- •Глава 4 37
- •Глава 1 Последствия влияния человека на биосферу
- •1.1. Формирование техносферы
- •Усиление влияния хозяйственной деятельности человека на биосферу в XX в. [2]
- •Площади суши с ненарушенными, частично нарушенными и нарушенными естественными экосистемами [24]
- •1 Без учета ледяных, скальных и оголенных поверхностей.
- •1.2. Разрушение литосферы
- •1.3. Радиоактивные отходы и радиоактивное загрязнение
- •1.3.1. Опасность накопления ралиоактивных отхолов
- •1.3.2. Ралиоактивное загрязнение вслелствие аварий
- •Глава 2
- •Основные типы загрязняющих веществ, их источники и характер воздействия на человека и природные объекты [15]
- •2.1. Загрязнение атмосферы
- •2.1.1. Обшая характеристика
- •Выбросы в атмосферу пяти главных загрязнителей в мире и в Российской Федерации, млн т [2]
- •2.1.2. Проблема потепления климата
- •2.1.3. Разрушение озонового слоя
- •2.1.4. Кислотные ложли
- •2.2. Загрязнение гидросферы
- •Ориентировочное количество массовых загрязнителей океана и континентальных вод планеты [2]
- •2.2.1. Моря
- •2.2.2. Континентальные волоемы
- •2.2.3. Полземные волы
- •Глава 3
- •3.1. Снижение биологического разнообразия
- •Число исчезающих видов в некоторых странах мира, 1990-е годы [79]
- •3.2. Обезлесивание
- •3.3. Разрушение почв
- •3.4. Опустынивание
- •Опустошенные земли (пашня и пастбища) засушливых регионов земного шара [55]
- •3.5. Биологическое загрязнение
- •3.5.1. Наземные экосистемы
- •3.5.2. Пресноволные экосистемы
- •3.5.3. Морские экосистемы
- •Глава 4
- •4.1. «Дьявольский насос»
- •4.2. Усиление миграции населения
- •4.3. Развитие международного туризма
- •4.4. Плюсы глобализации
- •Часть II
- •Глава 5
- •5.1. Стокгольмская конференция
- •5.2. Римский клуб
- •5.3. Институт «Worldwatch»
- •5.4. Доклад «Наше общее будущее»
- •Глава 6
- •6.1. Некоторые зарубежные страны
- •Структура, занятость и доходы отраслей «экобизнеса» в сша в 1980 и 1997 гг. £60]
- •Различия стран ес по активности реализации «Повестки-21»
- •6.2. Россия
- •6.2.7. Охрана приролы в периол реформ
- •6.2.2. Кониепиия перехола к устойчивому развитию
- •Расскажите о шагах, предпринимаемых сша в направлении перехода к устойчивому развитию.
- •Что сделали для перехода к устойчивому развитию страны ес?
- •Каковы возможности перехода на устойчивое развитие Китая и Индии?
- •Глава 7
- •7.1. Сииентизм
- •7.2. Алармизм
- •7.3. Консерваиионизм
- •7.4. Экологический реализм (центризм)
- •Каковы истоки алармизма?
- •Часть III основные проблемы перехода на устойчивое развитие
- •Глава 8
- •8.1. От Мальтуса к неомальтузианству
- •8.2. Демографические реалии прошлого и настоящего
- •Синтетический коэффициент рождаемости в некоторых странах в 2001 г. [9]
- •Динамика численности населения Земли во второй половине XX в., [Кондратьев, 2002]
- •8.3. Возможности управления демографическим процессом
- •8.4. Прогноз демографической ситуации в мире
- •Прогноз оон по численности населения 20 крупнейших стран в 2050 г. (ранжированных по численности населения в 1998 г.), млн человек
- •Динамика политического контроля цивилизаций в XX в. И прогноз на начало XXI в.
- •8.5. Демографическая ситуация в России
- •Изменение продолжительности жизни мужчин/ женщин в России и некоторых других странах по годам
- •Глава 9
- •9.1. Характеристика современной энергетики
- •Вклад различных энергетических ресурсов в мировую энергетику
- •Выбросы в атмосферу отходов электростанций мощностью 1000 мВт, работающих на разных видах ископаемого топлива
- •9.2. Прогноз энергетики будущего
- •Возможный прогноз роста потребностей в энергии в мире и ее душевого потребления
- •Оценка мирэс объемов потребления первичных энергоресурсов в мире (2020 г., прогноз) по сравнению с 1990 г.
- •9.3. Перспективы нетрадиционной энергетики
- •9.3.1. Гелиоэнергетика: физический вариант
- •9.3.2. Гелиоэнергетика: биологический вариант
- •9.3.3. Ветроэнергетика
- •9.3.4. Геотермальная энергетика
- •9.3.5. Приливно-спливная энергетика
- •9.3.6. Микрогилроэнергетика
- •9.4. Атомная энергетика 9.4.1. География
- •9.4.2. Плюсы и минусы
- •Характеристика атомной энергетики некоторых стран на апрель 2001 г.
- •9.4.3. Перспективы
- •Площади отчуждаемых земель (в среднем), необходимые для производства 1 мВт электроэнергии в год на электростанциях разного типа [39]
- •9.5. Энергосбережение
- •Глава 10
- •10.1. Современное состояние
- •Динамика посевных площадей под зерновыми культурами и производства зерна в мире в период 1950-1998 гг. На душу населения [34]
- •Урожайность пшеницы в основных производящих странах, 1997 г.
- •10.2. Проблема голода
- •Калорийность среднедушевого рациона в некоторых странах с хроническим недоеданием населения [18]
- •Доля детей в возрасте до 5 лет, имеющих недостаточный вес, в некоторых странах [9]
- •10.3. «Зеленая революция»
- •10.4. Органическое и компромиссное сельское хозяйство
- •Сравнение интенсивного и компромиссного сельского хозяйства
- •10.5. Генетически модифицированные растения
- •10.6. Продовольственные ресурсы мирового океана
- •10.7. Развитие аквакультуры
- •10.8. География продовольственной безопасности
- •Прогноз снижения площади пашни на душу населения к 2050 г. В некоторых странах [9]
- •10.9. Продовольственная безопасность России
- •Глава 10. Обеспечение продовольствием 189
- •Снижение урожайности основных продовольственных культур России в период реформ [371
- •Импорт продовольствия в Россию [31]
- •10.10. Политика дефицита
- •Глава 11
- •11.1. Минеральные ресурсы
- •11.1.1. Масштабы потребления
- •Рост использования материалов в мире в 1960-1995 гг. [16]
- •Рост потребления материалов в сша в 1900-1995 гг. [16]
- •11.1.2. Опасность исчерпания
- •11.1.3. Экономия минеральных ресурсов: новые полхолы
- •11.1.4. Потенциал ресурсосбережения
- •11.1.5. Ограничения материальной революции
- •11.2. Ресурсы волы
- •11.2.1. Волопотребление
- •11.2.2. Последствия превышения норм волозабора
- •11.2.3. Волосбережение
- •11.3. Ресурсы древесины
- •11.3.1. Потребление
- •11.3.2. Экономия
- •Глава 12
- •12.1. Общая характеристика загрязнения биосферы
- •12.3. Очистные сооружения
- •Ввод в действие сооружений и установок по охране окружающей среды в Российской Федерации [37]
- •Глава 13
- •13.1. Урбанизация
- •Доля городского населения в некоторых регионах земного шара, %
- •Изменение численности населения 10 крупнейших городов мира в период 1000—2000 гг., млн человек [57]
- •13.2. Проблемы городского транспорта
- •13.2.1. Влияние на тролскую срелу
- •13.2.2. Пути экологизации
- •13.3. Проблемы чистой воды и бытовых стоков
- •13.4. Твердые бытовые отходы
- •13.4.1. Количество и состав
- •13.4.2. Обращение с тверлыми бытовыми отхолами
- •13.5. Озеленение
- •13.6. Города будущего
- •Плотность населения и использование личного автотранспорта в крупных городах [57]
- •Глава 14
- •14.1. Ценность биологического разнообразия
- •Основные полезные функции лесов [9]
- •14.2. Теория и практика сохранения биологического разнообразия
- •14.2.1. Популяиионно-виловой уровень
- •14.2.2. Экосистемный уровень
- •14.2.3. Сохранение биологического разнообразия сельскохозяйственных растений и животных
- •14.2.5. Состояние охраны биологического разнообразия в России
- •Глава 15
- •15.1. Платное природопользование
- •Промышленные соглашения о снижении выбросов диоксида углерода н повышении эффективности использования энергии в некоторых странах [80]
- •Таксы компенсации ущерба за уничтожение животных из Красной книги Республики Башкортостан [36]
- •15.2. Экологически ориентированные государственные инвестиции
- •15.3. Экологические налоги
- •Налоговые стимулы, поощряющие использование энергии нз возобновимых источников, 1997 г. [80]
- •15.4. Экологический менеджмент
- •15.5. Экологическая реструктуризация экономики
- •15.6. Экологическое право
- •Глава 16 Развитие международного сотрудничества в деле охраны окружающей среды
- •16.2. Охрана атмосферы
- •16.2.1. Киотский протокол
- •16.2.2. Монреальский протокол
- •16.3. Охрана мирового океана
- •16.4. Охрана биологического разнообразия
- •16.4.1. Ситес
- •16.4.2. Конвенция о биологическом разнообразии
- •16.4.3. Лругие важные соглашения
- •16.4.4. Участие России
- •16.5. Правительственные и неправительственные природоохранные организации
- •Глава 17
- •17.1. Экологическая этика
- •17.2. Роль экологического образования в формировании экологической нравственности
- •17.3. Преодоление потребительства
- •17.4. Роль общественных экологических движений
- •17.5. Роль религии
Глава 9
Обеспечение энергией
Вся история человечества - это история повышения потребления энергии, причем, вплоть до XX в. основными ее источниками были древесина и органические остатки. В XX в. основными источниками энергии стали ископаемые энергоносители - уголь, нефть, газ, но на протяжении столетия снижалась роль угля и повышалась роль нефти и газа, к которым во второй половине века прибавилась атомная энергетика.
В этот же период стала возрастать роль гидроэнергетики, и были построены крупнейшие гидроэлектростанции, а в последние десятилетия проявился интерес к развитию энергетики на основе возобновимых источников энергии - солнца, ветра, малых водотоков, земных глубин, приливов и т. д. Всплеск интереса к ВИЭ во многом был связан с нефтяным кризисом 1970-х гг., когда резко подскочили цены на нефть, и все страны должны были искать пути замены нефти другими энергоносителями. Впрочем, большинство «нетрадиционных» источников как раз традиционно: биологический метод использования солнечной энергии человек стал применять сразу же, как только в его руках появился огонь. Первые ветряные мельницы были сооружены в Персии 1000 лет назад, получили распространение в Китае и по всему побережью Средиземного моря, а также в Северной Европе.
В этой главе будут рассмотрены современное состояние энергетики, основные прогнозные параметры энергетики будущего и особенно роль ее наиболее перспективных вариантов - с использованием ВИЭ и атомной энергии, а также перспективы энергосбережения. Рассмотрению этих вопросов мы предпошлем характеристику энергетики конца XX в. как ее «стартового» состояния на момент начала построения общества устойчивого развития.
9.1. Характеристика современной энергетики
Структура современной энергетики. Энергетический бюджет мира на сегодняшний день «полиэнергетический», так как для получения энергии используются разные источники (табл. 9.1).
Таблица 9.1
Вклад различных энергетических ресурсов в мировую энергетику
Источник энергии |
Вклад в энергетику, % |
Уголь |
25,40 |
Природный газ |
23,74 |
Сырая нефть |
37,15 |
Атомная энергия3 |
6,37 |
Гидроэнергия |
6,88 |
Остальные источники |
0,46 |
За последнее десятилетие XX в. параметры энергетики изменились: приросты производства энергии из нефти, газа и на ГЭС составили менее 2%, потребление угля снизилось на 1%, а прирост производства атомной энергии составил всего 0,8% (что связано с «чернобыльским синдромом»). Однако за этой усредненной мировой характеристикой скрываются энергетические проблемы разных стран. Так, в развивающихся странах продолжается бурный рост потребления ископаемых энергоносителей. В Индии в период с 1976 по 1996 гг. это потребление возросло в 6 раз. Потребление нефти азиатскими странами (без Японии, Кореи и стран бывшего СССР) только за период с 1986 по 1999 гг. удвоилось. Как отмечает Г. Шеер [82], третий мир находится в ловушке ископаемых ресурсов.
В то же время производство энергии с использованием возобновимых источников существенно возросло: солнечной - на 20%, ветровой - на 25%, геотермальной - на 4% [9]. Разумеется, следует учитывать, что эти показатели относительные: при учете малого вклада нетрадиционной энергетики в общий энергетический бюджет абсолютные приросты производства энергии на основе традиционных энергоносителей имеют несоизмеримо большие величины. Однако очевидно, что интерес к использованию ВИЭ повышается во всем мире.
Большую роль в мире продолжает играть гидроэнергетика, которая использует неисчерпаемый ресурс - энергию движения воды. В развитии гидроэнергетики доминируют Канада, США и Россия, однако доля гидроэнергии в развивающихся странах выше - 31% от выработанной электроэнергии. Самые большие ГЭС построены в Венесуэле (плотина Гури, 10 млн кВт, что соответствует 10 средним реакторам АЭС), в Бразилии на реке Парана (ГЭС «Итайпу», 12,6 млн кВт). Асуанская ГЭС, построенная при техническом содействии СССР, обеспечивает более 40% всей потребности Египта в энергии, она сыграла важную роль в улучшении снабжения водой поливного земледелия, дающего стабильные урожаи, и положила конец опустошительным паводкам. В Китае начато строительство ГЭС мощностью 13 млн кВт.
Крупные ГЭС составляют основу гидроэнергетики России, что отличает ее от США: несмотря на то что гидроэнергетика США производит в 1,5 раза больше энергии, средняя мощность американских ГЭС в 4,5 раза ниже. В развитых странах Запада резервы расширения гидроэнергетики ничтожны (использовано 98% потенциала гидроресурсов). В Северной Америке мощность ГЭС также почти достигла предела (83% потенциала).
ГЭС дают энергию более дешевую, чем тепловые станции. Рентабельность ГЭС в России значительно выше, чем ТЭС и АЭС, а себестоимость электроэнергии в 6 раз ниже, чем на ТЭС. По этой причине Норвегия, располагающая большими ресурсами нефти и газа в Северном море, базирует свою электроэнергетику исключительно на энергии горных рек (более 90% всей энергии).
Экологическая опасность крупных ГЭС. Строительство равнинных ГЭС отчуждает из использования огромные массивы плодородных земель (как случилось при строительстве каскада ГЭС на Волге) или лесов. В общей сложности под водохранилищами России находится 8 млн га земель, что в четыре раза больше площади Израиля. В результате строительства волжского каскада было затоплено 264,5 тыс. га пашни, 732,6 тыс. га сенокосов и пастбищ, 845,2 тыс. га пойменных лесов и кустарников. Пришлось перенести 2513 населенных пунктов с населением в 643,3 тыс. человек. Рыбинская ГЭС имеет мощность меньше 1/3 ядерного реактора, но площадь ее водохранилища составляет более 4,5 тыс. км2.
Гидроэлектростанции в Сибири строили без расчистки леса на дне будущих рукотворных морей. Так, при строительстве Братской ГЭС было затоплено 40 млн м3 прекрасной древесины хвойных пород. Если бы эту древесину использовали, то стоимость продуктов ее переработки смогла бы покрыть все расходы на строительство ГЭС. Примерно 20 млн м3 древесины осталось на дне водохранилища Усть-Илимской ГЭС, без расчистки дна были заполнены и водохранилища Вилюйской и Саяно-Шушенской ГЭС. Затопление леса не только лишает страну ценной древесины, но и ухудшает качество воды в водохранилищах и препятствует судоходству.
Строительство крупных водохранилищ полностью нарушает жизнь экосистем рек, в первую очередь препятствует нормальной миграции рыб. В результате строительства волжского каскада площадь нерестилищ осетровых сократилась в 10 раз - с 4000 до 400 га. При этом естественные нерестилища белуги, белорыбицы и сельди уничтожены полностью, русского осетра - на 80%, севрюги - на 60%. По этой причине резко упали уловы осетровых: в 1984 г. вылавливалось 24 тыс. т (90% мировой добычи), в 1994 г. - 4,5 тыс. т (без учета браконьерского лова, который составляет примерно столько же).
В то же время в водохранилищах массово размножаются виды рыб, которые не играли большой роли в естественной ихтиофауне рек (лещ, плотва, судак, щука и др.). В итоге общие уловы растут. В водохранилищах сегодня вылавливают 30 тыс. т рыбы, что примерно в 10 раз больше уловов до строительства каскада. Кроме того, на дне водоемов накапливаются тысячи тонн (как правило, ядовитых за счет промышленных и бытовых стоков в реки) осадков. Это практически навсегда выводит территорию из дальнейшего использования, даже в случае, если водохранилище будет спущено. В последние годы все более очевидными становятся отрицательные социально-экологические последствия, связанные с нарушением естественного гидрологического режима Нила при строительстве Асуанской плотины.
ГЭС на горных реках удобны тем, что не связаны с затоплением больших территорий, но они могут быть опасны из-за довольно высокой вероятности катастроф ввиду сейсмической нестабильности этих районов. Землетрясения приводят к огромным жертвам. Так, в Италии в Вайоне в 1993 г. при прорыве плотины погибло 2118 человек, а в Индии от прорыва плотины Гуджерат - 16 тыс. человек. По современным представлениям, у крупных ГЭС нет перспектив. Их значительно больше у малых ГЭС, которые включены в нетрадиционную энергетику (см. разд. 9.3.6).
Загрязнение окружающей среды при использовании углеродистых энергоносителей. Эти энергоносители не только исчер- паемые, но и «экологически грязные». Их использование загрязняет окружающую среду, причем загрязнение нарастает по ряду: газ - нефть - уголь (табл. 9.2).
Таблица 9.2