Мировая энергетика: тактика и стратегия

Энергетика, экология, экономика — на этих трех “китах” строится нынешний и будущий технологический и общественный прогресс. Эти компоненты современного мирового хозяйственного механизма взаимосвязаны, они могут эффективно работать, лишь взаимообеспечивая друг друга. Понимание их взаимосвязи пришло не сейчас, но, к сожалению, действовать в рамках единой Программы выживания человечеству, наверное, не суждено. Каждая страна, регион имеют свои возможности, свои планы, стратегию, объем ресурсов. При составлении таких программ экологические соображения обязаны находиться на первом месте, но невозможность использования в любом месте планеты отсталой энергетической технологии обусловлена не только экологическими соображениями, но и чисто экономическими. Можно сказать, что мир взаимосвязан экологически и взаимозависим энергетически и экономически. Изменились цены на жидкое топливо — заколебались цены на газ. Снизилась выработка твердого топлива — поднялись цены на газ и мазут. Исключительно важно лишь вот что: необходимо коренным образом изменить то положение дел, когда синонимом определения “экономически выгодно” являются слова “экологически опасно”. Дешевизна сегодняшнего энергопроизводства, принятого сегодня способа добычи, переработки и использования топлива в различных его формах завтра может обернуться не только отсутствием сырья для энергетики, но и закрытием целого ряда производств, реально угрожающих здоровью и безопасности человека и природы.

Какой же тип энергетического производства человечество должно развивать и использовать, не нарушая равновесия с природой? Ответ на этот вопрос должен опираться, в первую очередь, на требования экологической чистоты производства энергии, но следует учитывать и сырьевые возможности региона, страны, мира. Конечно, нельзя не принимать в расчет и экономические требования — при ограниченности ресурсов, в условиях рынка надо “протягивать ножки по одежке”. Достижимый между тремя “Э” компромисс — не только в проведении сбалансированной и обоснованной тактики, но и в правильном стратегическом выборе энергетики завтрашнего дня, выходе на новый технологический уровень получения энергии из природного сырья. Какой же видится стратегия мирового энергопроизводства сегодня?

Ответ на этот вопрос состоит не только в перечислении используемых сегодня и разрабатываемых для будущего технологий добычи энергии, кроме этого требуется еще и понимание особой важности добываемого “продукта” для человечества.

Со времени глобального потепления, т.е. с самого зарождения цивилизаций, человек использовал те источники энергии, которые поставляла ему природа в виде растений, запасающих солнечную энергию. Живые существа поглощают содержащуюся в зеленых растениях энергию, используя их как в пищу, так и для отопления или освещения. Будучи однажды использованы, растения вырастают вновь, что позволяет называть такие источники энергии возобновляемыми. В процессе роста такой “носитель энергии” поглощает углекислый газ из атмосферы, наращивает свою массу и производит кислород. Присутствие таких источников энергии на Земле в достаточном количестве обеспечивает “питанием” почти все уровни глобальной экологической системы, имеющегося их количества хватает, чтобы поддерживать человеческое население на уровне нескольких миллиардов человек. Однако рост населения планеты продолжался (и надеемся, что будет продолжаться). Известны прогнозы, из которых следует, что к 2050 году численность населения может составить уже примерно 9 миллиардов человек. Похоже, что скорость роста населения на Земле достаточно стабильна, и повлиять на нее могут лишь планетарного масштаба техногенные, экологические или космические катастрофы.

Когда человечество стало в больших масштабах использовать ископаемое органическое топливо в разных его видах, это означало резкий скачок в производстве, культуре и сознании Homo sapiens. Этот источник энергии создал требуемую энергетическую базу для осуществления первой и последующих промышленных и научно-технических революций. Совершенствовались лишь технологии извлечения энергии из полезных ископаемых — угля, нефти и газа.

Как же распределяется производимая энергия? Несколько упрощая, можно сказать, что примерно 40% полной вырабатываемой энергии тратится на промышленное производство, около одной четверти на транспорт (автомобили, железные дороги, авиация), а остальное используется в наших домах на отопление, освещение и приготовление пищи. Если рассмотреть в качестве примера промышленно высокоразвитой страны Соединенный Штаты Америки, то почти 80% энергии производится при сжигании все того же органического топлива — угля, нефти и природного газа. Ядерная энергетика производит в США менее 20 % энергии.

Далее, около 3% полной произведенной энергии (в США) затрачивается только на выращивание продуктов питания, включая распашку полей, их удобрение, посадку растений и сбор урожая. Если же подсчитать все энергетические расходы на непосредственное производство, переработку, доставку продуктов питания, то в среднем на производство пищи затрачивается около 16.5% от полной производимой мощности. Важно отметить, что дешевизна энергетических ресурсов позволила резко сократить число людей, производящих пищу для современного развитого индустриального общества. Во многих бедных странах и сейчас производством продуктов питания занято почти 100 % населения. В США же только 7% населения занято фермерским трудом.

Известно, что в любой стране одним из крупнейших потребителей энергии является транспорт. В США, например, на него расходуется около 27% полной производимой энергии. Подавляющая доля энергии (97%) на транспорте получается при сгорании бензина в двигателях легковых и грузовых автомобилей, которые составляют 80% его потребителей. Благодаря непрестанному техническому совершенствованию двигателей, средний расход бензина на 100 км уменьшился за последние 20 лет в 2 - 3 раза, однако общее мировое потребление бензина продолжает возрастать. Но это уже результат общего роста числа автомобилей в мире.

Большинство развитых стран имеет очень похожую структуру производства и потребления энергии с небольшими региональными особенностями. Для мирового хозяйства в целом относительный вклад органического топлива в производство энергии даже больше, чем в США. Таблица 1 показывает вклад различных источников энергии в глобальную энергетическую систему. Общий вклад всех полезных ископаемых в мировую энергетику более 86%. Годовое потребление энергии в мире на конец нынешнего века составляет около 2,5х10²⁰ Дж/год.

Таблица 1

Вклад различных энергетических ресурсов в мировую энергетику

Конечно, разделение мира на “бедных и богатых”, промышленно развитые и развивающиеся страны, заметно сказывается на количестве производимой энергии и характере ее распределения. Неравномерность производства и потребления энергии в различных регионах мира — одна из насущных проблем цивилизации. На сегодняшний день две трети энергии потребляется в промышленно развитых странах с населением несколько более миллиарда человек, а одна треть производства энергии приходится на четыре миллиарда остальных жителей планеты. Важной характеристикой при этом является количество энергии, приходящееся на одного человека. Развитые страны, такие как США, Япония, большинство европейских стран, Россия и др. потребляют более 500 Вт электрической мощности на душу. Однако в энергетически богатых странах живет лишь около 20% населения мира, потребляя в среднем около 2000 Вт на человека. Примерно 80% населения мира проживает в странах, где среднее потребление электроэнергии на душу составляло (в 1995 г.) всего 100 Вт. Следует, впрочем, сказать, что среднее количество потребляемой энергии в расчете на одного человека является необходимым, но не достаточным критерием, определяющим уровень жизни в стране. Страны, обеспечивающие своих жителей энергией на уровне около 100 Вт на душу, никак не могут быть отнесены к развитым, в то же время наша страна, вырабатывающая более 1400 Вт на человека, также пока не может похвастаться высоким уровнем жизни населения.

Очевидно, что в наступившем веке будет осуществляться тенденция выравнивания потребления энергии. Для решения этой проблемы изучаются различные варианты развития энергопроизводства. Прогнозы экспертов говорят, что, во-первых, дальнейший рост мирового производства энергии будет происходить, главным образом, за счет развивающихся стран, а, во-вторых, даже в случае консервативных предпосылок — неизменное энергопотребление на душу населения в промышленно развитых странах при практически сохраняющейся численности, умеренный рост численности (не более, чем вдвое) развивающихся стран при росте энергопотребления на душу населения в этих странах до одной трети от величины энергопотребления на душу населения развитых стран — потребуется увеличить мировое производство энергии к 2050 году более, чем в два раза. Таким образом, необходимость удовлетворения ожидаемого роста спроса на энергию определяет и выбор стратегии энергопроизводства. Особенно важно найти ответ на следующий вопрос: есть ли ограничения, накладываемые биосферой планеты, на все возрастающее производство и потребление энергии? Сегодня человечество с тревогой понимает (и лучше позже, чем никогда), что экологические последствия добычи и переработки ископаемых в огромных масштабах могут начать сказываться даже раньше, чем исчерпаются запасы Земли. Существует два аспекта, в которых нужно анализировать возможные нарушения экологического баланса планеты.

Во-первых, понятно, что производимая энергия, никуда не исчезая, а лишь превращаясь из одной формы в другую, в конечном счете выделится в виде тепла. Это тепловыделение способно повлиять на климат Земли. Одним из принципиальных ограничений наращивания мощности энергопроизводства и является тепловой предел, который определяется величиной дополнительно генерируемой энергии. Сравнивать энерговыделение цивилизации следует с потоком солнечной энергии, достигающей поверхности Земли. Исследования показывают, что антропогенное производство энергии составляет лишь около 0.01% солнечной энергии, и это слишком малая величина для того, чтобы оказать прямое влияние на климат. Во-вторых, гораздо сильнее сказывается производство энергии на изменении химического состава атмосферы. Результатом этого процесса оказывается, в частности, изменение теплового баланса планеты. То есть, то, что принято сейчас называть “парниковым эффектом”.

Суть этого эффекта в следующем. Как известно, более 80% энергии человечество получает за счет химического процесса окисления (попросту за счет сжигания) углерода. Образующийся при этом углекислый газ СО₂ выбрасывается в атмосферу. Как говорят, при этом человек при производстве энергии напрямую вмешивается в один из фундаментальных циклов, на котором построена жизнь на Земле — углеродный цикл. Пока производилось малое количество энергии, выбрасываемое количество окиси углерода не способно было привести к серьезным изменениям этого цикла, однако сейчас уже практически достигнут порог, перейдя который человечество впрямую ощутит негативные последствия использумых технологий энергодобычи. Их результатом могут стать необратимые изменения биосферы. Таким образом, рост концентрации углекислого газа в атмосфере определяет предел наращивания производства энергии при использовании органического топлива. Другим эффектом, связанным с изменением концентрации углекислого газа, может быть его влияние на круговорот углерода в биомассе.

Парниковый эффект от выделения углекислого газа, производимого при производстве энергии, был предсказан выдающимся шведским химиком Свеном Аррениусом более ста лет назад. В то время было не ясно, будет ли весь выброшенный углекислый газ поглощаться биосферой. Сто лет спустя мы знаем гораздо больше о балансе углекислого газа в атмосфере.

Данные о вкладе в этот баланс растений Земли говорят, что каждый год зеленые растения поглощают из атмосферы примерно 100 Гигатонн (1 Гигатонна = 10⁹ тонн) углерода в процессе фотосинтеза и роста Примерно такое же количество углерода выбрасывается каждый год обратно в атмосферу при потреблении зеленых растений вторичными потребителями, их химическом разложении, лесными пожарами и другими естественными причинами. Полное количество углерода в биомассе, включая почвы, составляет по оценкам около 2200 Гт, что соответствует среднему времени жизни биомассы около 20 лет (близко ко времени жизни дерева). Естественное функционирование человека (производство и потребление, в том числе продуктов питания) добавляет в к этой величине лишь около 1 Гт в год. Планктон и другие океанские растения, живущие на глубине до ста метров, куда проникает солнечный свет и где возможна реакция фотосинтеза, обмениваются с атмосферой примерно тем же количеством углерода, 90 Гт в год, что и наземные растения. Океан содержит огромное количество углерода, 40000 Гт, в виде углекислого газа, растворенного в воде на большой глубине, но обмен между поверхностью и глубокими слоями очень медленный. Такой обмен имеет характерное время 500 - 1000 лет и при нынешней концентрации углекислого газа в атмосфере, по современным оценкам, обеспечивает откачку около 2 Гт углерода в год.

Не велики и геологические источники углекислого газа. Так, вследствие вулканической активности и эрозии геологических структур, в атмосферу добавляется только 0.1 Гт углерода в год, что гораздо меньше, чем биогенные потоки.

Проведенный учеными анализ показал, что зеленые растения суши и моря в состоянии поглотить из атмосферы весь имеющийся там углекислый газ примерно за 4 года. Это означает, что атом углерода в форме молекулы CO₂ живет в атмосфере в среднем четыре года, до того момента, когда молекула будет поглощена зеленым растением при фотосинтезе. Следующие 20 лет углерод проведет в составе органической материи и при ее распаде снова вернется в атмосферу. Таким образом, полный круговорот углерода происходит примерно за 25 лет. Например, углерод из дерева, которое умерло 100 лет назад, был использован растениями и животными уже четыре раза.

Кроме того, количество углерода в атмосфере в несколько раз меньше, чем количество углерода в биомассе. Это означает, что атмосферный углекислый газ находится в состоянии динамического равновесия с живой природой. Это факт крайне важен при оценке влияния человеческой активности на баланс углерода. Не исключено, что помимо парникового эффекта есть и другие типы негативного воздействия человека на биосферу.

Количество углерода, выбрасываемого в атмосферу при сжигании ископаемых топлив, 5.5 Гт, существенно превышает то, что дают все естественные геологические источники. Очевидно, что у биосферы, как у системы существующей миллиарды лет, должна быть естественная система управления, поддерживающая, в частности, и содержание углекислого газа в атмосфере на постоянном уровне. Действительно, около 2 из 5.5 “дополнительных” к естественному циклу Гигатонн углерода поглощается океанами. Леса и другие растения могли бы поглощать еще 1.8 Гт, но систематические вырубки тропических лесов возвращают обратно 1.6 Гт, так что результирующий эффект от наземной растительности остается на уровне 0.2 Гт в год. Таким образом, индустриальные выбросы углекислого газа существенно превышают естественные способности биосферы регулировать содержание углекислого газа в атмосфере, и его концентрация непрерывно растет. Регулярные измерения в атмосфере ведутся на Гавайских островах, начиная с 1958 г. Более ранние точки были получены по содержанию углекислого газа в пузырьках воздуха во льдах Антарктиды. Учеными отмечается явная корреляция между началом регулярного использования полезных ископаемых в начале XVIII века и содержанием углекислого газа в атмосфере. Нынешний рост содержания углекислого газа в атмосфере хорошо согласуется с оценками источников и стоков, приведенными выше. Измерения также показывают, что за последние 200 лет концентрация углекислого газа возросла на 30 % от естественного, прединдустриального уровня.

Таким образом, океаны и наземные растения могут поглотить лишь 40 % выбросов углекислого газа производимого при сжигании нефти, угля и природного газа. а 60 % выбросов накапливаются в атмосфере.

Проведены также оценки содержания углекислого газа в атмосфере к 2050 г. в предположении, что, как это имеет место сейчас, ископаемые энергоресурсы останутся основным источником энергии, а ее производство удвоится по сравнению с нынешним уровнем. В этом случае мировая энергетическая система выбросит к 2050 году в атмосферу 400 Гт углерода и увеличит его содержание с 750 до 1000 Гт. Более сложные расчеты также предсказывают почти удвоение концентрации CO₂ к 2050 г. по сравнению с естественным, прединдустриальным уровнем, в так называемом случае “все по-прежнему”. Если предположить, что нынешняя скорость поглощения углекислого газа океанами — это ответ естественной системы управления на 30%-ное возрастание концентрации CO₂ в атмосфере, то максимальная скорость поглощения может быть не больше 6-7 Гт в год. Это сравнимо с нынешними выбросами CO₂ и меньше, чем будущие выбросы. Поэтому нет никаких оснований считать, что естественная система управления каким либо образом стабилизирует содержание CO₂. В 1957 г. основоположники изучения углеродного цикла, Р. Ревел и Г. Сюс, писали: “Человечество сейчас проводит глобальный геофизический эксперимент, равных которому не было в прошлом и никогда не будет в будущем. В течении всего нескольких столетий мы возвращаем в атмосферу и океаны углерод органического происхождения накопленный в осадочных породах за сотни миллионов лет”.

Возможные последствия выбросов углекислого и других сопутствующих газов в атмосферу активно изучались в течении последних нескольких десятков лет. Основное беспокойство вызывает парниковый эффект, который играет существенную роль в энергобалансе Земли: без парникового эффекта средняя температура на поверхности Земли была бы ниже точки замерзания воды. Углекислый газ, водяные пары и некоторые другие газы, содержащиеся в атмосфере, поглощают инфракрасное тепловое излучение с поверхности Земли, нагреваемой солнечным светом и поддерживают среднюю температуру на уровне 10⁰ С. Оценки показывают, что нынешнее увеличение содержания углекислого газа на 30% эквивалентно увеличению потока энергии на 0.7% солнечной энергии, достигающей поверхности Земли. Это примерно в 70 раз больше, чем прямой нагрев поверхности от сжигания энергоносителей. Если в технологии производства энергии остается “все по-прежнему”, то, как показывают расчеты, парниковый эффект 2050 г. может возрасти более чем в 2 раза и составит уже около 1.5% от энергии Солнца. Таким образом, эффект по своим последствиям будет сравним с масштабом естественных изменений, приводивших в геологическом прошлом к глобальным климатическим изменениям.

Даже если климатические воздействия выбросов окажутся меньше, чем мы сейчас предполагаем, удвоение концентрации CO₂ должно вызвать существенные изменения в биосфере. Сколько точно времени потребуется для того, чтобы выбросы CO2 привели к серьезным экологическим последствиям, мы пока не знаем, но можем предположить, что в случае “все по – прежнему”, это обязательно произойдет.

Энергетические запросы современного мира, тем не менее, вряд ли будут сокращаться. Потребление большого количества энергии завтра требует ответа уже сегодня на вопрос — возможно ли и чем заменить органическое топливо, чтобы обеспечить в недалеком будущем сохранность экосистемы планеты? Существуют ли и какие альтернативы имеющимся на сегодня источникам энергии? Известно, что энергетические потребности общества могут быть удовлетворены за счет различных источников (уголь, природный газ, нефть, гидроэнергия, ядерная энергия, а в перспективе, солнечная и геотермальная энергия, энергия биомассы и др.), то неизбежна конкуренция между ними. Определяющими факторами в конкурентной борьбе выступают уже упоминавшиеся три “Э”: запасы энергоресурсов, экономические показатели и экологические последствия использования тех или иных источников энергии. Имеющаяся неопределенность этих факторов, стремление обеспечить надежность выбранного пути энергоснабжения, а также инерционность создания новых и замены существующих энергетических технологий определяют динамику длительного сосуществования энергоисточников различной физической природы.

Итак, выбор у человечества не так уж велик. Энергия может вырабатываться “самостоятельно”, благодаря приспособлению для этого природных сил (вода, ветер), сохранению и последующему использованию энергии Солнца, выращиванию и сжиганию биомассы. Однако все эти источники энергии (исключая, разумеется, гидроэлектростанции) дают малый вклад в общее производство энергии. Наиболее важным и перспективным источником является ядерная энергия.

При оценке альтернативных кандидатов нужно учесть, что структура потребления требует, чтобы около 50 % энергии производилось и поставлялось потребителю в постоянном режиме (промышленное потребление, обогрев жилищ, часть транспорта). Эта часть потребления должна обеспечиваться так называемой базовой энергетикой. Остальная энергия может производиться и тратиться по мере надобности, с максимальным потреблением в дневное время и относительно небольшим потреблением в ночное время (так называемые пиковые и полупиковые нагрузки,зависящие также от сезона, конкретного региона и пр.).

Более конкретно, использование энергии падающей воды на гидроэлектростанциях позволяет получать около 7% энергии. В течение ХХ века этот источник энергии активно использовался, и считается, что практически все основные гидроресурсы уже включены в работу, так что в будущем производство гидроэлектроэнергии, скорее всего, останется на нынешнем уровне. Получение энергии на ГЭС относится, конечно, к базовой энергетике, поскольку позволяет получать стабильный энергопоток в любое время.

Использование солнечной энергии — экологически чистый, но пока малоэффективный способ с точки зрения коэффициента полезного действия установок и производимого ими количества энергии. Впрочем, многие эксперты вовсе не относят солнечную энергетику к абсолютно экологически чистым способам производства энергии. Да, сами солнечные станции с экологической точки зрения практически безвредны, если не считать теплового загрязнения гигантских площадей, занятых концентраторами и преобразователями солнечного излучения. Однако, если учесть специфику солнечной энергетики (получение энергии в южных широтах, а использование в средних и северных, неравномерность производства энергии в течение суток и т. д.), потребуется создать гигантскую индустрию для производства (и воспроизводства) гигантских количеств кремния, мышьяка, свинца, олова, меди, алюминия и т. д. А вот эти производства весьма опасны с экологической точки зрения.

Вообще понятно, что поглощение и преобразование солнечной энергии возможно только при свете дня, а невозможность управления климатом уменьшает величину улавливаемой энергии еще и за счет бессолнечных, пасмурных дней. Средняя во времени мощность солнечной энергии, по крайней мере, в три раза меньше, чем пиковая мощность в полдень. Поэтому использование солнечного света для базового производства энергии требует параллельного строительства накопителей энергии. Оценки показывают, что солнечная электростанция на 1 ГВт средней мощности, работающая в базовом режиме, потребует оборудования, рассчитанного по крайней мере на 3 ГВт пиковой мощности. Кроме того, рядом с ней нужно будет построить эффективный накопитель энергии (например, в виде водохранилища и плотины, причем площадь такого водохранилища порядка 30 км², а высота плотины — около 20 м) и вторую, уже не солнечную, электростанцию с мощностью 1 ГВт, которая будет использовать накопленную энергию в темное время суток. Таким образом солнечная электростанция со средней мощностью 1 ГВт для работы в постоянном базовом режиме потребует установленной мощности минимум 4 ГВт и огромного накопителя энергии.

Приведенный пример показывает, что солнечная энергия вряд ли подходит для базового производства энергии. В то же время солнечная энергетика, по-видимому, сможет в будущем обеспечивать значительную часть энергетических домашних потребностей (нагрев воды и т. п.) и, возможно, часть энергетических затрат в промышленности и связи. Некоторые ученые считают, что при современной структуре потребления энергии солнечная энергетика в будущем сможет обеспечивать до 20 % полных энергетических потребностей общества. Пока, однако, солнечная энергия, будучи преобразована в электрическую, оказывается в десятки раз дороже энергии тепловых электростанций. Так что, скорее всего, солнечная энергетика может быть лишь подспорьем базовой энергетики в южных районах.

Использование биомассы для производства органического топлива может стать одним из существенных компонентов будущей энергетической системы. Этот, самый древний способ производства энергии, человек использует многие десятки тысяч лет, сжигая дрова сначала на костре, а затем в печке. Прогресс в этом направлении ожидается от биоинженерии, которая должна вывести высокопродуктивные зеленые растения и разработать эффективные способы их переработки в топливо. Получение энергии из биомассы не нарушает углеродного баланса. При росте зеленое растение потребляет углекислый газ из атмосферы, при сжигании топлива углекислый газ возвращается обратно в том же количестве. Эффективность сегодняшнего производства биомассы такова, что для производства 1 кг топлива требуется 6 кг биомассы, в этом случае верхний предел для производства энергии из биомассы может составить в будущем 15 - 20 % от полного объема потребностей.

Таким образом, этот способ производства энергии, по - видимому, не сможет удовлетворить все потребности базовой энергетики. В то же время топлива, производимые из биомассы, могут в принципе заменить значительную часть бензина используемого в авто - транспорте и тем самым существенно снизить несбалансированные выбросы СO₂ в атмосферу. Для этого нужно разработать энергетически эффективные способы выращивания биомассы, при которых энергия, полученная из топлива, превышает энергетические затраты на ее выращивание. Как известно, в современном сельском хозяйстве на выращивание продукции с энергетическим эквивалентом в 100 Дж требуется более 300 Дж энергетических затрат.

Что же касается использования энергии ветра, то сегодняшнюю ситуацию в этой отрасли энергетики можно проиллюстрировать примером крупнейшей в мире ветровой электростанции мощностью 0.5 МВт, построенной неподалеку от Национальной лаборатории им. Лоуренса в Ливерморе (США). Станция работает только днем, мощный гул ее слышен на десятки километров вокруг. Только увидев эту, в общем - то маломощную, электростанцию, становится очевидно, какие гигантские территории потребуется занять ветряками для серьезного вторжения в энергетику. Уже по этой причине в промышленно развитых странах мира с высоким уровнем плотности населения сколько-нибудь заметное применение энергии ветра представляется маловероятным. Существует также весьма серьезная техническая проблема, связанная с непостоянством энергии ветра и необходимостью ее аккумулирования. Надежных долговечных аккумуляторов не существует, а идея создания гидроузлов-аккумуляторов может быть реализована лишь для электростанций с небольшой мощностью. Таким образом, ветровая энергетика приемлема лишь как дополнительная.

В настоящее время мировое потребление топливных ресурсов составляет около 17 млрд. тонн условного топлива. И каждый год эта величина нарастает. С ростом населения планеты растут и энергетические запросы, требуется постоянное повышение энерговооруженности все большего количества государств. Как следствие, потребление топлива удваивается каждые 20 лет. Надолго ли его хватит? В настоящее время на Земле по разным оценкам имеется около четырех триллионов тонн условного топлива: около 2900 млрд. тонн угля; примерно 500 млрд. тонн газа; 37 млрд. тонн нефти и около 260 млрд. тонн торфа. Представляется, что лет этак на 100-150 этих ресурсов достаточно для тепловой энергетики. Но что же мы оставим после себя? Землю, окутанную облаками оксидов серы, углекислого газа, свободного урана (ведь каждая тонна угля содержит 4 грамма урана)? Если сейчас в атмосфере масса углекислого газа составляет около 800 млрд. тонн, то как считают специалисты, к 2025 году она вырастет до 1000 млрд. тонн. И мы получаем уже описанный выше парниковый эффект. Сегодня потепление Земли регистрируется только специальными чувствительными приборами, однако к 2025 году средняя температура Земли может увеличиться на 0,5-0,7 градуса. Ели же двигаться и далее, оставаясь в рамках ситуации “все по-прежнему”, то уже при потеплении на 1,5-3 градуса полностью растают материковые льды Антарктиды и уровень мирового океана поднимется на 10 метров. Гигантские территории окажутся под водой, многие зоны земледелия превратятся в жаркие пустыни.

Итак, сравнение запасов энергоресурсов с величиной потребляемой энергии показывает, что разведанные запасы органического топлива (главным образом, угля) могут обеспечить энергопотребление в течение нескольких сотен лет. Однако структурная перестройка потребителей первичных ресурсов энергии неизбежна, особенно с учетом ограниченности запасов нефти и газа. Не существует каких-либо ограничений по ресурсам лишь в отношении ядерной энергетики. Можно сделать вывод, что недостаток энергоресурсов человечеству, по-видимому, не угрожает, однако очередная смена энерготехнологий, учитывающих серьезность экологических ограничений, неизбежна. Из краткого рассмотрения, сделанного выше, следует ясный вывод: не менее полувека человечеству предстоит развивать в качестве глобальной энергетики лишь три подхода: атомные, тепловые и, в более отдаленной перспективе, термоядерные электростанции. Именно два последних типа станций не производят при своей работе углекислый газ. Что же касается тепловых электростанций, то для использования их в энергопроизводстве завтрашнего дня необходим перевод их на новые экологически чистые технологии, которые уже имеются.