ปัญหาพลังงานของมนุษยชาติและวิธีแก้ปัญหา

ปัญหาพลังงานของ มวลมนุษยชาติเติบโตขึ้นทุกปี นี่เป็นเพราะประชากรที่เพิ่มขึ้นของดาวเคราะห์และการพัฒนาด้านเทคโนโลยีอย่างเข้มข้นซึ่งเป็นสาเหตุให้ระดับการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ แม้จะมีการใช้พลังงานนิวเคลียร์ทางเลือกและพลังน้ำผู้คนยังคงแยกแยะสิงโตของน้ำมันเชื้อเพลิงจากส่วนลึกของโลก น้ำมันก๊าซธรรมชาติและถ่านหินเป็นแหล่งพลังงานธรรมชาติที่ไม่หมุนเวียนโดยขณะนี้ทุนสำรองของพวกเขาลดลงถึงระดับที่สำคัญ

เริ่มต้นจากจุดสิ้นสุด

โลกาภิวัตน์ปัญหาพลังงานของมนุษยชาติเริ่มขึ้นในทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมาเมื่อยุคของน้ำมันราคาถูกสิ้นสุดลง การขาดดุลและการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในราคาของเชื้อเพลิงชนิดนี้กระตุ้นให้เกิดวิกฤตร้ายแรงในเศรษฐกิจโลก และถึงแม้จะมีมูลค่าลดลงเมื่อเวลาผ่านไปปริมาณการขายลดลงอย่างต่อเนื่องดังนั้นปัญหาด้านพลังงานและวัตถุดิบของมนุษยชาติเริ่มทวีความรุนแรงมากขึ้น

ตัวอย่างเช่นเฉพาะในยุค 60s ถึง 80s ของศตวรรษที่ 20, การผลิตถ่านหินของโลกมีจำนวนถึง 40%, น้ำมัน - 75%, ก๊าซธรรมชาติ - 80% ของจำนวนเงินทั้งหมดของทรัพยากรเหล่านี้ใช้ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่

อย่างไรก็ตามข้อเท็จจริงที่ว่าปัญหาการขาดแคลนน้ำมันเชื้อเพลิงเริ่มขึ้นในปี 1970 และพบว่าปัญหาด้านพลังงานเป็นปัญหาระดับโลกของมนุษยชาติการคาดการณ์ไม่ได้ให้การเติบโตของการบริโภค มีการวางแผนว่าในปี พ.ศ. 2543 ปริมาณการทำเหมืองจะเพิ่มขึ้นสามเท่า ต่อจากนั้นแผนการเหล่านี้ก็ลดลง แต่เป็นผลมาจากการใช้ทรัพยากรที่ร่ำรวยซึ่งกินเวลานานหลายสิบปีในปัจจุบันนี้เกือบจะหายไป

ด้านภูมิศาสตร์หลักของปัญหาพลังงานของมนุษยชาติ

สาเหตุหนึ่งที่ทำให้ขาดแคลนเชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นคือการเพิ่มขึ้นของเงื่อนไขในการสกัดและผลที่ตามมาคือการเพิ่มขึ้นของต้นทุนของกระบวนการนี้ หากไม่กี่สิบปีที่ผ่านมาทรัพยากรธรรมชาติวางบนพื้นผิวในวันนี้เราต้องเพิ่มความลึกของเหมืองแร่ก๊าซและน้ำมันอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งลดลงอย่างเห็นได้ชัดเงื่อนไขทางธรณีวิทยาของการเกิดขึ้นของแหล่งพลังงานในพื้นที่อุตสาหกรรมเก่าของทวีปอเมริกาเหนือยุโรปตะวันตกรัสเซียและยูเครน

คำนึงถึงลักษณะทางภูมิศาสตร์ของปัญหาด้านพลังงานและวัตถุดิบของมนุษยชาติจะต้องกล่าวว่าการแก้ปัญหาของพวกเขาคือการขยายสายทรัพยากร มีความจำเป็นในการพัฒนาพื้นที่ใหม่ ๆ ที่มีเงื่อนไขทางธรณีวิทยาและการทำเหมืองแร่ได้ง่ายขึ้น ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะลดต้นทุนการผลิตเชื้อเพลิง ควรระลึกไว้เสมอว่าความเข้มทุนทั้งหมดในการดึงทรัพยากรพลังงานในสถานที่ใหม่มักจะสูงกว่ามาก

ด้านเศรษฐกิจและภูมิศาสตร์การเมืองของปัญหาพลังงานและวัตถุดิบของมนุษยชาติ

การลดลงของปริมาณสำรองเชื้อเพลิงธรรมชาติทำให้เกิดการแข่งขันที่รุนแรงที่สุดในด้านเศรษฐกิจการเมืองและภูมิศาสตร์การเมือง บริษัท เชื้อเพลิงยักษ์ใหญ่มีส่วนร่วมในการแบ่งทรัพยากรเชื้อเพลิงและพลังงานและแจกจ่ายทรงกลมที่มีอิทธิพลในอุตสาหกรรมนี้ซึ่งจะนำไปสู่การผันผวนของราคาอย่างต่อเนื่องในตลาดโลกของก๊าซถ่านหินและน้ำมัน ความไม่แน่นอนของสถานการณ์รุนแรงขึ้นปัญหาพลังงานของมนุษยชาติ

ความมั่นคงด้านพลังงานของโลก

แนวคิดนี้เริ่มใช้ในต้นศตวรรษที่ 21 หลักการของยุทธศาสตร์การรักษาความปลอดภัยนี้มีไว้สำหรับการจัดหาพลังงานที่เชื่อถือได้ระยะยาวและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมซึ่งราคาจะเป็นที่ยอมรับและจัดโดยประเทศต่างๆทั้งการส่งออกและนำเข้าเชื้อเพลิง

การดำเนินการตามยุทธศาสตร์นี้จะเป็นไปได้เฉพาะในกรณีที่มีการตัดปัญหาสาเหตุของปัญหาด้านพลังงานของมนุษยชาติและมีมาตรการเชิงปฏิบัติเพื่อให้เศรษฐกิจโลกมีทั้งแบบดั้งเดิมและเชื้อเพลิงจากแหล่งพลังงานทดแทน และการพัฒนาพลังงานทดแทนควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ

นโยบายการประหยัดพลังงาน

ในยุคของเชื้อเพลิงราคาประหยัดระบบเศรษฐกิจที่ใช้ทรัพยากรมากได้พัฒนาขึ้นในหลายประเทศทั่วโลก ก่อนอื่นปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในรัฐที่อุดมไปด้วยทรัพยากรแร่ รายการนี้มีสหภาพโซเวียตสหรัฐอเมริกาแคนาดาจีนและออสเตรเลีย ในสหภาพโซเวียตปริมาณการใช้เชื้อเพลิงธรรมดามากกว่าหลายครั้งในสหรัฐอเมริกา

เรื่องนี้จำเป็นต้องมีการแนะนำนโยบายการอนุรักษ์พลังงานอย่างเร่งด่วนในเขตเทศบาลอุตสาหกรรมการคมนาคมและภาคอื่น ๆ ของเศรษฐกิจ คำนึงถึงทุกด้านของปัญหาด้านพลังงานและวัตถุดิบของมนุษยชาติเทคโนโลยีที่มุ่งลดความเข้มพลังงานเฉพาะของ GDP ของประเทศเหล่านี้เริ่มได้รับการพัฒนาและนำมาใช้และโครงสร้างทางเศรษฐกิจทั้งปวงของเศรษฐกิจโลกควรจะสร้างขึ้นใหม่

ความสำเร็จและความล้มเหลว

ความสำเร็จที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดในขอบเขตของการประหยัดพลังงานทำได้โดยประเทศที่พัฒนาแล้วทางเศรษฐกิจของตะวันตก ในช่วง 15 ปีแรกพวกเขาสามารถลดความเข้มพลังงานของ GDP ได้ 1/3 ซึ่งส่งผลให้การใช้พลังงานโลกลดลงจาก 60% เหลือ 48% จนถึงขณะนี้แนวโน้มนี้ยังคงมีอยู่และการเติบโตของ GDP ในตะวันตกจะแซงหน้าปริมาณการใช้เชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้น

สิ่งเลวร้ายยิ่งกว่ามากอยู่ในยุโรปตะวันออกกลางจีนและประเทศ CIS ความเข้มพลังงานของเศรษฐกิจกำลังถดถอยลงอย่างช้าๆ แต่ผู้นำทางเศรษฐกิจต่อต้านการจัดอันดับคือประเทศกำลังพัฒนา ตัวอย่างเช่นในประเทศแอฟริกาและเอเชียส่วนใหญ่การสูญเสียเชื้อเพลิงที่เกี่ยวข้อง (ก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน) อยู่ระหว่าง 80 ถึง 100 เปอร์เซ็นต์

ความเป็นจริงและโอกาส

ปัญหาพลังงานของมนุษยชาติและวิธีการแก้ปัญหาในปัจจุบันเป็นเรื่องที่น่าสนใจสำหรับทั้งโลก เพื่อปรับปรุงสถานการณ์ที่มีอยู่จะมีการแนะนำนวัตกรรมด้านเทคนิคและเทคโนโลยีต่างๆ ด้วยจุดประสงค์ในการประหยัดพลังงานอุปกรณ์อุตสาหกรรมและชุมชนจะได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น

มาตรการทางเศรษฐกิจมหภาคเบื้องต้นคือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของการใช้ก๊าซธรรมชาติถ่านหินและน้ำมันโดยคาดว่าจะมีการเพิ่มส่วนแบ่งของแหล่งพลังงานที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมและพลังงานทดแทน

เพื่อให้ประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาพลังงานของมนุษยชาติควรให้ความสนใจเป็นพิเศษในการพัฒนาและนำเทคโนโลยีพื้นฐานใหม่ ๆ มาใช้ในขั้นตอนปัจจุบันของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิศวกรรมพลังงานนิวเคลียร์

หนึ่งในพื้นที่มีแนวโน้มมากที่สุดในด้านการจัดหาพลังงานคือพลังงานนิวเคลียร์ ในประเทศที่พัฒนาแล้วเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของคนรุ่นใหม่ได้รับการว่าจ้างแล้ว นักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ในปัจจุบันกำลังพูดถึงหัวข้อของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ทำงานอย่างรวดเร็วในเซลล์ประสาทซึ่งตามที่เคยคาดไว้จะกลายเป็นคลื่นพลังงานใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการใช้พลังงานนิวเคลียร์ อย่างไรก็ตามการพัฒนาของพวกเขาถูกยกเลิก แต่ตอนนี้ปัญหานี้ได้กลายเป็นเรื่องเร่งด่วนอีกครั้ง

การใช้ MHD generators

การแปลงพลังงานความร้อนเป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรงโดยไม่ต้องใช้หม้อไอน้ำและกังหันไอน้ำช่วยให้สามารถสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้า magnetohydrodynamic ได้ การพัฒนาของทิศทางที่มีแนวโน้มนี้เริ่มขึ้นในช่วงต้นปี 1970 ในปีพ. ศ. 2514 ได้มีการจัดตั้ง MHD ภาคทดลองภาคอุตสาหกรรมแห่งแรกโดยมีกำลังการผลิต 25,000 กิโลวัตต์ในกรุงมอสโก

ข้อดีหลัก ๆ ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ magnetohydrodynamic:

• ประสิทธิภาพสูง;
• ความเข้ากันได้ทางนิเวศวิทยา (ไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเข้าไปในชั้นบรรยากาศ)
• เริ่มต้นทันที

กังหันไอน้ำ

หลักการของตัวทำละลายแบบ cryogenic คือโรเตอร์จะถูกทำให้เย็นลงโดยฮีเลียมเหลวเนื่องจากมีการหาผลของความเป็นตัวนำยิ่งยวด ข้อดีของหน่วยนี้ ได้แก่ ประสิทธิภาพสูงน้ำหนักและขนาดเล็ก

ตัวอย่างการทดลองและอุตสาหกรรมของเครื่องสร้างกังหันแบบ cryogenic ถูกสร้างขึ้นในยุคโซเวียตและปัจจุบันมีการพัฒนาคล้ายคลึงกันในญี่ปุ่นสหรัฐอเมริกาและประเทศที่พัฒนาแล้วอื่น ๆ

ไฮโดรเจน

การใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงมีแนวโน้มที่ดี ผู้เชี่ยวชาญหลายคนกล่าวว่าเทคโนโลยีนี้จะช่วยแก้ปัญหาที่สำคัญที่สุดของมนุษย์คือปัญหาด้านพลังงานและวัตถุดิบ ประการแรกเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะกลายเป็นทางเลือกหนึ่งของแหล่งพลังงานธรรมชาติในด้านวิศวกรรม รถคัน แรก ที่ผลิตไฮโดรเจน ถูกสร้างขึ้นโดย บริษัท ญี่ปุ่น "มาสด้า" ในช่วงต้นทศวรรษที่ 90 สำหรับเขาได้มีการพัฒนาเครื่องยนต์ใหม่ การทดลองนี้ประสบความสำเร็จอย่างมากซึ่งเป็นการยืนยันถึงแนวโน้มของทิศทางนี้

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไฟฟ้า

นี่เป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่ทำงานกับไฮโดรเจน เชื้อเพลิงถูกส่งผ่านเยื่อพอลิเมอร์ด้วยสารพิเศษซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เป็นผลมาจากการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีกับออกซิเจนไฮโดรเจนเองจะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำปล่อยพลังงานเคมีในระหว่างการเผาไหม้ซึ่งกลายเป็นพลังงานไฟฟ้า

เครื่องยนต์ที่มีเซลล์เชื้อเพลิงมีลักษณะที่มีประสิทธิภาพสูงสุด (มากกว่า 70%) ซึ่งเป็นสองเท่าของโรงไฟฟ้าทั่วไป นอกจากนี้ยังใช้งานง่ายไม่มีเสียงรบกวนระหว่างการใช้งานและไม่ต้องการซ่อม

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้เซลล์เชื้อเพลิงมีขอบเขตแคบเช่นในการวิจัยอวกาศ แต่ตอนนี้งานเกี่ยวกับการเปิดตัวของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไฟฟ้าจะถูกดำเนินการอย่างแข็งขันในประเทศที่พัฒนาทางเศรษฐกิจมากที่สุด, สถานที่แรกในหมู่ที่ถูกครอบครองโดยประเทศญี่ปุ่น กำลังการผลิตทั้งหมดของหน่วยเหล่านี้ในโลกมีหน่วยเป็นล้านกิโลวัตต์ ยกตัวอย่างเช่นในนิวยอร์กและโตเกียวโรงไฟฟ้ากำลังดำเนินการเกี่ยวกับองค์ประกอบดังกล่าวแล้วและ บริษัท ผู้ผลิตรถยนต์ชาวเยอรมันเดมเลอร์เบนซ์เป็น บริษัท แรกที่สร้างต้นแบบการทำงานของรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ทำงานบนหลักการนี้

ฟิวชั่นนิวเคลียร์ความร้อนที่ควบคุมได้

เป็นเวลาหลายสิบปีที่ผ่านมาได้มีการวิจัยด้านพลังงานความร้อน ที่หลักของพลังงานนิวเคลียร์อยู่ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นและนิวเคลียร์จะขึ้นอยู่กับกระบวนการย้อนกลับนิวเคลียสของไอโซโทปไฮโดรเจน (deuterium, tritium) ผสาน ในกระบวนการเผาผลาญพลังงานนิวเคลียร์ของดิวเทอเรียม 1 กิโลกรัมปริมาณพลังงานที่ปลดปล่อยเกินกว่า 10 ล้านเท่าของตัวเลขที่ได้จากถ่านหิน ผลที่ได้คือความประทับใจอย่างแท้จริง! นั่นคือเหตุผลที่พลังงานนิวเคลียร์ถือเป็นหนึ่งในทิศทางที่มีแนวโน้มมากที่สุดในการแก้ปัญหาการขาดดุลพลังงานโลก

การคาดการณ์

วันนี้มีสถานการณ์ต่างๆในการพัฒนาสถานการณ์ในอุตสาหกรรมพลังงานโลกในอนาคต ตามที่บางส่วนของพวกเขาโดย 2060 การใช้พลังงานทั่วโลกในเทียบเท่าน้ำมันจะเพิ่มขึ้นถึง 20 พันล้านตัน ในขณะเดียวกันประเทศกําลังพัฒนาจะท่วมท้นประเทศที่พัฒนาแล้วในแง่ของปริมาณการบริโภค

ในช่วงกลางของศตวรรษที่ 21 ปริมาณแหล่งพลังงานจากซากดึกดำบรรพ์จะลดลงอย่างมาก แต่ส่วนแบ่งของพลังงานหมุนเวียนโดยเฉพาะอย่างยิ่งลมพลังงานแสงอาทิตย์แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพและแหล่งน้ำขึ้นน้ำลงจะเพิ่มขึ้น