Раздел первый
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ
Тема 9. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
4. Экономические проблемы
К этой группе проблем относятся преимущественно энергетическую, сырьевую и продовольственную. С одной стороны, экономические проблемы касаются непосредственно каждого жителя, как потребителя продукции. Ведь дефицит сырья, энергии, продуктов питания приводит к росту цен на готовую продукцию, а следовательно - к снижению жизненного уровня населения, особенно в беднейших странах. С другой стороны, в глобальных масштабах, экономические проблемы теряют остроту в связи с тем, что человечество начало их эффективно решать. Сейчас, например, уже не стоит вопрос о том, ресурсный потенциал нашей планеты даст возможность прокормить шесть или даже десять млрд. жителей. Той сельскохозяйственной продукции, которая производится в последние годы, вполне достаточно для полноценного питания всех жителей Земли. Проблема заключается в том, что она очень неравномерно распределяется между различными регионами и странами.
Сырьевая и энергетическая проблемы имеют много общего. Вызваны они прежде всего недостаточным количеством разведанных запасов полезных ископаемых и очень нерациональным их использованием. В 60-70-е годы наиболее пессимистично настроенные ученые предсказывали, что уже к 2000 г. будут исчерпаны месторождения серебра, золота и других цветных металлов, а к 2025 г. - большинство запасов полезных ископаемых. Активизация поисковых работ дала возможность в конце 80-х-начале 90-х годов достичь положительного баланса между количеством новоразведанных запасов полезных ископаемых и размерами их добычи. Однако приходится эксплуатировать месторождения, которые находятся в худших горно-геологических условиях, в районах с экстремальными природными условиями (Сибирь, Канадская Арктика, пустыни Африки и Австралии), с более низким содержанием полезных компонентов в рудах. Все это приводит к удорожанию сырья и энергии, а значит, и всей продукции различных отраслей хозяйства. Поэтому основным путем решения сырьевой и энергетической кризиса является переход к материало - и энергосберегающих технологий, комплексного использования сырья, создания маловідходного и безотходного производства.
Уже в 70-80-х годах материалоемкость продукции в наиболее развитых странах мира сократилось на 25-40%, сейчас этот процесс охватил всю мировую экономику. Страны, которые имеют значительно выше среднемировых показатели затрат сырья и энергии, не могут выпускать конкурентно-способной продукции. Это хорошо видно на примере Украины и других постсоциалистических стран, в которых затраты материалов и энергии на единицу готовой продукции в 2-3 раза больше, чем в Японии и странах Западной Европы.
К уменьшению использования сырья должна привести и замена многих видов существующих материалов на искусственные и синтетические, которые могут создаваться с наперед заданными свойствами. Но большинство этих материалов являются чрезвычайно сложными химическими соединениями, часто они имеют токсичные и канцерогенные свойства. Поэтому в мире существует тенденция к более широкому использованию экологически безопасных материалов на основе возобновляемых биологических ресурсов (древесина, натуральные волокна, кожа) и наиболее распространенных полезных ископаемых (строительный камень, песок, глина).
Этому способствуют и изменения в общественном сознании. Сейчас более престижными считаются мебель, изготовленная из натурального сырья, а не из древесностружечных плит или пластмасс, одежда из натуральных, а не из искусственных или синтетических волокон.
Значительная экономия сырья достигается за счет использования вторичных материалов - металлолома, макулатуры, пластмасс. Запасы их в многих странах настолько значительны, что могут в значительной мере компенсировать дефицит природных ресурсов. В старопромышленных районах Западной и Восточной Европы и США объемы заготовки вторичных ресурсов даже перекрывают местные нужды и частично экспортируются в другие страны (так страны бывшего Советского Союза в последние годы стали крупными экспортерами лома черных и цветных металлов).
Примеры высокоэффективного использования вторичного сырья показывают "малые" высокоразвитые страны Западной Европы. Здесь используется 80-90% ежегодного поступления металлолома, 50-70% макулатуры и многих видов пластмасс, до 75% бытового мусора сжигается с целью производства энергии.
Решение энергетической проблемы, кроме повсеместной экономии энергии и совершенствование существующей тепловой энергетики на принципиально новых технологических основах (сжигания угля в "кипящем слое", МГД - генераторы), предусматривает широкое использование альтернативных источников энергии.
Использование энергии Солнца. Феноменальным явлением природы является то, что на нашу планету постоянно изливается нескончаемый поток энергии. Эта энергия неисчерпаема, доступна, экологична, она дает жизнь всему на Земле. Более того, она - дармовая. Однако парадокс заключается в том, что при всей ее доступности энергия Солнца является очень дорогой при использовании.
С одной стороны, только за один цикл вращения вокруг Солнца Земля получает энергии в 22 тыс. раз больше, чем потребляет за это время весь современный мир, а с другой, - роль солнечного излучения в топливно-энергетическом балансе всех стран мира является незначительной. Невыгодность широкого использования солнечной энергии обусловлена прежде всего тем, что лучи от нашего светила поступают на Землю очень рассеянным, неплотным потоком, а их уплотнение и концентрация при использовании требуют больших материальных затрат.
Согласно легенде, еще Архимед, используя энергию Солнца при помощи зажигательных зеркал, уничтожил римский флот под Сіракузами.Подібні зеркала производились также в VI ст. В середине XVIII в. французский исследователь Ж. Буффон проводил опыты с большим вогнутым зеркалом. Этот аппарат, фокусируя в одну точку отраженные солнечные лучи, мог в ясный летний день с расстояния 68 г зажечь пропитано смолой дерево. Впоследствии во Франции было изготовлено вогнутое зеркало диаметром 1,3 м, в фокусе которого за 16 сек. можно было расплавить чугунный стержень. Первым устройством, превращал солнечную энергию в механическую, был инсолятор О. Мушо, продемонстрированный в конце XIX века на Всемирной выставке в Париже. Согласно уже известному принципу действия, большое вогнутое зеркало фокусувало солнечные лучи на паровом котле, который приводил в действие печатную машину, что делала до 500 оттисков газеты в час.
С этого времени в целом ряде стран мира начали появляться экспериментальные рефлекторы - нагреватели, возможности которых были очень значительными. В Самарканде (Узбекистан) еще в 30-е годы XX в. работали парники, в которых поддерживалась температура 8-25 °С тепла, хотя на улице в это время был мороз до -15 °С. Устройства, которые использовали солнечную энергию, действовавших в России. Они нагревали воду в банях и прачечных, подавали воздух в сельскохозяйственные сушилки. По такому же принципу в 1938 г. в Туркменистане построили промышленный холодильник.
В Японии сегодня работают миллионы устройств, которые используют энергию Солнца, в Австралии - десятки тысяч. их серийно производят в США, Великобритании, Франции, Германии, Нигерии, Мали, Сенегале. Американцы и австралийцы нагревают ими воду для бытовых нужд и плавательных бассейнов. В Индии и на острове Тринидад их используют для сушки фруктов, овощей, кормов.
Несложные солнечные устройства опресняют соленую морскую воду. Так, подобное устройство у м. Бхавнагар (Индия) дает ежедневно 5 тыс. литров необычайно чистой питьевой воды.
Очень распространенным является использование солнечной энергии в Румынии. Уже около 20 лет работают геліопристрої на Бухарестском заводе тяжелого машиностроения, на хлебозаводе в г. Аджуд, в гостиницах черноморского курорта Мангалия и столичных кафе. В Констанце есть жилой массив, оборудованный солнечным агрегатом. Эти устройства используются также для сушки древесины и производства асфальта.
Понятно, что перевести всю энергетику мира на геліотехніку нереально. Но следует помнить, что с точки зрения экологии солнечная энергия является действительно идеальным, так как не нарушает равновесия в природе.
Использование энергии ветра. Неотъемлемой частью голландского пейзажа наряду с каналами, дамбами и проливами длительное время были ветряные мельницы. В конце XIX в. свыше 30 тыс. ветряков действовали в маленькой Дании, около 250 тыс. их было в царской России, ветряными мельницами славилась Украина, не были они редкостью в Испании, если именно с ними воевал Дон Кихот Сервантеса.
Возможности ветра в масштабе планеты очень большие. Ветер постоянно пытается уравновесить атмосферное давление между отдельными районами земного шара, а перемещение воздушных масс - это полноценная механическая энергия, способна выполнять полезную работу. Общий ветроэнергетический потенциал Земли почти в 30 раз превышает годовое потребление электричества во всем мире.
Для нормальной работы ветровых устройств скорость ветра в среднем за год не должна превышать 4-5 м/с. Наиболее постоянные ветры, дующие на побережьях морей и океанов, на степных просторах, в тундре и в горах. Именно эти места наиболее благоприятны для использования энергии ветра.
О большие возможности ветровой энергии свидетельствуют следующие расчеты. Западная Европа, береговая линия которой превышает 20 тыс. км., может получать с помощью энергии ветра более 1 трлн кВт • ч электроэнергии ежегодно.
Первая в мире ветровая электростанция мощностью 100 кВт была спроектирована и построена в Крыму в 1931 г. Ток поступал в электросеть Севастополя.
В начале 80-х годов на побережье Северного моря соорудили "Гровіан-1" - первую ветровую электростанцию ФРГ. Ее мощность - 3 тыс. кВт. Она может обеспечить энергией 250 односемейных домов, или сэкономить за год 3,5 тыс. т жидкого топлива.
В США, с их большой территорией, в значительной береговой линией и обширными горными областями всячески поощряется строительство малых вітропристроїв в 1,5 кВт. их покупают фермеры и владельцы небольших домиков на окраинах городов. Ветродвигателях малой мощности достаточно широко используются при механизации подъема воды в відгінному животноводстве ряда хозяйств России, Казахстана, Туркменистана. С каждым годом все больше ветряков используют на Кубе.
Густая сеть ветроэлектростанций существует в Швеции. Около 1,5 тысячи их насчитывается в Дании, где ежегодно вводится в строй около 200 новых ветряков мощностью до 100 кВт.
Опыт и расчеты показывают, что при определенных условиях стоимость энергии, вырабатываемой ветровыми электростанциями, дешевле, чем на тепловых станциях такой же мощности. Совершенствование конструкций ветроагрегатов, применение новых аккумулирующих устройств, параллельная работа с электростанциями других типов значительно расширит возможности ветроэнергетики.
Энергия океана. Румынские ученые провели в Черном море опыты с устройствами для преобразования энергии морских волн в электрическую энергию. Один тип устройства - это пустой внутри плавучий буй с открытой нижней частью, закрепленный ко дну на сравнительно небольшом расстоянии от берега. Когда буй качается на волнах, уровень воды в нем меняется. От этого и воздух то входит в него, то получается. Но вследствие особенностей конструкции воздух может выходить только через верхнее отверстие, в котором установлена турбина. И даже небольшие волны высотой 35 см. вращают турбину более 2000 раз в минуту.
Второй тип устройства - стационарная мікроелектростанція, которая похожа на ящик, установленный на опорах на незначительной глубине. Волны проникают в ящик и приводят в действие турбину. Такие приливные электростанции могут обеспечивать энергией морские бакены, осветители на пристанях, волнорезы.
Во многих странах мира изучаются возможности создания крупных волновых устройств. Уже действует ПЕС в устье реки Ране на побережье Ла-Манша возле м. Сен-Мало во Франции. Ее мощность 240 МВт.
Успешно действует в России Кислогубська ПЕС возле Мурманска. Планируется строительство ПЕС на Дальнем Востоке - в Чижигінській и Пенжинській губах Охотского моря. Там потенциальные ресурсы приливной энергии оценивается в 170 млрд. кВт • ч в год.
Проекты строительства крупных ПЭС существуют и в других странах. Например, в Великобритании - это район устья реки Северн у Брістольської залива. Аргентинцы надеются в будущем получать таким образом по 10 млрд. кВт • ч в год из залива Сан-Хосе.
Следует сказать, что на Земле есть не так много мест, где с наибольшей эффективностью можно было бы разместить приливные электростанции. Прежде всего должна быть высокая приливная волна. В этом отношении самые благоприятные характеристики имеют канадская залив Фанди (17 м.), пролив Ла-Манш (до 15 м.), Бенжинська Губа на Камчатке (до 13 м.), Белое море (10 м.) и некоторые другие районы.
К нетрадиционным источникам относятся также синтетическое жидкое и газообразное топливо, гидротермальные электростанции, энергия водорода.
Но расчеты показывают, что и сейчас, в конце XX в., на все эти нетрадиционные источники энергии в мировом топливно-энергетическом балансе приходится менее 2%.