Понятие и причины сырьевой проблемы. Энергетическая и сырьевая проблемы Сырьевая проблема

23.05.2021

Современная индустрия, в особенности такие ее отрасли, как химический синтез, выплавка легких металлов, отличается повышенной потребностью в энергии, воде и сырье. Чтобы выплавить 1 т алюминия, необходимо затратить в десятки раз больше воды, чем для производства 1 т стали, а для получения 1 т искусственного волокна приходится использовать в сотни раз больше воды, чем для выработки такого же количества хлопчатобумажной ткани. Нефть и газ стали главными источниками энергии и вместе с тем важными сырьевыми ресурсами химической промышленности. Этими обстоятельствами объясняется все возрастающая эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Производство каждого нового синтетического продукта влечет за собой «цепные реакции» в технологии - ннапример, для синтеза пластических масс требуется большое количество хлора, получение хлора предполагает использование в качестве катализатора ртути, а все вместе - огромных затрат энергии, воды и кислорода. В современную индустрию вовлекаются почти все химические элементы, существующие на Земле.

Перед человечеством встал вопрос: надолго ли хватит ему необходимых природных ресурсов? Прошли те времена, когда казалось, что ресурсы Земли неисчерпаемы. Само деление природных ресурсов на неисчерпаемые и исчерпаемые становится все более условным. Все больше видов ресурсов переходит из первой категории во вторую, Сейчас мы уже задумываемся о возможности исчерпания запасов атмосферного кислорода, а в перспективе такой же вопрос может возникнуть даже о ресурсах солнечной энергии, хотя пока еще поток ее кажется нам практически неисчерпаемым.

Существуют разные прогнозы, касающиеся будущего наших природных ресурсов. Конечно, их следует рассматривать как очень ориентировочные. Разрабатывая такие прогнозы, надо исходить, с одной стороны, из оценки перспектив роста населения и производства и соответственно потребностей общества, а с другой - из наличия запасов каждого ресурса. Однако пролонгировать современную тенденцию роста населения и производства далеко в будущее было бы рискованно. Так, надо полагать, что по мере повышения жизненного уровня в развивающихся странах, дающих основной процент прироста населения, общий рост должен замедлиться. Кроме того, научно-технический прогресс, несомненно, будет продолжаться в направлении поисков более экономных, ресурсосберегагощих технологий, что позволит постепенно сокращать потребность во многих природных источниках производства.

Вместе с тем необходимо принять во внимание, что современные среднемировые нормы потребления природных ресурсов нельзя считать оптимальными, поскольку в развивающихся странах они намного ниже, чем в странах экономически развитых. В «третьем мире» среднее потребление продуктов питания по калорийности в 1,5 раза ниже, чем в развитых странах, а по содержанию животных белков даже в 5 раз. Для того чтобы средний мировой уровень потребления энергии достиг к 2000 г. современного энергопотребления в США, он должен возрасти в 100 раз!

Исходя из сказанного, следует ожидать, по крайней мере, в ближайшие десятилетия, дальнейшего роста потребностей в самых разнообразных природных ресурсах. При оценке их запасов важно различать две большие группы ресурсов - невозобновимые и возобновимые. Первые, практически не восполняются, и их количество неуклонно уменьшается по мере использования. Сюда относятся минеральные ресурсы, а также земельные ресурсы, ограниченные размерами площади земной поверхности. Возобновимые ресурсы либо способны к самовосстановлению (биологические), либо непрерывно поступают к Земле извне (солнечная энергия), либо, находясь в непрерывном круговороте, могут использоваться повторно (вода). Разумеется, возобновимые ресурсы, как и невозобновимые, не бесконечны, но их возобновимая часть (ежегодный приход или прирост) может постоянно использоваться.

Если обратиться к главным типам мировых природных ресурсов, то в самом общем виде мы получим следующую картину. Основным видом энергоресурсов пока еще остается минеральное топливо - нефть, газ, уголь. Эти источники энергии невозобновимы, и при нынешних темпах роста их добычи они могут быть исчерпаны через 80-140 лет. Правда, доля этих источников должна снижаться за счет развития атомной энергетики, основанной на использовании «тяжелого» ядерного топлива - расщепляющихся изотопов урана и тория. Но и эти ресурсы невозобновимы: по некоторым данным, урана хватит всего лишь на несколько десятилетий.

Значение природных ресурсов для жизни общества никак не может уменьшиться по той простой причине, что они остаются единственным источником материального производства. При этом чем меньше производство связано с местными ресурсами, тем более возрастает его зависимость от удаленных источников и тем шире радиус действия таких источников, многие из которых приобретают не только общегосударственное, но и глобальное значение. Напомним о роли нефтяных и газовых месторождений Тюменского Севера в хозяйстве нашей страны или нефти Персидского залива в мировой экономике. Добавим, что есть такие отрасли народного хозяйства, и прежде всего сельское, которые вообще не могут «эмансипироваться» от местной природной среды и всегда будут к ней привязаны.

Все виды природных ресурсов - тепловые, водные, минеральные, биологические, почвенные - связаны с определенными компонентами природного комплекса (геосистемы) и составляют расходуемую часть этих компонентов. Возможность быть израсходованными - специфическое свойство природных ресурсов, отличающее их от природных условий. К последним относятся постоянно действующие свойства природных комплексов, не используемые для получения полезного продукта, но оказывающие существенное положительное или отрицательное влияние на развитие и размещение производства (например, температурный и водный режим, ветры, рельеф, несущая способность грунтов, многолетняя мерзлота, сейсмичность).

Важно различать ресурсы возобновимые и невозобновимые. Некоторые ресурсы возобновляются за счет их постоянного притока из Космоса (солнечная энергия), иные - благодаря непрерывному круговороту вещества в географической оболочке (пресная вода), наконец, третьи - вследствие способности к самовоспроизводству (биологические ресурсы). К невозобновимым относятся минеральные ресурсы.

Невозобновимыми считаются ресурсы земных недр. Строго говоря, многие из них могут возобновляться в ходе геологических циклов, но продолжительность этих циклов, определяемая сотнями миллионов лет, несоизмерима с этапами развития общества и скоростью расходования минеральных ресурсов.

Невозобновимые ресурсы планеты можно разделить на две большие группы:

Более сотни негорючих материалов добываются из земной коры в настоящее время. Минералы образуются и видоизменяются в результате процессов, происходящих в ходе образования земных горных пород на протяжении многих миллионов лет. Использование минерального ресурса включает в себя несколько этапов. Первый из них - это обнаружение достаточно богатого месторождения. Затем - извлечение минерала путем организации некоторой формы его добычи. Третий этап - обработка руды для удаления примесей и превращение его в нужную химическую форму. Последнее - использование минерала для производства различных изделий.

Разработка месторождений полезных ископаемых, залежи которых находятся недалеко от земной поверхности, производится путем поверхностной добычи, устраивая открытые карьеры, открытую добычу методом создания горизонтальных полос, или добыча при помощи землечерпательного оборудования. При расположении полезных ископаемых далеко под землей они извлекаются методом подземной добычи.

Добыча, обработка и использование любого негорючего минерального ресурса вызывает нарушение почвенного покрова и эрозию, загрязняет воздух и воду. Подземная добыча более опасный и дорогостоящий процесс, чем поверхностная добыча, но он в гораздо меньшей степени нарушает почвенный покров. При подземной добыче может происходить загрязнение воды в силу шахтного кислотного дренажа. В большинстве случаев территории, на которых осуществляется добыча, удается восстановить, но это дорогостоящий процесс. Добыча полезных ископаемых и расточительный подход к использованию продуктов, изготавливаемых из ископаемых и древесины, также приводят к созданию большого количества твердых отходов.

Оценить количество реально доступного в смысле добычи полезного минерального ресурса - процесс очень дорогостоящий и сложный. И к тому же, нельзя это определить с большой точностью. Запасы минеральных ресурсов подразделяются на выявленные ресурсы и необнаруженные ресурсы. В свою очередь каждая из этих категорий делится на резервы, то есть те ископаемые, которые можно извлечь с получением прибыли по существующим ценам при существующей технологии добычи, и ресурсы - все обнаруженные и необнаруженные ресурсы, включая те, которые не могут быть извлечены с получением прибыли при существующих ценах и существующей технологии. Большинство опубликованных оценок конкретных невозобновимых ресурсов относится к резервам.

Когда 80% резервов или оцененных ресурсов материала оказываются извлеченными и использованными, ресурс считается исчерпанным, так как извлечение оставшихся 20% обычно не приносит прибыли. Количество извлеченного ресурса и тем самым время исчерпания можно увеличить путем увеличения оцененных резервов, если высокие цены вынудят пойти на поиск новых месторождений, разработку новых технологий добычи, увеличения доли рециркуляции и вторичного использования или на снижение уровня потребления ресурса. Некоторым экономически исчерпанным ресурсам удается найти замену.

Для увеличения запасов сторонники защиты окружающей среды предлагают увеличить долю рециркуляции и повторного использования невозобновимых минеральных ресурсов и снизить неоправданные потери таких ресурсов. Рециркуляция, вторичное использование и снижение количества отходов требует для своей реализации меньше энергетических затрат и в меньшей степени разрушают почву и загрязняют воду и воздух, чем использование первичных ресурсов.

Сторонники защиты окружающей среды призывают индустриальные страны совершить переход от одноразового использования с большим количеством отходов к хозяйству, производящему незначительное количество отходов. Это потребует, кроме рециркуляции и вторичного использования, также привлечения экономических стимулов, определенных действий правительств и людей, а также изменения в поведении и образе жизни населения Земли.

Основными факторами, определяющими степень использования любого источника энергии, являются его оценочные запасы, чистый выход полезной энергии, стоимость, потенциальные опасные воздействия на окружающую вреду, а также социальные последствия и влияние на безопасность государства. Каждый источник энергии обладает преимуществами и недостатками.

Обычную сырую нефть можно легко транспортировать, она является относительно дешевым и имеющим широкое применение видом топлива, обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии. Однако доступные запасы нефти могут быть исчерпаны через 40-80 лет, при сжигании нефти в атмосферу выделяется большое количество углекислого газа, что может привести к глобальному изменению климата планеты.

Нетрадиционная тяжелая нефть, остаток обычной нефти, а также добываемая из нефтеносных сланцев и песка, может увеличить запасы нефти. Но она является дорогостоящей, обладает низким значением чистого выхода полезной энергии, требует для переработки большого количества воды и оказывает более вредное воздействие на окружающую среду, чем обычная нефть.

Обычный природный газ дает больше тепла и сгорает более полно, чем другие ископаемые виды топлива, является многосторонним и относительно дешевым видом топлива и обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии. Но его запасы могут быть исчерпаны через 40-100 лет, и при его сжигании образуется углекислый газ.

Уголь - самый распространенный в мире вид ископаемого топлива. Он обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии при производстве электричества и выработке высокотемпературного тепла для производственных процессов, и относительно дешев. Но уголь чрезвычайно грязен, его добыча опасна и наносит вред окружающей среде, так же как и сжигание, если отсутствуют дорогостоящие специальные устройства контроля за уровнем загрязнения воздуха; выделяет больше углекислого газа на единицу полученной энергии, чем другие ископаемые виды топлива, и неудобно его использовать для движения транспорта и отопления домов, если предварительно не перевести его в газообразную или жидкую форму. Значительное нарушение почвенного покрова при добыче.

Теплота, скрытая в земной коре, или геотермальная энергия, преобразуется в невозобновимые подземные месторождения сухого пара, водяного пара и горячей воды в различных местах планеты. Если эти месторождения расположены достаточно близко к земной поверхности, полученное при их разработке тепло можно использовать для отопления помещений и выработки электроэнергии. Они могут обеспечить энергией на 100-200 лет области, расположенные вблизи месторождений, причем по умеренной цене. Они обладают средним значением чистого выхода полезной энергии и не выделяют углекислый газ. Хотя и этот вид источника энергии приносит много неудобств при добыче и немалое загрязнение окружающей среды.

Реакция ядерного деления - также источник энергии, причем очень перспективный. Основными преимуществами этого источника энергии заключаются в том, что ядерные реакторы не выделяют углекислого газа и иных веществ, вредных для окружающей среды, и степень загрязнения воды и почвенного покрова находится в допустимых пределах, при условии, что весь цикл ядерного топлива протекает нормально. К недостаткам можно отнести то, что очень велики затраты на оборудование для обслуживания этого источника энергии; обычные атомные электростанции могут использоваться только для производства электроэнергии; существует риск крупной аварии; чистый выход полезной энергии низок; не разработаны хранилища для радиоактивных отходов. В силу вышеперечисленных недостатков этот источник энергии в настоящее время мало распространен. Поэтому экологически чистое будущее - за альтернативными источниками энергии.

Оба вида этих ресурсов одинаково важны для нас, но разделение введено потому, что эти две большие группы ресурсов сильно отличаются друг от друга.

Возобновимые ресурсы заслуживают особого внимания. Весь механизм их возобновления является, в сущности, проявлением функционирования геосистем за счет поглощения и трансформации лучистой энергии Солнца - этого первоисточника всех возобновимых ресурсов. Поэтому в своем размещении они подчинены универсальным географическим закономерностям - зональности, секторности, высотной ярусности. Отсюда следует, что исследование формирования и размещения возобновимых ресурсов непосредственно относится к сфере физической географии. Возобновимые ресурсы следует рассматривать как ресурсы будущего: в отличие от невозобновимых, они при рациональном использовании не обречены на полное исчезновение, и их воспроизводство до известной степени поддается регулированию (например, с помощью мелиорации лесов можно увеличить их продуктивность и выход древесины).

Надо заметить, что антропогенное вмешательство в биологический круговорот сильно подрывает естественный процесс возобновления биологических ресурсов (и производных от них). Поэтому в результате хозяйственной деятельности реальные биологические ресурсы, как правило, ниже потенциальных. Так, леса на Земле истреблены на обширных площадях, а в сохранившихся лесах ежегодный прирост древесины часто в 3 - 4 раза меньше, чем в ненарушенных древостоях; нерациональное использование естественных пастбищ ведет к снижению их продуктивности. К производным от биологического круговорота относятся также ресурсы свободного кислорода в атмосфере. Их восполнение в процессе фотосинтеза неуклонно сокращается, а техногенное расходование (в основном при сжигании органического топлива) возрастает.

Рассмотрим возобновимые ресурсы:

Он возобновляется в основном в процессе фотосинтеза растений; в естественных условиях баланс кислорода поддерживается его расходом на процессы дыхания, гниения, образования карбонатов. Уже сейчас человечество использует около 10% (а по некоторым подсчетам - даже больше) приходной части кислородного баланса в атмосфере. Правда, практически убыль атмосферного кислорода пока не ощущается даже точными приборами. Но при условии ежегодного 5-процентного роста потребления кислорода на промышленно-энергетические нужды его содержание в атмосфере уменьшится, по расчетам Ф. Ф. Давитая, на 2/3, т. е. станет критическим для жизни людей через 180 лет, а при ежегодном росте на 10% - уже через 100 лет.

Пресная вода на Земле ежегодно возобновляются в виде атмосферных осадков, объем которых равен 520 тыс. км 3 . Однако практически при водохозяйственных расчетах и прогнозах следует исходить лишь из той части осадков, которая стекает по земной поверхности, образуя водотоки. Это составит 37 - 38 тыс. км 3 . В настоящее время на хозяйственно-бытовые нужды отвлекается в мире 3,6 тыс. км 3 стока, но фактически используется больше, так как сюда надо добавить еще ту часть стока, которая расходуется на разбавление загрязненных вод; в сумме это составит 8,2 тыс. км 3 , т. е. более 1/5 мирового речного стока. По М. И. Львовичу, к 2000 г. мировая потребность в воде превысит годовой объем стока, если принципы водопользования не изменятся. Если же будет полностью прекращен сброс сточных вод, то годовое потребление воды составит около 7 тыс. км 3 , но эта вода уже не вернется в реки, т. е. составит безвозвратные потери (за счет испарения с орошаемых полей и водохранилищ, а также использования в производстве). Дополнительные резервы водных ресурсов - опреснение морской воды, использование айсбергов.

Большое количество пресной воды подвергается загрязнению в результате деятельности человека. Давайте рассмотрим это на примере г. Москвы:

Москва первый по величине и по значению город России, и из-за своей величины в ней сосредоточено огромное количество промышленных предприятий. Объем промышленных стоков не поддается ни какому описанию. Наряду с промышленными стоками большую роль играет тепловое загрязнение. Повышение температуры грунтовых вод сказывается на окружающей природе. Ниже города Москва-река не замерзает практически никогда, она превратилась в огромную сливную канаву для человеческой жизнедеятельности. Источниками водоснабжения Москвы служат река Москва и ее притоки, а также подземные воды, как те, что формируются в бассейне р. Москвы благодаря поверхностному стоку, так и воды глубоких горизонтов, не связанные с поверхностным стоком.

Запасы подземных вод в Московском регионе недостаточны для стабильного обеспечения хозяйственно-питьевых нужд города, в связи с чем используются поверхностные источники.

В черте города водный фонд представлен р. Москвой и более 70 малыми реками и ручьями общей протяженностью 165,0 км. Полностью открытое русло сохранено у семи рек: Яузы, Сетуни, Сходни, Раменки, Очаковки, Ички и Чечеры. Остальные реки частично или полностью заключены в коллекторные системы и служат для отведения поверхностного стока. Кроме загрязненного поверхностного стока на качественное состояние рек оказывает негативное влияние сброс недостаточно очищенных сточных вод промышленных предприятий и городских станций аэрации.

Ниже впадения канала Москва-Волга в р. Москву расход воды реки складывается следующим образом: 5 куб. м/с - расход воды р. Москвы ниже Рублевского водозабора; - 30-35 куб. м/с - проектный расход воды из канала Москва-Волга; 10 куб. м/с - поверхностный сток (от притоков р. Москвы в черте города); 66 куб. м/с сточные воды городской канализации, сбрасываемой в р. Москву; 5 куб. м/с - сточные воды промышленных предприятий, поступающие в реку помимо общегородских сетей канализации.

Бассейн р. Москвы в черте г. Москвы находится под воздействием промышленного комплекса, оказывающего существенное влияние на изменение химического состава воды как р. Москвы, так и ее притоков. В столице насчитывается около 30 предприятий (не считая ТЭЦ и станций аэрации), направляющих от 41 тыс. до 39850 тыс. куб. м /год сточных вод в рр. Сходня, Сетунь, Яуза, Пехорка, Москва и др. В целом р. Москва в черте г. Москвы получает до 1767540 тыс. куб. м/год промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод от ведущих отраслей, базирующихся в регионе.

Поверхностный сток с территории города формируется за счет талых снеговых и дождевых вод, а также поливо-моечных вод. По районам г. Москвы величина модуля стока изменяется в пределах 5,64 (Железнодорожный район) - 15,0 л/с кв. Км (Свердловский район). Средний для города Москвы модуль стока составляет 9 л/с кв. км. В общем наблюдается увеличение модуля стока от окраин города к центру. Поверхностный сток с территории города не очищается от загрязнений и прямо попадает в водные объекты, неся с собой большое количество органических, взвешенных веществ, нефтепродуктов. В целом по г. Москве в течение года с поверхностным стоком поступает 3840 тонн нефтепродуктов, 452080 тонн взвешенных веществ, 173280 тонн хлоридов, 18460 тонн органических веществ (по БПК). В результате с поверхностным стоком в водные объекты города попадает нефтепродуктов в 1,8 раз, а взвешенных веществ почти в 24 раза больше, чем со сточными водами предприятий. Большая часть загрязнений: нефтепродуктов - 63%, взвешенных веществ - 75%, органических веществ - 64%, хлоридов - 95%, поступает в р. Москву с поверхностным стоком в зимне-весенний период.

Гидрогеологическая обстановка в г. Москве сложилась под воздействием длительного и недопустимо интенсивного водоотбора из артезианских водоносных горизонтов карбона, а с другой стороны, характеризуется развитием процессов подтопления грунтовыми водами и подпором от гидротехнических сооружений. Увеличивающаяся разница в напорах артезианских и грунтовых вод способствует перетеканию загрязненных грунтовых и поверхностных вод вниз, к питьевым горизонтам карбона. В наибольшей степени эти процессы проявляются там, где отсутствует глинистая разделяющая толща верхней юры, лежащая между грунтовыми и артезианскими водами.

Главные источники загрязнения подземных вод в Москве таковы: утечки из канализационных коллекторов, просачивание загрязненных атмосферных осадков сквозь загрязненные почвы, засыпанные и застроенные свалки, утечки и фильтрация из очистных сооружений, технологических коммуникаций и с канализированных и неканализированных промплощадок.

Исторически сложился прочный обычай размещать свалки в отработанных карьерах и оврагах, то есть как можно ближе к грунтовым водам; располагать заводы, очистные сооружения, поля фильтрации, склады - в речных долинах, т.е. там, где естественная защита подземных вод зачастую отсутствует.

Наиболее загрязнены на территории г. Москвы грунтовые воды. Их загрязнение связано главным образом с чрезвычайно широким распространением жидких коммунальных отходов, а также газообразных отходов автотранспорта, промышленных предприятий, ТЭЦ и др. Компоненты-загрязнители представлены хлоридами, сульфатами, органическими веществами, азотистыми соединениями и тяжелыми металлами.

Грунтовые воды с таким характером загрязнения преимущественно пресные, смешанного, вследствие загрязнения состава. Изменение степени их загрязнения подчиняется пространственным закономерностям: концентрации компонентов-загрязнителей возрастают в направлении движения вод от возвышенных участков рельефа - центральных частей междуречных пространств к пониженным - речным долинам, озерам, котлованам, водохранилищам. Градиент концентраций при этом возрастает от десятков до первых сотен миллиграммов на литр. Одновременно увеличивается и общая минерализация грунтовых вод.

Они складываются из растительной и животной массы, единовременный запас которой на Земле измеряется величиной порядка 2,4 10 12 т (в пересчете на сухое вещество). Ежегодный прирост биомассы в мире (т. е. биологическая продуктивность) составляет примерно 2,3 · 10 11 т. Основная часть запасов биомассы Земли (около 4/5) приходится на лесную растительность, которая дает более 1/3 общего ежегодного прироста живой материи. Человеческая деятельность привела к значительному сокращению общей биомассы и биологической продуктивности Земли. Правда, заменив часть бывших лесных площадей пашнями и пастбищами, люди получили выигрыш в качественном составе биологической продукции и смогли обеспечить питанием, а также важным техническим сырьем (волокно, кожи и др.) растущее население Земли.

Продовольственные ресурсы составляют не более 1% от общей биологической продуктивности суши и океана и не свыше 20% от всей сельскохозяйственной продукции. С учетом роста населения и необходимости обеспечить полноценным питанием все население Земли к 2000 г. производство продуктов растениеводства должно быть увеличено, по крайней мере в 2 раза, а продуктов животноводства - в 3. Это значит, что производство первичной (растительной) биологической продукции, включая корма для животных, необходимо увеличить не менее чем в 3-4 раза. Расчеты на расширение возделываемых земель вряд ли имеют под собой серьезные основания, так как резервы пригодных для этого площадей крайне ограничены. Очевидно, выход следует искать в интенсификации сельского хозяйства, включая развитие поливного земледелия, механизации, селекции и т. д., а также в рациональном использовании биологических ресурсов Океана. Необходимые для этого условия и ресурсы имеются, однако расчеты некоторых авторов на возможность прокормления на Земле десятков и сотен миллиардов и даже нескольких триллионов человек нельзя расценивать иначе как утопические.

Из других биологических ресурсов важнейшее значение имеет древесина. Сейчас на эксплуатируемых лесных площадях, составляющих 1/3 всей лесной площади суши, ежегодная заготовка древесины (2,2 млрд. м 3) приближается к годовому приросту. Между тем потребность в лесоматериалах будет расти. Дальнейшая эксплуатация лесов должна осуществляться лишь в рамках их возобновимой части, не затрагивая «основного капитала», т. е. площадь лесов не должна уменьшаться, вырубка должна сопровождаться лесовосстановлением. Следует, кроме того, повышать продуктивность лесов путем мелиорации, более рационально использовать древесное сырье и по мере возможностей заменять его другими материалами.

Наконец, несколько слов необходимо сказать о земельных, или, точнее, территориальных ресурсах. Площадь земной поверхности конечна и невозобновима. Почти все благоприятные для освоения земли уже, так или иначе, используются. Остались неосвоенными преимущественно площади, освоение которых требует больших затрат и технических средств (пустыни, болота и др.) или практически непригодные для использования (ледники, высокогорья, полярные пустыни). Между тем с ростом населения и дальнейшим научно-техническим прогрессом потребуется все больше площадей для строительства городов, электростанций, аэродромов, водохранилищ, растет потребность в сельскохозяйственных и рекреационных угодьях, многие площади необходимо сохранить как заповедники и т. д. Все больше земель «съедают» коммуникации и крупные инженерные сооружения. В России только под строительные площадки для электростанций в 1975-2000 гг. потребовалось до 25 тыс. км 2 площади, если ориентироваться на станции средней мощности. Под искусственными водохранилищами на Земле уже занята площадь, превышающая акваторию Каспийского моря, и размеры этой площади имеют тенденцию к дальнейшему росту. Надо принять во внимание, что, помимо прямой потери земель за счет затопления, создание водохранилищ часто ведет еще и к косвенным потерям земельных ресурсов, точнее - к ухудшению их качества на примыкающих к водохранилищам территориях вследствие подтопления (и, как результат, заболачивания или засоления). Сотни тысяч квадратных километров на Земле находятся под отвалами, терриконами, выработанными торфяниками, свалками.

Перспективы решения проблем, связанных с исчерпаемостью земельных ресурсов, вряд ли следует сводить к фантастическим проектам расселения людей в высоких башнях, на плавучих платформах, на дне Океана и в глубинах земной коры. Неизбежность таких решений некоторые авторы обосновывают тем, что экстраполируют современные темпы роста населения на неопределенно далекое будущее. При такой гипотетической ситуации через 700 лет на каждого жителя нашей планеты пришлось бы всего лишь по 1 м 2 площади. Однако для таких экстраполяций нет никаких оснований.

Реалистический путь, прежде всего предполагает перестройку существующего использования земель на научной основе, т. е. рациональную организацию территории. Для каждого участка должна быть определена оптимальная социальная функция. Разумеется, рациональная организация территории предполагает и рекультивацию земель, нарушенных предшествующим хозяйственным использованием, и интенсификацию сельского хозяйства, и продуманный подход к созданию водохранилищ, и многое другое.

В современном мире возникает достаточно много проблем связанных с добычей сырьевых ресурсов. Как экономические, так и технические. Самая актуальная – это незнание реальных данных, о том сколько ресурсов осталось. Рассмотрим ее на двух примерах.

Доказанные запасы нефти в мире оцениваются в 140 млрд т, а ежегодная добыча составляет около 3,5 млрд т. Однако вряд ли стоит предрекать наступление через 40 лет глобального кризиса в связи с исчерпанием нефти в недрах Земли, ведь экономическая статистика оперирует цифрами доказанных запасов, то есть запасов, которые полностью разведаны, описаны и исчислены. А это далеко не все запасы планеты. Даже в пределах многих разведанных месторождений сохраняются неучтенные или не вполне учтенные нефтеносные секторы, а сколько месторождений еще ждет своих открывателей.

За последние два десятилетия человечество вычерпало из недр более 60 млрд т нефти. Вы думаете, доказанные запасы при этом сократились на такую же величину? Ничуть не бывало. Если в 1977 г. запасы оценивались в 90 млрд т, то в 1987 г. уже в 120 млрд, а к 1997 г. увеличились еще на два десятка миллиардов. Ситуация парадоксальна: чём больше добываешь, тем больше остается. Между тем этот геологический парадокс вовсе не кажется парадоксом экономическим. Ведь чем выше спрос на нефть, чем больше ее добывают, тем большие капиталы вливаются в отрасль, тем активнее идет разведка на нефть, тем больше людей, техники, мозгов вовлекается в разведку и тем быстрее открываются и описываются новые месторождения. Кроме того, совершенствование техники добычи нефти позволяет включать в состав запасов ту нефть, наличие (и количество) которой было ранее известно, но достать которую было нельзя при техническом уровне прошлых лет. Конечно, это не означает, что запасы нефти безграничны, но очевидно, что у человечества есть еще не одно сорокалетие, чтобы совершенствовать энергосберегающие технологии и вводить в оборот альтернативные источники энергии.

Наиболее яркой особенностью размещения запасов нефти является их сверхконцентрация в одном сравнительно небольшом регионе - бассейне Персидского залива. Здесь, в арабских монархиях Иране и Ираке, сосредоточены почти 2/3 доказанных запасов, причем большая их часть (более 2/5 мировых запасов) приходится на три аравийские страны с немногочисленным коренным населением - Саудовскую Аравию, Кувейт и ОАЭ. Даже с учетом огромного количества иностранных рабочих, наводнивших эти страны во второй половине XX в., здесь насчитывается немногим больше 20 млн чел. - около 0,3% мирового населения.

Среди стран, обладающих очень большими запасами (более 10 млрд т в каждой, или более 6% мировых), - Ирак, Иран и Венесуэла. Эти страны издавна имеют значительное население и, более или менее развитую экономику, а Ирак и Иран - и вовсе старейшие центры мировой цивилизации. Поэтому высокая концентрация в них нефтяных запасов не кажется столь вопиюще несправедливой, как в трех аравийских монархиях, где в нефти и нефтедолларах купаются вчерашние неграмотные и полудикие кочевники-скотоводы.

Россия с ее семью миллиардами тонн - даром что крупнейшая страна мира - сильно отстает от шести "великих нефтяных держав". Мы не так уж намного впереди Мексики и Ливии. Слабым утешением может служить то, что США и Китай обладают еще меньшими запасами. Впрочем, о запасах США - особый разговор. Многие аналитики считают, что эта страна сознательно занижает свои нефтяные запасы, чтобы, по возможности, беречь свою нефть в недрах "на черный день" и в то же время, прибедняясь таким образом, утверждать свое присутствие на Ближнем Востоке, мотивируя это "жизненными интересами".

Во всех крупных регионах мира, кроме зарубежной Европы и территории СССР, отношение запасов нефти по состоянию на 1997 г. к запасам 1977 г. составляет более 100%. Даже Северная Америка, несмотря на "консервирование запасов" в США, значительно увеличила общие доказанные запасы благодаря интенсивной разведке в Мексике.

В Европе исчерпание запасов связано со сравнительно небольшой природной нефтеносностью региона и очень интенсивной добычей в последние десятилетия:форсируя добычу, страны Западной Европы стремятся разрушить монополию ближневосточных экспортеров. Однако шельф Северного моря - главная нефтяная бочка Европы - не бесконечно нефтеносен.

Что же касается заметного уменьшения доказанных запасов на территории СССР, то это связано не столько с физическим исчерпанием недр, как в Западной Европе, и не столько с желанием попридержать свою нефть, как в США, сколько с кризисом в отечественной геологоразведочной отрасли. Темпы разведки новых запасов отстают от темпа других стран.

Единой системы учета запасов угля и его классификации не существует. Оценки запасов переcматриваются как отдельными специалистами, так и специализированными организациями. На XI сессии Мировой энергетической конференции (МИРЭК) в 1980 г. достоверные запасы углей всех видов были определены в 1320 млрд т, а на следующей сессии, а 1983 г. - в 1520 млрд т, в том числе каменных ("битуминозных"), включая антрацит -920 млрд т, бурых (" суббитуминозных" и пигнитов) - 600 млрд т. Извлекаемыми с технико-экономической точки зрения признаются пить 2/3 достоверных запасов (на начало 90-х гг., по оценке МИРЭС, - около 1040 млрд т).

Наибольшими за пределами территории бывшего Советского Союза достоверными запасами располагают США (четверть мировых запасов), КНР (1/6), Польша/ ЮАР и Австралия (по 5-9% мировых запасов), более 9/10 достоверных запасов каменного угля, извлекаемых с использованием существующих в настоящее время технологий (оцениваемых в целом по миру примерно 515 млрд т) сосредоточено, по оценке МИРЭК 1983 г, в США (1/4), на территории бывшего СССР (более 1/5), КНР (около 1/5), ЮАР (более 1/10), ФРГ, Великобритании, Австралии и Польши. Из других промышленно развитых стран значительными запасами каменного угля располагают Канада и Япония, из развивающихся - в Азии - Индия и Индонезия, в Африке - Ботсвана, Свазиленд, Зимбабве и Мозамбик, в Латинской Америке - Колумбия и Венесуэла.

Наиболее экономична разработка месторождений каменного угля открытым способом - карьерами. В Канаде, Мозамбике и Венесуэле этим способом могут разрабатываться до 4/5 всех запасов, в Индии - 2/3, в Австралии - около 1/3, в США - более 1/5, в Китае - 1/10. Эти запасы используются более интенсивно, и доля угля, разрабатываемого открытым способом, составляет, например, в Австралии более 1/2, в США - боле 3/5.

Существенное значение имеет качественный состав углей, в частности, доля коксующихся углей.

Наиболее велика их доля в общих запасах угля в Австралии (около 3/4), Германии (3/5); в КНР и США она составляет более 1/3, в Индии - почти 1/3, в Польше1/5, в Великобритании - 1/10. Доля коксующихся углей в добыче, как правило, больше их доли в запасах. В связи с обострением во многих странах экологических проблем и устрожением природоохранного законодательства в качестве серьезного недостатка угля рассматривается высокая его сернистость. Добыча каменного угля в мире ведется на уровне около 3,5 млрд т в год, бурого - около 1 млрд т в год.

Наибольшее количество каменного угля добывается в КНР (более 1 млрд т в год), в США (более 850 млн т при суммарной добыче угля около 1 млрд т), в Индии (свыше 250 млн т), в ЮАР (200 млн т), в России (200 млн т), в Австралии (около 200 млн т) и в Польше (140-150 млн т в год). В 50-80-е гг. в ряде промышленно развитых стран Европы (в частности, в ФРГ, Франции, Великобритании), в Японии, в ряде районов США, где условия добычи неблагоприятны и где значительная часть добываемых углей имеет высокую сернистость, каменноугольная промышленность испытала острый кризис. Сокращение добычи угля, особенно в основных традиционных районах его добычи, имело далеко идущие социальные последствия; эти районы (например, Рур в ФРГ, Север Франции, Аппалачи в США) стали районами хронической экономической депрессии и массовой безработицы, что стимулировало интенсификацию структурной перестройки их экономики, существенно повлияло на специализацию. Иными тенденциями развития отличалась угольная промышленность Австралии, ЮАР и Канады, где происходил рост угледобычи с ориентацией главным образом на экспорт. Доля этих трех стран в мировой добыче каменного угля, составлявшая в начале 60-х гг. несколько процентов, уже в середине 80-х г. превысила 1/10, а в мировом экспорте достигла 2/5, причем Австралия обогнала США в качестве крупнейшего экспортера каменного угля.

Рост добычи в Австралии в значительной мере обусловлен большим спросом на уголь со стороны Японии. Экспортной ориентации угольной промышленности Австралии благоприятствует и то обстоятельство, что крупные месторождения каменного угля, пригодные для открытой разработки, расположены недалеко от побережья. Во многом спросом Японии объясняется и развитие угледобычи в западных провинциях Канады, где в освоении месторождений и создании соответствующей.инфраструктуры активно участвовал японский капитал. Быстрое развитие каменноугольной промышленности в ЮАР, вышедшей по добыче каменного угля на второе место среди стран с рыночной экономикой, обусловлено наличием крупных запасов углей (в основном энергетических), отсутствием собственных запасов нефти и природного газа, очень дешевой рабочей силой и созданием мощной инфраструктуры в расчете на крупный экспорт угля (построен специальный угольный порт Ричардс-Бей и магистральная железная дорога к порту из района угольных разработок в Трансваале). Во всех этих странах необычайно высока экспортность каменного угля (от 1/4 в ЮАР до более чем 4/5 в Канаде); в этом отношении с ними схожа Колумбия, вошедшая в 80-е гг. в число значительных производителей (около 20 млн т в год) и экспортеров каменного угля.

Из общей мировой добычи каменного угля на экспорт идет около 11% (т. е. более 400 млн т в год на начало 90-х гг.), из которых более 4/5 отправляется морским транспортом. В 70-е гг. 2/3 экспорта приходилось на коксующиеся угли, но в связи с кризисными явлениями в черной металлургии и сокращением удельных расходов кокса в доменном производстве, а также ростом спроса на энергетические угли со стороны теплоэлектроэнергетики быстрее стал расти спрос на энергетические марки угля. К началу 90-х гг. экспорт энергетических и коксующихся углей примерно сравнялся, а перевозки энергетических углей морем в 1990 г. впервые оказались больше, чем коксующихся. В том же году Европейское экономическое сообщество обогнало по ввозу угля Японию.

Основные направления вывоза угля: из Австралии и Канады - в Японию, из США и ЮАР - в Западную Европу. ФРГ, еще сравнительно недавно - в 70-80-е гг. -бывшая крупным нетто-экспортером коксующегося угля и крупнейшим в мире экспортером кокса, превратилась в нетто-импортера угля с неуклонно сокращающимися мощностями и добычей угля. Почти на нет сошел экспорт угля и из Великобритании - страны, которая в начале XX в. была крупнейшим поставщиком угля на мировой рынок.

Подавляющая часть разведанных запасов бурого угля и его добычи сосредоточена в промышленно развитых странах. Размерами запасов выделяются США, Германия и Австралия, а наибольшее значение добыча и использование бурого угля имеют в энергетике Германии и Греции. Большая часть бурого угля (более 4/5) потребляется на ТЭС, расположенных вблизи разработок. Дешевизна этого угля, добываемого почти исключительно открытым способом, обеспечивает, несмотря на его низкую теплотворную способность, производство дешевой электроэнергии, что привлекает к районам крупных буроугольных разработок электроемкие производства. В капитале, инвестируемом в буроугольную отрасль, велика доля средств электроэнергетических компаний. В отличие от каменноугольной промышленности буроугольную подотрасль структурный кризис практически не затронул.

Как видно из всего выше сказанного, проблемы связанные с сырьевыми ресурсами очень остры в наше время. Запасы ресурсов истощены. В основном это энергетические ресурсы. Как следствие необходимо обратить внимание к возобновимым источникам энергии. Среди них сейчас наибольшее практическое значение имеет «белый уголь» - энергия водных потоков, однако полное использование гидроэнергоресурсов мира могло бы обеспечить только половину современных потребностей в электроэнергии. Крупнейший возобновимый энергоресурс - лучи Солнца. Теоретически можно ежегодно «перехватывать» почти столько солнечного тепла, сколько содержится во всем ископаемом топливе. Однако практически это неосуществимо из-за малой плотности потока солнечных лучей: солнечные энергетические установки требуют больших площадей. Аналогичным образом дело обстоит с энергией приливов, ветра и внутриземного тепла. Использование этих источников эффективно только в отдельных благоприятных локальных условиях (на побережьях с особо высокими приливами, в районах с устойчивыми сильными ветрами, в местах скопления горячих источников и т. п.).Наибольшие потенциальные возможности таит в себе использование «легкого» ядерного топлива - изотопа водорода дейтерия (путем синтеза из него ядер гелия). Хотя этот источник также в сущности невозобновимый, но практически он неисчерпаем, так как полное использование термоядерной энергии в миллионы раз превысило бы эффект всех других реальных энергических ресурсов. Применение «легкого» ядерного топлива станет возможным, когда будут найдены способы управления термоядерной реакцией.

Также существует опасность растраты неэнергетических ресурсов: биологических, минеральных, пресной воды, свободного кислорода. Выходом из этой проблемы может быть вторичное использование отходов, экономичное использование воды, переход к более долговечным и легким материалам (углепластикам).

Главное чтобы люди знали о этой проблеме и старались её решить, а не сидели «сложа руки».

1. А.Г. Исаченко, «География в современном мире». /1998 г.

2. Государственный доклад о состоянии окружающей среды в г. Москве / 1992 г.

3. Г. В. Стадницкий, А. И. Родионов. «Экология».

4. Газета «География». №3, №5 ,№6 /1999 г.

5. В. В. Плотников «Введение в экологическую химию», 1989.

На Земле, в связи со стремительным истощением сырьевых запасов возникла сырьевая проблема, имеющая общие черты с энергетической проблемой, поэтому специалисты рассматривают их в неразрывной связи, как общую топливно-сырьевую проблему планеты. Для развития цивилизации необходимо сырье и топливо, но, к сожалению, месторождения минерального и углеводородного сырья на планете истощаются, проблема его недостатка приобретает глобальные масштабы, подтвержденные сырьевым кризисом 70 годов.

Сырье – исходный материал для множества технологических процессов. Это понятие включает в себя вещества природного и синтетического происхождения, используемые в промышленном производстве как исходный материал для получения энергии и необходимой продукции. Существует разделение сырья по его происхождению, на промышленное и сельскохозяйственное. Но чаще всего термин - «сырьевые ресурсы», связывают с минеральным сырьем. Полезные ископаемые – основа развития и существования человечества. Промышленность на планете развивается стремительными темпами, потребность в сырье растет, следовательно, растут объемы добычи. К сожалению, запасы нефти, газа, железной руды и других ископаемых на планете ограничены, поэтому через некоторое время они будут исчерпаны.

Причины возникновения сырьевой проблемы:

Стремительный рост количества добываемого из недр планеты сырья.
Естественным истощением месторождений в результате добычи.
Разведанные запасы углеводородов не бесконечны.
Необходимость добычи обедненных руд с низким содержанием полезных веществ.
Увеличение расстояния между регионами добычи и переработки.
Необходимость использования месторождения с плохими горно-геологическими условиями.
Разработка вновь открытых месторождений в регионах со сложными природными условиями.

Вышеперечисленные причины оказывают огромное влияние на обеспеченность промышленности природными ресурсами на глобальном уровне, которая постоянно снижается. Расчеты обеспеченности ресурсами планеты, сделанные специалистами, использующими разные методики, часто не совпадают, между результатами возникают большие расхождения. В наше время назрела острая необходимость рационального использования и более полного извлечения из недр Земли минерального сырья. Например, современные технологии добычи нефти с низким коэффициентом извлечения, не превышающим 0,25-0,45, нужно усовершенствовать, ведь большая часть ценнейшего энергетического сырья остается в недрах. Если коэффициент извлечения увеличить даже на 1%, то при существующих объемах добычи нефти получим значительный экономический эффект. Если в 20 веке преобладала «ресурсная расточительность», то в 21 веке человечество вынуждено было перейти к рациональному потреблению ресурсов.

Основные моменты перехода:

Энергетический кризис 70-х годов дал толчок развитию энергосберегающих технологий и начался интенсивный путь развития всей мировой экономики. Уменьшение потребление энергии произошло в промышленной и непроизводственной сфере, что привело к существенной экономии углеводородного сырья.
Несовершенство традиционных технологий привело к тому, что только 20% добываемого сырья используется в готовой продукции, все остальное скапливается в отвалах. Они складываются из миллиардов тонн шлаковых отходов металлургии, зольных отходов ТЭС и огромного количества горных пород. Уже появились инновационные технологии, использующие отходы для извлечения из них металлов, химических веществ и производства строительных материалов. Такие технологии способствуют значительному снижению «ресурсной расточительности» и переходу к рациональному использованию ресурсов планеты.

Энергетическая проблема

Для цивилизации необходимо наличия топлива и энергии в долгосрочной перспективе. Но ограниченность количества и увеличение темпов потребления углеводородных и минерально-сырьевых ресурсов на Земле стало причиной возникновения энергетической проблемы.

Региональные кризисы возникали в отдельных государствах и в доиндустриальную эпоху. Яркий пример – в Англии 18 века вырубка лесов достигла таких размеров, что для отопления страна вынуждена была перейти на каменный уголь. Тогда это была локальная проблема, но во время мирового энергетического кризиса 70-х годов, она приобрела глобальный характер. Резко увеличившиеся цены на нефть привели к стагнации мировой экономики.

Кризис был преодолен, но проблема обеспеченности мировой экономики энергией и топливом никуда не исчезла, она сохранила свое значение. В среднем один рабочий на производстве использует количество энергии эквивалентное 100 л. с. Количество производимой энергии на жителя планеты – показатель качества жизни. Считается, что норма на душу населения – 10 кВт, а среднее значение для населения планеты всего 2 кВт.

Высокоразвитые страны мира уже достигли общепринятых норм выработки энергии на человека. Но нерациональное использование ресурсов, увеличение количества населения, неравномерное распределение сырья и топлива по регионам планеты, будут, приводить к постоянному увеличению их потребления и производства. Например, урановые руды, используемые в атомной энергетике, при современных темпах добычи будут полностью исчерпаны уже в первой половине 21 века.

Одна из причин топливно-энергетической проблемы – увеличение масштабов использования природных ресурсов, количество которых не безгранично. Бывшие социалистические страны отличались чрезвычайно затратной экономикой, в которой потери энергетических ресурсов были огромны. Положение, после распада СССР, немного улучшилось, но и сейчас страны СНГ на выработку единицы продукции используют сырья в 2 раза больше, чем Европейские страны. Увеличивается добыча нефти и газа. Разведаны и эксплуатируются богатейшие нефтегазовые месторождения Западной Сибири, на шельфе Северного моря, на Аляске с одновременным ухудшением экологической ситуации.

Ученые и специалисты произвели сложные расчеты, показавшие – если темпы использования каменного угля сохранятся, то его хватит на 325 лет, газа на 62 года, а запасы нефти истощатся через 37 лет. Постоянно открываются новые месторождения углеводородов, как на материке, так и на шельфе. Открытие новых энергетических источников разрушило пессимистические прогнозы 70 годов.

Пути решения проблем

Существуют два пути разрешения энергетической проблемы – экстенсивный и интенсивный путь.

Экстенсивный путь – это увеличение добычи углеводородного сырья и рост энергопотребления. Китай и Англия уже достигли предела добычи собственных энергоносителей с перспективой сокращения их количества. Недостаток энергоресурсов вынуждает многие страны искать технологии, позволяющие их рациональное использование.

Интенсивный путь – уменьшение энергозатрат на единицу продукции.

Энергетический кризис привел к перестройке структуры экономики, к внедрению инновационных энергосберегающих технологий и это позволило уменьшить последствия энергетического кризиса. Если сберечь тонну энергоносителя, то его цена будет в 3 или 4 раза меньше, чем добытая тонна. Уже к завершению 20 века США и Германия уменьшили энергоемкость производства в 2,5 раза.

Например:

По сравнению с металлургией энергоемкость в машиностроении уменьшилась практически в 10 раз.

Все энергоемкие производства развитые страны переводили в страны третьего мира. Энергосбережение сэкономило 20% энергоресурсов на единицу ВВП.

Повышение эффективности потребления энергии связано с внедрением современных технологических процессов. Инновационные технологии очень капиталоемкие, но это перспективный путь развития - затраты в 3 раза меньше расходов на увеличение добычи энергоресурсов.

Удивительно, но некоторые государства, например Китай, Россия, Индия, Украина по-прежнему используют устаревшие технологии в металлургии и химической промышленности. Они даже стремятся развивать эти чрезвычайно энергоемкие производства.

Увеличение энергопотребления в этих государствах связано с недостатком средств на внедрение современных технологий и с небольшим повышением уровня жизни населения. Глобальная энергетическая проблема и ее решение связано с расходом энергии на изготовление продукции. В настоящее время недостатка энергетических ресурсов на планете нет. Для некоторых регионов и государств сохраняется характерная проблема обеспечения энергоресурсами.

Глобальная сырьевая проблема, пути решения

Организовывать и финансировать геологоразведочные и геолого-поисковые экспедиции. При успешном завершении поиска запасы минерального сырья увеличатся. Например, в послевоенный период разведанное количество запасов бокситов увеличилось почти в 36 раз, а добыча только в 10 раз. В этот период почти в 7 раз увеличились разведанные запасы медных руд с увеличением добычи только в 3 раза. Разведано множество месторождений нерудных ископаемых – калийных солей, фосфоритов, каменной соли. Современная техника позволяет проводить поиск и разведку месторождений не только на материке, но на дне морей и Мирового океана.
Добиваться полной и безотходной переработки минеральных ресурсов.
Использование в промышленности вторичного сырья - важного элемента рационального использования природных ресурсов.
Применение искусственных материалов для замены природного сырья, например керамики, стекловолокна, углеволокна и других материалов.

Несмотря на огромные природные запасы полезных ископаемых – руды, нефти, газа, экономика России, развивающаяся экстенсивным путем, стала испытывать определенные кризисные явления. Постепенно богатые месторождения полезных ископаемых истощаются, растет себестоимость их добычи, наблюдается постепенное снижение запасов углеводородного и минерального сырья государства.

Введение._______________________________________________________ 2

Сырьевые ресурсы.____________________________________________ 5

1) Невозобновимые ресурсы.____________________________________________________________ 6

а) Невозобновимые минеральные ресурсы. ______________________________________________ 6

б) Невозобновимые энергетические ресурсы. ____________________________________________ 8

2) Возобновимые ресурсы._____________________________________________________________ 11

а) Свободный кислород. _____________________________________________________________ 12

б) Ресурсы пресной воды. ____________________________________________________________ 12

в) Биологические ресурсы. ___________________________________________________________ 17

Проблемы связанные с добычей сырьевых ресурсов._______ 21

1) Нефть.____________________________________________________________________________ 21

2) Уголь.____________________________________________________________________________ 24

Заключение.___________________________________________________ 29

Список используемой литературы.___________________________ 31

Невозобновимые ресурсы планеты можно разделить на две большие группы:

Глобальная сырьевая проблема имеет ряд общих черт с проблемой энергетической, поэтому неудивительно, что их иногда рассматривают вместе в виде единой топливно-сырьевой проблемы. Действительно, сущность сырьевой проблемы также заключается в тех возрастающих трудностях снабжения сырьем, которые раньше возникали на национальном или региональном уровнях, а ныне стали обнаруживаться и на глобальном уровне. Об этом свидетельствует мировой сырьевой кризис 1970-х гг., отрицательно сказавшийся на всех сырьевых отраслях, да и на всем мировом хозяйстве. Подобные «сбои» случались и позднее, что свидетельствует об известной цикличности развития, с которой и связано либо увеличение, либо уменьшение потребностей в разного рода сырьевых материалах.
Но между сырьевой и энергетической проблемами существуют и определенные различия, объясняющиеся как различиями в сферах применения топлива и сырья, так и тем, что само количество видов минерального (не говоря уже о неминеральном) сырья измеряется не единицами, а многими десятками.
Главной причиной возникновения глобальной сырьевой проблемы также следует считать постоянный рост объемов минерального сырья, извлекаемого из недр Земли, особенно ускорившийся во второй половине XX в. Достаточно привести данные о том, что только в 1960–1980 гг. было извлечено 50 % меди и цинка, 55 % железной руды, 60 % алмазов, 65 % никеля, калийных солей и фосфоритов и около 80 % бокситов от общего объема их добычи с начала века. В результате началось истощение многих бассейнов и месторождений, ускорилось обеднение многих используемых руд, возросло количество извлекаемой из недр пустой породы. Эту явно негативную тенденцию часто иллюстрируют примером с медной рудой, добываемой в США, Замбии, некоторых других странах. Так, на медных рудниках американского штата Монтана содержание меди в руде снизилось с 30 % на начальном этапе освоения до 0,5 %. Этот процесс затронул разные виды горно-металлургического, горно-химического и других видов сырья.
Одновременно с ростом добычи во многих случаях стали ухудшаться и горно-геологические условия залегания и извлечения полезных ископаемых. А стремление как-то компенсировать такое ухудшение путем освоения богатых месторождений в новых сырьевых районах, в свою очередь, привело к заметному увеличению территориального разрыва между центрами добычи и потребления, означающему неизбежный рост затрат на перевозку. Выше уже говорилось о чрезвычайно возросшей зависимости стран Западной Европы, Японии и даже США от импорта многих важных видов минерального сырья (табл. 101, 102). К этому можно добавить и ухудшение экологической обстановки, что всегда бывает связано с преобладанием экстенсивных методов ведения сырьевого хозяйства.

Одним из важных последствий перечисленных процессов стало общее снижение обеспеченности минеральными ресурсами, в том числе и на глобальном уровне. Конечно, при этом необходим дифференцированный подход к отдельным видам сырья. Расчеты обеспеченности делались и делаются многими специалистами, причем расхождения между ними нередко бывают довольно большими. Тем не менее знакомство с ними представляет немалый интерес (рис. 153).
Перейдем теперь к характеристике путей решения глобальной сырьевой проблемы. На основе изучения рекомендаций международных форумов, включая конференцию в Рио-де-Жанейро в 1992 г. и предложения отдельных авторитетных специалистов, можно заключить, что к числу таких путей относятся следующие.
Во-первых, дальнейшее продолжение геолого-поисковых и геолого-разведочных работ с целью увеличения разведанных запасов минерального сырья. Можно заметить, что эта важная задача решается довольно успешно. Так, разведанные запасы бокситов только в 1945–1985 гг. выросли в 36 раз, тогда как добыча – примерно в 10 раз. Разведанные запасы меди за тот же период увеличились в 7 раз, а добыча – в 3 раза. В десятки раз возросли запасы фосфоритов, калийных солей, многих других нерудных ископаемых. Особо следует отметить перспективы, открывающиеся в связи с разведкой и последующим освоением полезных ископаемых на шельфе, материковом склоне и глубоководном дне Мирового океана.
Во-вторых, более полное и, главное, комплексное использование извлекаемых из недр Земли минеральных ресурсов. Вспомним, что о большой роли этого пути еще в конце 1930-х гг. говорил академик А. Е. Ферсман.
В-третьих, более последовательное и энергичное осуществление политики ресурсосбережения и снижения общей материалоемкости производственных процессов.
В-четвертых, более широкое использование вторичного сырья, которое во многих развитых странах уже стало важным составным элементом рационального природопользования.
В-пятых, замена части природного сырья и полученных на его основе материалов более экономичными искусственными материалами, к числу которых относятся нашедшие уже широкое применение пластмассы, керамика, стекловолокно и др.
Для России, как страны с огромным природно-ресурсным потенциалом, на первый взгляд сырьевая проблема не должна быть актуальной. В общем, так оно и было, пока хозяйство страны развивалось преимущественно по экстенсивному пути. Но в последнее время ее сырьевая экономика стала все чаще испытывать разного рода кризисные явления. Происходит истощение месторождений, растет стоимость добычи сырья (не случайно Н. Н. Моисеев охарактеризовал российские ресурсы как самые дорогие в мире), снижается настоящая и прогнозная ресурсообеспеченность. Поэтому и для России не просто важен, а необходим переход к ресурсосбережению и более эффективному развитию сырьевых отраслей экономики.

Человечества с каждым годом приобретает все большие масштабы. Связано это с ростом населения планеты и интенсивным развитием технологий, что обуславливает постоянно растущий уровень потребления энергоресурсов. Несмотря на использование ядерной, альтернативной и гидроэнергии, львиную долю топлива люди продолжают добывать из недр Земли. Нефть, природный газ и уголь являются невозобновляемыми природными энергетическими ресурсами, к настоящему времени их запасы уменьшились до критического уровня.

Начало конца

Глобализация энергетической проблемы человечества началась в 70-х годах прошлого столетия, когда закончилась эра дешевой нефти. Дефицит и резкое подорожание этого вида топлива спровоцировали серьезный кризис в мировой экономике. И хоть стоимость его со временем снизилась, объемы неуклонно сокращаются, поэтому энергетическая и сырьевая проблема человечества становится все острее.

К примеру, только в период с 60-х по 80-е годы ХХ века мировой объем добычи угля составил 40%, нефти - 75%, природного газа - 80% от общего объема этих ресурсов, использованных с начала столетия.

Несмотря на то что в 70-х годах начался дефицит топлива и обнаружилось, что энергетическая проблема - это глобальная проблема человечества, прогнозы не предусматривали роста его потребления. Планировалось, что объемы добычи полезных ископаемых к 2000 году возрастут в 3 раза. Впоследствии, конечно, эти планы были снижены, но в результате крайне расточительной эксплуатации ресурсов, длившейся десятилетиями, на сегодняшний день их практически не осталось.

Основные географические аспекты энергетической проблемы человечества

Одной из причин растущего дефицита топлива является утяжеление условий его добычи и, как следствие, удорожание этого процесса. Если еще несколько десятков лет назад природные богатства лежали на поверхности, то сегодня приходится постоянно увеличивать глубину шахт, газовых и нефтяных скважин. Особенно заметно ухудшились горно-геологические условия залегания энергоресурсов в старых промышленных районах Северной Америки, Западной Европы, России и Украины.

Учитывая географические аспекты энергетической и сырьевой проблем человечества, нужно сказать, что их решение заключается в расширении ресурсных рубежей. Необходимо осваивать новые районы с более легкими горно-геологическими условиями. Таким образом можно снизить себестоимость добычи топлива. При этом следует учитывать, что общая капиталоемкость добычи энергоресурсов в новых местах, как правило, намного выше.

Экономические и геополитические аспекты энергетической и сырьевой проблем человечества

Истощение запасов природного топлива стало причиной возникновения жесточайшей конкурентной борьбы в экономической, политической и геополитической сферах. Гигантские топливные корпорации занимаются разделом топливно-энергетических ресурсов и переделом сфер влияния в этой отрасли, что влечет постоянные колебания цен на мировом рынке газа, угля и нефти. Нестабильность ситуации серьезно усугубляет энергетическую проблему человечества.

Глобальная энергетическая безопасность

Это понятие вошло в обиход в начале 21-го века. Принципы стратегии такой безопасности предусматривают надежное, долгосрочное и экологически приемлемое энергоснабжение, цены на которое будут обоснованы и устраивать страны как экспортирующие, так и импортирующие топливо.

Реализация этой стратегии возможна лишь при условии устранения причин энергетической проблемы человечества и практических мер, направленных на дальнейшее обеспечение мировой экономики как традиционными видами топлива, так и энергией из альтернативных источников. Причем развитию альтернативной энергетики должно быть уделено особое внимание.

Политика энергосбережения

Во времена дешевого топлива во многих странах мира сформировалась очень ресурсоемкая экономика. Прежде всего такое явление наблюдалось в государствах, богатых минеральными ресурсами. Возглавляли этот список Советский Союз, США, Канада, Китай и Австралия. При этом В СССР объем потребления условного топлива был в несколько раз больше, чем в Америке.

Такое положение вещей требовало срочного введения политики энергосбережения в коммунально-бытовом, промышленном, транспортном и прочих секторах экономики. С учетом всех аспектов энергетической и сырьевой проблем человечества начали разрабатываться и внедряться технологии, направленные на снижение удельной энергоемкости ВВП этих стран, и перестраиваться вся экономическая структура мирового хозяйства.

Успехи и неудачи

Наиболее заметных успехов в сфере энергосбережения удалось добиться экономически развитым странам Запада. За первые 15 лет им удалось снизить энергоемкость своего ВВП на 1/3, что повлекло сокращение их доли в мировом потреблении энергоресурсов с 60 до 48 процентов. На сегодняшний день эта тенденция сохраняется, и рост ВВП на Западе опережает растущие объемы потребления топлива.

Значительно хуже обстоят дела в Центрально-Восточной Европе, Китае и странах СНГ. Энергоемкость их экономики снижается очень медленно. Но лидерами экономического антирейтинга являются развивающиеся страны. К примеру, в большинстве африканских и азиатских стран потери попутного топлива (природного газа и нефти) составляют от 80 до 100 процентов.

Реалии и перспективы

Энергетическая проблема человечества и пути ее решения сегодня волнуют весь мир. Для улучшения существующей ситуации вводятся различные технико-технологические новшества. С целью энергосбережения усовершенствуется промышленное и коммунальное оборудование, выпускаются более экономичные автомобили и т. д.

К числу первостепенных макроэкономических мероприятий относится поэтапное изменение самой структуры потребления газа, угля и нефти с перспективой увеличения доли нетрадиционных и возобновляемых энергоресурсов.

Для успешного решения энергетической проблемы человечества необходимо особое внимание уделить развитию и внедрению принципиально новых технологий, доступных на современном

Атомная энергетика

Одним из наиболее перспективных направлений в сфере энергоснабжения является В некоторых развитых странах уже введены в эксплуатацию атомные реакторы нового поколения. Ученые-ядерщики сегодня опять активно обсуждают тему реакторов, работающих на быстрых нейронах, которые, как когда-то предполагалось, станут новой и значительно более эффективной волной атомной энергетики. Однако их разработка была прекращена, но ныне этот вопрос снова стал актуальным.

Использование МГД-генераторов

Прямое преобразование теплоэнергии в электроэнергию без паровых котлов и турбин позволяют выполнять магнитогидродинамические генераторы. Разработка этого перспективного направления началась еще в начале 70-х годов прошлого века. В 1971 году в Москве был произведен пуск первой опытно-промышленного МГД мощностью 25000 кВт.

Главными достоинствами являются:

высокий КПД;
экологичность (отсутствуют вредные выбросы в атмосферу);
моментальный запуск.

Криогенный турбогенератор

Принцип работы криогенного генератора заключается в том, что ротор охлаждается за счет чего получается эффект сверхпроводимости. К бесспорным преимуществам этого агрегата относятся высокий КПД, небольшая масса и габариты.

Опытно-промышленный образец криогенного турбогенератора был создан еще в советскую эпоху, а ныне подобные разработки ведутся в Японии, США и других развитых странах.

Водород

Использование водорода в качестве топлива имеет огромные перспективы. По мнению многих специалистов, эта технология поможет решить важнейшие лобальные проблемы человечества - энергетическую и сырьевую проблему. Прежде всего водородное топливо станет альтернативой природным энергоресурсам в машиностроении. Первый был создан японской компанией «Мазда» еще в начале 90-х годов, для него был разработан новый двигатель. Эксперимент оказался довольно удачным, что подтверждает перспективность этого направления.

Электрохимические генераторы

Это топливные элементы, которые также работают на водороде. Горючее пропускают сквозь полимерные мембраны со специальным веществом - катализатором. В результате химической реакции с кислородом сам водород преобразуется в воду, выделяя химическую энергию при сгорании, которая превращается в электрическую.

Двигатели с топливными элементами отличаются максимально высоким КПД (свыше 70 %), что вдвое больше, чем у обычных силовых установок. Плюс к этому они удобны в применении, бесшумны при работе и нетребовательны к ремонту.

Еще недавно топливные элементы имели узкую сферу применения, к примеру в космических исследованиях. Но ныне работы по внедрению электрохимических генераторов активно ведутся в большинстве экономически развитых государств, первое место среди которых занимает Япония. Общая мощность этих агрегатов в мире измеряется миллионами кВт. К примеру, в Нью-Йорке и Токио уже действуют электростанции на таких элементах, а немецкий автопроизводитель «Даймлер-Бенц» первым создал рабочий прототип автомобиля с двигателем, работающим по этому принципу.

Управляемый термоядерный синтез

Уже несколько десятков лет ведутся исследования в области термоядерной энергетики. В основе атомной энергии лежит реакция деления ядер, а термоядерная базируется на обратном процессе - ядра изотопов водорода (дейтерия, трития) сливаются. В процессе ядерного сжигания 1 кг дейтерия количество выделяемой энергии превосходит в 10 миллионов раз аналогичный показатель, получаемый от угля. Результат поистине впечатляющий! Именно поэтому термоядерная энергетика считается одним из наиболее перспективных направлений в решении проблем глобального энергетического дефицита.

Прогнозы

Сегодня существуют различные сценарии развития ситуации в мировой энергетике в будущем. Согласно некоторым из них, к 2060 году глобальное энергопотребление в нефтяном эквиваленте возрастет до 20 млрд тонн. При этом по объемам потребления ныне развивающиеся страны обгонят развитые.

К середине 21-го века должен значительно уменьшиться объем ископаемых видов энергоресурсов, но увеличится доля возобновляемых, в частности ветровых, солнечных, геотермальных и приливных источников энергии.

просмотров

Сохранить ВКонтакте