Помимо широкого использования невозобновляемых источников энергии (уголь, нефть, газ, ядерное топливо) активно изучается и реализуется возможность получения энергии за счет альтернативных (нетрадиционных) ресурсов, таких, как энергия ветра, солнца, геотермальная и энергия волн, а также других источников, которые относятся к неисчерпаемым, возобновляемым и экологически чистым (рис.4.1)
|
|
Рис. 4.1. Классификация альтернативных источников энергии
Как известно, различие между невозобновляемыми источниками и возобновляемыми состоит в том, что использование первых оказывает заметное влияние на биосферу, приводит к дополнительному нагреву ее участков. Поэтому эти виды источников энергии называют добавляющими,а вторые недобавляющими.Действительно, забирая солнечные лучи в установки, которые расположены на поверхности Земли, человек изымает энергию из цикла ее нагревания, а затем (после использования) возвращает планете в том же количестве в виде тепла. Иначе говоря, сколько взято из энергетического фонда, столько и вернулось в среду обитания в виде тепла. Напротив, добавляющая энергия в соответствии с вышеизложенным может рассматриваться как энергия, увеличивающая нагрев биосферы.
При современных технологиях преимущественно производится добавляющая энергия. Ее рост обостряет качественно новую проблему защиты географической оболочки и биосферы от прямого энергетического перегрева. Энерговооруженность человечества стремительно увеличивается, и это приводит к повышению средних температур приземных слоев атмосферы. При сохранении современных темпов технического развития хозяйственная деятельность людей через 50— 70 лет окажет существенное воздействие на климатические условия многих стран и регионов мира. Возможны таяние полярных льдов, активизация селей, возникновение засухи в одних районах земного шара и значительное увеличение осадков в других.
Согласно мнению ученых, безопасный предел использования добавляющей энергии (своего рода лимит для человечества) составляет не более 0,1% мощности падающей на Землю солнечной энергии, т. е. около 100 млрд кВт. Сейчас земная цивилизация производит для своих нужд (промышленность, быт, транспорт) добавляющую энергию мощностью 10 млрд кВт — всего в 10 раз меньше допустимого предела.
Последние десятилетия ежегодный прирост энергопроизводства составляет около 3% в год. При сохранении такого темпа прироста добавляющей энергии допустимый предел будет достигнут через 75 лет. Уже в середине XXI в. рост производства невозобновляемых видов энергии должен быть прекращен, или последствия грозят глобальным кризисом цивилизации.
Вышеизложенное является главным аргументом в пользу масштабного использования возобновляемых источников энергии: солнечной, ветровой, океанской и др.
Возобновляемая энергия составляет пока незначительную часть от всей энергии, которая используется на земном шаре человеческим обществом. Она участвует в естественном круговороте энергии и веществ. Однако более 90% используемой энергии является добавляющей энергией.
Для того чтобы не нарушать естественный круговорот веществ и энергии в биосфере, человечеству необходимо уменьшить потребление энергии, ограничить дальнейший рост энергетических мощностей, установить квоты на производство энергии во всех государствах мира. А это неизбежно приведет к обострению политических, экономических и экологических конфликтов. Еще один весомый аргумент. Многие ученые считают, что развитие энергетики на невозобновляемом топливе ставит жесткий предел численности населения планеты, которое составило в 2006 г. 6,5 млрд человек и ежегодно увеличивается на 75—80 млн человек. Таким образом, в перспективе человечество столкнется с энергодемографическим кризисом.