Введение в энеогетику

Твердые отходы и биомасса. Примерно половину твердых отходов составляет вода. Легко собрать можно лишь 15% мусора. Самое большее, что могут дать твердые отходы, - это энергию, соответствующую примерно 3% потребляемой нефти и 6% природного газа. Следовательно, без радикальных улучшений в организации сбора твердых отходов они вряд ли дадут большой вклад в производство электроэнергии.

15. Каковы прогнозы использования отдельных видов энергоресурсов

Использование энергоресурсов - необходимое условие существования и развития человеческой цивилизации. Увеличение масштабов энергопотребления в мире объясняется необходимостью удовлетворения растущих социально-экономических потребностей общества.

Мировой топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является одной из основных составляющих современного мирового хозяйства, охватывает все процессы добычи и переработки топлива (топливные отрасли промышленности), электроэнергетику, а также транспортировку и распределение топлива и электроэнергии. Доля этого комплекса в совокупном мировом ВВП в последние годы составляла около 3 %. Общая структура ТЭК представлена на рисунке.

В настоящее время почти 90 % мировой энергии обеспечивает органическое топливо(1). Многие исследователи выражают беспокойство неуклонным ростом добычи нефти и газа и возможным истощением их природных запасов уже к середине текущего столетия.

Будущее мирового рынка энергоресурсов и его дальнейшее развитие представляет огромный практический интерес для всех стран мира; в начале XXI в. не осталось практически ни одной страны, не вовлеченной в мировую торговлю ими. В этой связи представляется закономерным, что в настоящее время множество организаций регулярно разрабатывают кратко-, средне - и долгосрочные прогнозы развития мировой энергетики и соответствующих рынков энергоресурсов, в их числе можно назвать Международное энергетическое агентство (МЭА), Министерство энергетики США, Мировой банк, специальные службы ОПЕК, Всемирный совет по энергетике и т.д. Постоянный интерес самого широкого круга представителей деловых кругов международного бизнеса к оценке наиболее вероятных перспектив развития мировых рынков энергоносителей (нефти, природного газа и угля) вполне логичен и объясним. В настоящий момент именно состояние мирового рынка нефти, динамика и уровень цен на нем в решающей степени оказывают влияние на мировые цены на другие энергоносители, а опосредованно - и на многие другие сырьевые товары международной торговли. В свою очередь это является важнейшим фактором формирования и всей общехозяйственной конъюнктуры в мире в целом, а также средне - и долгосрочных тенденций развития мировой экономики.

Исследование проблемных вопросов мирового топливно-энергетического комплекса является исключительно важным и для Российской Федерации, так как она, являясь одним из крупнейших экспортеров нефти и природного газа, оказывает весьма существенное влияние на формирование тенденций развития рынков энергоресурсов. При этом топливно-энергетический комплекс традиционно является базовой бюджетообразующей отраслью нашего государства.

По различным оценкам Мирового энергетического совета (World Energy Council), Международного энергетического агентства (International Energy Agency), Департамента энергетической информации США (Energy Information Administration), темпы роста потребления нефти в мире в период до 2020г. составят от 1,8 до 2,1 % в год. При этом наиболее интенсивный рост потребления нефти ожидается в Азии, Китае, странах Южной и Центральной Америки, а также в странах с переходной экономикой. Рост спроса в этих регионах будет более чем в 3 раза превышать этот показатель для стран ОЭСР. Наибольшие темпы роста нефтедобычи в указанный период ожидаются в странах ОПЕК, России, странах СНГ, а также в некоторых развивающихся странах. В этот же период ожидаются определенные изменения в региональной структуре мировой добычи нефти. Доля развивающихся стран и стран ОПЕК в общемировых объемах добычи увеличится к 2020г. примерно на 10% и составит около 65 %2. В то же время относительная доля стран ОЭСР снизится до уровня 20 % от общемирового объема, и в европейском регионе ОЭСР добыча нефти, достигнув своего пика, начнет постепенно снижаться. Производство в странах ОЭСР в 2010г. будет составлять 5,2 млн баррелей/день, а в 2020г - 3,5 млн баррелей/день. Таким образом, зависимость промышленно развитых стран от импорта энергоносителей, что подтверждается прогнозами Международного энергетического агентства, будет неуклонно возрастать, что потребует диверсификации в поставках для решения вопросов энергетической безопасности. Только несколько индустриально развитых стран смогут обеспечивать растущие потребности в энергии за счет собственных источников.

В целом, по имеющимся оценкам, ожидаемый прирост потребления нефти в мире в ближайшие 20 лет будет существенным и составит около 30 -40 млн баррелей в день (более чем на 40%). При этом страны ОПЕК сохранят свою лидирующую роль в удовлетворении ожидаемого прироста спроса. Такие прогнозы диктуют необходимость проведения долгосрочной и взвешенной политики на рынке, которая позволит, с одной стороны, обеспечить стабильный приток инвестиций для развития мощностей в странах-производителях, а с другой -поддержать устойчивые темпы мирового экономического роста.

По исследованиям Мирового энергетического совета (МЭС), энергоемкость мирового хозяйства в обозримой перспективе будет постепенно снижаться, но тесная зависимость между приростом ВВП и увеличением энергопотребления по-прежнему останется в силе. Вместе с тем расход энергии на единицу производимой продукции и единицу прироста ВВП будут в целом иметь понижательную тенденцию.

Представленный прогноз вместе с тем справедлив только при соблюдении следующих допущений: динамика и структура мирового развития сохранится, а темпы прироста численности населения будут снижаться. Это позволит снизить темпы прироста энергопотребления при одновременном значительном повышении душевого спроса, особенно в развивающихся странах, где до сих пор не имеет доступа к электроэнергии более 1,5 млрд человек.

Так, улучшение качества жизни населения развивающихся стран должно привести как к абсолютному, так и к относительному росту энергопотребления, которое в ближайшие десятилетия по темпам роста будет мало уступать росту ВВП.

В странах из числа развивающихся опережение ВВП по отношению к энергопотреблению составило за 15 лет только около 3 %. В результате их энергопотребление за последнюю треть века выросло более чем в 4 раза, а доля в глобальном загрязнении увеличилась с 20 до 37 %(3). Это означает, что энергоемкость их экономик значительно больше, чем энергоемкость экономик развитых стран из-за низкой эффективности использования энергетических ресурсов.

Как известно, потребление энергии на душу населения в развивающихся странах существенно (в 7-8 раз) ниже, чем в промышленно развитых странах. При этом любое изменение жизненного уровня и образа жизни населения в развивающихся странах неизбежно приводит к повышению общего и душевого энергопотребления, так как средств на снижение энергоемкости хозяйства у развивающихся государство нередко не хватает. Так, сейчас немногим более 20 % населения мира потребляет 60 % всей производимой первичной энергии, тогда как около 5 млрд чел. довольствуются лишь 40 %, 2 млрд чел. в беднейших странах (в которых годовой доход - 1 тыс. долл. на 1 жителя и менее) используют лишь 0,2 т условного топлива в год на 1 жителя, при этом 1 млрд чел. из промышленно развитых стран (с доходом более 22 тыс. долл.) потребляют в 25 раз больше - 5 т условного топлива в год(4).

Одним из важных моментов является то обстоятельство, что в развивающихся странах велика доля потребления так называемых "некоммерческих" видов энергии. Так, по некоторым оценкам, более 10% мирового энергопотребления покрывается за счет сжигания дров, отходов урожая, сухого навоза. По мере сокращения сельского населения и роста доли городского увеличивается и относительно, и абсолютно потребление более дорогих энергоносителей - ископаемых, электроэнергии, древесного угля. Все это может привести к опережающему росту потребления "коммерческих" видов энергии. И только значительно запаздывающее повышение жизненного уровня населения в развивающихся странах, которое будет по-прежнему сопровождаться ростом душевого энергопотребления, приведет, в конце концов, к существенному замедлению прироста численности населения. Это в свою очередь со значительным временным лагом теоретически может вызвать некоторое снижение общего спроса на энергию в мире.

Указанное позволяет сделать вывод о том, что, возможно, через пару десятилетий наметившаяся линейная зависимость между ростом ВВП и энергопотребления может нарушиться - второй процесс по темпам начнет отставать от первого - главным образом в результате энергосбережения и не только в промышленно развитых странах Запада, но постепенно и в развивающихся и бывших социалистических странах.

Одновременно следует отметить, что потребление энергии в расчете на душу населения существенно отличается по странам. Так, в последние годы чуть более 20 % населения мира в основном из промышленных стран, включая Россию, потребляет около 60 % всей производимой первичной энергии, тогда как оставшиеся примерно 5 млрд чел. довольствуются лишь 40%. При этом 2 млрд чел. в беднейших странах (душевой доход - порядка 1 тыс. долл. в год) используют лишь 0,2 т условного топлива в год на 1 жителя, тогда как 1 млрд чел. из промышленно развитых стран (доход - более 22 тыс. долл.) потребляют в 25 раз больше - примерно 5 т условного топлива ежегодно(5).

Темпы прироста потребления первичных энергоносителей по странам очень разные.

Указанные государства можно разделить на две группы: с быстро растущим энергопотреблением и с незначительным приростом. Ко второй группе относятся почти все страны, уже давно вставшие на путь постиндустриального развития - это Италия, Великобритания, Канада, Франция, США, Япония. К первой же группе относятся основные развивающиеся и бывшие социалистические страны: Республика Корея, Индия, КНР, Бразилия. Особняком стоят некоторые страны с переходной экономикой (в частности, Россия) с еще не до конца преодоленными последствиями кризиса, а также Испания, где высокие темпы можно объяснить более быстрым экономическим ростом, чем в основных европейских странах при относительно низкой энергоэффективности основного оборудования. Кроме того, Испания среди всех развитых стран обладает самым низким энергопотреблением на душу населения, хотя и характеризующимся высокими темпами роста.

Изучение опыта большинства стран показало, что энергопотребление надушу населения стабилизируется или начинает сокращаться только после достижения определенного и достаточно высокого уровня.

Среди факторов, от которых главным образом зависит уровень энергопотребления на душу населения, можно назвать технологический уровень развития, отраслевую структуру хозяйства, темпы роста экономики, прироста численности населения, уровень автомобилизации населения, климатические условия, структуру энергобаланса, степень энергоэффективности экономики.

В частности, относительно высокий уровень душевого потребления в США и Канаде объясняется исключительно высоким уровнем автомобилизации населения и хозяйства, а также и определенным расточительством из-за относительной дешевизны энергоносителей. В Западной Европе потребление энергии на душу населения в 2-2,5 раза ниже и растет слабо, благодаря интенсивному внедрению методов энергосбережения, технологических инноваций совершенствованию отопительных систем и теплоизоляции помещений, а также свертыванию энергоемких отраслей - в первую очередь горной, металлургической и крупной химической промышленности.

В среднем потребление энергии на душу населения по миру в целом растет достаточно медленно. Среди причин роста - положительная динамика этого показателя в странах Восточной и Юго-Восточной Азии и Латинской Америки, на фоне индустриального развития, и определенный экономический рост за последние годы в странах Восточной Европы и СНГ. Это перекрывает такие сдерживающие факторы, как продолжающийся процесс энергосбережения в развитых странах Запада, резкое свертывание производства после развала социалистической системы, а также экономические трудности беднейших развивающихся стран, которые не в состоянии импортировать современные энергоносители в необходимых количествах.

За прошлый XX в. энергопотребление на душу населения в среднем по миру возросло в 4 раза и, скорее всего, оно будет продолжать расти, особенно в странах из числа развивающихся. По некоторым оценкам, через 20 - 30 лет на развивающиеся страны будет приходиться большая часть спроса на энергию, но вместе с тем и выбросов. Если эти страны будут развивать энергетику по экстенсивной модели на основе устаревших технологий, то это может привести к энергодефицитности экономики, а также к глобальным экологическим проблемам(6).

Мировое энергопотребление с 1996 по 2006 г. выросло в абсолютном выражении с 8,9 млрд до 10,9 млрд т нефтяного эквивалента, т.е. на 22,81 %. В целом же следует отметить неуклонное снижение прироста энергопотребления: за 1970 - 1980гг. он составил 29,4%, за 1980 - 1990 - 26,4%, за 1990 -2000 -14,47 %. Среднегодовые темпы роста энергопотребления за период с 1980г. составили 1,7%, причем наибольшие темпы прироста наблюдались в новых индустриальных странах Азии (Таиланд - 8,6 %, Малайзия - 8,4 %, Китай - 4,1 %), наименьшие (в некоторых случаях даже отрицательные) в странах с переходной экономикой и развитых странах Европы.

И все же, несмотря на энергосберегающие меры и структурные изменения в экономике, на все промышленно развитые страны (включая Россию) приходится около 60 % мирового потребления при населении 18 % от мирового, на страны Африки - соответственно 2,5 % и 12,35, Латинской Америки - 5,4 и 8,4%, остальное приходится на страны Азии (без Японии)(7).

Вместе с тем ожидается, что уже через два десятилетия около 2/3 прироста мирового потребления энергии будет приходиться именно на развивающиеся страны, в первую очередь на Китай и Индию, что существенно изменит всю структуру мирового энергетического баланса. Уже на сегодняшний день эти государства являются основными мировыми потребителями угля.

Несмотря на коренные изменения в экономической и социальной структуре общества, за период с 1970г. суммарная доля трех главных природных энергоносителей - нефти, угля и природного газа - изменилась относительно незначительно. При этом несмотря на политические инициативы, различные экономические усилия по экономии энергии, а также интенсивное развитие атомной энергетики и непрекращающиеся попытки ускоренного развития новых нетрадиционных источников получения энергии, доля нефти, угля и природного газа с 84,8 % в 1970г. к настоящему времени составила 87 %.

Несмотря на коренные изменения в промышленной, экономической и социальной структуре общества за 30-летний период, доли трех главных ископаемых энергоносителей - нефти, угля и природного газа в сумме практически не снизились.

Вероятно, доля ископаемых энергоносителей будет снижаться и далее до 76 % к 2020 г. и до 69 % к 2050г. Вместе с тем предполагается существенный рост доли природного газа, который, по данным Международного энергетического агентства, может выйти на 1 -е место среди энергоносителей, однако лишь при условии, что он все-таки станет полноправным автомобильным топливом.

Западная экономическая наука сформулировала три условия успешного развития мировой энергетики, которые назвали "три A" (Accessibility, Availability, Acceptability).

Обеспечение свободного доступа к источникам энергии (Accessibility) требует резкого повышения тарифов на энергию, которые могли бы покрыть и внешние (в том числе и экологические) издержки. Пока общество не готово к такому резкому повышению расходов на энергию, вместе с тем, безусловно, это является стимулом к дальнейшему увеличению энергоэффективности мирового хозяйства.

Принцип наличия (надежности) энергоснабжения (Availability) предполагает возможность диверсификации энергоносителей и возможности использования новых источников энергии.

Экологическая приемлемость (Acceptability) касается в первую очередь развивающихся государств и государств с переходной экономикой, на которые уже во втором десятилетии текущего века будет приходиться более половины мирового энергопотребления и, в основном, на базе устаревших энергоемких технологий.

Предполагается, что одним из главных вопросов будущей мировой энергетики станет соотношение отдельных энергоносителей в общем энергопотреблении. Основной задачей представляется снижение зависимости от ископаемых энергоносителей, которая сейчас составляет более 80 %. От этого во многом зависят темпы и направления мирового развития.

Наиболее вероятно, что нефть остается главным энергоносителем в мировом энергобалансе, темпы прироста ее потребления сохранятся на ближайшие 20 лет на уровне 1,9%, так что к 2020 г. добыча нефти составит 5,75 млрд т против 3,8 млрд т в настоящее время(8). В промышленно развитых странах большая часть прироста потребления нефти приходится на нефтепродукты для транспорта. По мере истощения многих нефтяных месторождений добыча все больше концентрируется в немногих странах Ближнего и Среднего Востока, России, развивающихся странах Африки и Азии, что требует все больших инвестиций в развитие инфраструктуры для доставки нефти в страны-потребители, что в свою очередь, независимо от конъюнктурных колебаний, неизбежно приводит к росту цен.

Нефть с 1966г. занимает 1-е место среди всех энергоносителей в мировом энергобалансе. Это объясняется исключительными физико-химическими качествами этого сырья, добыча и промышленное использование которого ведется уже полтора столетия. Высокая теплотворная способность и высокая транспортабельность обеспечили нефти прочное положение в энергобалансе. Эти качества нефти как минерального сырья были полностью реализованы в процессе массовой автомобилизации путем внедрения двигателя внутреннего сгорания, не получившего до сих пор реальной альтернативы. На сегодняшний день примерно 40% добываемой нефти перерабатывается в моторные топлива для автомобилей. Большую роль играет нефть в развитии химической промышленности - производстве пластмасс и других искусственных материалов с заранее заданными физическими и химическими свойствами.

В 2006 г. на нефть приходилось 35,7 % всей потребляемой в мире энергии, тогда как четверть века назад эта цифра составляла 48 %(9). После начала энергетического кризиса ожидалось более резкое падение добычи нефти в 1989 - 1990-х гг. - как результат начала более широкого использования других энергоносителей, в частности атомной энергии, и широкого внедрения методов энергосбережения. Вместе с тем дальнейшему течению этого процесса помешало резкое падение цен на нефть в середине 1990-х гг. прошлого века, высокая стоимость использования новых энергоносителей, не оправдавшееся развитие атомной энергетики. Стремительный рост цен на нефть, а затем и природный газ и уголь в 2005 г. и их высокий уровень в последующие годы заставит вновь вернуться к более широкому использованию альтернативных источников энергии и повышению энергетической эффективности хозяйства.

Природный газ в настоящий момент - самый быстро растущий в структуре энергопотребления энергоноситель. Предполагаемый рост его доли среди коммерческих энергоносителей к 2020г. составит с 22 до 26 %, главным образом за счет сокращения доли атомной энергии и угля. Уже после 2010г. природный газ должен выйти на 2-е место, обогнав уголь, и большая часть прироста будет использована в качестве топлива для газовых турбин комбинированного цикла на ТЭЦ.

По предварительным оценкам, доля природного газа на мировом энергетическом рынке в перспективе будет возрастать, так как газ является наиболее эффективным и самым экологически чистым энергоносителем из числа углеводородов. В последнее время удельный вес газа в энергопотреблении стран Западной Европы увеличился, и, согласно экспертным оценкам, в дальнейшем эта тенденция сохранится. Основными факторами, способствующими этому, являются: рост числа ТЭЦ, использующих природный газ в качестве топлива, увеличение использования газа в жилом секторе (особенно в Центральной и Восточной Европе), потеря привлекательности ядерной энергетики, обострение проблем экологии. В 2006г. доля газа в потреблении первичной энергии в мире составляла около 23,67 %.

Вместе с тем при его высокой экологической безопасности природный газ требует создания дорогостоящей инфраструктуры. Хотя к 2020г. и прогнозируется рост потребления газа более чем на 80 %, значительно возрастут расходы по его транспортировке вследствие удаленности расположения основных его месторождений от мест потребления. Основными статьями затрат станут сооружение газопроводов, заводов по сжижению газа и т. п.

По оценкам экспертов, к 2020г. доля угля может незначительно снизиться за счет вытеснения природным газом из электроэнергетики, промышленности и коммунального сектора. Среднегодовой прирост мирового потребления угля за 20 лет будет немногим более 1,5%. В основном прирост будет происходить за счет Китая и И ндии с их огромными геологическими запасами угля и особенно интенсивным ростом электроэнергетики.

В связи с ростом цен на углеводородные энергоносители динамичное развитие получат "возобновляемая" энергетика (геотермальная, солнечная, ветровая, энергия морских волн и биомасса). Но их доля останется незначительной и возрастет всего с 2 до 3 %, так как пока они остаются более дорогими, чем использование нефти, газа или угля.

Таким образом, в настоящее время ситуация на мировом энергетическом рынке характеризуется следующими обстоятельствами:

-на сегодняшний день нефть выступает энергоносителем общемирового, природный газ - в основном регионального, уголь - локального значения;

-наблюдается резкий рост потребления углеводородов, которые в обозримом будущем не будут заменены альтернативными источниками энергии;

-продолжающийся экономический рост развивающихся азиатских стран, быстрое увеличение численности их населения и чрезвычайно высокая энергоемкость национальных экономик резко приводят к росту их потребности в энергоресурсах;

-уровень обеспеченности мировой экономики природными запасами нефти и газа снижается;

-промышленно развитые страны проявляют активный интерес к развитию альтернативной энергетики.

По прогнозам экспертов, роль нефти в мировом энергообеспечении будет максимальной (снижение интереса к ней возможно только начиная с 2030г.).

Предполагается, что в ближайшее десятилетие нефть останется ведущим энергоисточником, обеспечивая около 40 % энергопотребления. За ней следуют природный газ (28 %), уголь (20 %), возобновляемые источники (7%) и ядерная энергия (5%).

Доли природного газа и нефти будут расти, а угля и ядерной энергии - падать. К концу десятилетия доля ядерной энергии может стабилизироваться и начнут расти альтернативные источники энергии, но их рост не повлияет на базовые тенденции, по крайней мере, в ближайшие 15-25 лет.

Энергоемкость мировой экономики будет постепенно снижаться (преимущественно за счет промышленно развитых стран), но линейная зависимость между ростом ВВП и увеличением энергопотребления сохранится. Продолжающийся рост мировой экономики еще некоторое время будет обеспечивать и растущий спрос на энергоносители. Вместе с тем рост энергопотребления замедляется и все больше отстает от темпов роста ВВП. Национальные хозяйства различных стран начинают приспосабливаться к высоким ценам посредством снижения энергоемкости и обращения к альтернативным и возобновляемым источникам энергии.

По прогнозам специалистов, в ближайшее десятилетие наиболее быстрые темпы роста энергопотребления ожидаются в период 2006-2012 гг. -в среднем - на 1,6-2 % в год. Затем может начаться некоторое замедление, однако в целом основные тенденции сохранятся. Быстрее всего потребление будет расти в странах AT Р.

Доля развивающихся стран в мировом энергопотреблении будет расти, а развитых - снижаться. При этом потребление нефти, природного газа и угля в развивающихся странах превысит потребление этих видов топлива в индустриальных государствах.

Потребление нефти в мире будет возрастать в основном за счет стран АТР (в среднем - на 2,8 % в год), прежде всего Китая (4,5% в год) и Индии (3,5 % в год), рост сохранится в Северной Америке (1,4% в год), Латинской Америке (2,6% в год) и на Ближнем Востоке (2,1 % в год).

Что касается потребления природного газа, то оно будет быстрее всего расти в странах АТР (в среднем - на 3,6 % в год), в Центральной и Южной Америке (на 3,2%), на Ближнем Востоке (3,1 %), в Африке (4,1 %). Предполагается, что росту потребления газа способствуют удешевление и совершенствование технологических систем его использования и транспортировки. Добыча и, как следствие, предложение газа возрастут благодаря реализации ряда крупнейших проектов в России (полуостров Ямал, Восточная Сибирь, Дальний Восток, шельф Карского моря), в Иране, Катаре (Северное, Южный Парс и др.), Туркменистане (шельф Каспийского моря), Кувейте, Алжире, Ливии, Азербайджане, Казахстане, Саудовской Аравии, ОАЭ и др.

16. Какова роль возобновляемых источников энергии в современном мире

Энергию, которую мы используем сегодня, получают, в основном, из ископаемых видов топлива. Уголь, нефть и природный газ - ископаемые виды топлива, созданные в течение миллионов лет в процессе распада растений и животных. Месторасположение этих ресурсов - недра Земли. Под воздействием высокой температуры и давления процесс образования ископаемых видов топлива продолжается и сегодня, однако их использование происходит намного быстрее, чем образование. По этой причине ископаемые виды топлива считаются невозобновляемыми, поскольку их ресурсы могут исчерпаться в недалеком будущем. Кроме того, сжигание ископаемых видов топлива ведет к загрязнению и другим негативным воздействиям на природную среду. Поскольку наше существование зависит от энергии, мы должны использовать такие ее источники, ресурсы которых были бы неограниченными. Такие источники энергии называются возобновляемыми. Кроме того, производство энергии из возобновляемых источников не наносит вред окружающей среде в отличие от сжигания ископаемых видов топлива.

Среди ископаемых видов топлива особое место занимает уран - ядерное топливо, ресурсы которого могут быть истощены менее чем за 100 лет. Однако, в так называемых реакторах-размножителях, можно получать новый уран. В то же время, в связи с проблемой радиоактивных отходов, которая представляет опасность в течение миллионов лет, а также после Чернобыльской катастрофы, продемонстрировавшей риск, связанный с использованием атомной энергии, большинство правительств индустриальных стран отказывается от использования атомной энергии. Этот процесс продолжается несмотря на тот факт, что атомная энергия, при производстве которой почти не образуются парниковые газы, может в какой-то степени рассматриваться в качестве решения проблемы глобального изменения климата (см. ниже). Проблема эмиссии парниковых газов, признанная одной из наиболее важных среди множества других, требует уменьшить использование энергии ископаемых видов топлива.

Почему необходима замена способа производства энергии?

Основная проблема состоит не в том, что мы используем энергию, а в том, как мы ее производим и как потребляем энергетические ресурсы. До тех пор, пока человечество продолжает удовлетворять свои потребности в энергии путем сжигания ископаемых видов топлива или с помощью ядерных реакций, у него будут существовать проблемы воздействия на природную среду, социальные проблемы и проблемы устойчивого развития. В чем мы действительно нуждаемся - так это в источниках энергии, которые не имеют временных ограничений и могут использоваться без загрязнения окружающей среды.

Потребление энергии - проблема устойчивого развития. Ежегодно для производства энергии используется 10 млрд.. тонн топлива в угольном эквиваленте. Около 40% этого количества приходится на нефть. Учитывая, что кроме нефти используются такие виды топлива, как уголь и природный газ, можно заключить, что более 90% всей потребляемой энергии производится с использованием углеродосодержащего сырья. Следствием такого масштабного использования ископаемых источников энергии может быть глобальное потепление (так называемый парниковый эффект) и недостаток ресурсов в будущем.

Открытие в древности огня и появившаяся возможность сжигания древесины впервые сделали доступным использование для человечества большого количества энергии. Позже (4000 - 3500 лет до н.э.), с появлением первых парусных судов и ветряных мельниц, а также с началом использования энергии воды в водяных мельницах и для систем ирригации, культурное развитие человечества ускорилось. В течение нескольких тысяч лет потребности человечества в энергии удовлетворялись только за счет возобновляемых источников энергии - Солнца, биомассы, гидроэнергии и энергии ветра. Так продолжалось до начала индустриальной революции и возникновения возможности преобразовывать тепловую энергию в механическую, увеличившей потребление энергии и ускорившей индустриальное развитие. Индустриальная революция была революцией энергетической технологии, основанной на использовании ископаемого топлива. Процесс был постепенным: от использования местных угольных месторождений к эксплуатации нефти и месторождений природного газа в глобальном масштабе. Использование ядерной энергии началось около 50 лет тому назад. После эры ископаемого топлива мир приближается к началу нового переходного периода: от ископаемого топлива - опять к использованию возобновляемых источников энергии. Фундаментальное изменение в общей картине использования энергии видно в огромном увеличении спроса на энергию с середины прошлого столетия. Это увеличение является результатом не только индустриального развития, но также и роста населения. С 1850 по 1970 год мировое население выросло в 3,2 раза, использование энергии на душу населения выросло примерно в 20 раз, а общее использование индустриальных и традиционных форм энергии выросло более чем в 12 раз.