Неисчерпаемые и исчерпаемые источники энергии
Природа
Земли способна дать человечеству всё необходимое для его жизни и развития. Природные ресурсы — это средства к существованию,
без которых человек не может жить и которые он находит в природе. Это вода,
почвы, растения, животные, минералы, которые мы используем непосредственно или
в переработанном виде. Они дают нам пищу, одежду, кров, топливо, энергию и
сырьё для работы промышленности, из них человек создаёт предметы комфорта,
машины и медикаменты. Содержание понятия «природные ресурсы» меняется во
времени, по мере развития цивилизации. Какие-то ресурсы перестают быть
необходимыми человечеству, но чаще всего бывает наоборот. В сферу хозяйственной
деятельности вовлекается всё большее число видов природных богатств. В
сущности, история человечества — это поиск и освоение новых видов и источников
природных ресурсов. В производственную сферу включены в качестве ресурсов
практически все компоненты природы.
Очевидно, что мировые природные ресурсы нашей планеты небезграничны. Человек и общество в целом на протяжении всего периода своего существования активно потребляют мировые запасы природных ресурсов планеты.
Некоторые виды ресурсов, например
минеральные, можно использовать только один раз (хотя некоторые металлы могут
служить вторичным сырьём). Такие виды ресурсов называются исчерпаемыми,
или невозобновляемыми ресурсами. Они имеют конечные запасы, пополнение
которых на Земле практически невозможно. Во-первых, потому что не существует
таких условий, в которых они образовались миллионы лет назад, а во-вторых,
скорость образования полезных ископаемых неизмеримо медленнее, чем расходование
их человеком. Другие виды ресурсов, такие, например, как вода, «возвращаются»
природе снова и снова, сколько бы мы их ни использовали. Эти ресурсы называются
неисчерпаемыми, или возобновляемыми ресурсами. Они воспроизводятся в
естественных процессах, происходящих на Земле, например, пресная вода в реках,
кислород атмосферы, лес и многое другое.
Стало быть, зачастую бывает очень трудно провести границу между неисчерпаемыми и исчерпаемыми ресурсами. Так, например, растения и животные, если их использовать расточительно, не заботясь о последствиях, могут исчезнуть с лица Земли. Следовательно, в этом плане их можно отнести к невозобновляемым ресурсам. С другой стороны, растительный и животный мир обладает способностью к самовоспроизведению и при разумном использовании может быть сохранён. Таким образом, в принципе эти ресурсы возобновляемы. То же самое можно сказать и о почвах. При рациональном ведении хозяйства почвы могут не только сохраняться, но даже повышать своё плодородие. С другой стороны, неразумное использование почв приводит к уменьшению их плодородия, а эрозия часто физически уничтожает почвенный слой, полностью смывая его. То есть во многих случаях исчерпаемость или неисчерпаемость природных ресурсов определяется отношением к ним человека.
Почва в жарком поясе Земли
Рассмотрим
основные виды природных ресурсов мира.
К ним относятся: водные, лесные,
земельные, минеральные ресурсы, а также ресурсы энергии Солнца и ветра.
Вода —
это один из наиболее важных видов ресурсов, без которых невозможно представить
существование человеческого общества и которые ничем нельзя заменить. Посмотрев на нашу планету с высоты
космических просторов, сразу напрашивается сопоставление её с голубым шаром,
который всплошную покрыт водой. Континенты же в это время кажутся небольшими
островками в бескрайнем океане. Это вполне естественно, ведь вода занимает 71
процент всей поверхности. Вода — это жизнь. Так гласит древняя
мудрость. И в самом деле, вода является основой жизни. Всем живым существам, в
том числе и человеку, постоянно необходимо определённое количество воды. На
питьё и бытовые нужды только одному человеку требуется около трёхсот-четырёхсот
литров воды в сутки. Огромный объём воды расходуется в промышленности и
сельском хозяйстве. Выходит, что вода — это основа жизни и многих направлений
хозяйственной деятельности человека.
Несмотря на то, что проблема загрязнения воды достигла угрожающих масштабов, решить её вполне возможно. Для этого каждый человек должен приложить усилия. Например, необходимо экономно использовать водопроводную воду. По возможности очищать от мусора близлежащие водоёмы и пляжи. Не использовать в хозяйстве синтетические удобрения. Лучше всего в качестве удобрений подойдут органические бытовые отходы, например, скошенная трава, опавшие листь. Заботиться о чистоте пресной воды — это долг каждого человека!
Лесные
ресурсы — это один из самых необходимых и чрезвычайно важных
природных ресурсов мира. Лесные ресурсы включают имеющиеся на территории
страны запасы леса и недревесные ценности (плоды и ягоды дикорастущих растений,
грибы, лекарственные растения и многое другое). Леса
служат местом обитания множества животных и растений, они защищают водные
бассейны и смягчают изменения климата. Они также являются источником топлива,
традиционных лекарств и продуктов питания.
Самая большая площадь
лесных угодий (40 процентов) находится в Евразии. Менее всего лесных площадей
расположено на территории Австралии. Больше всего лесных площадей находится в
России, Бразилии, Канаде, США.
Современной проблемой лесных ресурсов является их сокращение, обезлесивание площадей, нерациональность вырубок, лесных заготовок. Необходимо сохранить леса как источник кислорода, пищевых продуктов, древесины, как фактора, способного влиять на почву и воду, на здоровье всего человечества. Понимание человеком обозначенных проблем — первый шаг на пути к сохранению лесных ресурсов.
Земельные ресурсы — это земная поверхность, которая может быть
использована человеком для жизнедеятельности. Почва — это ценный природный ресурс, главный источник
получения продуктов питания и некоторых видов промышленного сырья. Как вы
думаете, важна ли почва для живых существ и человека? Конечно, ведь почва
является средой обитания многих живых организмов.
Для
улучшения свойств почвы её обрабатывают и удобряют. Почву переворачивают,
разрыхляют, чтобы образовались проходы для воды и воздуха. А также, чтобы запахать
сорняки. Там, где почвы переувлажнены, проводят осушение земель. В местах, где
в почве не хватает влаги, земли, наоборот, орошают. С течением времени растения
могут забрать из почвы все минеральные соли. Человек повышает плодородие почвы,
внося органические и минеральные удобрения на поля. Однако воздействие человека
на почвенный покров не всегда вызывает благоприятное для самой почвы изменение.
Минеральные ресурсы планеты — это все полезные ископаемые, которые добывает человечество. Доступные и пригодные для промышленного использования ресурсы называют минерально-сырьевой базой. В мире используется свыше двухсот видов минерального сырья. Размещение минеральных ресурсов на планете неравномерно и в большей степени связано с тектоническим строением. Ежегодно открываются и разрабатываются всё новые залежи минералов. Больше всего запасов содержится в горных районах. В последнее время активно ведётся разработка залежей минералов на дне океанов и морей.
Минеральные ресурсы относятся к неисчерпаемым природным
запасам нашей планеты. Именно поэтому главная проблема — это истощение мировых запасов полезных ископаемых.
Чтобы рационально использовать минеральные ресурсы нашей планеты, учёные
постоянно работают над совершенствованием способов добычи и переработки всех
полезных ископаемых.
Что такое Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)
184270
Возобновляемые источники энергии — это природные ресурсы
Возобновляемые источники энергии — это природные ресурсы, которые можно преобразовать в следующие виды чистой, возобновляемой (зеленой) энергии:
- Биоэнергетика;
- Геотермальная энергетика;
- Водородная энергетика;
- Гидроэнергетика;
- Морская энергетика;
- Солнечная энергетика;
- Ветряная энергетика.
Ориентировочно, около 18 % мирового потребления энергии удовлетворяется из возобновляемых источников энергии, причем 13 % из традиционной биомассы, таких, как сжигание древесины.
Специализируется на использовании потенциальной энергии водного потока рек, формируемых осадками, выпавшими на возвышенности.
Гидроэлектроэнергия является очередным крупнейшим источником возобновляемой энергии, обеспечивая 3 % мирового потребления энергии и 15 % мировой генерации электроэнергии.
Ветроэнергетика
Преобразует кинетическую энергию воздушных масс в атмосфере в электрическую, тепловую и любую другую форму энергии.
Ежегодное производство в фотоэлектрической промышленности достигло 6900 МВт в 2008 году.
Солнечная энергетика
Преобразует электромагнитное солнечное излучение в электрическую или тепловую энергию.
Солнечные электростанции популярны в Германии и Испании.
Солнечные тепловые станции действуют в США и Испании, а крупнейшей из них является станция в пустыне Мохаве мощностью 354 МВт.
Геотермическая энергия
Использует в качестве теплоносителя воду из горячих геотермальных источников.
В связи с отсутствием необходимости нагрева воды ГеоТЭС являются в значительной степени более экологически чистыми, нежели ТЭС.
Крупнейшей в мире геотермальной установкой, является установка на гейзерах в Калифорнии, с номинальной мощностью 750 МВт.
Биоэнергетика
Специализируется на производстве энергии из биологического сырья.
Бразилия проводит одну из крупнейших программ использования ВИЭ в мире, связанную с производством топливного этанола из сахарного тростника.
Этиловый спирт в настоящее время покрывает 18 % потребности страны в автомобильном топливе.
Топливный этанол также широко распространен в США.
Морская энергетика
Приливная — использует энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли.
Энергетика морских волн использует потенциальную энергию волн переносимую на поверхности океана.
Мощность волнения оценивается в кВт/м.
По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия волн обладает большей удельной мощностью.
Несмотря на схожую природу с энергией приливов, отливов и океанских течений волновая энергия представляет собой отличный от них источник возобновляемой энергии.
Перекрыв плотиной залив, пролив, устье впадающей в море реки (образовав водоём, называют бассейном ПЭС), можно при достаточно высокой амплитуде прилива (более 4 м) создать напор, достаточный для вращения гидротурбин и соединённых с ними гидрогенераторов, размещенных в теле плотины.
При одном бассейне и правильном полусуточном цикле приливов ПЭС может вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 час с перерывами соответственно 2-1 час 4 раза/ сутки (такая ПЭС называется 1-бассейновой 2-стороннего действия).
#Возобновляемые источники энергии #ВИЭ
Последние новости
Невозобновляемые ресурсы | National Geographic Society
Возобновляемые и невозобновляемые ресурсы — это источники энергии, которые человеческое общество использует для ежедневного функционирования. Разница между этими двумя типами ресурсов заключается в том, что возобновляемые ресурсы могут естественным образом восполняться, а невозобновляемые – нет. Это означает, что невозобновляемые ресурсы ограничены в предложении и не могут использоваться устойчиво.
Существует четыре основных типа невозобновляемых ресурсов: нефть, природный газ, уголь и ядерная энергия. Нефть, природный газ и уголь вместе называются ископаемым топливом. Ископаемое топливо образовалось на Земле из мертвых растений и животных в течение миллионов лет — отсюда и название «ископаемое» топливо. Они находятся в подземных слоях горных пород и отложений. Давление и тепло работали вместе, чтобы превратить останки растений и животных в сырую нефть (также известную как нефть), уголь и природный газ.
Растения и животные, которые стали ископаемым топливом, жили во времена, называемые каменноугольным периодом, примерно от 300 до 360 миллионов лет назад. Энергия в растительных и животных остатках изначально исходила от солнца; в процессе фотосинтеза солнечная энергия накапливается в тканях растений, которую затем потребляют животные, добавляя энергию своим телам. Когда ископаемое топливо сжигается, эта захваченная энергия высвобождается.
Сырая нефть – это жидкое ископаемое топливо, которое в основном используется для производства бензина и дизельного топлива для транспортных средств, а также для производства пластмасс. Он находится в горных породах под поверхностью Земли и выкачивается через скважины.
Природный газ широко используется для приготовления пищи и отопления домов. Он состоит в основном из метана и находится вблизи нефтяных месторождений под поверхностью Земли. Природный газ можно откачивать через те же скважины, которые используются для добычи сырой нефти.
Уголь – это твердое ископаемое топливо, которое используется для отопления домов и электростанций. Он встречается в окаменелых болотах, погребенных под слоями отложений. Поскольку уголь твердый, его нельзя добывать так же, как сырую нефть или природный газ; его нужно выкопать из земли.
Ядерная энергия получается из радиоактивных элементов, главным образом урана, который извлекается из добытой руды и затем перерабатывается в топливо.
К сожалению, человеческое общество в настоящее время зависит от невозобновляемых ресурсов как основного источника энергии. Приблизительно 80 процентов от общего количества энергии, используемой в мире каждый год, приходится на ископаемое топливо. Мы зависим от ископаемых видов топлива, потому что они богаты энергией и относительно дешевы в переработке. Но основная проблема с ископаемым топливом, помимо того, что его запасы ограничены, заключается в том, что при их сжигании в атмосферу выделяется углекислый газ. Повышение уровня удерживающего тепло углекислого газа в атмосфере является основной причиной глобального потепления.
Альтернативные источники энергии, такие как энергия ветра и солнца, являются возможным решением проблемы истощения невозобновляемых источников. Оба эти экологически чистых источника энергии доступны в неограниченном количестве.
Исчерпаемые источники энергии | Наука
••• Jupiterimages/Photos.com/Getty Images
Обновлено 26 сентября 2017 г.
Автор Джеки Джонсон
Исчерпаемые источники энергии включают все виды невозобновляемых источников энергии, такие как уголь, нефть, атомная или природная энергия. газ. По состоянию на июнь 2011 года большая часть энергии, используемой в США, производится из истощаемых источников, хотя все штаты США, кроме пяти, внедрили программы, согласно которым определенный процент производства энергии должен поступать из неисчерпаемых источников в определенные моменты времени в будущем. К неисчерпаемым источникам относятся ветер, солнце и вода.
Типы
Уголь является наиболее часто используемым источником энергии для производства электроэнергии в США, на его долю приходится почти половина производства электроэнергии.
Природный газ и ядерная энергия обеспечивают около 40 процентов электроэнергии, производимой в США. Гидроэлектростанции производят чуть более 7 процентов электроэнергии. Показатели производства солнечной и ветровой энергии растут по мере того, как все больше солнечных электростанций и ветряных электростанций переходят от чертежной доски к производству и внедрению.
Характеристики
Хотя виды топлива различаются, большая часть производства энергии с использованием истощаемых видов топлива нагревает воду для создания пара, который вращает лопасти внутри турбин для выработки электроэнергии. Уголь, используемый в производстве электроэнергии, мелко измельчается, чтобы он сгорал горячее, нагревая воду более эффективно. Угольная пыль распыляется в котел. Природный газ сгорает, образуя пар, как и редко используемое масло. В ядерной энергетике используются гранулы урана-235 длиной около дюйма, каждая из которых эквивалентна тонне угля. Гранулы превращаются в стержни, которые отправляются в реактор, где нагревают воду, создавая пар.
Значение
Побочные эффекты сжигания этих истощаемых источников энергии для производства энергии включают загрязнение воздуха, хотя новые технологии и правила позволили сократить такие вредные выбросы, как окись углерода, оксиды азота, двуокись серы и твердые частицы. Самым чистым ископаемым топливом, используемым для производства электроэнергии, является природный газ, а уголь создает наибольшее количество выбросов. Углекислый газ является естественным побочным продуктом сжигания невозобновляемых ресурсов, и, хотя он является естественным соединением, он считается одним из основных факторов глобального потепления. Углекислый газ удерживает тепло в атмосфере, и по мере сжигания большего количества этого топлива атмосферный баланс меняется, изменяя климат. Помимо изменения климата, добыча угля разрушает среду обитания. И по мере того, как нефтяные ресурсы истощаются, растут цены на все, что зависит от нефти, включая продукты питания, транспорт, электричество и одежду.
Альтернативы
Поскольку энергия, используемая большей частью мира для производства электроэнергии, в настоящее время не является возобновляемой, ученые работают над разработкой альтернатив, имитирующих эти виды топлива. Биотопливо подает надежды. Этанол является добавкой к бензину, используемому в транспортных средствах, и он не только снижает потребление газа, получаемого из нефти, но и сгорает чище, чем бензин. Биодизель сочетает метанол с растительным маслом в качестве топлива для дизельных двигателей. Ученые также изучают водоросли как средство для получения масла даже более эффективно, чем с помощью растений.
Статьи по теме
Ссылки
- Управление энергетической информации США: Ежемесячный выпуск электроэнергии
- Duke Energy: Как работают атомные электростанции?
Об авторе
Джеки Джонсон — публикующийся писатель и профессиональный блогер, имеет степень по английскому языку в Университете штата Аризона.