Вплив КТЕ на навколишнє середовище (курс) - Документ PDF
Документи
11 . VV II AA - EE NN EE RR GG II EE MM EE DD II UU
Однією з головних проблем, створення рішення залежить від розвитку нашої цивілізації, проблема, яка повернулася на перше місце серед проблем науковців, полягає у забезпеченні енергією, необхідною для розвитку основних видів діяльності, які зумовлюють поступову еволюцію життєвого рівня земної кулі.
Підвищення рівня життя не може відбутися без відповідного збільшення споживання енергії. Тому, коли ми хочемо проаналізувати потребу у споживанні енергії, корисно переглянути його історичну еволюцію. Мінімальне споживання енергії, необхідне людині, - це кількість енергії, отриманої з їжею, необхідною для сортування. Мільйон років тому, як і в деяких частинах світу сьогодні, люди живуть їжею, яка містить приблизно 1800 калорій на день від кожної людини, або якщо ми вимірюємо енергію в одиницях, до яких ми звикли, дві кіловари на день і чоловік. Ця енергія споживається для двох цілей: для забезпечення постійної температури тіла та для забезпечення механічної енергії, необхідної мікроорганізмам, за допомогою яких людина отримує їжу та різні рухи.
Перетворення хімічної енергії з їжі в теплову, тепло, необхідне для підтримки температури тіла, а також механічну енергію країв досягається не повністю відомими біологічними процесами. Головним джерелом енергії мільйон років тому, як і до відкриття атомної енергії, була сонячна енергія, яка в процесі фотосинтезу виробляла вуглеводні, необхідні для їжі.
Близько ста тисяч років тому був здійснений великий стрибок завдяки контрольованому використанню вогню.
Сонячна енергія, транспонована за допомогою фотосинтезу в деревині, є першим джерелом енергії, яку людина зовнішніми способами перетворює у необхідні їй форми енергії, перш за все в тепло. Деревина стає першим паливом, яке за допомогою хімічного процесу, поєднання вуглецю з киснем у повітрі, перетворюється на теплову енергію.
Вироблена таким чином теплова енергія використовується для приготування їжі, опалення та освітлення будинку. Водночас це дозволяє людям продовжувати день і лякати небезпечних тварин протягом ночі, коли вони стають небезпечними.
Значний стрибок, який відкрив нову еру в енергозбереженні, був зроблений приблизно за 7000 років до нашої ери, коли людина навчилася одомашнювати тварин та займатися фермерським господарством. У сільськогосподарському суспільстві їжа виробляється шляхом обробки землі, і людина не тільки може їсти більше, споживаючи близько 4 кВт-год на день, але має надлишок, яким може годувати одомашнених тварин.,
ВПЛИВ НА ЕКОЛОГІЮ 18
які використовують їх для отримання механічної енергії, необхідної для транспортування та обробки землі.
Розвиток сільського господарства призвів до посиленого вирубування лісів наземних поверхонь з метою отримання земель, необхідних для вирощування сільськогосподарських рослин. Таким чином, в населених регіонах розпочалася інтенсивна вирубка лісів. Оскільки це джерело починає зменшуватися внаслідок вирубки лісів, очікувалося, що з часом виникне проблема ресурсів теплової енергії.
Сонячна енергія проявляється на поверхні Землі і у вигляді механічної енергії вітрів і вод. Хоча ці джерела використовувались за кілька сотень років до нашої ери, проте їх інтенсивне використання починається лише близько 1400 р. Н. Е., Коли використання води та енергії вітру розширюється. Це створює додаткове виробництво енергії та спричиняє промислове споживання енергії.
Поступове зникнення лісів та збільшення внутрішнього та промислового споживання штовхають людей на введення в енергетичний контур викопного палива: вугілля, нафти та газу, які по відношенню до деревини мають набагато вищу теплотворну здатність на одиницю маси чи об'єму.
Після 1800 р. Вугілля стало інтенсивно використовуватися з введенням парових стрілок у промисловий контур. Потім, з появою двигунів внутрішнього згоряння, видобуток нафти почав посилюватися.
У 19 столітті структура споживання енергії стала відображати аспекти індустріального суспільства. Споживання їжі зростає до 8 кВт-год/добу/людину, споживання домогосподарств набагато вище, 36 кВт-год/добу/людину, промислове споживання стає 27 кВт-год/добу/людину, а споживання на транспорт значно зростає, до 16 кВт-год/добу/людина.
ХХ століття представляє як новинку можливість перетворення теплової енергії та механічної енергії в електричну.
Електрична енергія все частіше замінюється іншими видами енергії завдяки легкості, з якою вона транспортується на відстані, і можливості її перетворення в інші форми корисної енергії, такі як: механічна енергія, світло, тепло, хімічна енергія. Це означало, що сьогодні із загальної спожитої енергії понад 30% становить електроенергія.
В даний час розподіл енергоспоживання за чотирма категоріями (харчова, побутова, промислова та транспортна) характеризується збільшенням у 45 разів порівняно з минулим століттям.
Отже, чотири енергетичні цикли, які пройшло людство, це: ізольована людина з можливостями біологічного перетворення хімічної енергії,
споживання 2 кВт-год/добу/людину; вітрового товариства, яке використовувало випалювання деревини як можливість
зовнішнє перетворення регенеративної енергії, накопиченої фотосинтезом, із споживанням 5 кВт-год/добу/людину;
сільськогосподарське товариство, що призводить до знищення лісів відновлюваного джерела енергії, з витратою 8 кВт-год/добу/людину;
сучасне індустріальне суспільство, що характеризується використанням відновлюваних джерел енергії, викопного та ядерного палива та можливістю перетворення енергії з однієї форми в іншу з постійно зростаючим споживанням.
Збільшення споживання енергії відображає підвищення рівня життя. Не менш важливим аспектом підвищення рівня життя є можливість ізолювати людину від шкідливого зовнішнього середовища та створити умови, що забезпечують здорове життя, на якомога більше років. Середнє життя збільшується із рівнем життя та питомим споживанням енергії.
Єдиним джерелом енергії, яке живило нашу цивілізацію до цього століття, була сонячна енергія, що зберігається у вигляді хімічної енергії в процесі фотосинтезу в регенеративних джерелах (деревина, вода, вітер) або викопному паливі (вугілля, нафта, природний газ), постійне утворення якого становить близько мільйонів років.
Короткий аналіз цілей, заради яких необхідно споживати енергію, щоб підтримувати адекватний рівень життя, підкреслює, що це такі:
забезпечення питною водою; харчове страхування; страхування металів, волокон та будівельних матеріалів; забезпечення стерпного середовища.
Ці цілі є необхідними елементами для процвітання людської цивілізації. Негативна реакція лаку наведена на малюнку 1.1.
Вода потрібна безпосередньо для підтримки життя, але також опосередковано для забезпечення родючості земель, що використовуються для сільського господарства. На жаль, питна вода не рівномірно розподіляється на поверхні Землі, і є великі території, де морську воду потрібно використовувати для удобрення ґрунту. Однак його потрібно переганяти, цей процес вимагає споживання енергії. Виробництво питної води шляхом опріснення морської води не є економічним.
Забезпечення продовольством нашого суспільства піднімає, перш за все, проблему перетворення енергії у добрива, закріплюючи азот, виробляючи солі калію та суперфосфати. Елементами, необхідними для забезпечення харчового циклу, є: сонячна енергія, вуглекислий газ, вода та азот, які через ґрунт виробляють поживні речовини для сільськогосподарських рослин. Вони, в свою чергу, складають або їжу для людини, або тварини, плоть якої стає їжею.
Метали абсолютно необхідні для забезпечення збереження та розвитку нашої цивілізації. У природі вони зустрічаються у формі оксидів. Для їх видобутку та переробки потрібно споживання енергії.
ВПЛИВ НА ЕКОЛОГІЮ 20
Рис. 1.1. Негативна реакція лаку.
Для забезпечення сприятливого середовища (в будинках, офісах та на відкритому повітрі) необхідно збільшення споживання енергії і, як наслідок, збільшення споживання викопного палива, що посилює забруднення атмосфери, утворюючи петлю з негативною реакцією на розвиток.
Найважливішою проблемою, яку піднімає збільшення енергоспоживання, необхідного для досягнення підвищення рівня життя людства, є екологічний вплив за рахунок зменшення запасів палива та сировини, що є суто необхідним, а також явища забруднення, яке повинно суворо контролюватися для підтримання навколишнього середовища. через fr noxe. Тільки так можна досягти високого рівня життя людства і особливо здорового.
Енергія є як рішенням, так і проблемою сталого розвитку, оскільки сприяє прогресу, але вона також є основною причиною забруднення та іншої шкоди здоров’ю людей та навколишньому середовищу.
Світове споживання енергії суттєво зросло і, за прогнозами, буде продовжувати зростати до 2020 року із щорічними показниками 2%. Якщо темпи глобального приросту споживання енергії, що становлять приблизно 2% на рік, продовжуватимуться, очікується подвоєння споживання енергії до 2035 р. Та її потроєння до 2055 р. Порівняно з 1998 р.
Найбільше зростання споживання енергії було зафіксовано на транспорті, де 95% споживаної енергії отримується з нафти. Очікується, що у цьому секторі споживання енергії щороку зростатиме на 1,5% у розвинених країнах та на 3,6% у країнах, що розвиваються.
Для задоволення нового попиту на енергію потрібні інвестиції близько 22,5% ВВП.
В даний час третина всього населення світу (близько 2,5 мільярдів людей) не має доступу