Das Energieproblem der Menschheit und Wege zu seiner Lösung

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Das Energieproblem der Menschheit verbreitet sich jedes Jahr mehr und mehr. Dies liegt an der wachsenden Weltbevölkerung und der intensiven Technologieentwicklung, die zu einem stetig wachsenden Energieverbrauch führt. Trotz der Nutzung von Atom-, Alternativ- und Wasserkraft entziehen die Menschen weiterhin den Löwenanteil des Brennstoffs aus den Eingeweiden der Erde. Öl, Erdgas und Kohle sind nicht erneuerbare natürliche Energieressourcen, deren Reserven mittlerweile auf ein kritisches Niveau reduziert sind.

Anfang vom Ende

Die Globalisierung des Energieproblems der Menschheit begann in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts, als die Ära des billigen Öls endete. Die Verknappung und der starke Preisanstieg dieser Art von Kraftstoffen haben eine schwere Krise der Weltwirtschaft ausgelöst. Und obwohl seine Kosten im Laufe der Zeit gesunken sind, gehen die Mengen stetig zurück, daher das Energie- und RohstoffproblemDie Menschheit wird schärfer.

Zum Beispiel betrug das weltweite Volumen der Kohleförderung nur in den 60er bis 80er Jahren des 20. Jahrhunderts 40 %, Erdöl 75 % und Erdgas 80 % des Gesamtvolumens dieser Ressourcen verwendet seit Anfang des Jahrhunderts.

Trotz der Tatsache, dass die Kraftstoffknappheit in den 70er Jahren begann und sich herausstellte, dass das Energieproblem ein globales Problem für die Menschheit ist, sahen die Prognosen keinen Anstieg des Verbrauchs vor. Bis zum Jahr 2000 war geplant, das Volumen der Mineraliengewinnung auf das Dreifache zu erhöhen. In der Folge wurden diese Pläne natürlich reduziert, sind aber durch die jahrzehntelange extrem verschwenderische Ausbeutung von Ressourcen heute praktisch weg.

Die wichtigsten geographischen Aspekte des Energieproblems der Menschheit

Einer der Gründe für die zunehmende Brennstoffknappheit ist die Verschärfung der Bedingungen für seine Gewinnung und die damit verbundene Kostensteigerung dieses Prozesses. Lag vor einigen Jahrzehnten noch Bodenschätze an der Oberfläche, müssen wir heute die Tiefe von Minen, Gas- und Ölquellen ständig erhöhen. Die bergbaulichen und geologischen Bedingungen des Vorkommens von Energierohstoffen in den alten Industrieregionen Nordamerikas, Westeuropas, Russlands und der Ukraine haben sich besonders deutlich verschlechtert.

Angesichts der geografischen Aspekte der Energie- und Rohstoffprobleme der Menschheit muss gesagt werden, dass ihre Lösung in der Erweiterung der Ressourcengrenzen liegt. Muss neu lernenGebiete mit leichteren Bergbau- und geologischen Bedingungen. Somit können die Kosten der Kraftstoffherstellung reduziert werden. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass die Gesamtkapitalintensität der Gewinnung von Energieressourcen an neuen Orten normalerweise viel höher ist.

Wirtschaftliche und geopolitische Aspekte der Energie- und Rohstoffprobleme der Menschheit

Die Erschöpfung der natürlichen Brennstoffreserven hat zu einem harten Wettbewerb in den wirtschaftlichen, politischen und geopolitischen Bereichen geführt. Riesige Brennstoffkonzerne beschäftigen sich mit der Aufteilung von Brennstoff- und Energieressourcen und der Umverteilung von Einflusssphären in dieser Industrie, was zu ständigen Preisschwankungen auf dem Weltmarkt für Gas, Kohle und Öl führt. Die Instabilität der Situation verschärft das Energieproblem der Menschheit ernsthaft.

Globale Energiesicherheit

Dieses Konzept kam zu Beginn des 21. Jahrhunderts auf. Die Grundsätze der Strategie einer solchen Sicherheit sehen eine zuverlässige, langfristige und umweltverträgliche Energieversorgung vor, deren Preise gerechtfertigt sind und sowohl den Brennstoff exportierenden als auch den importierenden Ländern gerecht werden.

Die Umsetzung dieser Strategie ist nur möglich, wenn die Ursachen des Energieproblems der Menschheit beseitigt werden und konkrete Maßnahmen darauf abzielen, die Weltwirtschaft sowohl mit traditionellen Kraftstoffen als auch mit Energie aus alternativen Quellen weiter zu versorgen. Darüber hinaus sollte der Entwicklung alternativer Energien besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Energiesparrichtlinie

In Zeiten des billigen Treibstoffs haben viele Länder der Welt eine sehr ressourcenintensive Wirtschaft entwickelt. Zunächst wurde dieses Phänomen in rohstoffreichen Staaten beobachtet. Angeführt wurde die Liste von der Sowjetunion, den USA, Kanada, China und Australien. Gleichzeitig war der äquivalente Kraftstoffverbrauch in der UdSSR um ein Vielfaches höher als in Amerika.

Dieser Zustand erforderte die dringende Einführung von Maßnahmen zur Energieeinsparung im Haush alt, in der Industrie, im Transportwesen und in anderen Wirtschaftssektoren. Unter Berücksichtigung aller Aspekte der Energie- und Rohstoffprobleme der Menschheit begann man, Technologien zu entwickeln und umzusetzen, die darauf abzielen, die spezifische Energieintensität des BIP dieser Länder zu reduzieren, und die gesamte Wirtschaftsstruktur der Weltwirtschaft wurde neu aufgebaut.

Erfolge und Misserfolge

Die bemerkenswertesten Erfolge auf dem Gebiet der Energieeinsparung wurden von den wirtschaftlich entwickelten Ländern des Westens erzielt. In den ersten 15 Jahren gelang es ihnen, die Energieintensität ihres BIP um 1/3 zu reduzieren, was zu einer Reduzierung ihres Anteils am Weltenergieverbrauch von 60 auf 48 Prozent führte. Bis heute hält dieser Trend an, wobei das BIP-Wachstum im Westen den steigenden Kraftstoffverbrauch übertrifft.

In Mittel- und Osteuropa, China und den GUS-Staaten ist die Situation noch viel schlimmer. Die Energieintensität ihrer Wirtschaft nimmt sehr langsam ab. Aber die Führer des wirtschaftlichen Anti-Ratings sind Entwicklungsländer. Zum Beispiel in den meisten afrikanischen und asiatischen LändernDie Verluste an zugehörigem Brennstoff (Erdgas und Öl) reichen von 80 bis 100 Prozent.

Realitäten und Perspektiven

Das Energieproblem der Menschheit und Lösungsansätze beschäftigen heute die ganze Welt. Um die bestehende Situation zu verbessern, werden verschiedene technische und technologische Innovationen eingeführt. Um Energie zu sparen, werden Industrie- und Kommunalgeräte verbessert, sparsamere Autos produziert usw.

Zu den wichtigsten makroökonomischen Maßnahmen gehört eine allmähliche Änderung der Verbrauchsstruktur von Gas, Kohle und Öl mit der Aussicht, den Anteil nicht traditioneller und erneuerbarer Energiequellen zu erhöhen.

Um das Energieproblem der Menschheit erfolgreich zu lösen, ist es notwendig, der Entwicklung und Implementierung grundlegend neuer Technologien, die im gegenwärtigen Stadium der wissenschaftlichen und technologischen Revolution verfügbar sind, besondere Aufmerksamkeit zu widmen.

Kernenergiewirtschaft

Einer der zukunftsträchtigsten Bereiche im Bereich der Energieversorgung ist die Kernenergie. In einigen entwickelten Ländern wurden bereits Kernreaktoren der neuen Generation in Betrieb genommen. Nuklearwissenschaftler diskutieren wieder aktiv das Thema Reaktoren, die von schnellen Neuronen angetrieben werden, die, wie einst vorgesehen, zu einer neuen und viel effizienteren Welle der Kernenergie werden. Ihre Entwicklung wurde jedoch eingestellt, doch jetzt ist dieses Thema wieder aktuell geworden.

MHD-Generatoren verwenden

Direkte Umwandlung von Wärmeenergie in Strom ohne Dampfkessel und Turbinen ermöglichtmagnetohydrodynamische Generatoren durchführen. Die Entwicklung dieser vielversprechenden Richtung begann in den frühen 70er Jahren des letzten Jahrhunderts. 1971 wurde in Moskau der erste Pilot-Industrie-MHD mit einer Leistung von 25.000 kW auf den Markt gebracht.

Die Hauptvorteile magnetohydrodynamischer Generatoren sind:

• hoher Wirkungsgrad;
• umweltfreundlich (keine schädlichen Emissionen in die Atmosphäre);
• Sofortstart.

Kryogener Turbogenerator

Das Funktionsprinzip eines kryogenen Generators besteht darin, dass der Rotor durch flüssiges Helium gekühlt wird, wodurch der Effekt der Supraleitung entsteht. Zu den unbestreitbaren Vorteilen dieses Geräts gehören hohe Effizienz, geringes Gewicht und geringe Abmessungen.

Ein Pilotprototyp eines kryogenen Turbogenerators wurde bereits in der Sowjetzeit entwickelt, und jetzt sind ähnliche Entwicklungen in Japan, den USA und anderen Industrieländern im Gange.

Wasserstoff

Die Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff hat große Perspektiven. Nach Ansicht vieler Experten wird diese Technologie helfen, die wichtigsten globalen Probleme der Menschheit zu lösen - das Energie- und Rohstoffproblem. Zunächst wird Wasserstoff als Kraftstoff eine Alternative zu natürlichen Energieträgern im Maschinenbau werden. Das erste Wasserstoffauto wurde bereits Anfang der 90er Jahre von der japanischen Firma Mazda entwickelt, dafür wurde ein neuer Motor entwickelt. Das Experiment erwies sich als ziemlich erfolgreich, was das Versprechen dieser Richtung bestätigt.

Elektrochemische Generatoren

Das sind Brennstoffzellen, die ebenfalls mit Wasserstoff betrieben werden. Kraftstoff wird durchgeleitetPolymermembranen mit einer speziellen Substanz - einem Katalysator. Durch eine chemische Reaktion mit Sauerstoff wird Wasserstoff selbst in Wasser umgewandelt, wobei bei der Verbrennung chemische Energie freigesetzt wird, die in elektrische Energie umgewandelt wird.

Brennstoffzellenmotoren zeichnen sich durch den höchsten Wirkungsgrad (über 70%) aus, der doppelt so hoch ist wie bei konventionellen Kraftwerken. Außerdem sind sie einfach zu bedienen, geräuschlos im Betrieb und wartungsarm.

Bis vor kurzem hatten Brennstoffzellen einen engen Anwendungsbereich, beispielsweise in der Weltraumforschung. Aber jetzt wird in den meisten wirtschaftlich entwickelten Ländern, unter denen Japan den ersten Platz einnimmt, aktiv an der Einführung elektrochemischer Generatoren gearbeitet. Die Gesamtleistung dieser Einheiten in der Welt wird in Millionen kW gemessen. New York und Tokio haben beispielsweise bereits Kraftwerke, die solche Zellen verwenden, und der deutsche Autohersteller Daimler-Benz war der erste, der einen funktionierenden Prototyp eines Autos mit einem Motor entwickelte, der nach diesem Prinzip funktioniert.

Kontrollierte Kernfusion

Seit mehreren Jahrzehnten wird auf dem Gebiet der thermonuklearen Energie geforscht. Atomenergie basiert auf der Reaktion der Kernsp altung, und thermonukleare Energie basiert auf dem umgekehrten Prozess - die Kerne von Wasserstoffisotopen (Deuterium, Tritium) verschmelzen. Bei der nuklearen Verbrennung von 1 kg Deuterium wird die freigesetzte Energiemenge 10 Millionen Mal größer als die aus Kohle gewonnene. Das Ergebnis ist wirklich beeindruckend! Aus diesem Grund gilt die thermonukleare Energie als einer der vielversprechendsten Bereiche zur Lösung globaler ProblemeEnergiedefizit.

Prognosen

Heute gibt es verschiedene Szenarien für die Entwicklung der Situation im globalen Energiesektor in der Zukunft. Nach Ansicht einiger von ihnen wird der weltweite Energieverbrauch in Öläquivalenten bis 2060 auf 20 Milliarden Tonnen steigen. Gleichzeitig werden die Entwicklungsländer die Industrieländer beim Verbrauch überholen.

Bis Mitte des 21. Jahrhunderts soll die Menge an fossilen Energiequellen deutlich abnehmen, aber der Anteil erneuerbarer Energiequellen, insbesondere Wind, Sonne, Geothermie und Gezeitenquellen, wird zunehmen.