Часть 2 ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ

§ 7. Человечеству нужно все больше и больше энергии

Когда первобытные люди овладели энергией, это произвело революцию в их жизни. Люди научились варить и жарить пищу, убивая болезнетворные бактерии и паразитов, содержащихся в ней. Овладев огнем, они могли отпугивать диких животных, согреваться, изготовлять примитивные металлические орудия труда и оружие для охоты.

Как и для древних людей, так и для нас, современных потребителей, энергия - не самоцель, а средство улучшения качества жизни.

В первой главе мы говорили, что любая деятельность, независимо от ее природы, предполагает использование энергии. Как различные древние памятники цивилизации, так и нынешняя человеческая деятельность на Земле, являются доказательством того, что люди использовали и используют много энергии. Человек слишком слаб физически, чтобы собственными силами достичь тех результатов, которых достигло человечество в результате своей деятельности. Но у людей есть другие способности, кроме физической силы. Главная из них - это способность мыслить и осуществлять свои замыслы. На протяжении всей истории результатом этого были различные способы использования других энергоисточников, кроме мускульной энергии, для достижения с их помощью желаемых результатов.

Овладение энергией и методами её потребления дало возможность использовать её для замены ручного труда. Первым и самым известным было внедрение прядильной машины, которая заменила многих рабочих в прядильной промышленности. Трактора заменили сельскохозяйственных животных. Роботы заменили людей при выполнении опасной и тяжелой работы.

Высокий уровень жизни в современном индустриальном обществе требует все больших и больших затрат энергии.

§ 8. История энергопотребления

Этот раздел рассказывает, как люди смогли достигнуть нынешнего уровня потребления энергии, другими словами, мы рассмотрим основные вехи в истории энергопотребления. Вся история энергопотребления доказывает, что с ростом уровня жизни увеличивается количество необходимой человечеству энергии.

Использование местных энергоисточников.

Каждое общество в истории человечества использовало те энергоисточники, которые были ему доступны.

Давайте посмотрим, как измельчалась пшеница в различные эпохи. Сначала, используя мышечную энергию, люди измельчали пшеницу с помощью камней и деревянных палок. Когда был изобретен мельничный жернов, стало возможным измельчить больше пшеницы. Конструкция жернова была проста: верхний камень поворачивался вокруг оси, а нижний камень находился в покое. Пшеница поступала через отверстие в верхнем камне в зазор между камней, так что наружная оболочка зерна удалялась и зерно дробилось.

Сначала для вращения верхнего камня использовалась человеческая мышечная энергия, затем начали использовать мышечную энергию рабочих животных. В гористых местностях, где есть водопады, был изобретен способ использования энергии падающей воды. Сначала использовались маленькие водяные мельницы, а затем мельницы с большими водяными колесами и жерновами. В равнинных ветреных местах был изобретен похожий способ для использования ветровой энергии.

Сегодня мы мелем пшеницу на мукомольных заводах с помощью электроэнергии. Но для получения электроэнергии мы до сих пор используем в основном местные источники. Например, в Норвегии большую часть электричества получают, преобразуя в электрическую энергию кинетическую энергию текущей воды, тогда как в странах Восточной Европы в электроэнергию преобразуют в основном химическую энергию угля.

От возобновляемой к невозобновляемой энергии.

Кратко историю энергопотребления можно изложить так: человечество начало с бережного использования возобновляемых источников энергии, но постепенно перешло к безрассудному использованию невозобновляемых источников.

Мы можем проиллюстрировать это несколькими примерами. Первый пример: как люди и товары пересекали океаны раньше и сейчас. Сначала человек скромно использовал свою мышечную энергию, передвигаясь по воде на веслах. Затем он научился пользоваться ветром и морскими течениями. В 19 веке конструкции парусных судов достигли совершенства и энергия ветра стала использоваться еще эффективней. В конце 19 – начале 20 века человечество стало использовать энергию угля, затем – нефти, а во второй половине 20 века - урана (атомные ледоколы, атомные подводные лодки).

Возьмем другой пример: производство пищи. Задача сельско- хозяйственного производства - использование фотосинтеза для превращения солнечной энергии в пищевые продукты и одежду. Фермеры вкладывают в этот процесс дополнительную энергию. Эта дополнительная энергия может быть в форме мышечной энергии самого фермера, энергии рабочих животных, тракторов, удобрений, оросительных систем, и др.

Много лет прошло с тех пор, как Европа перестала использовать в сельском хозяйстве ручные орудия труда. Но их все еще используют почти 460 миллионов людей во всем мире. Не более одного поколения сменилось в Европе с тех пор, как в сельском хозяйстве перестали использовать рабочих животных. Но до сих пор около 260 миллионов людей в мире используют в сельском хозяйстве 335 миллионов лошадей, быков, верблюдов и ослов. Механизированный труд используют в сельском хозяйстве только 50 миллионов человек.

Интересен энергетический баланс этих видов сельскохозяйственных работ. В сельскохозяйственном производстве с использованием ручных орудий труда или рабочих животных энергия, содержащаяся в продукте, во много раз выше, чем энергия, затраченная на производство этого продукта. В современном механизированном сельском хозяйстве наоборот: затраченная энергия часто намного больше, чем энергия, содержащаяся в продукте.

Еще одна тенденция истории энергопотребления. На пути к более технологическому обществу мы все больше и больше зависим от невозобновляемых энергоисточников и электроэнергии. В России 69 % электроэнергии производится на тепловых электростанциях, которые работают на невозобновляемых энергоисточниках: газе, нефтепродуктах, угле. Мы не осознаем, насколько мы зависим от электричества и нефтяных продуктов до тех пор, пока по той или иной причине они не исчезнут на время. Как же тогда мы будем перевозить товары и передвигаться сами? Если исчезнет электричество и все экраны компьютеров погаснут – подумайте, к какому хаосу это приведет!

Контроль над энергией дает власть

История энергопотребления приводит нас к неожиданному, на первый взгляд, выводу: тот, кто контролирует энергоисточники, тот обладает властью.

Интересно, что связь между властью и контролем над энергоисточниками является, возможно, одной из главных причин того, что солнечная энергия до сих пор так мало используется. Солнечная энергия поступает на Землю в огромных количествах, но она распылена, и ни один человек не может полностью взять ее под контроль. Т.к. она распылена, лучше всего ее использовать на маленьких электростанциях, которые доступны практически каждому. Использование солнечной энергии не ведет к централизации и накоплению власти, как в случае с большими теплоэлектростанциями. Большие электростанции представляют интерес только в густонаселенных местах, где необходимо много энергии. Такая высокая концентрация энергоисточников позволяет легко взять их под контроль и использовать в интересах власти.

Подумайте и ответьте

  1. Где сейчас используется мускульная энергия человека?
  2. Почему до сих пор ещё иногда используется такая единица мощности, как «лошадиная сила»?
  3. Отражается ли колебание цен на нефтепродукты на ценах на продукты питания? Почему?
  4. Как вы объясните выражение «Контроль над энергией дает власть?»

Представьте себе,

Что вы живете в Англии в конце 19 века на Бейкер-стрит в одной квартире с неким мистером Ш. Холмсом и ваша фамилия Ватсон. Сейчас поздний вечер, вы сидите у камина и обсуждаете сегодняшние события. Сегодня вы снова сопровождали мистера Холмса во время раскрытия очередного преступления. Расскажите, какие источники энергии и для чего вы использовали в течение дня, начиная с самого утра? А какие источники вы бы использовали для этих же целей сегодня?

ПРАКТИКУМ

Задание 8.
Пища и энергия.

Запишите в табл. 2.1. список продуктов, использованных для приготовления обеда, который вы съели вчера. Закончите таблицу сами, до обсуждения ее с одноклассниками. Попытайтесь угадать, где произведена пища, которую вы вчера съели. Если она была произведена в вашей области - поставьте крестик в первой колонке. Если она произведена далеко, но все же в России - поставьте крестик во второй колонке. Если пища привезена в Россию из-за границы - поставьте крестик в третьей колонке. Попытайтесь узнать, на производство какой пищи требуется больше энергии.

Примите во внимание выращивание, перевозку и обработку. Пометьте буквой Э в колонке «Энергия» ту пищу, производство, доставка и приготовление которой требует больше энергии. Морковь, которая выросла у вас в огороде и была немедленно съедена, дешевая в отношении затрат энергии. Но если морковь была консервированной, то на нее израсходовано значительно больше энергии. Выясните, то что вы съели, действительно ли полезно для вашего здоровья? Пометьте пищу, которая, по-вашему, полезна, буквой П в последней колонке. Сравните свои результаты с результатами одного-двух одноклассников. В маленьких группах обсудите, как наша пища может быть улучшена с точки зрения энергозатрат и питательности. Обсудите наиболее важные вопросы со всем классом.

Таблица 2.1.

Продукты Недалеко Россия Заграница Энергия Польза
Пример:
Картофель
Х Х     П
Морковь          
Молоко          
Хлеб          
Бананы          
Мясо          
и т.д.          
 

§ 9. Всемирное потребление энергии

Энергопотребление в различных обществах.

Первобытные общества охотников и земледельцев нуждались лишь в небольшом управленческом аппарате. Вожди или совет старейшин управляли всем в этом обществе. Большинству вождей приходилось охотиться и собирать урожай вместе с другими членами племени. Урожай редко бывал настолько обильным, чтобы можно было позволить вождям не работать и все время посвятить управлению племенем.

В ранних земледельческих обществах с одного посеянного килограмма пшеницы собирали от трех до десяти килограммов урожая. Появился излишек продовольствия. Излишек энергии и продовольствия можно было выделить на содержание вождей, лекарей, священников и воинов. Эти люди не занимались земледелием, но они обеспечивали стабильность и безопасность земледельцев, которые, в свою очередь, могли сосредоточиться на увеличении производства пищи и энергии. Там, где были особенно хорошие условия для сельского хозяйства и использовались передовые сельскохозяйственные технологии, излишек продовольствия и энергии был достаточным для обеспечения больших групп людей. Концентрация больших групп людей в поселениях позволяла содержать специалистов: каменщиков, дровосеков, кузнецов, торговцев и моряков. Товары и услуги, предоставленные этими специалистами, повышали уровень жизни людей.

В начале средних веков в Европе было изобретено водяное колесо, а с нем и машины, которые могли получать энергию из более мощных источников, чем мускульная сила человека или рабочего животного.

В 1784 г. Джеймс Уатт, владелец мастерской по изготовлению и ремонту точных приборов, получил патент на первую универсальную паровую машину. С этих пор человечество смогло использовать как биоэнергию (например, древесину), так и невозобновляемую энергию (например, уголь) для совершения работы. Изобретение Уатта сыграло решающую роль в переходе от ручного труда к машинному. Недаром на памятнике ему написано: «Увеличил власть человека над природой».

В современном технически развитом обществе (см. рисунок 1) использование невозобновляемой энергии очень велико и непрерывно растет.

Потребляемая энергия в расчёте на одного человека в день на разной ступени развития цивилизации

Потребляемая энергия в расчёте на одного человека
  1. - Первобытные люди,
  2. - Охотники,
  3. - 5000 лет до н.э.,
  4. - Европа 1400 г.,
  5. - Великобритания 1875 г.,
  6. - США 1970 г.

Рис. 1

Рис. 2

Энергия из разных источников.

До конца 19 века уголь и древесина были главными источниками энергии. К 1890 г. нефть составляла только 2 % от всех энергоисточников. Использование невозобновляемых энергоисточников сильно возросло после второй мировой войны и продолжает увеличиваться. Электричество, производимое на гидроэлектростанциях и АЭС, представляет собой лишь небольшую часть общего энергопотребления. На рисунке показан прогноз производства энергии до 2060 года.

В России сложилась следующая структура производства энергии (см. рис.3)

Рис. 3

Неодинаковое распределение энергии.

Доступность дешевой энергии была одной из причин высокого уровня жизни в той части мира, где мы живем. До определенного уровня существует прямая связь между материальным благосостоянием общества и энергопотреблением. Но выше этого уровня ситуация усложняется. Политическая власть, уровень технологического развития начинают играть заметную роль.

Каждый год ООН публикует статистические отчеты о том, сколько энергии, в среднем, потребляет каждый житель разных стран. По нескольким причинам надо критически относиться к этим статистическим данным. Во-первых, существует значительная разница в энергопотреблении богатых и бедных людей в одной и той же стране. Во-вторых, отчеты включают только коммерческое энергопотребление. Например, во многих странах древесина все еще является самым важным энергоисточником, но он не всегда включается в отчет.

Подумайте и ответьте

Расставьте в хронологическом порядке источники энергии, которые становились доступны человечеству, начиная с самых ранних:

  • атомная энергия,
  • мускульная энергия рабочих животных,
  • нефть,
  • энергия ветра,
  • мускульная энергия человека,
  • уголь,
  • энергия падающей воды.

ПРАКТИКУМ

Задание 9.
Обсудите.

Один американец использует столько энергии, сколько два европейца, 35 индийцев, 210 танзанийцев* и 600 бутанцев*.

Что случится, когда индийцы, бутанцы, танзанийцы захотят использовать столько же энергии, сколько используем мы в развитом мире? Сможем ли мы настолько увеличить производство энергии? Правы ли мы, увеличивая свое потребление энергии, в то время, когда другие не могут себе этого позволить?

 

§ 10. Последствия энергопотребления

У медали всегда две стороны, и энергия в этом смысле не исключение. Попросту говоря, использование энергии имеет как положительные, так и отрицательные последствия, которые тоже надо хорошо себе представлять. Этот раздел состоит из двух частей, в первой мы рассмотрим отрицательные последствия энергопотребления для окружающей среды, во второй – такое отрицательное последствие бурного роста энергопотребления, как энергетические кризисы.

Последствия для окружающей среды.

Сегодня люди используют больше энергии, чем когда-либо. С одной стороны, это широкое использование энергии означает, что мы можем жить с большими удобствами, но с другой стороны, при этом возникают проблемы.

Так как нет ни одного энергоисточника который не причинял бы вреда окружающей среде, очень важно для человечества беречь энергию. Мы должны сберегать энергию, чтобы уменьшить вредное воздействие на Природу. Мы должны использовать те энергоисточники, которые наносят наименьший вред Природе. Только тогда мы можем достичь устойчивого развития цивилизации.

Чтобы понять, почему использование невозобновляемых энергоисточников наносит такой вред окружающей среде, рассмотрим более подробно синтез* и разложение органических веществ.

В клетках растений, содержащих хлорофилл, солнечные лучи вызывают процесс фотосинтеза. Фотосинтез – это образование органических веществ из углекислого газа и воды с поглощением энергии света, сопровождающийся выделением кислорода. Схема процесса фотосинтеза выглядит так:

Образовавшиеся при фотосинтезе органические вещества являются исключительно важными строительными «кирпичиками» для «строительства» клеток живых организмов. В «строительстве» клеток также участвуют другие элементы, такие, как азот и сера,. В конце концов возникают целые живые организмы, такие, как растения или животные.

Органические вещества горючие, т.е. способны к самостоятельному горению, поэтому их можно использовать как топливо - источник энергии. При горении в присутствии кислорода органические вещества распадаются на углекислый газ и воду. Так происходит, когда мы сжигаем нефть или древесину.

Таким образом, независимо от того, используем ли мы невозобновляемое топливо или биотопливо, углекислый газ все равно выбрасывается в атмосферу. Тем не менее, есть большая разница между сгоранием биотоплива и сгоранием невозобновляемых видов топлива.

Невозобновляемые энергоисточники, находящиеся в земле (нефть, газ, уголь), содержат большое количество углерода. Когда мы сжигаем невозобновляемое топливо, углерод выбрасывается в атмосферу в виде углекислого газа. Это влечет за собой увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере.

Если же рост запасов биотоплива будет равен его потреблению, то увеличения содержания углекислого газа в атмосфере не произойдет, потому что в процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ.

Таким образом, увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере вызвано только сгоранием невозобновляемого топлива.

Возрастание концентрации углекислого газа в атмосфере вызывает так называемый «парниковый эффект», который, как полагают многие ученые, является серьезной угрозой человечеству.

Парниковый эффект.

Проблема парникового эффекта бурно обсуждается в последние десятилетия. Сначала давайте выясним разницу между естественным парниковым эффектом и эффектом, возникшим в результате человеческой деятельности. Вообще парниковый эффект необходим для поддержания жизни на Земле. Без него средняя температура на Земле была бы –18 °С. Благодаря естественному парниковому эффекту средняя температура на Земле +14 °С.

Парниковый эффект называется так потому, что земная атмосфера действует подобно стенам и крыше парника или теплицы. В теплице солнечная энергия в основном в виде света проходит через стеклянные стены и крышу, достигает земли и нагревает ее. Нагретая земля сама начинает излучать энергию, но уже в виде тепла, а не света. Стены и потолок теплицы поглощают тепловое излучение* земли и не выпускают его наружу. Очень упрощенно слой воздуха вокруг Земли, который мы называем атмосферой, действует как стены и крыша теплицы.

На Земле мы балансируем на острие ножа. Что мы имеем в виду, можно пояснить на примере ближайших планет – Марса* и Венеры*. У Венеры, которая ближе нас к Солнцу, есть атмосфера. Атмосферное давление у поверхности Венеры в 100 раз больше, чем у поверхности Земли. Атмосфера Венеры на 97% состоит из углекислого газа. Температура у поверхности планеты достигает плюс 500 °С. Именно парниковый эффект создает такую высокую температуру. Жизнь вряд ли может существовать при такой температуре.

Марс дальше от Солнца, чем Земля, поэтому получает от него меньше энергии. Атмосфера Марса очень разрежена, атмосферное давление у поверхности Марса в 200 раз меньше, чем у поверхности Земли, поэтому на Марсе нет парникового эффекта. Атмосфера Марса на 95% состоит из углекислого газа. На Марсе очень холодно: минус 50 °С в средних широтах и минус 100 °С в полярных широтах. Недавние открытия показали, что жизнь на Марсе когда-то существовала. Тем не менее, природные условия на Марсе настолько суровы, что такие сложные организмы, как растения, животные, люди, не могут там жить.

На Земле сложились уникальные природные условия: жить на ней не слишком жарко и не слишком холодно. Но в результате деятельности человека, прежде всего в результате сжигания топлива и сокращения лесов на планете, в атмосфере увеличивается концентрация так называемых «парниковых газов». Это углекислый и угарный* газы, метан, закись азота. Накопление парниковых газов в атмосфере нарушает естественный температурный баланс на планете и ведет к всеобщему потеплению и изменению климата. Этот эффект обычно и называют «парниковым».

Самое большое беспокойство вызывает то, что парниковый эффект окажется причиной всеобщего потепления на Земле. Если это произойдет, поднимется уровень мирового океана. Большие участки земли погрузятся под воду, сотни миллионов людей лишаться всего и им придется переселяться. Миграция больших масс людей также может привести к серьезным последствиям.

Специалисты по климату считают, что к концу 21 века средняя температура на Земле увеличится на 3°С, если мы не снизим выбросы загрязняющих газов в атмосферу. Три градуса в столетие, возможно, звучит не слишком драматично. Но это самое большое повышение температуры за последние 10.000 лет, и в результате этого повышения на Земле установится самая высокая средняя температура за последние 150.000 лет.

Справедливости ради следует сказать, что некоторые ученые считают данные о росте средней температуры на Земле преувеличенными. Существует также гипотеза, что парниковый эффект является следствием природных процессов, а не результатом хозяйственной деятельности человечества. Но лучше переоценить опасность, чем недооценить, не так ли?

Другие последствия растущего энергопотребления.

Когда сгорают органические вещества, сера и азот также выбрасываются в атмосферу. Невозобновляемые энергоисточнпки содержат намного больше этих компонентов, чем, например, древесина. При сжигании угля в атмосферу выделяются пыль, сажа, сера, хлор, фтор, микроэлементы – цинк, свинец, никель, медь, хром, кадмий, ртуть, органические соединения, являющиеся источником раковых заболеваний. В атмосфере эти компоненты вступают в реакцию с кислородом и водой, результатом чего являются так называемые кислотные дожди. В больших городах и промышленных центрах образуется смог*. Все эти формы загрязнения окружающей среды, в отличие от парникового эффекта, имеют местный характер.

Большие электростанции, особенно водохранилища гидроэлектростанций, занимают огромные площади земли. Эти земли уже не используются в сельскохозяйственном производстве. В странах с большой плотностью населения нехватка сельскохозяйственных земель представляет серьезную проблему.

Использование радиоактивных материалов на атомных электростанциях тоже представляет большую угрозу окружающей среде.

Подумайте и ответьте

  1. Что такое фотосинтез?
  2. Может ли фотосинтез происходить в темноте?
  3. Почему использование биотоплива для производства энергии не увеличивает концентрации углекислого газа в атмосфере?
  4. Как возникают кислотные дожди?
  5. Что такое «парниковый эффект»?
  6. Можно ли однозначно утверждать, что парниковый эффект вреден?

ПРАКТИКУМ

Задание 10.
Парниковый эффект.

Давайте смоделируем парниковый эффект. Вам понадобится два термометра с одинаковой шкалой, таких маленьких, чтобы они могли уместиться в банке из-под варенья с закручивающейся крышкой. В первой банке установите кусочек черного матового картона, который закроет примерно половину банки внутри. Термометр в банке должен находиться в затемненной стороне от картонки. В другую банку положите алюминиевую фольгу точно так же, как вы установили черную картонку в предыдущей банке. Термометр также должен находиться в затемненной стороне от фольги. Поставьте банки друг возле друга на открытом солнце. Поместите их на что-нибудь, что может служить в качестве теплоизоляционного материала, например, на книгу. Убедитесь, что термометры стоят на затемненных сторонах банок. Скоро вы убедитесь, что температура поднимается быстрее в банке с черной картонкой.

Вот что происходит: В солнечных лучах, доходящих до нас, есть короткие и длинные электромагнитные волны. Короткие – это свет, длинные – это тепловое излучение. Стекло легко пропускает короткие волны (свет), но плохо пропускает длинноволновое (тепловое) излучение. В банке с алюминиевой фольгой лучи отражаются от металла. Длина волн остается неизменной и они покидают банку так же легко, как и вошли в нее. В банке с черной картонкой лучи поглощаются самой картонкой. Солнечная энергия нагревает картонку, её температура повышается. Нагретая черная картонка сама излучает энергию, но длина волны у этих лучей больше, чем у солнечных лучей и они не могут выйти наружу через стекло. Энергия теплового излучения остается в банке, увеличивая температуру воздуха в ней. Таким же образом действует атмосфера Земли. Она хорошо пропускает солнечную энергию, которая приходит к нам в основном в виде света. Эта энергия используется на Земле и превращается в другие виды энергии. Земля же излучает тепловую энергию, которая задерживается атмосферой и не покидает Землю.

 

§ 11. Энергетические кризисы

Электрический и топливный кризисы.

Когда в экономически развитых странах говорят об энергетическом кризисе, подразумевают экстремальные ситуации, которые возникнут, если не будет достаточно дешевой электроэнергии и нефти. Согласно имеющимся оценкам, разведанных в мире запасов угля должно хватить еще на несколько сот лет, запасов нефти – приблизительно на 70 лет, а природного газа - приблизительно на 50 лет. Эти прогнозы могут уточняться по мере открытия новых месторождений, но несомненно одно: рано или поздно эти запасы будут истощены. Что мы будем использовать потом как топливо?

Во избежание подобной ситуации, огромные денежные средства расходуются на поиск новых нефтяных месторождений, на строительство новых атомных электростанций и больших электростанций, работающих на других видах топлива.

До сих пор очень мало средств вкладывается в эффективное энергопотребление и в строительство небольших электростанций, использующих возобновляемые энергоисточники. Но, может быть, отношение к таким энергоисточникам скоро измениться к лучшему? От нас с вами зависит, чтобы отношение общества и властей к таким энергоисточникам изменилось к лучшему.

Топливный кризис.

Пока индустриально развитые страны только стоят перед угрозой энергетического кризиса, который может произойти в будущем, многие люди уже сейчас ощущают жесточайший кризис энергии - катастрофическую нехватку древесины, которую сжигают для приготовления пищи и для обогрева домов.

В сравнении с индустриальными странами, количество энергии, используемое на одного человека в странах третьего мира*, очень низкое. Леса для них являются важным энергоисточником. Практически каждый сельский житель полностью или частично зависит от древесины в приготовлении пищи и обогреве жилища. В городах древесный уголь и дрова являются самыми важными энергоисточниками для бедных и средних классов. До сих пор эти энергоисточники были бесплатными или хотя бы дешевыми.

По данным ООН уже сегодня многие миллионы людей живут в местностях, где использование древесины превышает ее восстановление. Истощение лесов на Земле не может продолжаться долго. В добавление отметим, что топливо становится все более дорогим. Для многих людей процесс приготовления пищи стоит дороже, чем сама пища.

Отсутствие древесины в таких холодных местностях, как Гималаи, Анды и другие горные районы, не дает человеку возможности согреться около огня. Когда люди мерзнут, они больше подвержены болезням.

Древесина, уголь, высушенный помет животных, отходы домашнего хозяйства (бытовой мусор) остаются важными энергоисточниками во многих странах. Каждый день два миллиарда человек потребляют пищу, приготовленную на древесном угле или дровах. Половина вырубленных деревьев и кустарников идет на приготовление пищи и обогрев помещений.

1,5 миллиарда человек не может найти достаточно древесины и поэтому для них ее отсутствие является самым настоящим энергетическим кризисом!

В первую очередь, именно бедные страны испытывают энергетический кризис. В тех местах, где еще остались леса, бедняки не имеют права собирать древесину, т.к. древесина и древесный уголь стали предметами торговли и цены на них возросли. В Непале*, Индии и Бангладеш* беднякам приходится воровать древесину из государственных лесов или частных владений. Они рискуют заплатить штраф или попасть в тюрьму, если их поймают.

Когда сельскохозяйственные отходы и помет животных используются в качестве топлива, жизненно необходимые удобрения не попадают в землю. Это снижает урожайность земли и качество пастбищ, которые являются источником существования многих людей в развивающихся странах.

Топливный кризис в третьем мире устрашает, т.к. бедняки этих стран разрушают основы своего будущего существования для того, чтобы выжить сегодня. Они делают это не потому, что не понимают последствий, а потому, что у них нет выбора.

Представьте себе

Что на Земле закончились запасы нефти (не бесконечны же они). Что изменится в повседневной жизни людей? Какие товары и услуги исчезнут из обихода?

ПРАКТИКУМ

Задание 11.
Транспорт и окружающая среда.

Автомобиль – детище 20 века. В 1900 году было всего несколько тысяч автомобилей во всем мире, а сегодня только в США 150.000.000 автомобилей. Увеличение количества автомобилей было подобно взрыву. Так как большинство автомобилей использует двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине или дизельном топливе, загрязнение окружающей среды выросло в большую проблему. Если бы в каждой стране было столько автомобилей, сколько в США, в мире было бы больше трех миллиардов автомобилей. Это была бы катастрофа для окружающей среды. Это означает, что мы должны научиться благоразумно использовать автомобили.

В этом задании мы рассматриваем использование автомобилей с критической точки зрения. Достаточно ли рационально мы используем автомобили, или можно усовершенствовать их использование самим и помогать в этом другим.

Выберите несколько точек недалеко от школы, где вы будете регистрировать дорожное движение. Разделитесь на группы по два или три человека. Эти группы затем могут сравнить результаты и таким образом лучше справиться с заданием.

Интенсивность дорожного движения различается в течение дня. Будет разумно регистрировать движение 1 час рано утром, 1 час в середине дня и 1 час вечером. Так как интенсивность дорожного движения может изменяться день ото дня, мы советуем вам следить за дорожным движением два дня в неделю и предлагаем выбрать вторник и четверг.

Группируем все виды средств передвижения и записываем их число в таблицу 2.2.

Рассчитайте, сколько примерно бензина было израсходовано за 1 час наблюдений и сколько углекислого газа при этом выделилось в атмосферу. На 100 км автомобиль в городе в среднем использует 10 литров бензина. Средняя скорость движения автотранспорта в городе 40 км/ч. При сгорании 1 м3 бензина выделяется 1,5 м3 углекислого газа.

Таблица 2.2.

Виды средств передвижения Количество, шт.
Поезд/трамвай:  
Автобусы:  
Грузовики:  
Легковые автомобили:  
Мотоциклы:  
Велосипедисты:  
Другие?:  
 

§ 12. Перспективы на будущее

Сегодня во всем мире растет интерес к использованию возобновляемых энергоисточников. В особенности это относится к таким энергоисточникам, как Солнце, ветер и биоэнергия.

За последние 15 лет значительно увеличилась конкурентоспособность возобновляемых энергоисточников в сравнении с такими источниками, как нефть, газ, уголь и ядерная энергия. Если эта тенденция продолжится, возобновляемые энергоисточники займут большую часть энергетического рынка. Уже сегодня мы видим, что возобновляемые энергоисточники могут успешно конкурировать со строительством новых АЭС.

Такое положение вещей очень радует. В отчете, представленном международной комиссией ООН по окружающей среде и развитию, сегодняшняя энергетическая ситуация представлена следующим образом:

«Мы не можем жить без энергии той или другой формы. Будущее развитие полностью зависит от тех форм энергии, которые будут постоянно доступны в возрастающих количествах из надежных возобновляемых источников, которые не являются опасными и не причиняют вреда окружающей среде. В настоящий момент мы не имеем ни одного универсального источника, который бы мог обеспечить нас в будущем в соответствии с нашими потребностями».

Проблема, с которой мы столкнулись, огромна, и каждый по мере своих сил должен вносить свой вклад в её решение. Мы можем начать с самого простого решения, которое выгодно большинству из нас с экономической точки зрения, и это решение таково: научиться использовать энергию, находящуюся в нашем распоряжении, настолько эффективно и безопасно по отношению к окружающей среде, насколько это возможно.

Подумайте и ответьте

  1. Почему для человечества так важен переход от невозобновляемых энергоисточников к возобновляемым?

Далее...