С.Х. Карпенков. Энергетическая стратегия

С развитием наукоемких технологий и цивилизации в целом традиционные источники энергии всегда уступали свое место новым, более совершенным и более эффективным. И не потому, что они были полностью исчерпаны. Солнце светило и обогревало человека всегда, и тем не менее люди, однажды покоривши огонь, начали повсеместно жечь дрова, чтобы обогреваться и приготавливать пищу. Запасы дров, как возобновляемого природного ресурса, не исчезли – они широко используются и сегодня. Их жгут в разных печах с пользой для дела и в каминах, чтобы на досуге полюбоваться мерцающим пламенем. Однако изобретенные мощные паровые машины требовали более калорийного топлива, и им оказался каменный уголь. Уголь вскоре уступил свое лидерство нефти. В наше время основные виды топлива – нефть и природный газ. Но за каждым новым кубометром газа или тонной нефти нужно идти всё дальше на север либо восток, зарываться всё глубже в землю. Во второй половине ХХ в. освоен новый источник энергии – ядерное топливо, которое по своей энергоемкости превосходит все известные виды топлива и в то же время порождает множество трудно решаемых экологических проблем, связанных с радиоактивным загрязнением окружающей среды.

Энергетика, как наукоемкая промышленная отрасль, очень быстро и в полной мере аккумулирует все самые новейшие идеи, изобретения и естественно-научные достижения. И это вселяет надежду: в ближайшем будущем удастся не только повысить эффективность традиционных источников энергии, но и развивать высокотехнологические новые отрасли: энергохимию, водородную энергетику и быстрее переходить к возобновляемым и принципиально новым источникам энергии.

Повышение эффективности энергосистем – это очень важная стратегическая задача современного общества. Не менее важна и другая задача – экономное и рачительное потребление уже произведенной энергии, которое позволит успешнее и гораздо быстрее решать глобальные проблемы современного человечества – сберегать природные ресурсы и сохранять биосферу в естественном состоянии.

Энергетическая стратегия многих развитых стран, основывается на простом и, казалось бы, вполне понятном постулате: энергии не хватает, значит, производить ее надо больше. При таком примитивном постулате, чаще всего логически и научно не обоснованном, как правило, не рассматривается, насколько эффективно производится энергия и насколько экономно она потребляется. На вопрос, зачем нужно производить больше энергии, – от непросвещенных толкователей всего сущего, чаще всего заинтересованных в проталкивании своих «инновационных» проектов с целью наживы, при покровительстве дремучих чиновников, можно услышать однозначный ответ: чтобы больше выплавить того или иного металла либо синтезировать больше искусственных материалов и в конце концов произвести больше промышленной продукции, например, легковых автомобилей. Хотя такое рассуждение вполне логично, но возникает встречный вопрос: зачем выпускать столь много легковых автомобилей, когда далеко не все они находят покупателей. Перепроизводство не только легковых автомобилей, но и многих других видов промышленной и продовольственной продукции, и вместе с ним чрезмерное потребление природных ресурсов – наиболее очевидное проявление мирового экономического и экологического кризисов, обострившихся в последние годы во многих развитых странах всего мира.

Можно поставить и другие вопросы: зачем строить гигантские гидроэлектростанции, когда до половины их установленной мощности (например, в России до 10 млн кВт) никогда не используется, или зачем сооружать атомные электростанции, радиоактивные отходы которых усиливают антропогенное воздействие на биосферу, оставляя опасное наследство будущим поколениям.

Количество потребляемой энергии зависит прежде всего от того, насколько эффективно и рационально она используется. Один из наглядных и весьма показательных примеров: в настоящее время дешевле вдвое повысить эффективность и производительность большинства видов электромоторов, используемых в промышленных масштабах, чем вырабатывать больше энергии для работы их устаревших модификаций. Приближенная оценка показывает, что только эта экономия может заменить всю программу атомной энергетики с антропогенным радиоактивным воздействием на окружающую среду.

Сегодня известно, как повысить эффективность светильников примерно в пять раз, как изготовить бытовые приборы, потребляющие во столько же раз меньше энергии, как с применением современных теплоизоляционных и других материалов реконструировать старые дома и строить новые с комфортными условиями проживания даже в северных краях с суровым климатом при минимальном потреблении энергии. Все эти энергосберегающие меры обходятся гораздо дешевле, чем дальнейшее увеличение производства энергии при строительстве новых электростанций.

Всесторонние исследования, проведенные во многих странах мира, показывают: самый доступный, самый дешевый способ потребления энергии достигается при эффективном и более рациональном использовании уже производимой энергии, и при этом, потребляя в несколько раз меньше энергии, можно заметно повысить уровень жизни.

Известны различные виды энергии и их источников. Современному человеку часто бывает безразлично, какие виды энергии нужно использовать, чтобы улучшить условия жизни и труда: обеспечить комфорт, маневренность, освещение, возможность выпекать хлеб, производить строительные материалы. Для различных целей целесообразно отдавать предпочтение в большинстве случаев разным видам энергии с минимальными затратами. Однако на самом же деле чаще всего используется только один, самый распространенный вид энергии – электроэнергия, хотя она самая дорогостоящая. Приведем некоторые сравнительные характеристики. Средняя стоимость одного киловатт-часа электроэнергии, например, в США в 1987 г. составляла восемь центов, что примерно равно энергетическому эквиваленту нефти при цене 128 долларов за баррель, приблизительно в семь раз превышающую среднюю мировую цену на нефть в том же 1987 г., а через 10 лет стоимость одного киловатт-часа достигла 13,5 цента, что соответствует эквиваленту нефти при цене 216 долларов за баррель.

Потребление столь дорогостоящей энергии может быть оправдано лишь для ее прямого назначения: освещения, работы электродвигателей, электронных приборов, электроплавильных печей и т.п. Для таких целей невозможно или почти невозможно применить другие виды энергии. Однако преобладающая доля энергии всё же используется не для этих целей, а для отопления помещений, нагревания воды, кондиционирования, при которых электрическая энергия превращается в тепловую. Низкая эффективность такого потребления – следствие того, что энергия теряется (рассеивается) дважды: при производстве электроэнергии, когда тепловая энергия, например, при сжигании нефтепродуктов, превращается в электрическую, и при ее потреблении – обратном превращении электрической энергии в тепловую.

Электрическая энергия слишком дорога, чтобы обеспечивать потребности населения в тепле, на которые в развитых странах приходится около 60 % всей производимой энергии. Потреблять электроэнергию для отопления либо охлаждения – это все равно, что топить печь дорогостоящей мебелью из ценных пород древесины либо заливать в топливный бак автомобиля высококачественный коньяк, выдержанный в течение десятилетий.

Самый дешевый, самый эффективный способ поддержания теплового режима заключается не в производстве электроэнергии и затем превращении ее для отопления либо охлаждения, а в уплотнении окон и дверей, теплоизоляции и герметизации помещений, в установке теплообменников, оконных навесов, специальных штор, в посадке деревьев и т.п. Сбереженная при этом энергия обходится в несколько раз дешевле энергии, произведенной вновь построенными электростанциями, атомными либо тепловыми.

Если возникает крайняя жизненная необходимость потреблять больше энергии (например, чтобы не останавливались электропоезда в метро в Москве из-за нехватки энергии в часы максимальной нагрузки) прежде чем строить новые электростанции, какими бы совершенными они не были, необходимо начинать с поиска резервов уже производимой энергии и повышения эффективности ее производства. Такое решение энергетической проблемы целесообразно начинать со следующих вполне очевидных, профессиональных действий.

– Во-первых, самое простое действие – переход к эффективным осветительным приборам. Это позволит, например, в США сэкономить столько электроэнергии, сколько ее вырабатывается на 120 крупных электростанциях, и дополнительно 30 млрд долл. ежегодно, которые можно потратить на покупку топлива и ремонт и агрегатов станций.

– Во-вторых, необходимо устранить неоправданные расходы при бесполезном освещении, например, пустых помещений, при внешней подсветке зданий, деревьев в парках и во дворах, при световых развлечениях, когда лампочки горят и мигают и вечером, и днем. То же самое касается необратимых потерь при излишнем обогревании и охлаждении в быту и на производстве. Каждый сэкономленный таким образом киловатт-час можно использовать для других целей, не генерируя его заново.

– В-третьих, надо сократить до минимума потребление электроэнергии для нагревания воды, отопления и охлаждения помещений путем удачных архитектурных и строительных решений с использованием пассивных и активных источников солнечной энергии. Для достижения такой цели в некоторых странах предоставляются, например, беспроцентные кредиты для перестройки зданий, потребляющих меньше энергии, и на покупку энергосберегающего бытового оборудования.

– В-четвертых, необходимо организовать промышленное производство осветительных приборов, электромоторов, электрооборудования, электропечей и т.д. с более высоким показателем «эффективность–стоимость».

Тщательный анализ показывает, что, ограничиваясь только перечисленными обоснованными действиями, можно повысить эффективность потребления электроэнергии в несколько раз, сохранив при этом современные комфортные условия жизни и труда. И для этого нет необходимости строить новые и даже эксплуатировать старые тепловые электростанции, независимо от того, работают ли они на нефтепродуктах, природном газе, угле или ядерном топливе, а вполне достаточно мощности действующих гидроэлектростанций при более полном использовании возобновляемых ресурсов ветроэнергетики и гелиоэнергетики.

Если же потребуется еще больше электроэнергии, то ее можно получить за счет поэтапной модернизации промышленных предприятий, комплексного производства тепла и электроэнергии, внедрения низкотемпературных тепловых двигателей, приводимых в действие промышленными тепловыми отходами или с помощью солнечных систем. Модернизация оборудования на крупных гидроэлектростанциях, внедрение современных ветряных установок, парогазовых электростанций и эффективных солнечных батарей; широкомасштабное использование отработанного тепла – это также реальные пути решения проблемы оптимального энергоснабжения.

После того, как будут исчерпаны все перечисленные способы экономии, сбережения и эффективного производства энергии, можно рассматривать, всесторонне проанализировав, возможность строительства центральной электростанции, помня при этом, что это – самый затратный, самый медленный путь решения энергетической проблемы и самый расточительный способ потребления природных ресурсов.

Продуманная, взвешенная энергетическая стратегия должна заключаться не в том, чтобы построить новые электростанции и произвести как можно больше энергии, а в том, чтобы более эффективно ее производить и рационально, экономно использовать все доступные и уже освоенные энергетические ресурсы.

         Библиографические ссылки

Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов, 13-е изд. М.: Директ-Медиа, 2018.

Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Практикум, 6-е изд. М.: Директ-Медиа, 2016.

Карпенков С.Х. Экология. Учебник в 2-х кн., 2-е изд., М.: Директ-Медиа, 2017.

Карпенков С.Х. Экология. Практикум, 2-е изд. М.: Директ-Медиа, 2022.

Карпенков С.Х. Экология. Учебник для бакалавров. М.: Логос, 2014.

Карпенков С.Х. Технические средства информационных технологий.          4-е изд. М.: Директ-Медиа, 2021.

Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Справочник.  М.: Высшая школа, 2004.

Карпенков С.Х. Незабытое прошлое. М.: Директ-Медиа, 2015.

Карпенков С.Х. Воробьёвы кручи. М.: Директ-Медиа, 2015.

Карпенков С.Х. Русский богатырь на троне. М.: ООО «Традиция», 2019.

Карпенков С.Х. Стратегия спасения. Из бездны большевизма к великой

России. М.: ООО «Традиция», 2018.

Карпенков С.Х. К истории одного преступления // Уничтоженные как класс. М.: ООО «Традиция», 2020. С. 3 – 65.

Степан Харланович Карпенков

Русская Стратегия

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s