Энергоресурсы обмен энергии на минеральное сырье

Современная технология предъявляет два основных требования: добыча потенциально прибыльных материалов и преобразование их в формы, подходящие для использования. На выполнение этих требований затрачивается энергия. В конечном счете вся технология участвует в этом обмене: чтобы иметь в наличии материалы, необходимые для современной промышленности, мы должны затратить энергию на получение ресурсов и использовать энергию на придание этим ресурсам подходящей формы. Если нам нужны материалы, мы должны платить цену энергии.

Значительная доля ресурсов добывается в шахтах. В этом процессе много тонн вещества, покрывающего желаемый ресурс, удаляется (и возможно, в конечном счете поступает обратно): до 1000 тонн «нагрузки» на каждую тонну добываемого в конечном счете ресурса. Руда, которая составляет цель этой деятельности, может быть перемещена снова: это зависит от расположения плавильного завода. Получение других ресурсов, таких, как продукты деревообработки, требует менее гигантских, но все-таки существенных затрат энергии. Большая часть энергии, требуемой для выполнения этих задач, обеспечивается бензиновым или дизельным топливом; такое топливо хорошо тем, что его легко транспортировать к месту назначения. Именно эта «мобильная энергия» сделала добычу ресурсов настолько географически обширной и такой эффективной.

Добытые ресурсы, как правило, должны быть переработаны, если их предполагают использовать. Простейшая переработка имеет физическую природу: дробление камня для получения щебенки, укладываемой в основание автомагистральной или используемой как ингредиент при изготовлении бетона. Обыкновенно ресурс претерпевает химическую переработку, примером чего может послужить выделение чистого металла из его оксида или сульфида, находящегoся в земной коре. Энергия реально используется на разрушение химических сил, связывающих вещество в его первоначальной форме, и образование химических связей, которые создают новые формы, полезные для технологии.

Источники энергии

Использование ископаемого топлива доминирует в энергетическом балансе человечества. Как можно видеть из табл. 5.3, нефть - это самый крупный источник энергии, обеспечивающий около трети мирового первичного потребления энергии в последние годы. (Первuчная энергия (priтary "eпergy) - это энергия, овеществленная в ресурсах в той форме в которой они встречаются в природе; невозможно по ряду технических и термодинамических причин восстановить ее всю). Добытый уголь и природный газ составляют большую долю оставшейся части. Биомасса, используемая в основном локально для обогрева и охлаждения, используется для производства 15% общего количества энергии. Ядерная энергия и энергия воды дают по несколько процентов каждая. Таблица показывает, что в добытом в 1990 г. топливе конечная энергия (fiпal eпergy - энергия реально поставляемая в точку конечного использования) была немного меньше трех четвертей первичной. Из общего количества конечной энергии около трети используется в промышленности.

Таблица 5.3 также включает данные по первичным источникам энергии в 1998 г. Некоторые пункты представляют особый интерес. Во-первых, за этот период более чем на 6% возросло глобальное потребление энергии. Во-вторых, доля, обеспечиваемая нефтью, возросла с 34 до 37%, природного газа - с 19 до20%. В-третьих, доли угля и биомассы немнoгo уменьшились. Ясно, что в ХХI в. именно высокотранспортабельные виды топлива обеспечивают рост использования энергии.