Хүн төрөлхтний эрчим хүчний асуудал, түүнийг шийдвэрлэх арга замууд

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Хүн төрөлхтний эрчим хүчний асуудал жил ирэх тусам улам бүр газар авч байна. Энэ нь дэлхийн хүн амын өсөлт, технологийн эрчимтэй хөгжиж байгаатай холбоотой бөгөөд энэ нь эрчим хүчний хэрэглээний түвшин байнга өсөхөд хүргэдэг. Цөмийн, альтернатив болон усан цахилгаан станцыг ашиглаж байгаа хэдий ч хүмүүс дэлхийн гүнээс түлшний арслангийн хувийг гарган авсаар байна. Газрын тос, байгалийн хий, нүүрс нь сэргээгдэхгүй байгалийн эрчим хүчний нөөц бөгөөд одоогийн байдлаар нөөц нь маш чухал хэмжээнд хүртэл буурчээ.

Төгсгөлийн эхлэл

Хүн төрөлхтний эрчим хүчний асуудал даяарчлах нь өнгөрсөн зууны 70-аад оны үед буюу хямд нефтийн эрин үе дуусч эхэлсэн. Энэ төрлийн шатахууны хомсдол, үнэ огцом өссөн нь дэлхийн эдийн засагт ноцтой хямралыг үүсгэв. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам өртөг нь буурсан ч хэмжээ нь тогтмол буурч байгаа тул эрчим хүч, түүхий эдийн асуудалхүн төрөлхтөн улам хурц болж байна.

Жишээлбэл, ХХ зууны 60-80-аад оны үед л дэлхийн нүүрсний олборлолтын хэмжээ эдгээр нөөцийн нийт эзлэхүүний 40%, газрын тос 75%, байгалийн хий 80% байсан. зууны эхэн үеэс хэрэглэж ирсэн.

Хэдийгээр 70-аад оноос шатахууны хомсдол үүсч, эрчим хүчний асуудал нь хүн төрөлхтний хувьд дэлхий нийтийн тулгамдсан асуудал болох нь тодорхой болсон ч түүний хэрэглээ өсөх төлөвтэй байсангүй. 2000 он гэхэд ашигт малтмалын олборлолтын хэмжээг 3 дахин нэмэгдүүлнэ гэж төлөвлөж байсан. Дараа нь мэдээж эдгээр төлөвлөгөө багассан боловч хэдэн арван жил үргэлжилсэн нөөцийг хэт үрэлгэн ашигласны үр дүнд өнөөдөр тэд бараг байхгүй болсон.

Хүн төрөлхтний эрчим хүчний асуудлын газарзүйн гол асуудлууд

Шатахууны хомсдол нэмэгдэж байгаагийн нэг шалтгаан нь түүнийг олборлох нөхцөлийг хүндрүүлж, улмаар энэ үйл явцын өртөг өссөнтэй холбоотой юм. Хэдэн арван жилийн өмнө газрын гадарга дээр байгалийн баялаг байсан бол өнөөдөр бид уурхай, хий, газрын тосны цооногуудын гүнийг байнга нэмэгдүүлэх шаардлагатай байна. Хойд Америк, Баруун Европ, Орос, Украины хуучин аж үйлдвэрийн бүс нутагт эрчим хүчний нөөц үүсэх уул уурхай, геологийн нөхцөл байдал ялангуяа мэдэгдэхүйц доройтож байна.

Хүн төрөлхтний эрчим хүч, түүхий эдийн асуудлын газарзүйн шинж чанарыг харгалзан үзвэл тэдгээрийн шийдэл нь нөөцийн хил хязгаарыг өргөжүүлэхэд оршдог гэж хэлэх ёстой. Шинэ зүйл сурах хэрэгтэйуул уурхайн болон геологийн нөхцөл нь хөнгөн газар. Ингэснээр түлшний үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулах боломжтой. Гэсэн хэдий ч эрчим хүчний нөөцийг шинэ газар олборлоход нийт хөрөнгийн зарцуулалт ихэвчлэн хамаагүй өндөр байдаг гэдгийг анхаарах хэрэгтэй.

Хүн төрөлхтний эрчим хүч, түүхий эдийн асуудлын эдийн засаг, геополитикийн асуудлууд

Байгалийн түлшний нөөц шавхагдаж байгаа нь эдийн засаг, улс төр, геополитикийн хүрээнд ширүүн өрсөлдөөнийг бий болгосон. Шатахууны аварга корпорациуд түлш, эрчим хүчний нөөцийг хуваах, нөлөөллийн хүрээг дахин хуваарилах чиглэлээр ажилладаг бөгөөд энэ нь байгалийн хий, нүүрс, газрын тосны дэлхийн зах зээлд үнийн тогтмол хэлбэлзэлд хүргэдэг. Нөхцөл байдлын тогтворгүй байдал нь хүн төрөлхтний эрчим хүчний асуудлыг улам хурцатгаж байна.

Дэлхийн эрчим хүчний аюулгүй байдал

Энэ ойлголт 21-р зууны эхээр хэрэглэгдэж эхэлсэн. Ийм аюулгүй байдлын стратегийн зарчмууд нь найдвартай, урт хугацааны, байгаль орчинд ээлтэй эрчим хүчний хангамжийг хангадаг бөгөөд үнэ нь үндэслэлтэй бөгөөд шатахуун экспортлогч болон импортлогч орнуудад тохирсон байх болно.

Хүн төрөлхтний эрчим хүчний асуудлын шалтгааныг арилгаж, дэлхийн эдийн засгийг уламжлалт түлш, эрчим хүчний өөр эх үүсвэрээр хангахад бодитой арга хэмжээ авч байж л энэ стратегийг хэрэгжүүлэх боломжтой. Мөн өөр эрчим хүчийг хөгжүүлэхэд онцгой анхаарах хэрэгтэй.

Эрчим хүч хэмнэх бодлого

Хямд түлшний энэ үед дэлхийн олон улс орон маш их нөөц ихтэй эдийн засагтай болсон. Юуны өмнө энэ үзэгдэл ашигт малтмалын баялаг ихтэй мужуудад ажиглагдсан. Жагсаалтыг ЗХУ, АНУ, Канад, Хятад, Австрали тэргүүлжээ. Үүний зэрэгцээ ЗСБНХУ-ын түлшний хэрэглээний хэмжээ Америкийнхаас хэд дахин их байсан.

Энэ байдал нь дотоод, аж үйлдвэр, тээвэр болон эдийн засгийн бусад салбарт эрчим хүч хэмнэх бодлогыг яаралтай нэвтрүүлэхийг шаардаж байв. Хүн төрөлхтний эрчим хүч, түүхий эдийн асуудлыг бүх талаас нь харгалзан эдгээр орнуудын ДНБ-ний эрчим хүчний тусгай эрчим хүчийг бууруулахад чиглэсэн технологи боловсруулж, хэрэгжүүлж эхэлсэн бөгөөд дэлхийн эдийн засгийн эдийн засгийн бүтцийг бүхэлд нь сэргээн босгож байв.

Амжилт ба алдаа

Эрчим хүч хэмнэлтийн салбарт хамгийн тод амжилтад барууны эдийн засгийн өндөр хөгжилтэй орнууд хүрсэн. Эхний 15 жилд тэд ДНБ-ийхээ эрчим хүчний эрчмийг 1/3-аар бууруулж чадсан нь дэлхийн эрчим хүчний хэрэглээнд эзлэх хувийг 60-аас 48 хувь болгон бууруулахад хүргэсэн. Өнөөдрийг хүртэл энэ хандлага үргэлжилсээр байгаа бөгөөд барууны орнуудын ДНБ-ий өсөлт нь өсөн нэмэгдэж буй түлшний хэрэглээнээс давж байна.

Төв болон Зүүн Европ, Хятад, ТУХН-ийн орнуудад байдал хамаагүй муу байна. Тэдний эдийн засгийн эрчим хүчний эрчимжилт маш удаан буурч байна. Харин эдийн засгийн эсрэг зэрэглэлийг тэргүүлэгч нь хөгжиж буй орнууд юм. Жишээлбэл, Африк, Азийн ихэнх орнуудадхолбогдох түлшний алдагдал (байгалийн хий, газрын тос) 80-100 хувь байна.

Бодит байдал ба хэтийн төлөв

Өнөөдөр хүн төрөлхтний эрчим хүчний асуудал, түүнийг шийдвэрлэх арга замууд дэлхий нийтийг түгшээж байна. Одоо байгаа нөхцөл байдлыг сайжруулахын тулд янз бүрийн техник, технологийн шинэчлэлийг нэвтрүүлж байна. Эрчим хүч хэмнэхийн тулд үйлдвэрийн болон хотын тоног төхөөрөмжийг сайжруулж, илүү хэмнэлттэй автомашин үйлдвэрлэж байна.

Макро эдийн засгийн үндсэн арга хэмжээнүүдийн нэг нь уламжлалт бус болон сэргээгдэх эрчим хүчний нөөцийн эзлэх хувийг нэмэгдүүлэх үүднээс хий, нүүрс, газрын тосны хэрэглээний бүтцийг аажмаар өөрчлөх явдал юм.

Хүн төрөлхтний эрчим хүчний асуудлыг амжилттай шийдвэрлэхийн тулд шинжлэх ухаан, технологийн хувьсгалын өнөөгийн шатанд байгаа цоо шинэ технологиудыг боловсруулж, хэрэгжүүлэхэд онцгой анхаарах шаардлагатай байна.

Цөмийн эрчим хүчний салбар

Эрчим хүчний хангамжийн салбарт хамгийн ирээдүйтэй салбаруудын нэг бол цөмийн эрчим хүч юм. Зарим өндөр хөгжилтэй орнуудад шинэ үеийн цөмийн реакторууд аль хэдийн ашиглалтад орсон. Цөмийн эрдэмтэд нэгэн цагт төсөөлж байсанчлан цөмийн энергийн шинэ, илүү үр ашигтай долгион болох хурдан мэдрэлийн эсүүдээр ажилладаг реакторуудын сэдвийг дахин идэвхтэй хэлэлцэж байна. Гэсэн хэдий ч тэдний хөгжлийг зогсоосон боловч одоо энэ асуудал дахин хамааралтай болсон.

MHD генератор ашиглах

Уурын бойлер, турбингүйгээр дулааны энергийг шууд цахилгаан болгон хувиргах боломжийг олгоно.соронзонгидродинамик генераторуудыг гүйцэтгэх. Энэхүү ирээдүйтэй чиглэлийг хөгжүүлэх ажил өнгөрсөн зууны 70-аад оны эхээр эхэлсэн. 1971 онд 25000 кВт-ын хүчин чадалтай анхны туршилтын үйлдвэрийн MHD-ийг Москвад эхлүүлсэн.

Соронзон гидродинамик генераторын гол давуу талууд нь:

• өндөр үр ашиг;
• байгаль орчинд (агаар мандалд хортой бодис ялгаруулахгүй);
• шууд эхлүүлэх.

Криоген турбогенератор

Криоген генераторын ажиллах зарчим нь роторыг шингэн гелийээр хөргөж, улмаар хэт дамжуулагчийн нөлөөг бий болгодог. Энэ нэгжийн маргаангүй давуу талууд нь өндөр үр ашигтай, бага жинтэй, хэмжээсүүд юм.

Криоген турбогенераторын туршилтын загварыг ЗХУ-ын үед бүтээсэн бөгөөд одоо Япон, АНУ болон бусад өндөр хөгжилтэй орнуудад үүнтэй төстэй бүтээн байгуулалтууд хийгдэж байна.

Устөрөгч

Устөрөгчийг түлш болгон ашиглах нь маш том ирээдүйтэй. Олон шинжээчдийн үзэж байгаагаар энэ технологи нь хүн төрөлхтний дэлхийн хамгийн чухал асуудал болох эрчим хүч, түүхий эдийн асуудлыг шийдвэрлэхэд тусална. Юуны өмнө устөрөгчийн түлш нь механик инженерчлэлд байгалийн эрчим хүчний нөөцийг орлуулах болно. Анхны устөрөгчийн машиныг 90-ээд оны эхээр Японы Мазда компани бүтээсэн бөгөөд түүнд зориулж шинэ хөдөлгүүр бүтээжээ. Туршилт нэлээд амжилттай болсон нь энэ чиглэлийн амлалтыг баталж байна.

Цахилгаан химийн генератор

Эдгээр нь устөрөгчөөр ажилладаг түлшний эсүүд юм. Шатахуун дамждагтусгай бодис бүхий полимер мембранууд - катализатор. Хүчилтөрөгчтэй химийн урвалын үр дүнд устөрөгч өөрөө ус болж хувирч, шаталтын явцад химийн энерги ялгарч, цахилгаан энерги болж хувирдаг.

Түлшний элементийн хөдөлгүүрүүд нь хамгийн өндөр үр ашигтайгаар (70% -иас дээш) онцлогтой бөгөөд энэ нь ердийн цахилгаан станцуудаас 2 дахин их юм. Нэмж дурдахад тэдгээр нь хэрэглэхэд хялбар, ашиглалтын явцад чимээгүй, засвар хийхэд хялбар байдаг.

Саяхныг хүртэл түлшний эсүүд нь жишээлбэл, сансрын судалгаанд нарийн цар хүрээтэй байсан. Харин одоо цахилгаан химийн үүсгүүрийг нэвтрүүлэх ажил эдийн засгийн хувьд өндөр хөгжилтэй ихэнх орнуудад идэвхтэй хийгдэж байгаа бөгөөд үүний дотор Япон эхний байрыг эзэлдэг. Дэлхий дээрх эдгээр нэгжүүдийн нийт хүчийг сая сая кВт-аар хэмждэг. Жишээлбэл, Нью-Йорк, Токио хотод ийм эсийг ашигладаг цахилгаан станцууд байдаг бөгөөд Германы автомашин үйлдвэрлэгч Даймлер-Бенз энэ зарчмаар ажилладаг хөдөлгүүртэй машины загвар загварыг анх бүтээжээ.

Удирдлагатай термоядролын нэгдэл

Хэдэн арван жилийн турш дулааны цөмийн эрчим хүчний чиглэлээр судалгаа хийсээр ирсэн. Атомын энерги нь цөмийн задралын урвал дээр суурилдаг ба термоядролын энерги нь урвуу процесс дээр суурилдаг - устөрөгчийн изотопуудын цөм (дейтерий, тритий) нэгддэг. 1 кг дейтерийг цөмийн шаталтын явцад ялгарах энергийн хэмжээ нь нүүрснээс гаргаж авсан энергиэс 10 сая дахин их байдаг. Үр дүн нь үнэхээр гайхалтай юм! Тийм ч учраас термоядролын энерги нь дэлхийн тулгамдсан асуудлыг шийдвэрлэх хамгийн ирээдүйтэй чиглэлүүдийн нэг гэж тооцогддогэрчим хүчний дутагдал.

Урьдчилсан мэдээ

Өнөөдөр дэлхийн эрчим хүчний салбарын цаашдын нөхцөл байдлын хөгжлийн янз бүрийн хувилбарууд гарч байна. Тэдний заримынх нь үзэж байгаагаар 2060 он гэхэд газрын тостой тэнцэх хэмжээний дэлхийн эрчим хүчний хэрэглээ 20 тэрбум тонн болж өснө. Үүний зэрэгцээ хэрэглээний хувьд хөгжиж буй орнууд хөгжингүй орнуудыг гүйцэх болно.

21-р зууны дунд үе гэхэд чулуужсан эрчим хүчний эх үүсвэрийн хэмжээ мэдэгдэхүйц буурах боловч сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэр, ялангуяа салхи, нар, газрын гүний дулаан, далайн түрлэгийн эзлэх хувь нэмэгдэх болно.