Насколько велики энергетические ресурсы?

Мы остановимся в этом разделе в основном на одном виде энергетических ресурсов - органическом топливе: угле, нефти, газе, горючих сланцах.

Несколько десятилетий назад многие специалисты считали, что человечество стоит на пороге огромной катастрофы - угольного голода. В очень популярной лет 50 назад книге Г. Гюнтера «Энергетика будущего (через 100 лет)» (См.: Гюнтер Г. Энергетика будущего (через 100 лет). - М.: Гос. энерг. изд-во, 1933. - С. 5. )было сказано: «В 1913 г. состоялся большой Международный геологический конгресс. Из многочисленных докладов, сделанных на этом конгрессе, один из важнейших был посвящен мировым запасам угля. Обыкновенно цифры воспринимаются как сухой и скучный материал. Этот доклад снова подтвердил, что цифры могут волновать людей, так как за этой сухой статистикой запасов и добычи угля вырос внезапно угрожающий призрак настоящего угольного голода».

Разрабатывались различные полуфантастические и совсем уже фантастические проекты создания энергетических установок, использующих энергию прибоя, морских приливов и отливов, ветра и др. Мы приведем здесь в качестве примера один такой проект, касающийся Средиземного моря; автором проекта был Г. Зергель.

Идея проекта была основана на том, что с поверхности Средиземного моря ежегодно испаряется свыше 4000 км³ воды. Постоянство уровня воды в Средиземном море достигается главным образом за счет притока воды из Атлантического океана через Гибралтарский пролив (Конечно, значительная часть воды поступает также в Средиземное море с реками (Роной, Нилом, Днепром и многими другими) и в виде осадков. ).Поэтому, по Зергелю, если Гибралтарский пролив перегородить огромной плотиной и за несколько лет создать разность уровней воды в Атлантическом океане и Средиземном море несколько десятков метров (Зергель предполагал даже 200 м) и соорудить гидроэлектростанцию, то мощность ее будет измеряться многими десятками или даже сотнями тысяч киловатт (все зависит от величины разности уровней воды).

На рис. 1, заимствованном из книги Г. Понтера, представлена схема этого сооружения. Проект «Средиземное море» относится к числу фантастических. Не говоря уже о трудностях сооружения огромной плотины длиной около 29 км, следует иметь в виду, что строительство плотины высотой 200 м, как предполагал Г. Зергель, повлечет за собой большие географические изменения. В частности, многие земли, являющиеся теперь дном моря, станут сушей, Адриатическое море исчезнет, Сицилия соединится с Италией, Сардиния - с Корсикой, многие портовые города окажутся удаленными от моря. Мы уже не говорим о том, что произошло бы, если бы по какой-либо причине плотина была разрушена и волны Атлантического океана хлынули в Средиземное море...

Рис. 1. Гибралтарский пролив с пректируемой Зергелем плотиной в 29 км и двумя гигантскими гидроэлектростанциями мощностью 160 млн. кВт

Как оцениваются ресурсы органического топлива нашей планеты в настоящее время?

Рис. 1. Гибралтарский пролив с проектируемой Зергелем плотиной в 29 км и двумя гигантскими гидроэлектростанциями мощностью 160 млн. кВт

Можно, пожалуй, сказать, что большинство ученых оценивают запасы органического топлива (угля, нефти, природного газа, горючих сланцев) огромной цифрой порядка 10¹³ тут (1 Тут - тонна условного топлива, т. е. топлива с теплотворной способностью 7000 ккал/кг.)), причем доля угля и горючих сланцев (твердого топлива), вместе взятых, составляет более 80%.

Оказывается, однако, что практически не все это топливо может быть использовано. Существует так называемый коэффициент извлечения, представляющий собой отношение того количества топлива, которое в действительности может быть извлечено из данного его месторождения, ко всему запасу топлива данного месторождения. Величина коэффициента извлечения зависит от вида топлива, характера месторождения и средств добычи. Больше всего он для газа, меньше - для нефти. Оценив в среднем коэффициент извлечения величиной 0,5, мы не сделаем большой ошибки.

Итак, если общий запас органического топлива составляет 10¹³ тут, то извлекаемый запас составит 5x10¹² тут, т. е. 5 трлн. тут.

Много это или мало?

Для ответа на этот вопрос надо оценить ежегодное потребление органического топлива, а это очень непросто. В 1980 г. потребление всех энергетических ресурсов (угля, нефти, природного газа, атомного сырья, гидроресурсов и в малой мере некоторых других) всеми странами мира составляло приблизительно 10 млрд. тут. Если бы потребление энергоресурсов оставалось неизменным и если бы мы приняли в расчет только органическое топливо, то запасов его хватило бы на

Потребление энергетических ресурсов пока что с каждым годом увеличивается. Однако многие ученые полагают, что оно, достигнув к 2000 г. 13-17 млрд. тут в год, далее расти не будет и начнет снижаться.

Таким образом, если принять годовое потребление энергоресурсов неизменным, равным 20 млрд. тут, и по-прежнему учитывать только запасы органического топлива, то человечеству хватит органического топлива на

Вероятно, мы скорее занизили, чем завысили эту цифру.

Мы вовсе не приняли во внимание ресурсы ядерной энергии, а между тем, по подсчетам специалистов (разумеется, ориентировочным), ресурсы урана на Земле, если использовать атомные электростанции (АЭС) с реакторами на тепловых нейтронах, приблизительно равны по энергетическому эквиваленту запасам нефти и газа, вместе взятым (Здесь не приняты во внимание ресурсы тория, поскольку торий не нашел пока что применения в ядерной энергетике, хотя многие специалисты считают, что тория на Земле гораздо больше, чем урана).

Если же на АЭС используются реакторы на быстрых нейтронах, то запасы урана можно считать практически неисчерпаемыми.

Не следует забывать, когда речь идет о долгосрочном прогнозе, что очень трудно, а скорее всего невозможно представить себе, какие успехи будут достигнуты в развитии науки и техники, в частности в энергетике. Вспомним, например, что еще в 1940 г. никто не представлял себе реальной возможности освобождения и использования ядерной энергии, создания ЭВМ с огромным быстродействием и использования лазерного луча.

Говоря об энергетических ресурсах, нельзя обойти молчанием так называемые возобновляемые источники энергии, к числу которых в первую очередь следует отнести солнечную энергию, геотермальную энергию, ветер и некоторые другие. Настоящее время - первый этап их широкого использования как с целью получения тепла (энергия Солнца и геотермальная энергия), так и для выработки электрической энергии.