Роль энергетики в развитии человеческого общества

Окружающий нас мир обладает поистине неиссякаемым источником различных видов энергии: некоторые из них чело­вечество научилось использовать уже с давних времен (энер­гия движения воды в реках, энергия ветра, энергия, заклю­ченная в топливе), некоторые еще в полной мере не использу­ются: энергия Солнца, энергия взаимодействия Земли и Лу­ны, энергия термоядерного синтеза, энергия тепла Земли [12].

Основным энергетическим источни­ком жизни на Земле является Солнце (рис. 1.).

Рис. 1. Распределение на Земле поступающей от Солнца энергии

Под действием солнечных лучей хлорофилл растений раз­лагает углекислоту, поглощаемую из воздуха, на кислород и углерод. Последний накапливается в растениях. Уголь, газ, торф и т.д. – это запасы лучистой энергии Солнца. Энергия во­ды, ветра – также, в конечном счете, результаты солнечной активности: ветры возникают при неодинаковом нагревании Земли Солнцем, а вода, отдающая потенциальную энергию при падении, получает ее при испарении озер и океанов под действием солнечного света и ветра. Растительная и животная жизнь образует цикл, который начинается с солнечного света, воды и углекислого газа и за­канчивается водой, углекислым газом, теплом и механичес­кой энергией животных и человека. Все машины, работающие на нефтепродуктах, угле, ветре, движущейся воде, все животные и человек, потребляющие пищу, в конечном счете, полу­чают свое «топливо» от Солнца. К сожалению, большинство энергии, потребляемой челове­ком, превращается в бесполезное тепло из-за низкой эффектив­ности использования имеющихся энергетических ресурсов [18].

Величину энергии можно представить количеством угля в мегатоннах (Мт), который при сгорании дал бы ту же энергию. Около 40 Мт при сгорании топлива превращается в полезный труд, на бытовые нужды расходуется около 800 Мт, на общест­венное производство – 1000 Мт. Таким образом, из годового потребления, составляющего 7500 Мт, полезно используется 2200 Мт, остальное растрачива­ется в виде теплоты. Но даже эффективностью 2200/7500 Мт че­ловечество не может похвастаться, так как не учтено падающее на Землю солнечное излучение, составляющее 10 000 000 Мт в год. Энергия сыграла решающую роль в развитии цивилизации. Потребление энергии и накопление информации имеет пример­но одинаковый характер изменения во времени, тесна связь между расходом энергии и объемом выпускаемой продукции. Рост потребления энергии поразительно высок. Но именно благодаря ему человек значительную часть своей жизни может посвятить досугу, образованию, созидательной деятельности, добился теперешней высокой продолжительности жизни.

Снабжение общества энергией необходимо для: обогре­ва помещений, обеспечения передвижения, выпуска необходимых товаров, поддержания работоспособности различ­ных машин, механизмов, приборов, приготовления пищи, ос­вещения, поддержания жизнедеятельности и т.д. Эти примеры применения энергии можно разделить на три большие группы:

а) энергия питания. Она дороже других видов энергии: пшеница в перерасчете на Джоули гораздо дороже, чем уголь. Питание дает тепло для поддержания температуры тела, энер­гию для его движения, для осуществления умственного и фи­зического труда;

б) энергия в виде тепла для обогрева домов и приготовле­ния пищи. Она дает возможность жить в различных климатических условиях и разнообразить пищевой рацион человека;

в) энергия для обеспечения функционирования обществен­ного производства. Это энергия для производства товаров и услуг, физического перемещения людей и грузов в простран­стве, для поддержания работоспособности всех систем комму­никаций. Затраты этой энергии на душу населения значитель­но выше, чем затраты энергии на питание [13].

На страны третьего мира, где живет 3/4 населения Земли, приходится около 1/5 мирового потребления энергии. В последние 25 лет все развитые страны мира перестали наращивать потребление первичной энергии на душу населения, обеспечив высокий уровень жизни своих граждан.

Электроэнергетика является важнейшей отраслью экономики любой страны, так как ее продукция (электрическая энергия) относится к универсальному виду энергии. Ее можно передавать на значительные расстояния, делить на большое количество потребителей. Без электрической энергии невозможно осуществить многие технологические процессы, как невозможно представить нашу жизнь без отопления, освещения, транспорта, использования современных средств связи, то есть без тех предметов, которые потребляют электроэнергию. Одной из специфических особенностей электроэнергетики является то, что ее продукция в отличие от других отраслей промышленности не может накапливаться в запас на складе для последующего потребления. В каждый момент времени ее производство должно соответствовать ее потреблению. На долю электроэнергетики в Республике Беларусь приходиться примерно 15,8% валовой продукции промышленности страны. Хотя электрическая энергия широко используется в разных отраслях народного хозяйства, основное ее количество (60%) в республике потребляется в промышленности. Особенностью электроэнергетики в Беларуси является то, что практически 100% всей производимой электроэнергии дают тепловые электростанции, которые работают на привозном топливе (мазут, природный газ). Более 50% электроэнергии вырабатывается в Минской и Гомельской областях. Часть электроэнергии вырабатывается на ТЭЦ, которые размещены в крупных городах, а также на ТЭЦ при некоторых предприятиях Беларуси (например, «Беларускалий»). Первая в Беларуси электростанция была построена на территории Гомельской области в области в 1898 году при Добрушской бумажной фабрике, затем через пять лет была пущена в эксплуатацию Минская электростанция, потом Витебская и другие. Всего в 1913 году на территории республики действовало 11 электростанций. Поскольку при передаче электроэнергии наблюдаются ее потери, поэтому наибольшее количество импортируемой в Беларусь электроэнергии приходится на долю России, Литвы, Украины, Польши и др.

Существует тесная связь между энергообеспечением, богатством государства и благосостоянием народа. Уровень развития общества определяется способом его энергообеспечения. В настоящее время в результате НТП почти всю работу выполняют машины, а на мускульную силу людей приходится меньше 1% энергии. Последовательно сменяются виды топлива: дрова – уголь – нефть – газ – ядерное топливо и т.д, которые ухудшают экологическую среду [3].