El problema energètic de la humanitat i maneres de resoldre'l

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

El problema energètic de la humanitat cada any s'estén més i més. Això es deu al creixement de la població mundial i al desenvolupament intensiu de la tecnologia, que comporta un nivell de consum d'energia en constant creixement. Malgrat l'ús de l'energia nuclear, alternativa i hidroelèctrica, la gent segueix extreint la part del lleó del combustible de les entranyes de la Terra. El petroli, el gas natural i el carbó són recursos energètics naturals no renovables, i ara les seves reserves s'han reduït a un nivell crític.

Inici del final

La globalització del problema energètic de la humanitat va començar als anys 70 del segle passat, quan va acabar l'era del petroli barat. L'escassetat i una forta pujada del preu d'aquest tipus de combustible van provocar una greu crisi a l'economia mundial. I tot i que el seu cost ha anat disminuint amb el temps, els volums estan disminuint constantment, de manera que el problema de l'energia i les matèries primeresla humanitat és cada cop més nítida.

Per exemple, només en el període dels anys 60 als 80 del segle XX, el volum mundial de producció de carbó va ser del 40%, el petroli - el 75%, el gas natural - el 80% del volum total d'aquests recursos. utilitzat des de principis de segle.

Malgrat que l'escassetat de combustible va començar als anys 70 i va resultar que el problema energètic és un problema global per a la humanitat, les previsions no preveien un augment del seu consum. Es preveia que l'any 2000 el volum d'extracció de minerals augmentaria 3 vegades. Posteriorment, òbviament, aquests plans es van reduir, però com a conseqüència de l'extremada explotació de recursos que va durar dècades, avui pràcticament han desaparegut.

Els principals aspectes geogràfics del problema energètic de la humanitat

Un dels motius de l'escassetat creixent de combustible és l'agreujament de les condicions per a la seva extracció i, en conseqüència, l'augment del cost d'aquest procés. Si fa unes dècades hi havia recursos naturals a la superfície, avui hem d'augmentar constantment la profunditat de les mines, els pous de gas i de petroli. Les condicions mineres i geològiques de l'aparició de recursos energètics a les antigues regions industrials d'Amèrica del Nord, Europa occidental, Rússia i Ucraïna s'han deteriorat especialment notablement.

Donats els aspectes geogràfics dels problemes energètics i de matèries primeres de la humanitat, cal dir que la seva solució passa per ampliar les fronteres dels recursos. Necessitat d'aprendre nouzones amb condicions mineres i geològiques més lleugeres. Així, es pot reduir el cost de producció de combustible. Tanmateix, s'ha de tenir en compte que la intensitat de capital global per extreure recursos energètics en llocs nous sol ser molt més alta.

Aspectes econòmics i geopolítics dels problemes energètics i de matèries primeres de la humanitat

L'esgotament de les reserves de combustible natural ha provocat una competència ferotge en els àmbits econòmic, polític i geopolític. Les corporacions gegants de combustibles es dediquen a la divisió dels recursos energètics i de combustible i a la redistribució de les esferes d'influència en aquesta indústria, cosa que condueix a fluctuacions constants de preus al mercat mundial del gas, el carbó i el petroli. La inestabilitat de la situació agreuja seriosament el problema energètic de la humanitat.

Seguretat energètica global

Aquest concepte va començar a utilitzar-se a principis del segle XXI. Els principis de l'estratègia d'aquesta seguretat proporcionen un subministrament d'energia fiable, a llarg termini i ambientalment acceptable, els preus del qual estaran justificats i s'ajustaran als països tant exportadors com importadors de combustible.

La implementació d'aquesta estratègia només és possible si s'eliminen les causes del problema energètic de la humanitat i les mesures pràctiques s'apunten a proporcionar més a l'economia mundial tant combustibles tradicionals com energia de fonts alternatives. A més, s'ha de prestar especial atenció al desenvolupament d'energies alternatives.

Política d'estalvi d'energia

Durant l'època del combustible barat, molts països del món han desenvolupat una economia molt intensiva en recursos. En primer lloc, aquest fenomen es va observar en estats rics en recursos minerals. La llista va ser encapçalada per la Unió Soviètica, EUA, Canadà, Xina i Austràlia. Al mateix temps, el volum de consum de combustible equivalent a l'URSS va ser diverses vegades més gran que a Amèrica.

Aquest estat de coses va requerir la introducció urgent de polítiques d'estalvi energètic en els sectors domèstic, industrial, transport i altres de l'economia. Tenint en compte tots els aspectes dels problemes energètics i de matèries primeres de la humanitat, es van començar a desenvolupar i implementar tecnologies destinades a reduir la intensitat energètica específica del PIB d'aquests països i es va reconstruir tota l'estructura econòmica de l'economia mundial.

Éxits i fracassos

Els èxits més notables en el camp de la conservació de l'energia els han aconseguit els països econòmicament desenvolupats d'Occident. En els primers 15 anys, van aconseguir reduir la intensitat energètica del seu PIB en 1/3, la qual cosa va provocar una reducció de la seva participació en el consum mundial d'energia del 60 al 48 per cent. Fins ara, aquesta tendència continua, amb el creixement del PIB a Occident que supera el creixent consum de combustible.

La situació és molt pitjor a Europa central i oriental, a la Xina i als països de la CEI. La intensitat energètica de la seva economia està disminuint molt lentament. Però els líders de l'antirating econòmic són països en desenvolupament. Per exemple, a la majoria de països africans i asiàticsles pèrdues de combustible associat (gas natural i petroli) oscil·len entre el 80 i el 100 per cent.

Realitats i perspectives

El problema energètic de la humanitat i les maneres de resoldre'l avui preocupen a tot el món. Per millorar la situació existent, s'estan introduint diferents innovacions tècniques i tecnològiques. Per tal d'estalviar energia, es milloren els equipaments industrials i municipals, es produeixen cotxes més eficients en combustible, etc.

Entre les mesures macroeconòmiques primàries hi ha un canvi gradual en l'estructura mateixa del consum de gas, carbó i petroli amb la perspectiva d'augmentar la proporció de recursos energètics no tradicionals i renovables.

Per resoldre amb èxit el problema energètic de la humanitat, cal prestar especial atenció al desenvolupament i la implementació de tecnologies fonamentalment noves disponibles en l'actual etapa de la revolució científica i tecnològica.

Indústria de l'energia nuclear

Una de les àrees més prometedores en l'àmbit del subministrament d'energia és l'energia nuclear. En alguns països desenvolupats, ja s'han posat en funcionament reactors nuclears de nova generació. Els científics nuclears tornen a discutir activament el tema dels reactors alimentats per neurones ràpides, que, com es va imaginar abans, es convertiran en una nova onada d'energia nuclear molt més eficient. Tanmateix, el seu desenvolupament es va interrompre, però ara aquest problema ha tornat a ser rellevant.

Ús de generadors MHD

La conversió directa d'energia tèrmica en electricitat sense calderes de vapor i turbines permetrealitzar generadors magnetohidrodinàmics. El desenvolupament d'aquesta prometedora direcció va començar a principis dels anys 70 del segle passat. El 1971, es va llançar a Moscou el primer MHD industrial pilot amb una capacitat de 25.000 kW.

Els principals avantatges dels generadors magnetohidrodinàmics són:

• alta eficiència;
• ambiental (sense emissions nocives a l'atmosfera);
• inici instantani.

Turbogenerador criogènic

El principi de funcionament d'un generador criogènic és que el rotor es refreda per heli líquid, el que resulta en l'efecte de la superconductivitat. Els avantatges indiscutibles d'aquesta unitat inclouen l' alta eficiència, el baix pes i les dimensions.

A l'època soviètica es va crear un prototip pilot de turbogenerador criogènic, i ara hi ha desenvolupaments similars al Japó, als EUA i altres països desenvolupats.

Hidrogen

L'ús de l'hidrogen com a combustible té grans perspectives. Segons molts experts, aquesta tecnologia ajudarà a resoldre els problemes globals més importants de la humanitat: el problema de l'energia i les matèries primeres. En primer lloc, el combustible d'hidrogen es convertirà en una alternativa als recursos energètics naturals en enginyeria mecànica. El primer cotxe d'hidrogen va ser creat per l'empresa japonesa Mazda a principis dels anys 90; es va desenvolupar un nou motor per a ell. L'experiment va resultar ser força reeixit, cosa que confirma la promesa d'aquesta direcció.

Generadors electroquímics

Aquestes són piles de combustible que també funcionen amb hidrogen. Es fa passar combustiblemembranes de polímer amb una substància especial: un catalitzador. Com a resultat d'una reacció química amb l'oxigen, el propi hidrogen es converteix en aigua, alliberant energia química durant la combustió, que es converteix en energia elèctrica.

Els motors de pila de combustible es caracteritzen per la màxima eficiència (més del 70%), que és el doble que les centrals elèctriques convencionals. A més, són fàcils d'utilitzar, silenciosos durant el funcionament i poc exigents de reparar.

Fins fa poc, les piles de combustible tenien un abast reduït, per exemple en la investigació espacial. Però ara s'està treballant activament en la introducció de generadors electroquímics a la majoria dels països desenvolupats econòmicament, entre els quals el Japó ocupa el primer lloc. La potència total d'aquestes unitats al món es mesura en milions de kW. Nova York i Tòquio, per exemple, ja tenen centrals elèctriques que utilitzen aquestes cèl·lules, i el fabricant d'automòbils alemany Daimler-Benz va ser el primer a crear un prototip funcional d'un cotxe amb un motor que funciona amb aquest principi.

Fusió termonuclear controlada

Des de fa diverses dècades s'han dut a terme investigacions en el camp de l'energia termonuclear. L'energia atòmica es basa en la reacció de la fissió nuclear i l'energia termonuclear es basa en el procés invers: els nuclis d'isòtops d'hidrogen (deuteri, triti) es fusionen. En el procés de combustió nuclear d'1 kg de deuteri, la quantitat d'energia alliberada és 10 milions de vegades més gran que la que s'obté del carbó. El resultat és realment impressionant! És per això que l'energia termonuclear es considera una de les àrees més prometedores en la resolució dels problemes globalsdèficit energètic.

Previsions

Avui hi ha diversos escenaris per al desenvolupament de la situació del sector energètic global en el futur. Segons alguns d'ells, el 2060 el consum global d'energia en equivalent de petroli augmentarà fins als 20.000 milions de tones. Al mateix temps, pel que fa al consum, els països en desenvolupament superaran els desenvolupats.

A mitjans del segle XXI, la quantitat de fonts d'energia fòssils hauria de disminuir significativament, però augmentarà la proporció de fonts d'energia renovables, en particular eòlica, solar, geotèrmica i mareomotriu.