Энергия. Почему она необходима?

МАЛЕНЬКИЙ Майк родился в августе 2003 года. Машина, которая привезла его маму рожать, работала на бензине. Электростанция, дающая в роддом свет,— на угле. Центральное отопление, обогревавшее комнату, где Майк сделал первый вдох,— на природном газе. Если бы один из этих источников энергии по какой-то причине прервался, жизнь маленького Майка оказалась бы в опасности.

Само существование современной цивилизации, в которой родился Майк, зависит от различных источников энергии. Каждый день мы так или иначе пользуемся разными видами ископаемого топлива: ездим на работу, готовим еду, освещаем, обогреваем или кондиционируем свой дом. Институт мировых ресурсов сообщает, что «мировое энергопотребление на 90 процентов удовлетворяется за счет ископаемого топлива». В отчете, опубликованном этим институтом в 2000 году, говорится: «Больше всего энергии вырабатывается из нефти — 40 процентов, далее следуют уголь — 26 процентов и природный газ — примерно 24 процента»a.

В журнале «Биосайенс» говорится: «В среднем американец за год использует на свои нужды (транспорт, отопление и кондиционирование) 93 000 киловатт-часов [электроэнергии], что эквивалентно 8 000 литров нефти». В Австралии, Китае, Польше и Южной Африке за счет угля вырабатывается более 75 процентов электричества, в Индии — 60 процентов, а в Соединенных Штатах и в Германии — более половины.

Журналист Джеремая Кридон в статье «Когда кончится нефть» пишет: «Не все знают, что от нефти зависят продовольственные запасы всего мира. Нефть и природный газ играют очень важную роль в сельском хозяйстве, начиная с производства удобрений и кончая перевозкой урожая». Но надолго ли хватит этих источников энергии, от которых зависит современное общество? И есть ли другие, более экологичные источники?

[Сноска]

Зачем нужны новые источники энергии?

Если вы думаете, что сейчас нефти не хватает, подождите лет 20 — вот тогда начнется полный кошмар. Джереми Рифкин, Фонд изучения экономических тенденций (Вашингтон, август 2003 года)

ЛЕТ через 20 — когда Майк станет взрослым и сможет водить машину — мировое энергопотребление, согласно выходящему в США «Международному энергетическому обозрению» за 2003 год (IEO 2003), «вырастет на 58 процентов». В журнале «Нью сайентист» о предстоящем буме говорится как о «самом стремительном росте энергопотребления в истории». Смогут ли традиционные энергоносители удовлетворить такой спрос? Рассмотрим некоторые тревожные факты.

УГОЛЬ:

◼ Из всех ископаемых видов топлива угля осталось больше всего, и его должно хватить еще на 1 000 лет. Электростанции, работающие на угле, производят 40 процентов электроэнергии в мире. Крупнейший экспортер угля — Австралия, на нее приходится почти треть мирового рынка угля.

И все же в недавнем пресс-релизе института «Уорлдуотч» говорится: «Уголь — это самое насыщенное углеродом топливо, которое выделяет углекислого газа на 29 процентов больше, чем нефть, и на 80 процентов больше, чем природный газ. На его долю приходится 43 процента ежегодных выбросов углерода в атмосферу — примерно 2,7 миллиарда тонн». Помимо ущерба окружающей среде, сжигание угля отражается на здоровье людей. В одном из недавних докладов ООН «Глобальное экологическое обозрение» сообщается: «В 11 крупных городах Китая дым и мельчайшие частицы, выделяющиеся при сгорании угля, служат причиной более 50 000 преждевременных смертей и 400 000 новых случаев заболевания хроническим бронхитом».

НЕФТЬ:

◼ Ежедневно в мире расходуется 75 миллионов баррелей нефти. Из мировых запасов нефти, объем которых оценивают примерно в 2 триллиона баррелей, около 900 миллиардов уже использовано. При нынешнем уровне нефтедобычи запасов нефти должно хватить еще лет на 40.

Однако геологи Колин Кэмпбелл и Жан Лаэррер в 1998 году высказали прогноз: «Уже в ближайшие десять лет добыча нефти не сможет угнаться за спросом на нее». Эти специалисты-нефтяники предупреждают: «Многие думают, что если нефть бьет фонтаном из скважин сегодня, то и последнее ведро нефти добыть из-под земли будет так же легко. Но практика показывает: идет ли речь об одной скважине, или целой стране, нефтедобыча всегда растет до максимума и потом, когда примерно половина нефти выкачана, начинает уменьшаться, постепенно падая до нуля. С экономической точки зрения важно знать не то, когда вся нефть иссякнет, а когда добыча нефти начнет сокращаться».

Когда начнется ожидаемое падение нефтедобычи? Геолог-нефтяник Джозеф Рива говорит: «Планируемое увеличение нефтедобычи... в два раза меньше того, что нужно, чтобы удовлетворить тот спрос на нефть, который по прогнозам Международного энергетического агентства [IEA] будет в 2010 году». Журнал «Нью сайентист» предупреждает: «Когда нефтедобыча снижается, а спрос на нефть растет, цены на нее резко поднимаются или становятся очень неустойчивыми, что может привести к экономическому хаосу, проблемам с транспортировкой продуктов и других запасов и даже к войнам за нефть».

В то время как одни специалисты считают проблемой снижение нефтедобычи, другие — само использование нефти. В «Утне ридер» Джеремая Кридон говорит: «Дефицит нефти — это не самое худшее. Сжигая топливо и получая тепло, мы производим углекислый газ, из-за которого температура повышается на всей планете, но экономические проблемы по-прежнему решаются отдельно от экологических». Например, Австралийская радиовещательная комиссия обращает внимание на последствия использования нефти в одной стране: «В Великобритании 26 миллионов транспортных средств. Они выделяют треть всего углекислого газа в стране, содействуя глобальному потеплению, и одну треть всех вредных выбросов в атмосферу, от которых ежегодно умирает примерно 10 000 человек».

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ:

◼ В следующие 20 лет «во всем мире все большую роль как источника энергии будет играть природный газ», говорится в отчете «IEO 2003». Природный газ — это самый чистый вид ископаемого топлива и, по предварительным оценкам, есть еще большие запасы газа.

Но, по мнению Ассоциации газопромышленников (Вашингтон), «на самом деле никто не знает, насколько велики запасы природного газа, все оценки его количества основываются на различных предположениях... Поэтому оценить реальные объемы газа достаточно трудно».

Основной компонент природного газа — метан, который значительно усиливает парниковый эффект. «Метан задерживает тепло в 21 раз больше углекислого газа»,— заявляет упомянутая выше Ассоциация. Но, несмотря на это, масштабное исследование, проведенное в США Управлением по охране окружающей среды и Институтом исследований газа показало, что «при переходе на природный газ будет выделяться больше метана, но зато значительно снизится количество других вредных выбросов».

АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ:

◼ «В мире существует примерно 430 ядерных реакторов, которые вырабатывают 16 процентов всей электроэнергии»,— сообщается в «Острэлиан джиогрэфик». В докладе «IEO 2003» говорится, что помимо существующих реакторов, «в феврале 2003 года 17 из 35 строящихся во всем мире реакторов приходилось на развивающиеся страны Азии».

Атомная энергетика завоевывает все большую популярность, даже несмотря на возможность повторения аварии, произошедшей в 1986 году в Чернобыле. В «Нью сайентист» сообщается, что «неполадки и повреждения стали серьезной проблемой для атомных реакторов в Америке» и что в марте 2002 года на реакторе Дэйвис-Бесси в Огайо «чуть было не произошла авария».

Запасы обычных видов топлива не безграничны, и, кроме того, ископаемое топливо загрязняет окружающую среду. Поэтому возникает вопрос: действительно ли человек опустошит планету ради получения энергии? Ясно, что нам нужны более чистые, надежные источники энергии. Существуют ли такие источники и оправданно ли экономически их использование?

Какие есть новые разработки в энергетике?

ВЕТЕР:

◼ Человечество уже давно использует силу ветра в мореплавании, для работы мельниц и для перекачивания воды. В последние годы, однако, интерес к ветру снова возрождается. Изготовленные по новейшим технологиям ветроэнергетические установки вырабатывают электричество для 35 миллионов человек. Ветер — это совершенно чистый, возобновляемый источник энергии. В Дании, например, уже 20 процентов электричества вырабатывается силой ветра. Все большее распространение ветроэнергетика получает в Германии, Испании, а также Индии, которая претендует на пятое место в мире по использованию силы ветра. В Соединенных Штатах сейчас вырабатывают электричество 13 000 ветроустановок. А некоторые специалисты считают, что если использовать все подходящие территории в США, то энергия ветра могла бы обеспечивать более 20 процентов потребностей страны в электричестве.

СОЛНЦЕ:

◼ Сейчас выпускаются фотоэлементы, которые преобразуют энергию солнечного света в электричество. Во всем мире суммарная мощность гелиоустановок составляет около 500 мегаватт, и потребность в фотоэлементах ежегодно увеличивается на 30 процентов. Однако фотоэлектрические преобразователи пока еще не настолько эффективны, как хотелось бы, и вырабатываемое ими электричество дороже, чем получаемое при сжигании ископаемого топлива. Кроме того, при производстве фотоэлементов используются такие ядовитые вещества, как сульфид кадмия и арсенид галлия. Так как они сохраняются в природе столетиями, «Биосайенс» отмечает, что «переработка и утилизация отработавших фотоэлементов может стать большой проблемой».

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ:

◼ Если к ядру нашей планеты, температуру которого оценивают в 4 000 градусов по Цельсию, сквозь земную кору прокопать туннель, температура в нем будет увеличиваться в среднем на 30 градусов на каждый километр. Для людей, которые живут рядом с термальными источниками или вулканическими разломами, подземное тепло более доступно. В 58 странах мира исходящая из глубин земной коры горячая вода или пар используются, чтобы отапливать дома или вырабатывать электричество. Исландия примерно половину вырабатываемой энергии получает из геотермальных источников. В других странах, например в Австралии, обсуждается возможность извлекать энергию из раскаленных каменных пород, находящихся на глубине нескольких километров под землей. «Острэлиан джиогрэфик» сообщает: «Некоторые ученые предлагают закачивать под землю воду, и обратно она будет выходить уже горячей и под большим давлением, вращая турбины электрогенераторов. Это позволит получать электроэнергию десятилетиями и даже веками».

ВОДА:

◼ Уже сейчас 6 процентов электроэнергии всего мира вырабатывается гидроэлектростанциями. Согласно «Международному энергетическому обозрению» за 2003 год, в течение следующих двух десятилетий «развитие возобновляемых источников энергии будет происходить в основном за счет строительства крупных гидроэлектростанций в развивающихся странах, особенно в Азии». Однако «Биосайенс» предупреждает: «Водохранилища часто затопляют ценные плодородные земли. Кроме того, плотины значительно влияют на существующие экосистемы — на растения, животных и микроорганизмы».

ВОДОРОД:

◼ Водород — это бесцветный, не имеющий запаха горючий газ, самый распространенный элемент во Вселенной. На земле водород входит в состав растительных и животных тканей, ископаемого топлива и воды. Он сгорает без выделения вредных веществ и более эффективно, чем ископаемое топливо.

В журнале «Сайенс ньюс онлайн» говорится, что «пропуская через воду электричество, ее разлагают на водород и кислород». Хотя таким способом можно добывать водород в больших количествах, в журнале отмечается, что «этот простой метод пока не экономичен». В мире вырабатывается примерно 45 миллионов тонн водорода, в основном для производства удобрений и чистящих средств. Но этот водород производят с применением ископаемого топлива, а при этом выделяется ядовитый угарный газ и углекислый газ, способствующий глобальному потеплению.

И все же многие считают водород одним из самых перспективных и многообещающих альтернативных источников энергии и полагают, что в будущем он сможет удовлетворить энергетические потребности человечества. Подобный оптимизм основан на значительных достижениях в разработке так называемого топливного элемента.

ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ:

◼ «Топливный элемент — это устройство, которое вырабатывает электричество из водорода, но не путем сжигания, а путем соединения его с кислородом в ходе управляемой химической реакции. При использовании чистого водорода, в отличие от обогащенного водородом ископаемого топлива, выделяется только тепло и вода.

В 1839 году Уильям Гров, английский судья и физик, сконструировал первый топливный элемент. Однако производить такие устройства было дорого, к тому же топливо и необходимые компоненты было трудно достать. На какое-то время эта технология была забыта, пока в середине XX века не стали разрабатывать топливные элементы для обеспечения энергией американских космических кораблей. Сейчас такие устройства применяются как в космонавтике, так и для более земных задач.

Сегодня разрабатываются топливные элементы, которые могли бы заменить двигатели внутреннего сгорания на автомобилях, обеспечивать электроэнергией жилые и производственные здания, а также питать небольшие электрические устройства, например сотовые телефоны и компьютеры. На момент написания этой статьи электроэнергия стационарных электростанций, работающих на топливных элементах, была в четыре раза дороже, чем та, которую получают из ископаемого топлива. Но эта технология еще только развивается, и в нее вкладываются сотни миллионов долларов.

Польза для окружающей среды от применения более экологичных источников энергии очевидна. Однако стоимость их использования в промышленных масштабах все еще слишком высока. В докладе «IEO 2003» говорится: «Предстоящий рост энергопотребления будет, скорее всего, удовлетворяться в основном за счет ископаемых видов топлива (нефти, природного газа и угля), потому что цены на них останутся относительно низкими, а вырабатывать энергию из других видов топлива может быть невыгодно».

[Иллюстрация, страница 9]

Автомобиль с топливным элементом. 2004

[Сведения об источнике]

Mercedes-Benz USA

[Сведения об иллюстрации, страница 8]

DOE Photo

Узнай об источнике всей энергии

ПРАКТИЧЕСКИ вся энергия на земле исходит от солнца. Уголь и нефть, по мнению ученых, не что иное, как разложившиеся остатки деревьев и других растений, выросших благодаря солнечному светуa. Вода, приводящая в движение турбины гидроэлектростанций, испарилась с поверхности океана под действием солнечных лучей и попала на сушу. Благодаря солнцу дуют ветры, которые вращают генераторы ветроустановок. И все это происходит под воздействием лишь половины одной миллиардной доли энергии нашего светила!

Несмотря на свою потрясающую мощь, звезда, которую мы называем Солнцем, не самый значительный источник энергии среди миллиардов звезд нашей Вселенной. Откуда появилось это невообразимое количество энергии? Пророк Исаия сказал в Библии о звездах следующее: «Поднимите глаза ваши на высоту небес и посмотрите, кто сотворил их? Кто выводит воинство их счетом? Он всех их называет по имени: по множеству могущества и великой силе у Него ничто не выбывает» (Исаия 40:26).

Если огромная энергия звезд вызывает у нас восхищение, то что мы тогда должны чувствовать, размышляя об их Создателе? И все же Библия призывает нас: «Приблизьтесь к Богу, и он приблизится к вам» (Иакова 4:8). Только подумайте: мы можем приблизиться к Тому, кто создал землю и в изобилии обеспечил ее источниками энергии, к Тому, кто дал нам жизнь (Бытие 2:7; Псалом 35:10).

Видя загрязнение земли и несправедливое распределение природных ресурсов, некоторые приходят к выводу, что Богу безразлична земля и ее жители. Однако Библия заверяет нас, что скоро произойдут большие перемены и в том, как распределяются природные запасы, и в том, как осуществляется правление на самой земле (Даниил 2:44; Матфея 6:9, 10). Установив единое небесное правительство во главе со своим Сыном, Христом Иисусом, Иегова Бог сделает так, что все живущие смогут в одинаковой мере пользоваться щедрыми кладовыми нашей планеты (Михей 4:2—4). Также он «погубит губящих землю» — тех, кто вредит окружающей среде и поступает безнравственно (Откровение 11:18).

В то время исполнится обещание из Исаии 40:29—31 и в физическом, и в духовном отношении: «Он дает утомленному силу, и изнемогшему дарует крепость. Утомляются и юноши и ослабевают, и молодые люди падают, а надеющиеся на Господа обновятся в силе: поднимут крылья, как орлы, потекут — и не устанут, пойдут — и не утомятся». Начав изучать Библию, вы тоже познакомитесь с Тем, от кого исходит вся энергия, и узнаете о том, как будут решены энергетические проблемы человечества.

[Сноска]