиском и технологическим освоением новых источников энергии. В литературе идет весьма оживленная дискуссия о перспективных путях развития энергетики [3-5, 28-37]. Важный вывод, который сделан на основе анализа долговременных тенденций в развитии энергетики, заключается в том, что дальнейший рост энерговооруженности связан с переходом на синтетическое топливо.