Problemi energjetik i njerëzimit dhe mënyrat për ta zgjidhur atë

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Problemi energjetik i njerëzimit çdo vit bëhet gjithnjë e më i përhapur. Kjo është për shkak të rritjes së popullsisë së botës dhe zhvillimit intensiv të teknologjisë, gjë që çon në një nivel vazhdimisht në rritje të konsumit të energjisë. Pavarësisht përdorimit të energjisë bërthamore, alternative dhe hidroenergjisë, njerëzit vazhdojnë të nxjerrin pjesën e luanit të karburantit nga zorrët e Tokës. Nafta, gazi natyror dhe qymyri janë burime të energjisë natyrore jo të rinovueshme dhe tani rezervat e tyre janë reduktuar në një nivel kritik.

Fillimi i fundit

Globalizimi i problemit energjetik të njerëzimit filloi në vitet 70 të shekullit të kaluar, kur mbaroi epoka e naftës së lirë. Mungesa dhe rritja e mprehtë e çmimit të këtij lloji karburanti provokoi një krizë të rëndë në ekonominë globale. Dhe megjithëse kostoja e tij është ulur me kalimin e kohës, vëllimet janë në rënie të vazhdueshme, kështu që problemi i energjisë dhe lëndëve të paranjerëzimi po bëhet më i mprehtë.

Për shembull, vetëm në periudhën nga vitet '60 deri në vitet '80 të shekullit të njëzetë, vëllimi botëror i prodhimit të qymyrit ishte 40%, nafta - 75%, gazi natyror - 80% e vëllimit të përgjithshëm të këtyre burimeve. përdoret që nga fillimi i shek.

Pavarësisht se mungesa e karburantit filloi në vitet '70 dhe doli që problemi i energjisë është një problem global për njerëzimin, parashikimet nuk parashikuan një rritje të konsumit të tij. Ishte planifikuar që deri në vitin 2000 vëllimi i nxjerrjes së mineraleve të rritej 3 herë. Më pas, natyrisht, këto plane u reduktuan, por si rezultat i shfrytëzimit jashtëzakonisht të kotë të burimeve që zgjati për dekada, sot ato praktikisht janë zhdukur.

Aspektet kryesore gjeografike të problemit energjetik të njerëzimit

Një nga arsyet e mungesës në rritje të karburantit është rëndimi i kushteve për nxjerrjen e tij dhe si rrjedhojë rritja e kostos së këtij procesi. Nëse disa dekada më parë burimet natyrore shtriheshin në sipërfaqe, sot duhet të rrisim vazhdimisht thellësinë e minierave, puseve të gazit dhe naftës. Kushtet e minierave dhe gjeologjike të shfaqjes së burimeve energjetike në rajonet e vjetra industriale të Amerikës së Veriut, Evropës Perëndimore, Rusisë dhe Ukrainës janë përkeqësuar veçanërisht.

Duke pasur parasysh aspektet gjeografike të problemeve të energjisë dhe lëndëve të para të njerëzimit, duhet thënë se zgjidhja e tyre qëndron në zgjerimin e kufijve të burimeve. Duhet të mësosh të rejazona me kushte më të lehta minerare dhe gjeologjike. Kështu, kostoja e prodhimit të karburantit mund të reduktohet. Megjithatë, duhet të merret parasysh se intensiteti i përgjithshëm i kapitalit të nxjerrjes së burimeve të energjisë në vende të reja është zakonisht shumë më i lartë.

Aspektet ekonomike dhe gjeopolitike të problemeve të energjisë dhe lëndëve të para të njerëzimit

Shterimi i rezervave të karburantit natyror ka çuar në konkurrencë të ashpër në sferat ekonomike, politike dhe gjeopolitike. Korporatat gjigante të karburanteve janë të angazhuara në ndarjen e burimeve të karburantit dhe energjisë dhe rishpërndarjen e sferave të ndikimit në këtë industri, gjë që çon në luhatje të vazhdueshme të çmimeve në tregun botëror të gazit, qymyrit dhe naftës. Paqëndrueshmëria e situatës e përkeqëson seriozisht problemin energjetik të njerëzimit.

Siguria globale e energjisë

Ky koncept hyri në përdorim në fillim të shekullit të 21-të. Parimet e strategjisë së një sigurie të tillë parashikojnë një furnizim të besueshëm, afatgjatë dhe të pranueshëm për mjedisin, çmimet për të cilat do të justifikohen dhe do t'u përshtaten vendeve eksportuese dhe importuese të karburantit.

Zbatimi i kësaj strategjie është i mundur vetëm nëse eliminohen shkaqet e problemit energjetik të njerëzimit dhe synohen masat praktike për t'i siguruar më tej ekonomisë botërore karburantet tradicionale dhe energjinë nga burime alternative. Për më tepër, një vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet zhvillimit të energjisë alternative.

Politika e kursimit të energjisë

Gjatë kohës së karburantit të lirë, shumë vende të botës kanë zhvilluar një ekonomi me shumë burime intensive. Para së gjithash, ky fenomen është vërejtur në shtetet e pasura me burime minerale. Lista u krye nga Bashkimi Sovjetik, SHBA, Kanada, Kina dhe Australia. Në të njëjtën kohë, vëllimi i konsumit ekuivalent të karburantit në BRSS ishte disa herë më i madh se në Amerikë.

Kjo gjendje kërkonte futjen urgjente të politikave të kursimit të energjisë në sektorët e ekonomisë shtëpiake, industriale, të transportit dhe të tjerë. Duke marrë parasysh të gjitha aspektet e problemeve energjetike dhe lëndëve të para të njerëzimit, filluan të zhvillohen dhe zbatohen teknologjitë që synonin uljen e intensitetit specifik energjetik të PBB-së së këtyre vendeve dhe po rindërtohej e gjithë struktura ekonomike e ekonomisë botërore.

Sukseset dhe dështimet

Sukseset më të dukshme në fushën e ruajtjes së energjisë janë arritur nga vendet e zhvilluara ekonomikisht të Perëndimit. Në 15 vitet e para, ata arritën të ulin intensitetin energjetik të PBB-së së tyre me 1/3, gjë që çoi në uljen e peshës së tyre në konsumin botëror të energjisë nga 60 në 48 për qind. Deri më sot, kjo prirje vazhdon, me rritjen e PBB-së në Perëndim që tejkalon konsumin në rritje të karburantit.

Situata është shumë më e keqe në Evropën Qendrore dhe Lindore, Kinë dhe vendet e CIS. Intensiteti energjetik i ekonomisë së tyre po bie shumë ngadalë. Por liderët e anti-vlerësimit ekonomik janë vendet në zhvillim. Për shembull, në shumicën e vendeve afrikane dhe aziatikehumbjet e karburantit të lidhur (gazit natyror dhe naftës) variojnë nga 80 në 100 për qind.

Realitetet dhe perspektivat

Problemi energjetik i njerëzimit dhe mënyrat për ta zgjidhur atë sot janë shqetësuese për të gjithë botën. Për të përmirësuar situatën ekzistuese, janë duke u prezantuar risi të ndryshme teknike dhe teknologjike. Për të kursyer energjinë, pajisjet industriale dhe komunale po përmirësohen, po prodhohen makina më efikase në karburant, etj.

Ndër masat kryesore makroekonomike është një ndryshim gradual në vetë strukturën e konsumit të gazit, qymyrit dhe naftës me perspektivën e rritjes së peshës së burimeve të energjisë jotradicionale dhe të rinovueshme.

Për të zgjidhur me sukses problemin energjetik të njerëzimit, është e nevojshme t'i kushtohet vëmendje e veçantë zhvillimit dhe zbatimit të teknologjive thelbësisht të reja të disponueshme në fazën aktuale të revolucionit shkencor dhe teknologjik.

Industria e energjisë bërthamore

Një nga fushat më premtuese në fushën e furnizimit me energji është energjia bërthamore. Në disa vende të zhvilluara, reaktorët bërthamorë të gjeneratës së re tashmë janë vënë në punë. Shkencëtarët bërthamorë po diskutojnë edhe një herë në mënyrë aktive temën e reaktorëve të fuqizuar nga neurone të shpejtë, të cilët, siç ishte parashikuar dikur, do të bëhen një valë e re dhe shumë më efikase e energjisë bërthamore. Megjithatë, zhvillimi i tyre u ndërpre, por tani kjo çështje është bërë sërish aktuale.

Përdorimi i gjeneratorëve MHD

Shndërrimi i drejtpërdrejtë i energjisë termike në energji elektrike pa kaldaja me avull dhe turbina lejonkryejnë gjeneratorë magnetohidrodinamikë. Zhvillimi i këtij drejtimi premtues filloi në fillim të viteve 70 të shekullit të kaluar. Në vitin 1971, MHD-ja e parë pilot-industriale me një kapacitet prej 25,000 kW u lëshua në Moskë.

Përparësitë kryesore të gjeneratorëve magnetohidrodinamikë janë:

• efikasitet i lartë;
• mjedisore (pa emetime të dëmshme në atmosferë);
• fillim i menjëhershëm.

Turbogjenerator kriogjenik

Parimi i funksionimit të një gjeneratori kriogjenik është se rotori ftohet nga helium i lëngshëm, gjë që rezulton në efektin e superpërçueshmërisë. Përparësitë e padiskutueshme të kësaj njësie përfshijnë efikasitetin e lartë, peshën e ulët dhe dimensionet.

Një prototip pilot i një turbogjeneratori kriogjenik u krijua në epokën sovjetike dhe tani zhvillime të ngjashme janë duke u zhvilluar në Japoni, SHBA dhe vende të tjera të zhvilluara.

Hidrogjen

Përdorimi i hidrogjenit si lëndë djegëse ka perspektiva të mëdha. Sipas shumë ekspertëve, kjo teknologji do të ndihmojë në zgjidhjen e problemeve më të rëndësishme globale të njerëzimit - problemin e energjisë dhe lëndëve të para. Para së gjithash, karburanti i hidrogjenit do të bëhet një alternativë ndaj burimeve natyrore të energjisë në inxhinierinë mekanike. Makina e parë me hidrogjen u krijua nga kompania japoneze Mazda në fillim të viteve '90; një motor i ri u zhvillua për të. Eksperimenti doli mjaft i suksesshëm, gjë që konfirmon premtimin e këtij drejtimi.

gjeneratorë elektrokimikë

Këto janë qeliza karburanti që funksionojnë gjithashtu me hidrogjen. Karburanti kalon përmesmembranat polimer me një substancë të veçantë - një katalizator. Si rezultat i një reaksioni kimik me oksigjenin, vetë hidrogjeni shndërrohet në ujë, duke çliruar energji kimike gjatë djegies, e cila kthehet në energji elektrike.

Motorët me qeliza të karburantit karakterizohen nga efikasiteti më i lartë (mbi 70%), që është dyfishi i termocentraleve konvencionale. Plus, ato janë të lehta për t'u përdorur, të heshtura gjatë funksionimit dhe të pakërkueshme për t'u riparuar.

Deri kohët e fundit, qelizat e karburantit kishin një shtrirje të ngushtë, për shembull në kërkimet hapësinore. Por tani puna për futjen e gjeneratorëve elektrokimikë po kryhet në mënyrë aktive në shumicën e vendeve të zhvilluara ekonomikisht, ndër të cilat Japonia zë vendin e parë. Fuqia totale e këtyre njësive në botë matet në miliona kW. Nju Jorku dhe Tokio, për shembull, kanë tashmë termocentrale që përdorin qeliza të tilla, dhe prodhuesi gjerman i automjeteve Daimler-Benz ishte i pari që krijoi një prototip pune të një makine me një motor që punon në këtë parim.

Fuzioni termonuklear i kontrolluar

Për disa dekada, janë kryer kërkime në fushën e energjisë termonukleare. Energjia atomike bazohet në reagimin e ndarjes bërthamore, dhe energjia termonukleare bazohet në procesin e kundërt - bërthamat e izotopeve të hidrogjenit (deuterium, tritium) bashkohen. Në procesin e djegies bërthamore të 1 kg deuterium, sasia e energjisë së çliruar është 10 milionë herë më e madhe se ajo e marrë nga qymyri. Rezultati është vërtet mbresëlënës! Kjo është arsyeja pse energjia termonukleare konsiderohet si një nga fushat më premtuese në zgjidhjen e problemeve globale.deficiti energjitik.

Parashikimet

Sot ekzistojnë skenarë të ndryshëm për zhvillimin e situatës në sektorin global të energjisë në të ardhmen. Sipas disa prej tyre, deri në vitin 2060 konsumi global i energjisë në ekuivalentin e naftës do të rritet në 20 miliardë tonë. Në të njëjtën kohë, për sa i përket konsumit, vendet në zhvillim do t'i kalojnë ato të zhvilluara.

Nga mesi i shekullit të 21-të, sasia e burimeve të energjisë fosile duhet të ulet ndjeshëm, por pjesa e burimeve të rinovueshme të energjisë, veçanërisht burimet e erës, diellit, gjeotermale dhe baticës, do të rritet.