Le problème énergétique de l'humanité et les moyens de le résoudre

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Le problème énergétique de l'humanité devient chaque année de plus en plus répandu. Cela est dû à la croissance de la population mondiale et au développement intensif de la technologie, qui entraîne une consommation d'énergie en constante augmentation. Malgré l'utilisation de l'énergie nucléaire, alternative et hydroélectrique, les gens continuent d'extraire la part du lion du carburant des entrailles de la Terre. Le pétrole, le gaz naturel et le charbon sont des ressources énergétiques naturelles non renouvelables, et leurs réserves ont maintenant été réduites à un niveau critique.

Début de la fin

La mondialisation du problème énergétique de l'humanité a commencé dans les années 70 du siècle dernier, lorsque l'ère du pétrole bon marché a pris fin. La pénurie et la forte hausse du prix de ce type de carburant ont provoqué une grave crise de l'économie mondiale. Et bien que son coût ait diminué avec le temps, les volumes ne cessent de baisser, d'où le problème de l'énergie et des matières premièresl'humanité devient plus nette.

Par exemple, seulement dans la période des années 60 aux années 80 du XXe siècle, le volume mondial de la production de charbon était de 40%, le pétrole - 75%, le gaz naturel - 80% du volume total de ces ressources utilisé depuis le début du siècle.

Malgré le fait que les pénuries de carburant ont commencé dans les années 70 et qu'il s'est avéré que le problème énergétique est un problème mondial pour l'humanité, les prévisions ne prévoyaient pas d'augmentation de sa consommation. Il était prévu que d'ici l'an 2000, le volume d'extraction de minéraux augmenterait de 3 fois. Par la suite, bien sûr, ces plans ont été réduits, mais en raison de l'exploitation extrêmement inutile des ressources qui a duré des décennies, ils ont aujourd'hui pratiquement disparu.

Les principaux aspects géographiques du problème énergétique de l'humanité

L'une des raisons de la pénurie croissante de carburant est l'aggravation des conditions de son extraction et, par conséquent, l'augmentation du coût de ce procédé. S'il y a quelques décennies, les ressources naturelles se trouvaient à la surface, aujourd'hui, nous devons constamment augmenter la profondeur des mines, des puits de gaz et de pétrole. Les conditions minières et géologiques de l'occurrence des ressources énergétiques dans les anciennes régions industrielles d'Amérique du Nord, d'Europe occidentale, de Russie et d'Ukraine se sont particulièrement détériorées.

Étant donné les aspects géographiques des problèmes énergétiques et de matières premières de l'humanité, force est de constater que leur solution réside dans l'élargissement des frontières des ressources. Besoin d'apprendre de nouvelleszones avec des conditions minières et géologiques plus légères. Ainsi, le coût de production du carburant peut être réduit. Cependant, il convient de tenir compte du fait que l'intensité capitalistique globale de l'extraction de ressources énergétiques dans de nouveaux endroits est généralement beaucoup plus élevée.

Aspects économiques et géopolitiques des problèmes énergétiques et de matières premières de l'humanité

L'épuisement des réserves de carburant naturel a entraîné une concurrence féroce dans les sphères économiques, politiques et géopolitiques. Les grandes sociétés pétrolières sont engagées dans la division des ressources en carburant et en énergie et dans la redistribution des sphères d'influence dans cette industrie, ce qui entraîne des fluctuations constantes des prix sur le marché mondial du gaz, du charbon et du pétrole. L'instabilité de la situation aggrave sérieusement le problème énergétique de l'humanité.

Sécurité énergétique mondiale

Ce concept est entré en vigueur au début du 21e siècle. Les principes de la stratégie d'une telle sécurité prévoient un approvisionnement énergétique fiable, à long terme et écologiquement acceptable, dont les prix seront justifiés et conviendront aux pays tant exportateurs qu'importateurs de carburant.

La mise en œuvre de cette stratégie n'est possible que si les causes du problème énergétique de l'humanité sont éliminées et que des mesures pratiques visent à fournir davantage à l'économie mondiale à la fois des combustibles traditionnels et de l'énergie provenant de sources alternatives. Par ailleurs, une attention particulière doit être portée au développement des énergies alternatives.

Politique d'économie d'énergie

À l'époque du carburant bon marché, de nombreux pays du monde ont développé une économie très gourmande en ressources. Tout d'abord, ce phénomène a été observé dans les États riches en ressources minérales. La liste était dominée par l'Union soviétique, les États-Unis, le Canada, la Chine et l'Australie. Dans le même temps, le volume de la consommation équivalente de carburant en URSS était plusieurs fois supérieur à celui des États-Unis.

Cette situation nécessitait l'introduction urgente de politiques d'économie d'énergie dans les secteurs domestique, industriel, des transports et autres de l'économie. Tenant compte de tous les aspects des problèmes énergétiques et de matières premières de l'humanité, des technologies visant à réduire l'intensité énergétique spécifique du PIB de ces pays ont commencé à être développées et mises en œuvre, et toute la structure économique de l'économie mondiale était en cours de reconstruction.

Succès et échecs

Les succès les plus notables dans le domaine de la conservation de l'énergie ont été obtenus par les pays occidentaux économiquement développés. Au cours des 15 premières années, ils ont réussi à réduire l'intensité énergétique de leur PIB d'un tiers, ce qui a entraîné une réduction de leur part dans la consommation mondiale d'énergie de 60 à 48 %. À ce jour, cette tendance se poursuit, la croissance du PIB dans l'Ouest dépassant la consommation croissante de carburant.

La situation est bien pire en Europe centrale et orientale, en Chine et dans les pays de la CEI. L'intensité énergétique de leur économie diminue très lentement. Mais les leaders de l'anti-rating économique sont des pays en développement. Par exemple, dans la plupart des pays d'Afrique et d'Asieles pertes de carburant associé (gaz naturel et pétrole) varient de 80 à 100 %.

Réalités et perspectives

Le problème énergétique de l'humanité et les moyens de le résoudre aujourd'hui préoccupent le monde entier. Pour améliorer la situation existante, diverses innovations techniques et technologiques sont introduites. Afin d'économiser de l'énergie, les équipements industriels et municipaux sont améliorés, des voitures plus économes en carburant sont produites, etc.

Parmi les principales mesures macroéconomiques figure un changement progressif de la structure même de la consommation de gaz, de charbon et de pétrole dans la perspective d'augmenter la part des ressources énergétiques non traditionnelles et renouvelables.

Pour résoudre avec succès le problème énergétique de l'humanité, il est nécessaire d'accorder une attention particulière au développement et à la mise en œuvre de technologies fondamentalement nouvelles disponibles au stade actuel de la révolution scientifique et technologique.

Industrie de l'énergie nucléaire

L'énergie nucléaire est l'un des domaines les plus prometteurs dans le domaine de l'approvisionnement énergétique. Dans certains pays développés, des réacteurs nucléaires de nouvelle génération ont déjà été mis en service. Les scientifiques du nucléaire discutent à nouveau activement du sujet des réacteurs alimentés par des neurones rapides, qui, comme on l'avait autrefois envisagé, deviendront une nouvelle vague d'énergie nucléaire beaucoup plus efficace. Cependant, leur développement a été interrompu, mais maintenant ce problème est redevenu d'actualité.

Utilisation des générateurs MHD

La conversion directe de l'énergie thermique en électricité sans chaudières à vapeur ni turbines permetréaliser des générateurs magnétohydrodynamiques. Le développement de cette direction prometteuse a commencé au début des années 70 du siècle dernier. En 1971, le premier MHD industriel pilote d'une capacité de 25 000 kW a été lancé à Moscou.

Les principaux avantages des générateurs magnétohydrodynamiques sont:

• haute efficacité;
• environnemental (pas d'émissions nocives dans l'atmosphère);
• démarrage instantané.

Turbogénérateur cryogénique

Le principe de fonctionnement d'un générateur cryogénique est que le rotor est refroidi par de l'hélium liquide, ce qui se traduit par un effet de supraconductivité. Les avantages indiscutables de cette unité incluent une efficacité élevée, un poids et des dimensions réduits.

Un prototype pilote de turbogénérateur cryogénique a été créé à l'époque soviétique, et des développements similaires sont actuellement en cours au Japon, aux États-Unis et dans d'autres pays développés.

Hydrogène

L'utilisation de l'hydrogène comme carburant a de grandes perspectives. Selon de nombreux experts, cette technologie aidera à résoudre les problèmes mondiaux les plus importants de l'humanité - le problème de l'énergie et des matières premières. Tout d'abord, l'hydrogène carburant deviendra une alternative aux ressources énergétiques naturelles en génie mécanique. La première voiture à hydrogène a été créée par la société japonaise Mazda au début des années 90; un nouveau moteur a été développé pour elle. L'expérience s'est avérée plutôt réussie, ce qui confirme la promesse de cette direction.

Générateurs électrochimiques

Ce sont des piles à combustible qui fonctionnent également à l'hydrogène. Le carburant passe à traversmembranes polymères avec une substance spéciale - un catalyseur. À la suite d'une réaction chimique avec l'oxygène, l'hydrogène lui-même est converti en eau, libérant de l'énergie chimique lors de la combustion, qui se transforme en énergie électrique.

Les moteurs à pile à combustible se caractérisent par le rendement le plus élevé (plus de 70 %), soit le double de celui des centrales électriques conventionnelles. De plus, ils sont faciles à utiliser, silencieux pendant le fonctionnement et faciles à réparer.

Jusqu'à récemment, les piles à combustible avaient une portée limitée, par exemple dans la recherche spatiale. Mais maintenant, des travaux sur l'introduction de générateurs électrochimiques sont activement menés dans la plupart des pays économiquement développés, parmi lesquels le Japon occupe la première place. La puissance totale de ces unités dans le monde se mesure en millions de kW. New York et Tokyo, par exemple, ont déjà des centrales électriques utilisant de telles cellules, et le constructeur automobile allemand Daimler-Benz a été le premier à créer un prototype fonctionnel d'une voiture avec un moteur qui fonctionne sur ce principe.

Fusion thermonucléaire contrôlée

Depuis plusieurs décennies, des recherches sont menées dans le domaine de l'énergie thermonucléaire. L'énergie atomique est basée sur la réaction de fission nucléaire, et l'énergie thermonucléaire est basée sur le processus inverse - les noyaux des isotopes de l'hydrogène (deutérium, tritium) fusionnent. Dans le processus de combustion nucléaire de 1 kg de deutérium, la quantité d'énergie libérée est 10 millions de fois supérieure à celle obtenue à partir du charbon. Le résultat est vraiment impressionnant ! C'est pourquoi l'énergie thermonucléaire est considérée comme l'un des domaines les plus prometteurs pour résoudre les problèmes dedéficit énergétique.

Prévisions

Aujourd'hui, il existe différents scénarios pour l'évolution de la situation dans le secteur mondial de l'énergie à l'avenir. Selon certains d'entre eux, d'ici 2060, la consommation mondiale d'énergie en équivalent pétrole passera à 20 milliards de tonnes. Dans le même temps, en termes de consommation, les pays en développement dépasseront les pays développés.

D'ici le milieu du XXIe siècle, la quantité de sources d'énergie fossiles devrait diminuer de manière significative, mais la part des sources d'énergie renouvelables, en particulier les sources éoliennes, solaires, géothermiques et marémotrices, augmentera.