Почему нам нужны возобновляемые источники энергии?

1. Энергия сегодня

Энергию, которую мы используем сегодня, получают, в основном, из ископаемых видов топлива. Уголь, нефть и природный газ - ископаемые виды топлива, созданные в течение миллионов лет в процессе распада растений и животных. Месторасположение этих ресурсов - недра Земли. Под воздействием высокой температуры и давления процесс образования ископаемых видов топлива продолжается и сегодня, однако их использование происходит намного быстрее, чем образование. По этой причине ископаемые виды топлива считаются невозобновляемыми, поскольку их ресурсы могут исчерпаться в недалеком будущем. Кроме того, сжигание ископаемых видов топлива ведет к загрязнению и другим негативным воздействиям на природную среду. Поскольку наше существование зависит от энергии, мы должны использовать такие ее источники, ресурсы которых были бы неограниченными. Такие источники энергии называются возобновляемыми. Кроме того, производство энергии из возобновляемых источников не наносит вред окружающей среде в отличие от сжигания ископаемых видов топлива.

Среди ископаемых видов топлива особое место занимает уран - ядерное топливо, ресурсы которого могут быть истощены менее чем за 100 лет. Однако, в так называемых реакторах-размножителях, можно получать новый уран. В то же время, в связи с проблемой радиоактивных отходов, которая представляет опасность в течение миллионов лет, а также после Чернобыльской катастрофы, продемонстрировавшей риск, связанный с использованием атомной энергии, большинство правительств индустриальных стран отказывается от использования атомной энергии. Этот процесс продолжается несмотря на тот факт, что атомная энергия, при производстве которой почти не образуются парниковые газы, может в какой-то степени рассматриваться в качестве решения проблемы глобального изменения климата (см. ниже). Проблема эмиссии парниковых газов, признанная одной из наиболее важных среди множества других, требует уменьшить использование энергии ископаемых видов топлива.

Почему необходима замена способа производства энергии?

Основная проблема состоит не в том, что мы используем энергию, а в том, как мы ее производим и как потребляем энергетические ресурсы. До тех пор, пока человечество продолжает удовлетворять свои потребности в энергии путем сжигания ископаемых видов топлива или с помощью ядерных реакций, у него будут существовать проблемы воздействия на природную среду, социальные проблемы и проблемы устойчивого развития. В чем мы действительно нуждаемся - так это в источниках энергии, которые не имеют временных ограничений и могут использоваться без загрязнения окружающей среды.

Потребление энергии - проблема устойчивого развития

Ежегодно для производства энергии используется 10 млрд тонн топлива в угольном эквиваленте. Около 40% этого количества приходится на нефть. Учитывая, что кроме нефти используются такие виды топлива, как уголь и природный газ, можно заключить, что более 90% всей потребляемой энергии производится с использованием углеродосодержащего сырья. Следствием такого масштабного использования ископаемых источников энергии может быть глобальное потепление (так называемый парниковый эффект) и недостаток ресурсов в будущем.

История использования энергии

Открытие в древности огня и появившаяся возможность сжигания древесины впервые сделали доступным использование для человечества большого количества энергии. Позже (4000 - 3500 лет до н.э.), с появлением первых парусных судов и ветряных мельниц, а также с началом использования энергии воды в водяных мельницах и для систем ирригации, культурное развитие человечества ускорилось. В течение нескольких тысяч лет потребности человечества в энергии удовлетворялись только за счет возобновляемых источников энергии - Солнца, биомассы, гидроэнергии и энергии ветра. Так продолжалось до начала индустриальной революции и возникновения возможности преобразовывать тепловую энергию в механическую, увеличившей потребление энергии и ускорившей индустриальное развитие. Индустриальная революция была революцией энергетической технологии, основанной на использовании ископаемого топлива. Процесс был постепенным: от использования местных угольных месторождений к эксплуатации нефти и месторождений природного газа в глобальном масштабе.

Использование ядерной энергии началось около 50 лет тому назад. После эры ископаемого топлива мир приближается к началу нового переходного периода: от ископаемого топлива - опять к использованию возобновляемых источников энергии. Фундаментальное изменение в общей картине использования энергии видно в огромном увеличении спроса на энергию с середины прошлого столетия. Это увеличение является результатом не только индустриального развития, но также и роста населения. С 1850 по 1970 год мировое население выросло в 3,2 раза, использование энергии на душу населения выросло примерно в 20 раз, а общее использование индустриальных и традиционных форм энергии выросло более чем в 12 раз.

Сколько энергии мы используем?

Сегодня ископаемые виды топлива, такие как каменный уголь, нефть и природный газ составляют 90% общих первичных энергоресурсов. Общее мировое потребление первичной энергии во всех ее формах (включая такие виды топлива, как, например, биомасса), составляет приблизительно 400 х 1018 джоулей в год, что соответствует почти 10000 млн тонн нефтяного эквивалнта (млн т н.э.) в год. В 2005 году первичное энергопотребление во всем мире выросло на 2,7%, что, в принципе, ниже показателя скорости роста за 2004 год - 4,4%, но все же больше среднего показателя за прошедшее десятилетие.

График 1. Первичное энергопотребление в мире

Предполагая, что мировое население составляло около 6000 миллионов в 2000 году, получим среднегодовое использование топлива на человека - около 1.7 т н.э. или 69 ГДж. Эти данные включают в себя все виды энергии, потребляемые промышленным, коммерческим, коммунальным и другими секторами экономики, а также потери в энергетическом секторе как, например, большие энергопотери на атомных, тепловых (работающих на угле и газе) электростанциях. Они также включают большое количество древесного и другого биологического топлива, использованного в развивающихся странах. Эти данные являются средними и не отображают огромные различия между регионами. Количество топливных ресурсов, потребляемых в среднем на одного человека в развитых странах, более чем в шесть раз превышает то же значение для развивающихся стран. Из следующей диаграммы видно, что развитые страны (Северная Америка, Европа, бывшие страны СССР) используют почти в два раза больше топлива, чем развивающиеся, даже при условии, что их население составляет менее трети населения развивающихся стран.

Будущие тенденции

По официальным оценкам мировые объемы энергопотребления будут расти и в будущем, также как и в предыдущие годы. Все это ведет к увеличению количества различных проблем, связанных с энергопостаками и защитой окружающей среды. Одной из основных причин роста энергопотребления является рост населения. В 2000 году население планеты составляло около 6 млрд человек. По оценкам экспертов ООН к 2025 году мировое население достигнет почти 8 млрд человек, однако ближе к 2100 году стабилизируется на уровне 10-12 млрд человек. Основной прирост населения придется на менее развитые страны.

Согласно официальному прогнозу, подготовленному Международным энергетическим агентством (IEA) "Мировой энергетический обзор - 2004", рост объемов энергопотребления в мире будет наблюдаться в течение ближайших двух десятилетия, и, в первую очередь, за счет увеличения энергопотребления в Азии. Ожидается, что объем мирового энергопотребления в 2020 году составит почти 600 000 ПДж (14 400 млн т н.э.).

Ожидаемый прирост в общем объеме энергопотребления за период с 1995 по 2020 года составит около 230 000 ПДж (5500 млн т н.э.), что соответствует суммарному мировому энергопотреблению, отмеченному за 1971 год - как раз на кануне энергетического кризиса, разразившегося в 1973 году. Две трети роста энергопотребления придется на развитые промышленные страны, а также на страны с переходной экономикой, большая часть которых сконцентрирована в Азии. В 2002 году энергопотребление в промышленных странах (страны, входящие в Организацию экономического сотрудничества и развития (OECD) + бывшие социалистические страны) превысит общий показатель энергопотребления в развивающихся странах на 12%. Но уже к 2030 году, объем энергопотребления в промышленных странах будет превышать объем энергопотребления в развивающихся странах всего на 2%.

Согласно Международному энергетическому обзору, подготовленному IEA, потребление нефти превысит 5000 млн т н.э. в 2020 году, а норма потребления увеличиться практически на 50% по сравнению с 1995 годом. Ожидается, что заметно изменится и мировая модель торговли нефтью - рост потребления нефти на внутренних Азиатско-тихоокеанских рынках приведет к значительному росту импорта нефти из Ближневосточного региона. По подсчетам специалистов мировое потребление угля к 2020 году составит 3200 млн т н.э., что на 50% превышает показатель за 1995 год. Рост объемов потребления угля будет осуществляться на региональном уровне, в первую очередь на большей территории Индии и Китая.

Природный газ, по оценкам экспертов, будет демонстрировать наивысшие темпы роста среди всех ископаемых энергоносителей - на уровне 2,3% в год. В результате, доля природного газа в общем объеме потребления энергоносителей максимально приблизится к показателям по нефти и углю. К 2015 году потребление природного газа превысит суммарное потребление нефти, зафиксированное в 1995 году, т.е. составит две трети от объема потребления нефти, ожидаемое в 2015 году. Для сравнения, в 1995 году объемы потребления природного газа составлял лишь 55% от объемов потребления нефти.

По прогнозу IEA около 13% ожидаемого роста энергопотребления в ближайшие два десятилетия будут "обслуживаться" за счет возобновляемых источников энергии. На самом деле доля возобновляемой энергетики в мировом энергопотреблении сократится с 13,5% в 2002 году до 13,3% в 2020 году. Ожидается, что выработка энергии на атомных станциях останется стабильной, что приведет к уменьшению доли атомной энергетики в общем балансе энергообеспечения. Кроме того, прогнозируется постепенное увеличение мировых объемов выбросов CO2 в атмосферу до уровня на 39%, превышающем показатель 1990 года в 2010 году, и на 66% выше показателя 1990 года в 2020 году. По обязательствам Рамочной конвенции ООН по изменению климата 1992 года, все подписавшие ее страны должны разработать и внедрить политические меры по сокращению и стабилизации объемов выбросов. Киотский протокол обязывает большинство из промышленных стран мира к 2010 году сократить свои объемы выбросов парниковых газов, по крайней мере, на 5% от уровня 1990 года. Тем не менее, даже если все развитые страны смогут стабилизировать или сократить свои объемы выбросов до уровня 1990 года, все равно мировой показатель объемов выбросов CO2 будет продолжать расти.

Энергопотребление на душу населения в развитых странах мира, намного превышающее сегодня энергопотребление на душу населения в развивающихся мировых экономиках, в ближайшие два десятилетия, предположительно, подвергнется незначительным изменениям. В некоторых развивающихся странах таких, например, как Индия и Китай, показатель на душу населения, может удвоиться. Однако, даже учитывая рост энергопотребления на душу населения в этих странах, в целом в 2020 году этот показатель по развивающимся странам мира составит менее одной пятой среднего показателя по развитым индустриальным странам.

По данным некоторых официальных долгосрочных прогнозов потребление нефти, как основного энергоносителя, начнет сокращаться в конце переходного периода (после 2030 года). Потребление природного газа, напротив, будет увеличиваться благодаря удовлетворительной цене и объемам добычи. Но по мере повышения цены на газ и сокращения его резервов, уголь (который по сравнению с газом традиционно более дешевой и, мировая цена на который не похоже, чтобы резко возросла) "завоюет" больший сегмент рынка энергоносителей. Для поддержания необходимого мирового уровня энергопоставок и защиты окружающей среды многие эксперты предполагают, что в основном будет применяться так называемые технологии "чистого угля". В частности, технология газификации, считаемая наиболее экологически чистой, в сочетании с технологиями захвата и хранения CO2 станут основными.

VISION 2050 - сценарий развития энергетического сектора до 2050 года

В отличие от официальных прогнозов, сделанных Международным энергетическим агентством, комиссией Евросоза и Департаментом энергетики США многие организации мира предложили сценарий, предполагающий быстрый рост возобновляемой энергетики в сочетании с устойчивым повышением энергоэффективности. При таком переходе к сбалансированным энергетическим системам использование ископаемых видов топлива и атомной энергетики будет постепенно сокращаться. Отчет Группы солнечной энергетики США по экологии и развитию (UN Solar Energy Group for Environment and Development) за 1993 год прогнозирует, что передовые технологии возобновляемой энергетики, уже существующие на рынке или находящиеся сегодня на стадии апробирования, к середине 21 века составят 60% мирового электроэнергетического рынка и 40% рынка топлива.

Международная сеть по сбалансированной энергетике (The International Network for Sustainable Energy - INFORSE) разработала свою модель энергетического развития на период до 2050, согласно которой предполагается глобальный постепенный отказ от использования ископаемых видов топлив к 2050 году, причем с постепенным свертыванием применения технологий атомной энергетики к 2020 году. Энергетический сценарий INFORSE сочетает в себе широкомасштабное увеличение использования возобновляемых источников энергии и повышением уровня энергоэффективного использования энергии в 2-7 раз. Такого роста энергоэффективности можно достигнуть за счет замены существующих технологий энергопотребления более лучшими, доказанными и уже существующими технологиями, такими как, например, использование лишь энергоэффективных электроприборов, строительства зданий с использованием технологий пассивного отопления и охлаждения, создания транспортной системы, работающей на электроэнергии и водороде и т.д.

Если внедрение подобных нововведений будет носить широкомасштабный характер, эти технологии станут более рентабельными по сравнению с применяемыми сегодня. Тоже касается и широкомасштабного внедрения технологий возобновлямой энергетики, предусмотренного сценарием VISION 2050. В результате можно говорить о том, что выполнение существующих сегодня требований к предлагаемым энергетическим услугам реально обеспечить при значительном сокращении поставок первичной энергии, при этом продолжая повышение жизненного уровня людей.

График 2: Будущее энергопотребление для стран ЕС-25, по сценарию, предложенному в INFORSE's vision 2050. единица: 1000 ПДж. При условии следования сценарию, предложенному INFORSE, показатель мирового энергопотребления будет значительно ниже показателя суммарного потенциала возобновляемой энергетики.

График 3: Мировой энергетический потенциал в 2050 году согласно INFORSE Vision 2050 в сравнении с мировым техническим потенциалом возобновляемой энергетики.

По сценарию объем предоставляемых услуг в энергосекторе развивающихся стран возрастет в несколько раз. Однако это не означает, что объем энергопотребления также обязательно увеличится. Существует огромный потенциал в области энергоэффективности и энергосбережения, реализация которого значительно сдерживает рост энергопотребления. Согласно предложенному сценарию вполне реально обеспечить каждого человека тепловой и/или электроэнергией, необходимой для приготовления пищи, освещения и т.д., и тем самым положить конец понятию "энергетической составной" в таком мировом явлении как бедность.

График 4: Сравнение современного первичного энергопотребления в мире в 2000 году (в ПДж, данные МЭА) с предложениями на 2050 год.

2. Запасы ископаемых видов топлива - нефтяной пик

Ископаемые виды топлива - это ценные естественные источники энергии, для создания которых потребовались миллионы лет и запасы которых в настоящее воемя близки к исчерпанию. Беспокойство о том, что ископаемые виды топлива могут быть исчерпаны, было высказано еще 30 лет назад в оказавшей огромное влияние книге "Ограничения роста" ("Limits to Growth"). В данной книге был предложен ряд компьютерных моделей будущего использования ресурсов, в которых мировое потребление топлива продолжало повышаться по экспоненте. Предсказанным результатом было исчезновение топливных запасов независимо от доступного количества топлива.

Эти опасения наиболее остро подтвердились в 1973 году во время топливного кризиса, когда страны-члены ОПЕК (ОРГАНИЗАЦИЯ СТРАН - ЭКСПОРТЕРОВ НЕФТИ) впервые скоординировали свою политику и значительно подняли цену на нефть. Один из факторов, который дал возможность членам ОПЕК повысить свое влияние, заключался в том, что США, прежде главный экспортер нефти, стал импортером. К этому времени Соединенные Штаты уже исчерпали большую часть легкодоступной нефти из месторождения в Техасе.

Драматическая нехватка топливных ресурсов, предсказанная в те дни, не кажется неизбежной в настоящее время. Главный принцип, утверждающий, что количество оставшихся ископаемых видов топлива, в конечном счете, ограничено, и они не могут использоваться вечно, очевидно не вызывает сомнений. Однако определение того, как долго они будут использоваться - непростой процесс. Каждый год публикуются официальные данные о наличии так называемых "доказанных" запасов нефти, газа и угля. В качестве "доказанных" запасов рассматривают те количества, которые согласно геологическим и техническим данным, могут быть, с определенной долей уверенности, добыты в будущем из известных ныне месторождений при существующих экономических и производственных условиях. Полезным показателем качества топливных запасов является отношение: запасы/производство.

Если количество "доказанных" запасов, определенное на конец года, разделить на добычу (потребление) этого же года, то в результате получится время, в течение которого существовали бы эти запасы, при условии, что производство осталось бы на текущем уровне. Согласно статистике Британской Нефтяной компании Бритиш Петролеум, показателю запасы/производство (R/P) всемирных ископаемых ресурсов соответствуют следующие значения:

Подобно ископаемым видам топлива, уран - также один из исчерпаемых видов природных ресурсов. Если уран использовать только в течение одного цикла, то есть один раз сжечь в реакторе и после этого отправить в отходы, его запасы исчерпаются в течение 60 лет.

Показатель запасы/производство для любого региона также выявляет признак его зависимости от регионов c большими запасами топлива. Например, для нефти показатель запасы/производство для Западной Европы составляет менее 10 лет, а для Северной Америки - приблизительно 25 лет. Очевидно, что оба региона столкнулись бы с серьезными энергетическими проблемами, если бы они не могли импортировать нефть из Ближнего Востока, где значение показателя - почти 100 лет. Ближний Восток имеет примерно 60% мировых запасов нефти, в одной Саудовской Аравии - около 25 %.

Для газа ситуация несколько отличается из-за крупных запасов газа в бывшем Советском Союзе. Этот регион содержит около 40% мировых запасов газа, еще 40% находятся в регионах, принадлежащих ОПЕК. Мир в целом очень зависим от ограниченного числа регионов, которые содержат большинство запасов. Значение показателя запасы/производство для угля намного выше и распределено более равномерно. К сожалению, каменный уголь имеет недостатки по сравнению с нефтью и газом. При сжигании угля образуется большее количество CO2 на единицу выработанной энергии, чем в случае газа и нефти, а также образуется больше диоксида серы и окисей азота.

Нефть

В какой-то момент времени в течение следующих пяти лет мы используем больше половины всей ископаемой нефти Земли, пригодной для потребления. На сегодняшний день человечество добыло 807 миллиардов баррелей сырой нефти. Учитывая современные затраты на добычу нефти,"доказанные" запасы нефти оцениваются экспертами лишь в 995 миллиардов баррелей. Если бы уровень потребления нефти оставался постоянным (24 миллиарда баррелей нефти в год), то мы исчерпали бы нефть в 2040 году. Но потребление увеличивается примерно на 2% в год. Ясно, что спрос на нефть превысит предложение задолго до 2040 года. В некоторой временной точке между 2010 и 2025 годами (в 2005-2007 по мнению некоторых аналитиков), добыча нефти достигнет своего пика, а затем неизбежно наступит спад. НЕФТЯНОЙ ПИК

Где Гб/г - млрд баррелей в год (гига = миллиард).

Сегодня разведка нефти - наиболее важного из современных ископаемых видов топлива - стоит очень дорого. Объемы разведывательных работ зависят от экономических показателей, в частности, от существующей цены на нефть, и от политической ситуации. Доказанные запасы нефти в мире увеличились с 540 млрд баррелей в 1969 году до более 1000 млрд баррелей в 2000 году. Однако это не означает, что потенциальные резервы не ограничены. Нефтяные компании тщательно исследуют недра Земли, и наиболее легкодоступные, дешевые и перспективные нефтяные пласты уже обнаружены.

За исключением огромных нефтяных бассейнов Ближнего Востока, наиболее пригодные для использования мировые источники нефти и газа уже исчерпаны. Только благодаря этому труднодоступные месторождения нефти в Северном море и на Аляске стали экономически выгодными. Цена на нефть поднялась достаточно высоко, чтобы сделать их эксплуатацию рентабельной. С практической точки зрения, для добычи нефти из труднодоступных месторождений необходимы более глубокие скважины, работа ведется в более трудных природных условиях, используется большее количество материалов. Для достижения конечного результата требуется больше усилий и финансовых средств.

Природный газ

В 1970 году ежегодное потребление природного газа в мире составляло 850 млрд м3. Сегодня ежегодное потребление составляет уже более 2000 млрд м3 и увеличивается на 2.3% в год.

Северная Америка оказалась единственным регионом мира, где произошло сокращение объемов потребления природного газа. В США - наибольшем мировом потребителе - объемы потребления природного газа сократилось на 1.5%. В целом за последние несколько лет мировая модель потребления природного газа подверглась изменениям. Не так давно природный газ считался наиболее перспективным энергоносителем в мире (дешевый, запасы неограниченны, чистый), однако стремительное повышение цены в 2005 году и отсутствие его ресурсов, в основном, в Северной Америке изменили ситуацию. Наибольшими потребителями природного газа стали Китай, южная Европа и Индия. Ясно, что в ближайшем будущем рост потребления природного газа будет продолжаться, однако во второй половине следующего века начнется его спад.

Уголь

В 2005 году мировое потребление угля увеличилось на 5%. Таким образом, уголь вновь оказался на первом месте по темпам роста потребления среди ископаемых энергоносителей. Потребление угля в Китае - наибольшем мировом потребителе - увеличилось на 11% - лишь на одну эту страну пришлось 80% от мирового роста. Темп роста потребления угля в США также превысил среднегодовой показатель. Однако в других странах мира годовой показатель темпа роста потребления угля практически соответствовал среднему десятилетнему показателю. Из-за резкого скачка цен на нефть и природный газ, уголь стал экономически выгодным источником энергии. Однако подобная тенденция очень опасна, учитывая "перспективу" глобального потепления (более детальная информация - ниже). Объемы выбросов диоксида углерода - основного парникового газа - при сжигании угля являются наивысшими по сравнению со сжиганием других видов ископаемого топлива.

3. Влияние на экологию

Использование ископаемых видов топлива, а именно процесс их сгорания, оказывает отрицательное воздействие на окружающую среду и является причиной глобального изменения климата и выпадения кислотных дождей.

Изменение климата

В течение последних десятилетий в мире росло беспокойство о том, что увеличивающаяся концентрация парниковых газов в атмосфере изменит климат, а это, в свою очередь, негативно отразится на социальных и экономических условиях жизни на Земле. Изменение климата или глобальное потепление означает постепенное увеличение средней температуры воздуха на поверхности Земли. Большое количество данных подтверждает тот факт, что в течение последних 150 лет произошло глобальное потепление. Большинство ученых полагают, что каждые 10 лет температура воздуха поднимается на примерно на 0,3 градуса по Цельсию, и что это вызвано увеличением в атмосфере концентрации так называемых парниковых газов. Наиболее существенным компонентом парниковых газов является диоксид углерода (СO2). Главный источник выбросов СO2 в атмосферу - электростанции, автомобили и промышленные предприятия. При сжигании ископаемых видов топлива образуется около 80% общего мирового объема выбросов СO2 в атмосферу.

Другая причина роста количества парниковых газов - глобальная вырубка лесов. Как известно, деревья поглощают диоксид углерода. В результате массовой вырубки лесов на земном шаре увеличивается количество СO2 в атмосфере и уменьшается способность оставшихся лесов поглощать его.

Второй по значению парниковый газ - метан (CH4). Он является побочным продуктом процесса сжигания угля, а также попадает в атмосферу в процессе добычи природного газа, который представляет собой практически чистый метан. При сжигании различных видов ископаемого топлива получается различное количество СO2 на единицу произведенной энергии. Большая часть продуктов сгорания угля, состоящего, в основном из углерода, представляет собой СO2. При сжигании природного газа, представляющего собой в основном метан, образуется вода и СO2, поэтому выбросов СO2 на единицу энергии по сравнению с углём меньше. Нефть, по объему выделения СO2, находится между газом и углем, поскольку она представляет собой смесь различных углеводородов. Количество СO2, образующегося на единицу энергии из угля, нефти и газа, находится в соотношении 2:1, 5:1.Это одна из причин, приводящих к более широкому использованию на электростанциях природного газа, а не угля или нефти, несмотря на тот факт, что запасы угля намного больше.

Как происходит глобальное потепление

В атмосфере Земли имеются некоторые газы, которые действуют как "парник", заманивая в ловушку лучи Солнца, отражающиеся от поверхности Земли. Как известно, без этого механизма, на Земле было бы слишком холодно для поддержания жизни. С началом индустриальной революции в атмосферу стало поступать огромное количество парниковых газов, особенно диоксид углерода (СO2). Увеличение объемов парниковых газов повышает температуру атмосферных слоев и приводит к глобальному потеплению. При сжигании угля, нефти и природного газа увеличивается концентрация этих газов в атмосфере. В течение более ста лет поступление парниковых газов в атмосферу, вызванное развитием промышленности, транспорта и энергопроизводства, происходило быстрее, чем их удаление из атмосферы с помощью естественных природных процессов.

Свидетельства глобального потепления

Научные прогнозы о катастрофических последствиях изменения климата с недавних пор начинают сбываться. За прошедший век общая средняя температура на планете увеличилась примерно на 0,5 градуса по Цельсию, а уровень воды повысился примерно на 30 сантиметров. 1998 год был самым тёплым годом (метеорологический учёт вёдется с 40-х годов ХIX века), а из последних 15-ти лет десять были наиболее тёплыми.

Подтверждение глобального изменения климата было сделано в 1995 году официально назначенной Межправительственной Группой по Изменению Климата ООН (IPCC), состоящей из более, чем 2500 ведущих научных экспертов всего мира. Группа заявила, что "…по имеющимся данным можно говорить о влиянии человека на глобальный климат". Было выдвинуто заключение о том, что температура на нашей планете в течение ХХ столетия устойчиво повышалась, концентрация диоксида углерода превысила теоретически предсказанную норму, в результате чего температура на Земле будет повышаться в течение еще 75 лет, даже если бы эмиссия СО2 была остановлена сегодня.

Описанные ниже события соответствуют предсказаниям ученых относительно последствий глобального потепления. Последние 20 лет стали рекордными по высокой температуре и количеству осадков. Ледники тают во всем мире. С 1900 года площадь ледников в Европейских Альпах уменьшилась почти в 2 раза. Ледник Колумбия в штате Аляска отступил более чем на 12 километров за последние 16 лет из-за увеличения температуры в регионе. Откололась огромная часть шельфового льда Антарктики. Некоторые ученые полагают, что шельфовый лед Larsen B, размеры которого соответствуют штату Коннектикут, может исчезнуть. Серьезные наводнения, подобно разрушительным наводнениям на Среднем Западе 1993 и 1997 годов, становятся всё более обычным явлением. Инфекционные заболевания перемещаются в новые регионы. Из-за глобального потепления повысился уровень воды, изменяются климатические зоны. Все эти явления иллюстрируют воздействие глобального изменения климата на окружающую среду. Глобальное потепление и изменение климата представляют собой серьезную угрозу выживанию многих биологических видов и благосостоянию людей во всем мире.

Дальнейшие последствия изменения климата

Межправительственная Группа по Изменению Климата ООН предполагает, что температура воздуха увеличится ещё на 1-3,5 градуса по Цельсию, а уровень воды может повыситься ещё на 1 метр в течение следующих 100 лет. Эти изменения затронут многие аспекты нашей жизни. Вот некоторые из них:

• Повысится уровень мирового океана. Повышение уровня воды в море разрушит берега и прибрежные заболоченные земли. Будет уничтожена необходимая среда обитания, прибрежные области станут более уязвимыми к наводнению. Повышение уровня воды всего лишь на 50 см удваивает опасность штормов для прибрежного населения.
• Негативное воздействие на сбор урожая. Более теплый климат ужесточит ирригационные требования, увеличит количество определенных насекомых - вредителей, продлит сельскохозяйственный сезон в некоторых областях. Одновременно с тем, что производство продовольствия в некоторых странах возрастет благодаря потеплению климата, бедные страны, население которых уже голодает, вероятнее всего, испытают существенный спад в производстве продуктов питания.
• Из-за жары погибнет большое количество людей. Значительные колебания высокой температуры подобные тем, из-за которых погибли сотни людей в Чикаго в 1995 году, станут более частыми. Дети и люди пожилого возраста более подвержены тепловым ударам.
• Распространятся тропические болезни. Инфекционные болезни, такие, как малярия, лихорадка, энцефалит и холера, распространятся из-за того, что комары и другие переносчики болезней, распространенные в странах с более теплым климатом, смогут мигрировать на новые территории. Это приведёт к росту количества эпидемий, подобных вспышкам малярии в Нью-Джерси и лихорадке в Техасе.
• Будет нарушен водный цикл. С изменением водного цикла некоторые области острее испытают засуху, в то время как другие будут подвержены наводнениям. Такое непостоянство намного ухудшит положение регионов, в которых уже сегодня существуют проблемы с качеством и количеством воды.
• Пострадают некоторые биологические виды. Часть наиболее уязвимых растений, животных и экосистем сильно изменится. Нижеперечисленные 10 видов животного мира могут сильно пострадать от глобального потепления: Гигантская Панда, Белый медведь, Индийский Тигр, Северный олень, Белуга, Королевский Пингвин, Снежный вьюрок, Лягушка Арлекина, Бабочка-Монарх и Медведь Гризли.
• Будут повреждены коралловые рифы. Перегрев океанских вод в результате глобального потепления может привести к обесцвечиванию кораллов, что приведёт к распаду существующих сегодня сложных биологических систем.

Кислотные дожди

Другим отрицательным эффектом сжигания ископаемых видов топлива является образование кислотных дождей. В процессе сгорания ископаемых видов топлива образуются диоксид серы (SO2) и окиси азота (NOx). Хотя источники окиси серы и окиси азота существуют и в природе, более чем 90% выбросов серы и 95% выбросов азота являются результатом научно- технического прогресса. Попадая в атмосферу, эти газы в результате химических реакций преобразовываются во вторичные загрязняющие вещества, такие как азотная и серная кислоты, легко растворимые в воде. Таким образом, любой дождь является в какой-то степени кислотным. Кислотные капельки воды переносятся ветрами на большие расстояния, возвращаясь на Землю в виде кислотных дождей, снега или тумана.

В процессе природных явлений - извержений вулканов, жизнедеятельности болот и гниения растений образуется диоксид серы, один из газов, способствующих формированию кислотных дождей. Кислотные дожди, образованные естественным способом, также являются неблагоприятными для окружающей среды. Но такие дожди случаются намного реже, чем в результате деятельности человека. В 1950-1970-х годах уровень кислотности дождей в Европе увеличился приблизительно в десять раз. Правда, в 80-е годы он уменьшился. Несмотря на тот факт, что многие страны начали предпринимать меры для борьбы с выбросами в атмосферу вредных веществ, вызывающих кислотные дожди, проблема всё ещё остаётся актуальной.

По шкале, определяющей уровень кислотности, величина pH дождя обычно составляет 5,6. В случае уменьшения этого показателя говорят о кислотном дожде. Химическое уравнение образования кислотного дождя выглядит следующим образом:

SO₂ (Диоксид Серы) + NO (Окись Азота) + H₂O (Вода) = Кислотный дождь

Водные растворы различаются по степени их кислотности. Если чистую воду считать нейтральной, то раствор питьевой соды будет щелочным, а нашатырного спирта - очень щелочным. С другой стороны этой шкалы жидкости по степени увеличения их кислотности можно расположить следующим образом: молоко имеет наименьшую кислотность, томатный сок - чуть больше уксуса, сок лимона - еще больше, а аккумуляторная жидкость - очень кислотная. Если бы вообще не существовало никаких загрязняющих веществ, то нормальная дождевая вода попадала бы на кислотную сторону этой шкалы. Обычная дождевая вода менее кислая, чем томатный сок, но более, чем молоко. Именно загрязняющие вещества являются причиной увеличения уровня кислотности дождя. В некоторых регионах мира дождь может быть в такой же степени кислотным, как сок лимона или уксус.

Этот кислотный дождь может причинять вред жизни растений, в отдельных случаях серьезно воздействуя на рост лесов, также может разрушать здания и разъедать металлические объекты. Первичный компонент процесса коррозии - кислотный дождь. По оценкам, ущерб, нанесенный только металлическим постройкам, составляет приблизительно до 2 миллиардов долларов ежегодно. Самая высокая эмиссия серы наблюдается в регионах с высоким уровнем энергопотребления, и при сжигании серосодержащих видов топлива, а именно твердого топлива и серосодержащей тяжелой нефти. К твердому топливу относятся ископаемые виды топлива, наиболее сильно загрязняющие атмосферу как в локальном, так и в глобальном масштабах. Относящиеся к ним каменный уголь, мягкий бурый уголь и лигниты при сгорании выделяют много отходов и загрязняющих веществ таких как сера, тяжелые металлы, влага и пепел.

Одна из главных проблем, связанная с кислотным дождем -его "мобильность", выражающаяся в том, что он может выпасть на территории, отдаленной от места его образования. Высокие заводские трубы, предназначенные для того, чтобы предотвратить промышленное загрязнение близлежащих городов, выбрасывают загрязняющие вещества в атмосферу. В результате соединения в воздухе этих частиц с частицами воды образуются кислоты, которые становятся компонентами облаков. Из-за того, что облака разносятся ветром, дождь может выпасть далеко от того места, где кислотные частицы были образованы. Как пример можно привести ситуацию в Центрально-восточной Европе и в Скандинавии. Швеция страдает от кислотных дождей, пригоняемых ветром с электростанций Восточной Европы, где стандарты по эмиссии вредных частиц не соответствуют международным требованиям.

Вред, наносимый лесам и почве

Выпадение кислотных дождей сказывается на лесах так же как на озерах и реках. Во многих странах мира деревья сильно страдают от воздействия кислотных дождей. Многие деревья теряют свои листья, их верхушка становится тоньше. Для некоторых деревьев данное воздействие настолько неблагоприятно, что они умирают. Деревья нуждаются в здоровой почве для роста и развития. Кислотный дождь, впитавшийся в почву, делает её фактически невозможной для жизни деревьев. В результате этого деревья становятся более восприимчивыми к вирусам, грибкам и насекомым-вредителям, становятся неспособными для борьбы с ними и поэтому умирают.

Разрушение строений

Кислотный дождь негативно влияет и на сооружения. Материалы, такие как камень, цветное стекло, росписи и другие объекты могут быть повреждены или даже разрушены. Дождь медленно, но постепенно разъедает материал, пока от него ничего не останется. Строительные материалы разрушаются, металлы разъедаются, цвет окраски портится, кожа портится, и поверхность стекла покрывается коркой. Во многих частях мира множество известных и древних зданий повреждены кислотным дождем. Некоторые каменные постройки Собора Святого Павла в Лондоне разъедены кислотным дождем. В Риме статую Марка Аврелия работы Микеланджело убрали с открытого пространства для защиты от загрязняющих веществ в воздухе.

Кислотный дождь и озера

Падая на землю, кислотный дождь наносит вред почве. Также он негативно влияет и на озера и другие водоемы. Большая часть флоры и фауны, обитающей в чистых озерах и реках не способна противостоять кислотным дождям. Она может быть отравлена веществами, которые кислота вымывает из окружающей почвы в воду. В мире существует много примеров этому. Так, тысячи озер в Скандинавии сейчас абсолютно безжизненны, не имеют ни живых организмов, ни растений из-за того, что в течение прошлых лет на них выпало много кислотных дождей. Происходило это благодаря ветру, приносящему капли дождя из Англии, Шотландии и стран Восточной Европы. Начиная с 1930-х и 40-х годов, кислотный уровень дождевой воды некоторых озер Швеции повысился в 1000 раз.

Взаимодействие между живыми организмами и химическим составом их водной среды обитания является чрезвычайно сложным. Если число одной разновидности или группы разновидностей изменится в результате повышения уровня кислотности, это приведет к нарушению баланса "хищник-добыча" цепочки питания, что, в конечном счете, отразится на всей экосистеме озера. Сначала, последствия изменения уровня кислотности могут быть почти незаметными, но с его увеличением все больше и больше видов растений и животных будет уменьшаться, или же совсем исчезнут. Если уровень pH в воде приближается к 6,0, то ракообразные, насекомые, и некоторые разновидности планктона начинают исчезать. Если уровень pH приближается к 5,0, происходят серьёзные изменения в составе планктона, нежелательные виды мха и планктона могут начать размножаться, занимая большие территории. Вероятна потеря некоторых популяций рыб, в первую очередь ценных видов, обычно более уязвимых к содержанию кислоты в воде. При pH ниже 5.0 значительная часть рыбы гибнет, дно покрывается веществом, не подвергающимся распаду, а прибрежная территория может почти полностью покрыться мхом. Воздействию подвергается также животный мир, зависящий от водных экосистем. Например, водоплавающие птицы зависят от водных организмов, необходимых им для питания. Как только этот источник питания уменьшается или исчезает, понизится качество среды обитания, что, в свою очередь, повлияет на репродуктивность птиц.

Здоровье людей

Мы питаемся продуктами, пьем воду и вдыхаем воздух, на которые воздействуют кислотные осадки. Исследования, проведенные канадскими и американскими учеными показывают, что существует связь между экологическим загрязнением и заболеваниями органов дыхания у наиболее чувствительной части населения, такой как дети и астматики. Такие токсичные элементы, как алюминий, медь, ртуть в результате кислотных дождей становятся более растворимыми, поэтому уровень содержания этих металлов в необработанных запасах питьевой воды может увеличиваться. Высокие концентрации алюминия в почве могут также препятствовать поглощению и использованию питательных веществ растениями.

Плохое качество воздуха

Качество воздуха ухудшается не только из-за парниковых газов, SO2 и NOx, вызывающих кислотные дожди, но и из-за попадания в атмосферу мелких частиц . Сжигание топлива - наиболее важный источник образования окисей азота. Причиной появления летучих органических соединений является процесс сжигания топлива и выхлопные газы, вырабатываемые двигателями автомобилей. Именно автомобили являются причиной значительной доли общих выбросов в атмосферу окисей азота и летучих органических соединений в Европе и Северной Америке. Выделение NOx также содействует образованию тропосферных фотохимических окислителей. Фотохимические окислители, особенно озон (O3), являются наиболее важными рассеянными газами в атмосфере. В процессе их распространения заметны изменения, вызванные ростом эмиссии продуктов, предшествующих стадии реакции озона (окись азота, летучие органические соединения, метан и одноокись углерода).

Согласно Всемирной организации здоровья, требования к качеству воздуха относительно содержания озона часто превышаются в большинстве регионов индустриальных стран. В самых низких слоях тропосферы, ближе к земле, озон является сильным окислителем, и при высоких концентрациях он является вредным для материалов, растений и здоровья человека. В верхних слоях тропосферы озон является важным парниковым газом и существенно содействует эффективности процесса окисления атмосферы.

Сообщается, что воздействие озона и других фотохимических окислителей на человеческое здоровье, материалы и посевы может иметь различные последствия. Повышенный уровень озона может вызывать преждевременное старение легких и другие болезни дыхательного тракта, например, повреждение функции легкого или повышение предрасположенности организма к бронхитам. Наблюдается увеличение случаев наступления приступов астмы и респираторных заболеваний. Озон способствует повреждению таких материалов, как краска, ткань, резина и пластмасса. В случае с посевами и некоторыми чувствительными видами дикой растительности или разновидностями культурных растений, под воздействием озона будут повреждаться листья, что приведёт к ухудшению процесса фотосинтеза.

Другие фотохимические окислители вызывают ряд острых болезненных явлений, включая раздражение глаз, носа и горла, дискомфорт в груди, кашель и головную боль. Как ожидается, еще одним последствием глобального роста рассеянных газов а атмосфере будет дальнейшее ухудшение самовосстановительной способности тропосферы. В результате этого явления может увеличиться время пребывания парниковых газов в атмосфере, а это приведет к усилению парникового эффекта и увеличению притока в стратосферу рассеянных газов с низким содержанием озона.

Тяжелые металлы, подобно мышьяку (As), кадмию (Cd), ртути (Hg), свинцу (Pb) и цинку (Zn), также выделяются во время сгорания топлива. Благодаря возросшему потреблению неэтилированного бензина и использованию катализаторов в автомобилях, выбросы свинца в результате работы транспорта заметно уменьшились с начала 80-х годов. Тем не менее, этот сектор экономики остается главным источником свинца в атмосфере.

Вместе с выделением загрязняющих веществ существуют также и некоторые другие воздействия продуктов сгорания ископаемого топлива на окружающую среду в локальном масштабе. Микроклиматические явления, такие как происхождение туманов, уменьшение количества света и т.д. - это результаты больших водных испарений от градирен электростанций.

Загрязнение морей

Ущерб, вызванный транспортировкой нефти, связан с загрязнением морей. С увеличением в ХХ столетии масштабов добычи нефти возросло и ее количество, транспортируемое по всему миру, в основном морским путём. В условиях высокой конкуренции на рынке и с целью максимального обеспечения перевозок увеличенного объема нефти, размеры нефтяных танкеров возросли до такой степени, что они стали, без сомнения, самыми большими коммерческими судами. Даже при обычной поездке в море попадает большое количество нефти. Трюмы танкеров, заполненные в качестве балласта водой, опустошаются на обратном пути, и вместе с водой в море вытекает значительное количество нефти.

Несмотря на тот факт, что транспортировка нефти в основном безопасна, масштабы перевозок и размеры танкеров являются причиной того, что любой происшедший несчастный случаи всегда имеет огромные последствия. Хотя число несчастных случаев незначительно по сравнению с количеством перевозок, тысячи незначительных инцидентов, включая утечки нефти из танкеров или из нефтехранилищ, происходят ежегодно.

В 1970-1985 годах было зафиксировано 186 случаев утечки нефти, каждая объемом более 1300 тонн. В 1989 году танкер "Exxon Valdez" сел на мель у берегов Аляски, выпустив 39000 тонн нефти и сформировав нефтяное пятно, охватывающее территорию в 3000 квадратных километров, нанеся вред окружающей среде. Люди обычно представляют море как обширный резервуар, который может впитывать бесконечное количество всего того, что мы в него скидываем. Фактически, масштаб загрязнения от нефти таков, что на сегодняшний момент скопления плавающей нефти в мировом океане почти везде являются обычным явлением.

4. Социальные проблемы, связанные с использованием энергии

Помимо экологических проблем, связанных с крупномасштабным использованием ископаемых и ядерных видов топлива, существуют и социальные проблемы, вызванные современными энергетическими тенденциями.

Политические и экономические проблемы

На ранних стадиях промышленной революции источники топлива были локальными. Промышленность активно развивалась, в первую очередь в регионах с наличием легкодоступных месторождений угля. С развитием транспорта, связанного с индустриализацией, топливо начали перевозить на большие расстояния. Теперь, когда наиболее доступные источники нефти и газа истощены, топливо транспортируется по всему миру из нескольких основных регионов. Следствием такой ситуации является зависимость ведущих промышленных стран от импорта добывающих стран, в основном - от поставок нефти из Ближневосточного региона. Эта зависимость стала главным фактором, формирующим мировую политику.

Ряд основных экономических и политических кризисов был следствием Суэцкого кризиса, длившегося с 1956 года до 70-х. Война в Персидском заливе в начале 1990-х также вызвала нефтяной кризис. Так как добывающие страны в основном слабы в военном отношении, а потребляющие страны в основном более сильны. Это является необходимостью, поскольку последним необходимо превосходство над добывающими странами в экономическом, политическом, а зачастую и в военном отношении для поддержания доступа к нефти, наиболее важному на сегодня виду топлива.

Цена на нефть зависит от политической ситуации. Каждый конфликт в регионе, связанном с добычей нефти, ведет к повышению цен. Мировая экономика, таким образом, зависит от подобных конфликтов.

Недостатки централизованной структуры производства и распределения энергии

Одна из слабых сторон современной структуры производства и распределения топлива - ее централизованный характер. Электроэнергия, производимая на больших электростанциях, число которых обычно ограничено, распределяется по стране. Нефть, транспортируемая на гигантских танкерах, преобразуется в топливо на больших нефтеперерабатывающих заводах для дальнейшего распределения. Причиной для беспокойства является тот факт, что эти большие, жизненно важные объекты, представляют собой потенциальную цель для террористов.

Как продемонстрировали недавние события в Персидском заливе, война наносит огромный экологический и экономический ущерб. Для обеспечения безопасности необходимо организовать охрану большей части ресурсов и повысить уровень защиты. Высокий уровень централизации связан и с проблемой занятости населения. Децентрализованное производство и использование энергии из возобновляемых источников создают гораздо больше новых рабочих мест, чем централизованное производство энергии из ископаемых видов топлива.

Опасность войны при распространении ядерного оружия

Распространение ядерного оружия - одна из самых больших современных угроз миру на всей планете, особенно учитывая тот факт, что часть стран уже является или пытается стать членами "ядерного клуба". Производство электроэнергии из ядерного топлива начало развиваться благодаря разработкам ядерного оружия. Самые первые ядерные реакторы были построены для производства материала для атомных бомб. Всегда существовала тесная связь между этими технологиями. Так, военные расходы на научные исследования и разработку технологии производства ядерного оружия в то же время были и основной субсидией для мирных отраслей ядерной промышленности. Надо отметить, что ядерное топливо непосредственно не используется при производстве ядерного оружия. Для этого необходима его дальнейшая переработка. Однако, для страны, желающей разрабатывать ядерное оружие, не раскрывая данный факт публично, возможен выход - объединить разработку оружия с отраслями промышленности, вырабатывающими электричество с использованием ядерной энергии.

5. Возобновляемые источники энергии

К счастью, существуют способы сокращения эмиссии парниковых газов, уменьшения кислотных отложений, улучшения качества воздуха и решения социальных проблем, связанные с современными способами производства и потребления энергии. Смещение инвестирования с ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть, на возобновляемые источники энергии и энергоэффективность позволит более чистым, более устойчивым источникам энергии занять их законное место лидеров на рынке.

Системы, построенные на использовании ВИЭ, используют ресурсы, которые постоянно воспроизводятся и которые являются менее загрязняющими. Все возобновляемые источники энергии - солнечная энергия, гидроэнергия, биомасса и энергия ветра существуют благодаря деятельности Солнца. Только геотермальная энергия, которая также считается возобновляемой, представляет собой тепло Земли.

Возобновляемая энергия - это внутренний ресурс любой страны, имеющий потенциал, достаточный для производства энергии, необходимой для полного или частичного обеспечения страны энергией. Над странами, которые зависят от импорта ресурсов ископаемого топлива, постоянно висит угроза резкого повышения стоимости импортированного топлива (главным образом, на нефть). Это особенно актуально для развивающихся стран, где оплата импорта нефти ежегодно увеличивает и так уже огромные размеры внешнего долга.

1. Количество солнечной энергии, падающей на Землю в год.
2. Современное использование солнечной энергии.
3. Запасы природного газа.
4. Запасы угля.
5. Нефтяные запасы.
6. Запасы урана.
7. Мировое потребление энергии за год.

Возобновляемые источники энергии - практически неисчерпаемы и всегда доступны благодаря быстрому распространению современных технологий. Их использование соответствует стратегии использования различных энергетических источников. Возобновляемые ресурсы являются общепризнанным способом защиты экономики от ценовых колебаний и будущих расходов по защите окружающей среды.

Технологии, основанные на использовании возобновляемых источников энергии, являются экологически чистыми из-за отсутствия выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Их применение практически не вызывает образование парникового эффекта и, соответственно, связанных с ним климатических изменений. Кроме того, их использование не приводит к образованию радиоактивных отходов. Возобновляемые источники энергии соответствуют, таким образом, политике защиты окружающей среды, а их использование формирует лучшую окружающую среду и обеспечивает устойчивое развитие.

Будущее возобновляемых источников энергии

Наше будущее в значительной степени зависит от применения технологических инноваций. Возобновляемые источники энергии смогут в течение будущих десятилетий влиять на изменение общества в целом. Согласно прогнозам, в течение следующих десятилетий значение и доля возобновляемых источников энергии в общем процессе энергопроизводства будет возрастать.

Эти технологии не только сокращают глобальную эмиссию СО2, но и придают необходимую гибкость процессу энергопроизводства, делая его менее зависимым от ограниченных запасов ископаемого топлива. По единому мнению экспертов в течение некоторого периода времени гидроэнергетика и биомасса будут доминировать над другими видами возобновляемых источников энергии. Однако, в ХХI веке первенство на энергорынке будет принадлежать ветроэнергетике и фотоэлектрике, которые сейчас активно развиваются. На современном этапе ветроэнергетика является самой быстрорастущей отраслью производства электроэнергии.

В некоторых регионах уже сегодня ветроэнергетика конкурирует с традиционной энергетикой, основанной на использовании ископаемых видов топлива. В конце 2002 года установленная мощность ветростанций во всем мире превысила 30000 МВт. В то же время очевиден явный рост интереса во всем мире к фотоэлектрике, хотя ее сегодняшняя себестоимость в три-четыре раза выше себестоимости традиционной энергетики. Фотоэлектричество особенно привлекательно для удаленных областей, не имеющих подключения к общей энергосистеме. Передовая тонкоплёночная технология, применяемая для производства фотоэлектрических батарей, гораздо дешевле кристаллической кремниевой технологии и активно внедряется в крупномасштабное коммерческое производство.

На фотографии ниже показана заправочная станция Бритиш Петролеум с установленными на крыше фотоэлектрическими панелями.

То, что такие большие энергокомпании, как Энрон, Шелл и Бритиш Петролеум за последнее время много инвестировали в развитие фотоэлектрики и ветроэнергетики, является одним из самых убедительных фактов перспективного будущего возобновляемой энергетики. Большие инвестиции со стороны ведущих мировых энергокомпаний планируются также и в развитие других видов ВИЭ.

Одним из наиболее перспективных рынков применения ВИЭ в ближайшие 20 лет во всем мире станут развивающиеся страны, испытывающие сегодня проблемы с нехваткой энергии. Для многих стран привлекательным является мобильный характер этих технологий. Установки, работающие на ВИЭ, можно разместить близко к пользователям. Кроме того, их монтаж быстрее и дешевле по сравнению со строительством больших тепловых электростанций, требующей протяженных линий электропередач.

Возобновляемые источники энергии также пользуются спросом и в промышленно развитых странах. Опрос общественного мнения, проведенный в США, показывает, что большая часть энергопотребителей страны согласна платить больше за "зелёную" (экологически чистую) энергию, и многие энергетические компании могут им ее предложить. В Европе благодаря сильной общественной поддержке быстро растет рынок возобновляемых источников энергии. В документе White Paper, изданным Европейской Комиссией в 1997 году, отмечалось недостаточное применение ВИЭ на территории стран Евросоюза.

Различные сценарии развития показывают, что доля использования возобновляемых источников энергии к 2010 году будет составлять от 9,9% до 12,5%. Поставленная цель, составляющая 12%, ("амбициозная, но реально выполнимая"), должна быть достигнута за счет установки 1 млн "солнечных крыш", установленной мощности ветростанций, равной 15000 МВт и 1000 МВт установленной мощности в области биоэнергетики. Современная доля ВИЭ в энергопроизводстве, составляющая 6%, включает и большую гидроэнергетику, развитие которой в дальнейшем не планируется из-за негативного воздействия на окружающую среду.

Увеличение доли ВИЭ должно быть обеспечено за счет развития энергетического использования биомассы, ветроэнергетики (установленная мощность ВЭС должна достигнуть 40 ГВт). Планируется установка 100 миллионов квадратных метров солнечных коллекторов. Ожидается увеличение установленной мощности ФЭБ до 3 ГВтэ, геотермальных установок до 1 ГВтт, а тепловых насосов - до 2.5 ГВтт. Общая сумма капиталовложений достигнет 165 миллиардов евро (1997-2010 гг.), будет создано до 900000 новых рабочих мест, выбросы СО2 уменьшатся на 402 млн. тонн.

Исходя из того, что ВИЭ сегодня обеспечивают менее 6% энергопотребления стран ЕС, необходимо объединить усилия для увеличения этой доли. Это, в свою очередь, создаст возможность для экспорта энергии и улучшения экологии. В настоящее время Европа импортирует более 50% энергоносителей, и если не принять срочных мер, то эта цифра может возрасти до 70% к 2020 году.

По оценкам Европейской Ассоциации Ветроэнергетики, установка ветростанций общей мощностью 40 ГВт, позволит создать дополнительно до 320 000 рабочих мест. По данным Ассоциации Фотоэлектрической Промышленности, установка 3 ГВтэ создаст 100000 рабочих мест. Федерация Солнечной Энергетики считает возможным обеспечить 250000 рабочих мест, действуя только для нужд внутреннего рынка и еще 350000 рабочих мест могут быть созданы в случае работы на экспорт.

White Paper предлагает ряд налоговых стимулов и других финансовых мер для поощрения инвестиций в область возобновляемых источников энергии, а также меры поощрения использования пассивной солнечной энергии. Согласно этому документу: "Поставленная цель удвоить текущую долю возобновляемых источников энергии до 12% к 2010 году - реально выполнима". Доля возобновляемых источников энергии в производстве электричества может вырасти от 14% до 23% и более к 2010 году, если принять соответствующие меры.

Создание рабочих мест - один из наиболее важных аспектов, характеризующих развитие возобновляемой энергетики. Потенциал занятости населения в области возобновляемых источников энергии можно оценить по следующим данным:

6. Скрытые затраты при использовании ископаемых видов топлива

Необходимо отметить, что при сравнении различных источников энергии цена является ключевым параметром. Возобновляемые источники энергии зачастую считаются более дорогостоящими по сравнению с ископаемым топливом. Такое заключение обычно основывается на неправильной оценке затрат. Когда мы оплачиваем счет за электроэнергию или заполняем бак своего автомобиля, мы обычно оплачиваем неполную цену за энергию. Цена не включает в себя всех затрат. Существует много скрытых затрат, связанных с использованием энергии. Скрытые социальные и экологические затраты, риск, связанный с использованием ископаемых видов топлива - основные барьеры к коммерциализации возобновляемых технологий.

Общепризнано, что современные рынки игнорируют эти затраты. На самом деле, на мировом энергорынке предпочтение отдается загрязняющим источникам энергии, например, серосодержащим - углю и нефти, а не экологически чистым возобновляемым источникам. До тех пор, пока традиционные технологии способны перекладывать на общество существенную часть своих затрат, связанных с загрязнением окружающей среды и расходами на здравоохранение, возобновляемые источники, будут находиться в неравных условиях.И это несмотря на то, что ВИЭ практически не ухудшают состояние экологии и даже дают такие положительные эффекты, как создание рабочих мест,особенно в сельской местности. Поэтому для создания рынка, действующего по правилам "честной игры", необходим учет всех этих затрат.

Очень трудно оценить затраты, связанные с экологическим загрязнением, а некоторые из них даже трудно определить. Тем не менее, проведенные исследования доказывают их существенные размеры. Например, согласно исследованиям немецких ученых, затраты на производство электроэнергии ископаемых видов топлива, не включая затраты, связанные с решением проблемы глобального потепления, составляют 2,4-5,5 амер. цента/кВт*ч. В то же время стоимость электроэнергии, выработанной атомными электростанциями, - 6,1-3,1 амер. цента/кВт*ч. Согласно другому исследованию, выбросы SO2 при сжигании угля на американских электростанциях ежегодно обходятся гражданам США в 82 миллиарда американских долларов - дополнительно для возмещения ущерба, нанесенного здоровью людей.

Сокращение сельскохозяйственных урожаев, вызванное загрязнением воздуха, обходится американским фермерам в 7,5 млрд американских долларов в год. Важным является тот факт, что граждане США фактически ежегодно оплачивают скрытые затраты, связанные с использованием энергии, в размере примерно 109-260 млрд долларов. Подобные примеры могут быть приведены для других стран. Если бы дополнительные затраты включались в рыночные процессы,технологии по применению ВИЭ оказались бы в более выгодном положении, конкурируя с ископаемыми видами топлива. Тогда мы могли бы говорить о существенном проникновении ВИЭ на мировой энергетический рынок уже сегодня.

Субсидии в энергетику

Правительства многих стран выделяют значительные субсидии для энергетических отраслей промышленности. Интересен тот факт, что больше всего правительственных денег поступает именно в отрасли производства энергии, которые наиболее загрязняют окружающую среду и оказывают вредное воздействие на здоровье людей. Так, к примеру, производство энергии на тепловых и атомных станциях финансируется до 90% из бюджета. Технологии, основанные на использовании ВИЭ, практически не имеющие побочных пагубных эффектов, менее всего поддерживаются правительством.

На технологии, использующие энергию Солнца (фотоэнергетика и горячее водоснабжение), например, в США выделено лишь 3% бюджетных средств. Такое направление, как энергосбережение, имеет наименьшую финансовую поддержку со стороны государства - лишь 2 % всех субсидий. К сожалению, в других странах мира существует аналогичная ситуация. Существующее положение дел не может не удивлять, поскольку именно применение возобновляемых источников энергии и энергосбережение могут существенно помочь в решении современных энергетических проблем.

Поддержка военных

Зависимость государств от импортированной нефти требует постоянного военного контроля и защиты международных торгово-транспортных путей. Только в США на военную защиту нефтяных поставок, идущих из Персидского залива, ежегодно тратится от 14,6 (согласно официальным данным Национального совета безопасности) до 54 млрд американских долларов (по оценке независимого Института Rocky Mountains). К скрытым затратам на национальную безопасность относят также военную помощь, оказываемую странам, добывающим нефть, внешние и внутренние дипломатические решения, направленные на поддержание и защиту импорта нефти.

Радиоактивные отходы

Главная проблема, связанная с ядерной энергией: "что делать с радиоактивными отходами?" До сегодняшнего дня никто не может предложить ни одного реально осуществимого плана, касающегося того, как нам распорядиться тысячами тонн высокорадиоактивных отходов, производимых атомными электростанциями. Из-за длительности существования проблема захоронения радиоактивных отходов приобретает большую остроту. Например, у плутония (Pu239) радиоактивный период полураспада составляет 24400 лет. На протяжении нескольких сотен тысяч лет он представляет собой опасность для окружающей среды. Мы сейчас принимаем решения, от последствий которых будет зависеть будущее нашей планеты и существование на ней всех форм жизни.

Международный Институт World Watch оценивает ежегодные затраты по содержанию ядерных хранилищ в размере от 1,44 до 8,61 млрд долларов США. Захоронение радиоактивных отходов на самом деле является не захоронением, а накоплением проблем для будущих поколений. Проблема, связанная с высокорадиоактивными отходами, будет актуальна в течение тысяч лет. Сегодня не существует ни одного безопасного способа хранения высокорадиоактивных отходов. Мы просто создаем хранилища и надеемся, что наши дети смогут придумать, каким образом ими распорядиться. Приведенные выше цифры не отражают затрат, связанных с ядерными катастрофами. В какую сумму можно оценить последствия катастроф в Чернобыле и на Тримайл Айленде?

Фото: Город Припять, население которого до Чернобыльской катастрофы 1986 года составляло 30000 человек, сегодня является зоной отчуждения в связи с радиоактивным загрязнением.

7. Вопросы для усвоения пройдённого материала

1. Какова доля ископаемого топлива в мировом потреблении энергии?
2. Чем отличается энергопотребление в развитых и развивающихся странах?
3. В каком регионе мира ожидается самый быстрый рост энергопотребления?
4. Использование какого вида ископаемого топлива будет расти в ближайшее время самыми быстрыми темпами в развитых странах?
5. На какой срок хватит мировых запасов угля, нефти и природного газа при современном уровне потребления?
6. В каком регионе мира находятся наибольшие запасы нефти?
7. Что означает понятие "изменение климата"?
8. Какова роль двуокиси углерода (СО2) в процессе изменения климата?
9. Какая связь существует между процессом сжигания ископаемого топлива и возникновением кислотных дождей?
10. Какое влияние оказывают кислотные дожди на озера и другие водоемы?
11. Что означает понятие "скрытые затраты на производство энергии"?
12. Каким образом субсидируется использование ископаемых видов топлива в развитых странах?

Следующей модуль