ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Энергетические эпохи

Различные этапы в развитии энергетики определяются господ­ствующими источниками энергии и зависящей от них энерготехникой [1].

Эпоха мускульной энергетики. Источником энергии служила хи­мическая энергия пищи, превращающаяся в мускульную силу человека, а позже и прирученных животных. Тепло солнца, а затем и огня использова­лось для обогрева и бытовых нужд - приготовления пищи, выплавки ме­таллов и т. п. В этой эпохе следует выделить период, когда мускульная сила приумножалась с помощью простых механизмов - рычага, ворота и т. п., а также период, когда огонь стали получать искусственно - трением. По­следние достижение следует считать принципиально важным в истории развития человечества. Кроме того, в течение этой эпохи так называемые невозобновляемые энергоресурсы накапливались. Так продолжалось при­мерно до VIII - Х веков.

Эпоха механоэнергетики. Длилась она до XVIII века. В этот период человек стал дополнительно использовать механическую энергию возоб­новляющих энергоресурсов - энергию речной воды и ветра. Для этих це­лей использовались водяные колеса и ветряные крылья. Человек получил в свое распоряжение силы, во много раз превосходящие его собственные и силы домашних животных.

Развитие техники получения огня, использование печного отопления позволили человеку заселять холодные климатические районы Земли.

Энергетические ресурсы в эту эпоху полностью восстанавливались, а окружающая среда оставалась практически в первозданном виде.

Эпоха химической теплоэнергетики. Она еще не закончилась. Главный источник энергии во многих странах - это химическая энергия, выделяющаяся при сгорании органических ископаемых: каменного угля, нефти и т. д. А основная движущая сила - энергия пара или газов, возни­кающая в тепловых двигателях. Принципиальное отличие этой эпохи - че­ловечество уничтожает ресурсы, доставшиеся ему как результат процес­сов, протекавших на Земле миллионы лет и имевших своим первоисточни­ком энергию Солнца. Все это сопровождается загрязнением окружающей среды продуктами сгорания и отходами производства. Возникает проблема создания экологически чистых производств. Появляется ядерная энергети­ка, опять же на невозобновляющихся энергоресурсах. Но синдром Черно­быля, возникший после крупной аварии на одной из АЭС Украины 26 ап­реля 1986 г., резко замедлил темпы развития этого вида энергетики.

Загрязнение, в том числе и радиационное, окружающей среды начи­нает тормозить развитие традиционных энергетических технологий. Остро встает вопрос создания альтернативной энергетики на возобновляющихся энергоресурсах и одновременном переходе к эпохе сбалансированной энергетики на возобновляющихся энергоресурсах. Если такое состоится, человечество сумеет жить в состоянии динамического равновесия, потреб­ляя столько энергии, сколько можно получить при использовании возоб­новляющихся энергоресурсов (солнечного излучения, движения воды, вет­ра и т. п.), возможно и энергии термоядерных топлив. В соответствии с вы­рабатываемой энергией и производимым с ее помощью продовольствием население Земли будет обеспечиваться бытовой, производственной, куль­турной и другой техникой. Окружающая среда также должна быть приве­дена в состояние динамического равновесия, т. е. должна полностью вос­станавливаться, это и есть эпоха сбалансированной энергетики. Но пока это в значительной мере фантастика, чем объективная реальность. Основ­ные выводы ХУ конгресса Мирового энергетического совета, состоявше­гося в 1992 г.:

• органические топлива останутся основой энергообеспечения; их абсолютное потребление возрастет при любых реалистичных сценариях. Не просматривается ни одного нового источника энергии, по крайней ме­ре, на ближайшие 30 лет;

• в этих условиях первоочередной задачей мирового сообщества яв­ляется повышение эффективности использования природных энергетиче­ских ресурсов, без чего невозможно будет в перспективе решать глобаль­ные проблемы обеспечения устойчивого энергоснабжения и охраны окру­жающей среды.

Иными словами, в обозримом будущем на состояние динамического равновесия между промышленным производством и окружающей средой можно надеяться только через энергосбережение, рациональное ресурсо­пользование.

К настоящему времени сложилась определенная теория технологи­ческих укладов в мировой экономике [2 - 3].

Технологический уклад можно определить как соответствующую экономическую эпоху, обусловленную уровнем развития энергетики, ко­торый позволяет реализовать возможности сформированных на этот пери­од ресурсных, технико-технологических, информационных, транспортных и организационно-финансовых систем.

В соответствии с наиболее распространенной концепцией [2] отсчет времени при анализе процессов технологической динамики принято начи­нать с периодов первой промышленной революции в Англии, когда, по мнению авторов, устанавливается современный темп технико­технологического развития.

Дадим самую краткую характеристику этих укладов.

Первый. Период существования - 1770 - 1830 гг. Основа - текстиль­ная промышленность, текстильное машиностроение, выплавка чугуна, об­работка железа, строительство каналов. Энергетическая база - водяной двигатель (колесо).

Второй. Период существования - 1830 - 1880 гг. Основа - железно­дорожное строительство и транспорт, машино - и пароходостроение, угольная, станкоинструментальная промышленность, черная металлургия. Энергетическая база - паровой двигатель.

Третий. Период существования - 1880 - 1930 гг. Основа - электро­техника, тяжелое машиностроение, производство и прокат стали, линии электропередач, неорганическая химия. Энергетическая база - электриче­ский двигатель, развитие электросвязи.

Четвертый. Период существования - 1930 - 1980 гг. Основа - ав­томобиле-, тракторостроение, цветная металлургия, производство товаров длительного пользования, синтетические материалы, органическая химия, производство и переработка нефти. Энергетическая база - электроэнерге­тика на основе паровых и газотурбинных, ядерных установок; двигатели внутреннего сгорания, ракетная техника.

Пятый (современный). Период существования - с 1980 г. по на­стоящее время. Основа - электронная промышленность, вычислительная оптико-волоконная техника, программное обеспечение, телекоммуника­ции, роботостроение, добыча и переработка газа, информационные услуги. Считаем, что следует добавить - постоянный рост использования бытовой, офисной энергоемкой техники. Энергетическая база практически сохраня­ется прежней, но с некоторыми отступлениями и неопределенностями - частичный отказ от атомной энергетики, снижение разведанных запасов невозобновляемых энергоресурсов (нефть, газ), трудности в освоении во­зобновляемых источников энергии.

Если исходить из ранее приведенного определения технологического уклада, то независимо от того, какой он в настоящее время по счету, пятый или восьмой (есть и такие раскладки), развитие его и тем более смена вряд ли возможны в целом в масштабах мировой экономики ввиду возникнове­ния явных энергетических ограничений.

Создается ситуация, когда авторам экономических теорий удается сохранить их стройность, если системообразующие факторы сместить в пользу информационных, организационно-финансовых систем. Такое воз­можно только при осознанном разделении мирового сообщества по степе­ни доступности к благам цивилизации. Доказательством возможности именно такой схемы развития при игнорировании сложившихся проблем в энергетической обеспеченности современного технологического уклада является наличие тесной связи между валовым внутренним продуктом (ВВП) и расходом энергии на его производство. А именно ВВП является основой для роста благосостояния любого сообщества, т. е. надежные ис­точники энергии, доступность к ним всех слоев населения являются «го­ловной болью» любого государства и сообщества.

И обратной связью в этом системном процессе может быть только рациональное использование энергии на основе энергоэффективных тех­нологий.