Ресурсы нашей планеты

5) руды  для цветной металлургии;

По современным  данным, мировых ресурсов важнейших металлов может хватить при нынешнем уровне добычи на срок от 20 (цинк) до 200 (алюминий) лет. [3]

При истощении  лучших месторождений руд, горючих  ископаемых и других невозобновимых ресурсов человечеству придется разрабатывать  бедные месторождения, проводить добычу сырья в отдалённых районах, часто с неблагоприятными климатическими условиями, что приведёт к возрастанию риска загрязнения окружающей среды в процессе обогащения первичного сырья. Уже сейчас надо разрабатывать ресурсосберегающие технологии, создавать условия для повышения их рентабельности. Не менее важно наладить полное вторичное использование металлолома, стекла, пластика, бумаги, и других отходов, которые можно повторно использовать. 

4. Биологические ресурсы.

 

Для удовлетворения узкоутилитарных пищевых и хозяйственных потребностей людей необходимо весьма органиченное количество видов, в то же время для выведения сортов и пород с определенными свойствами, а также получения лекарственных веществ было использовано во много раз больше. Современные методы генной инженерии открыли возможности таких фантастических манипуляций с генами, что теперь каждый вид, обитающий на Земле, становится потенциальным источником бесценных свойств. Которые должны подвергаться строгой охране, борьбе за сохранение биоразнообразия.

Мировой океан когда-то считался спасительным ресурсом получения белка, но оказалось, что его ресурсы ограничены в большей степени, чем ресурсы наземных экосистем. Уже сегодня достигнут предел вылова рыбы в Мировом океане, который ниже биомассы животноводческой продукции а 2,5 раза. Тем не менее, при сохранении разумного баланса между производством растительной и животной продукции, растущее человечество может быть обеспечено пищей в обозримом будущем. [3]

 

Глава 2. Энергетические ресурсы. 

2.1. Характеристика видов и распределения энергетических ресурсов и объектов. Проблема обеспечения человечества энергией. 

За всю историю  существования человечество израсходовало около 900—950 тыс. ТВт-ч энергии всех видов. [2] В течение XIX и XX вв. энергетические потребности человечества росли быстрее его численности. Так, с 1900 по 2000 г., по данным Международного института прикладного системного анализа, суммарное потребление всех видов энергоресурсов (в переводе на нефтяной эквивалент) увеличилось в мире в 10 раз, т.е. почти в три раза быстрее, чем прирост народонаселения. Если в XVIII в. основным источником энергии во всех странах были дрова, то в течение XIX в. на первое место в индустриально развитых странах вышел уголь, а в  XX в.  – нефть и природный газ. И хотя в настоящее время немало энергии получают на гидроэлектростанциях (ГЭС) и атомных электростанциях (АЭС), всё равно основным источником энергии остаются горючие ископаемые: уголь, нефть, газ. Тепловые электростанции дают (ТЭС) дают ¾ всей электроэнергии. По расчетам некоторых ученых,  на 1993 год, разведанных запасов угля хватит на 160-620 лет, нефти на 25-90 лет, газа на 40-130 лет, урана на 30-80 лет, при условии сохранения уровня потребления, соответствующего 1980 году.

На территории нашей страны находится более 50% мировых запасов угля, более 30% газа, 60% торфа и более 40% горючих сланцев. Извлекаемые запасы минерального топлива  оцениваются примерно в 2 трлн.тон условного топлива (имеет теплоту сгорания 7000ккал на 1кг твердого и на 1 м³ жидкого вещества), из них 80% составляет уголь и 5% — природный газ. [3]

В настоящее  время электроэнегрию получают тремя основными способами, на долю которых в мире в совокупности приходится более 98% производимого электричества:

• На теплоэлектростанциях  (примерно 63%)
• На гидроэлектростанциях  (примерно  18%)
• На атомных электростанциях  (примерно  17%)

В зависимости  от природных особенностей, доступности различных энергетических  ресурсов и традиций в каждой стране установилось собственное соотношение между тремя основными способами получения электроэнергии. В Австралии имеется достаточно залежей угля и урана, а гидроэнергетических ресурсов очень мало. Норвегию и Австрию природа одарила избытком гидроэнерегтических ресуросов, и поэтому на ГЭС производится почти вся электрэнегрия. В германии ресурсы гидроэнергетики весьма ограничены,но имеется много угля, так что исторически приоритетным является получение электроэнергии на ТЭС, а со временем на 2 место вышли АЭС. Также в странах Западной Европы ТЭС переводят на природный газ. Во Франции И Литве почти всё энергоснабжение основано на атомной энергетике, однако причины этого различны. Во Франции давно иссякли месторождения ископаемого топлива и исчерпаны ограниченные возможности гидроэнергетики. В то же время на её территории есть месторождения уранадля Франции развитие атомной энергетики означало сохранение энергетической независимости государства, и развитие системы АЭС стало  приоритетным. В Литве же была построена одна из гигантских АЭС бывшего Советского Союза, мощности которой хватает после выхода республики из состава СССР для удовлетворения большей части национальных потребностей. В России соотношение между источниками генерации электроэнергии близко к среднемировому. К 2000 году на промышленных ЭС получали 66% электричества; на ГЭС – 20, на АЭС – 14%. 

2. Экологические последствия получения  электроэнергии различными способами.

 

1. Тепловые электростаниции (ТЭС).

 

Преимущественно в Китае, США, Германии, России, Польше, ЮАР, Австралии.

Положительные особенности:

• Мобильность и независимость электрогенераторов;
• Возможность быстро изменять количество продуцируемой электроэнергии;
• Невысокаяпо современным понятиям цена генерируемой энергии;
• Возможность сочетать с производством электроэнергии и выработку тепла для отопления и нагревания волы (когенерация);

Отрицательные особенности:

• Прямое тепловое загрязнение окружающей среды (ОС);
• Основной источник антропогенной эмиссии углекислого газа, усиливающий парниковый эффект;
• Загрязнение воздуха сопутствующими частицами и газами, основной источник материала для кислотных дождей;
• При возрастающем потреблении нефтепродуктов неизбежно возрастает и риск загрязнения ОС в местах добычи нефти, при авариях на нефтепроводах или танкерах, перевозящих нефть;
• Радиоактивное загрязнение в результате попадания в выбросы радиоактивных продуктов, содержащихся в нефти и особенно в угле в незначитаельных количествах. При длительной работе ТЭС на окружающей территории постепенно возрастает концентрация радиоактивных веществ;
• Загрязнение ОС тяжелыми металлами с выбросами продуктов сгорания;
• Нефть- ценнейшее природное сырьё: «сжигать её лишь для того, чтобы получить энергию, равносильно растапливанию печи ассигнациями» Д.И.Менделеев;

Способы уменьшения неблагоприятных воздействий  от ТЭС:

• Предварительная очистка топлива от загрязняющих веществ (прежде всего S);
• Очистка выбросов на специальных устройствах;
• Повышение эффективности генерации электроэнергии;
• Снижение доли ТЭС в генерации энергии;
• Снижение потребления электроэнергии;

 

2. Гидроэлектростанции (ГЭС).

 

Преимущественно в Норвегии, Швейцарии, а также  некоторых странах Африки.

Положительные особенности ГЭС:

• Самая низкая себестоимость генерируемой электроэнергии;
• Технологическая простота сооружения ГЭС и безопасность их нормальной эксплуатации;
• Неисчерпаемость ресурса;
• Одновременное снижение риска наводнений;
• Аккумуляция воды в водохранилищах для ирригации близлежащих  сельскохозяйственных территорий;
• Отсутствие теплового загрязнения окружающей среды;
• Отсутствие какого-либо химического загрязнения;
• Отсутствие радиоактивного загрязнения;

Отрицательные особенности ГЭС:

• зарегулирование стока рек приводит к значительному изменению водных экосистем: вместо проточных возникают стоячие водоёмы;
• При строительстве водохранилищ в низовьях рек происходит затопление значительных территорий (пойм) – наиболее плодородных земель, общее количество которых не стол велико;
• При значительном смыве с берегов почвы и поступлении бытовых и с/х стоков происходит эвтрофикация вод, что приводит к цветению фитопланктона и последующим заморам;
• Проходные (мигрирующие из моря в верховья рек или наоборот) рыбы лишаются возможности достичь своих нерестилищ;
• В случае террористических действий ГЭС может стать объектом повышенной опасности. Так, в 1938 году в Китае ради срыва наступления японских войск китайские войска разрушили дамбу, и в результате быстрого затопления местности погибло почти 500 тыс. человек;
• Аналогичные последствия могут быть вызваны сильными землетрясениями;

 

3. Атомные электростанции (АЭС).

 

Преобладают во Франции и Литве.

Положительные особенности АЭС:

• Продолжительная работа на ограниченном по массе источнике энергии;
• Возможность обеспечения электроэнергией регионов, находящихся вдали от источников органического топлива или гидроэнергетических ресурсов;
• Предполагаемая неисчерпаемость ядерного топлива;
• Возможности одновременного получения материала для создания ядерного оружия;
• Отсутствие химического загрязнения ОС;
• Отсутствие экологических последствий, подобных строительству плотин и водохранилищ;

Отрицательные особенности:

• Утечка радиоактивных элементов в штатном режиме;
• Радиоактивная опасность в случае аварии;
• Сложность безопасного захоронения ядерных отходов;
• Непродолжительность проектного срока службы АЭС;
• Сложность решения проблемы демонтажа АЭС и обезвреживания радиоактивных конструкций;
• Достаточно высокая себестоимость получаемой  электроэнергии;
• Весьма ограниченные ресурсы урана для получения ядерного топлива;

 
 

3. Альтернативные источники энергии.

 

Альтернативные  способы получения электроэнергии используют возобновляемые источники  энергии, например солнечный свет, ветер, геотермальную энергию и энергию  приливов. Но, к сожалению, не смотря на отсутствие в этом случае проблем, подобных тем, что имеют традиционные способы получения энергии, их применение пока мало разработано и по большей части не рентабельно. Кроме того, каждый из альтернативных способов имеет свои отрицательные стороны. 

1. Использование энергии Солнца.

 

Солнечный свет – основной источник энергии, питающей многие процессы на Земле: циркуляцию воздуха в атмосфере, перемещение  водных масс в океане, рост фотосинтезирующих  растений и существование питающихся ими животных.

Первая  промышленная солнечная электростанция (СЭС), основанная на принципе концентрации солнечных лучей на баке с водой и генерации электроэнергии на паровой турбине, была построена в США в 1982 году. Её мощность составляла всего 10 МВт. В бывшем СССР имелась аналогичная установка в Крыму, мощностью 5 МВт. В дальнейшем подобные электростанции были построены в разных странах, и их суммарная мощность возросла, но незначительно. Недостатки этого способа получения энергии очевидны: количество вырабатываемой электроэнергии не постоянно, меняется в течение суток, зависит от погоды. Тем не менее, для некоторых видов деятельности и непостоянного нагрева достаточно. Так, с помощью концентрации солнечных лучей можно добиться нагрева небольшого количества воды до 3000^оС, чтобы провести химически чистую плавку металла. Подобная солнечная печь имеется недалеко от Ташкента.

Большим шагом вперёд была разработка так  называемых «солнечных батарей», в  которых электроэнергия получается без промежуточного этапа нагрева  воды и парообразования, а непосредственно путем фотоэлектрического образования солнечного света не полупроводниках. Но их себестоимость велика, а КПД всего 6-16%. Было подсчитано, что для удовлетворения энергетических потребностей человечества на СЭС даже при КПД 15%, потребуется 30 тыс. км². Но сначала надо решить вопрос  о независимости СЭС от времени суток и погодных условий. Имеющиеся сегодня образцы аккумуляторов несовершенны: они массивны и состоят из дорогих элементов (свинца, лития, кадмия), запасы которых на Земле невелики. К тому же эти вещества токсичны, а значит при массовом использовании неизбежно возрастёт загрязнение ОС и потребуются дорогостоящие очистные сооружения.