Masalah energi umat manusia dan cara mengatasinya

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Masalah energi umat manusia setiap tahun semakin meluas. Ini disebabkan oleh pertumbuhan populasi dunia dan perkembangan teknologi yang intensif, yang mengarah pada tingkat konsumsi energi yang terus meningkat. Meskipun penggunaan nuklir, alternatif dan tenaga air, orang terus mengambil bagian terbesar dari bahan bakar dari perut bumi. Minyak, gas alam, dan batu bara merupakan sumber energi alam yang tidak dapat diperbarui, dan saat ini cadangannya telah berkurang hingga ke tingkat kritis.

Awal dari akhir

Globalisasi masalah energi umat manusia dimulai pada tahun 70-an abad terakhir, ketika era minyak murah berakhir. Kelangkaan dan kenaikan tajam harga bahan bakar jenis ini memicu krisis serius dalam ekonomi global. Dan meskipun biayanya menurun dari waktu ke waktu, volumenya terus menurun, sehingga masalah energi dan bahan bakukemanusiaan semakin tajam.

Misalnya, hanya pada periode 60-an hingga 80-an abad kedua puluh, volume produksi batu bara dunia adalah 40%, minyak - 75%, gas alam - 80% dari total volume sumber daya ini digunakan sejak awal abad.

Meskipun kekurangan bahan bakar dimulai pada tahun 70-an dan ternyata masalah energi adalah masalah global bagi umat manusia, prakiraan tidak menyebutkan peningkatan konsumsinya. Direncanakan pada tahun 2000 volume ekstraksi mineral akan meningkat 3 kali lipat. Selanjutnya, tentu saja, rencana ini dikurangi, tetapi sebagai akibat dari eksploitasi sumber daya yang sangat boros yang berlangsung selama beberapa dekade, hari ini mereka praktis hilang.

Aspek geografis utama dari masalah energi umat manusia

Salah satu alasan meningkatnya kelangkaan bahan bakar adalah memperburuk kondisi ekstraksinya dan, sebagai akibatnya, kenaikan biaya proses ini. Jika beberapa dekade lalu sumber daya alam terhampar di permukaan, hari ini kita harus terus meningkatkan kedalaman tambang, sumur gas dan minyak. Kondisi pertambangan dan geologis dari terjadinya sumber daya energi di kawasan industri lama di Amerika Utara, Eropa Barat, Rusia, dan Ukraina sangat terasa memburuk.

Mengingat aspek geografis dari masalah energi dan bahan mentah umat manusia, harus dikatakan bahwa solusi mereka terletak pada perluasan batas sumber daya. Perlu belajar barudaerah dengan pertambangan ringan dan kondisi geologi. Dengan demikian, biaya produksi bahan bakar dapat ditekan. Namun, harus diperhitungkan bahwa intensitas modal keseluruhan dari penggalian sumber daya energi di tempat-tempat baru biasanya jauh lebih tinggi.

Aspek ekonomi dan geopolitik dari masalah energi dan bahan mentah umat manusia

Menipisnya cadangan bahan bakar alam menyebabkan persaingan ketat di bidang ekonomi, politik dan geopolitik. Perusahaan bahan bakar raksasa terlibat dalam pembagian bahan bakar dan sumber daya energi dan redistribusi bidang pengaruh dalam industri ini, yang mengarah pada fluktuasi harga konstan di pasar dunia untuk gas, batu bara, dan minyak. Ketidakstabilan situasi secara serius memperburuk masalah energi umat manusia.

Keamanan energi global

Konsep ini mulai digunakan pada awal abad ke-21. Prinsip-prinsip strategi keamanan tersebut menyediakan pasokan energi yang andal, jangka panjang dan ramah lingkungan, harga yang akan dibenarkan dan sesuai dengan negara-negara pengekspor dan pengimpor bahan bakar.

Implementasi strategi ini hanya mungkin jika penyebab masalah energi umat manusia dihilangkan dan langkah-langkah praktis ditujukan untuk lebih menyediakan bahan bakar tradisional dan energi dari sumber alternatif bagi perekonomian dunia. Selain itu, perhatian khusus harus diberikan pada pengembangan energi alternatif.

Kebijakan hemat energi

Selama masa bahan bakar murah, banyak negara di dunia telah mengembangkan ekonomi yang sangat intensif sumber daya. Pertama-tama, fenomena ini diamati di negara bagian yang kaya akan sumber daya mineral. Daftar itu dipuncaki oleh Uni Soviet, Amerika Serikat, Kanada, Cina dan Australia. Pada saat yang sama, volume konsumsi bahan bakar setara di Uni Soviet beberapa kali lebih besar daripada di Amerika.

Keadaan ini membutuhkan pengenalan kebijakan penghematan energi yang mendesak di sektor ekonomi domestik, industri, transportasi dan lainnya. Mempertimbangkan semua aspek masalah energi dan bahan mentah umat manusia, teknologi yang bertujuan untuk mengurangi intensitas energi spesifik dari PDB negara-negara ini mulai dikembangkan dan diimplementasikan, dan seluruh struktur ekonomi ekonomi dunia sedang dibangun kembali.

Keberhasilan dan kegagalan

Keberhasilan paling menonjol di bidang konservasi energi telah dicapai oleh negara-negara Barat yang maju secara ekonomi. Dalam 15 tahun pertama, mereka berhasil mengurangi intensitas energi dari PDB mereka sebesar 1/3, yang menyebabkan pengurangan bagian mereka dalam konsumsi energi dunia dari 60 menjadi 48 persen. Sampai saat ini, tren ini terus berlanjut, dengan pertumbuhan PDB di Barat melebihi konsumsi bahan bakar yang meningkat.

Situasinya jauh lebih buruk di Eropa Tengah dan Timur, Cina dan negara-negara CIS. Intensitas energi ekonomi mereka menurun sangat lambat. Tapi pemimpin ekonomi anti-rating adalah negara berkembang. Misalnya, di sebagian besar negara Afrika dan Asiakehilangan bahan bakar terkait (gas alam dan minyak) berkisar antara 80 hingga 100 persen.

Realitas dan prospek

Masalah energi umat manusia dan cara mengatasinya saat ini menjadi perhatian seluruh dunia. Untuk memperbaiki situasi yang ada, berbagai inovasi teknis dan teknologi sedang diperkenalkan. Untuk menghemat energi, peralatan industri dan kota ditingkatkan, mobil yang lebih hemat bahan bakar sedang diproduksi, dll.

Di antara langkah-langkah makroekonomi utama adalah perubahan bertahap dalam struktur konsumsi gas, batu bara, dan minyak dengan prospek peningkatan pangsa sumber daya energi non-tradisional dan terbarukan.

Agar berhasil memecahkan masalah energi umat manusia, perlu memberikan perhatian khusus pada pengembangan dan penerapan teknologi baru yang tersedia pada tahap revolusi ilmiah dan teknologi saat ini.

Industri tenaga nuklir

Salah satu bidang yang paling menjanjikan di bidang pasokan energi adalah energi nuklir. Di beberapa negara maju, reaktor nuklir generasi baru telah dioperasikan. Ilmuwan nuklir sekali lagi secara aktif mendiskusikan topik reaktor yang ditenagai oleh neuron cepat, yang, seperti yang pernah dibayangkan, akan menjadi gelombang energi nuklir baru dan jauh lebih efisien. Namun, pengembangannya dihentikan, tetapi sekarang masalah ini menjadi relevan kembali.

Menggunakan generator MHD

Konversi langsung energi panas menjadi listrik tanpa ketel uap dan turbin memungkinkanmelakukan generator magnetohidrodinamik. Perkembangan arah yang menjanjikan ini dimulai pada awal 70-an abad terakhir. Pada tahun 1971, MHD industri percontohan pertama dengan kapasitas 25.000 kW diluncurkan di Moskow.

Kelebihan utama generator magnetohidrodinamik adalah:

• efisiensi tinggi;
• environmental (tidak ada emisi berbahaya ke atmosfer);
• mulai instan.

Turbogenerator kriogenik

Prinsip pengoperasian generator kriogenik adalah bahwa rotor didinginkan oleh helium cair, yang menghasilkan efek superkonduktivitas. Keuntungan tak terbantahkan dari unit ini termasuk efisiensi tinggi, bobot rendah dan dimensi.

Prototipe percontohan turbogenerator kriogenik telah dibuat di era Soviet, dan sekarang pengembangan serupa sedang berlangsung di Jepang, AS, dan negara maju lainnya.

Hidrogen

Penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar memiliki prospek yang bagus. Menurut banyak ahli, teknologi ini akan membantu memecahkan masalah global terpenting umat manusia - masalah energi dan bahan mentah. Pertama-tama, bahan bakar hidrogen akan menjadi alternatif sumber energi alam di bidang teknik mesin. Mobil hidrogen pertama dibuat oleh perusahaan Jepang Mazda pada awal 90-an; mesin baru dikembangkan untuk itu. Eksperimen tersebut ternyata cukup berhasil, yang menegaskan janji arah ini.

Generator elektrokimia

Ini adalah sel bahan bakar yang juga menggunakan hidrogen. Bahan bakar dilewatkanmembran polimer dengan zat khusus - katalis. Sebagai hasil dari reaksi kimia dengan oksigen, hidrogen itu sendiri diubah menjadi air, melepaskan energi kimia selama pembakaran, yang berubah menjadi energi listrik.

Mesin sel bahan bakar dicirikan oleh efisiensi tertinggi (lebih dari 70%), yang dua kali lipat dari pembangkit listrik konvensional. Plus, mereka mudah digunakan, senyap selama operasi dan tidak perlu diperbaiki.

Sampai saat ini, sel bahan bakar memiliki cakupan yang sempit, misalnya dalam penelitian luar angkasa. Tetapi sekarang pekerjaan pengenalan generator elektrokimia sedang dilakukan secara aktif di sebagian besar negara maju secara ekonomi, di antaranya Jepang menempati tempat pertama. Daya total unit-unit ini di dunia diukur dalam jutaan kW. New York dan Tokyo, misalnya, sudah memiliki pembangkit listrik yang menggunakan sel-sel tersebut, dan pembuat mobil Jerman Daimler-Benz adalah yang pertama membuat prototipe kerja mobil dengan mesin yang bekerja berdasarkan prinsip ini.

Fusi termonuklir terkendali

Selama beberapa dekade, penelitian telah dilakukan di bidang energi termonuklir. Energi atom didasarkan pada reaksi fisi nuklir, dan energi termonuklir didasarkan pada proses sebaliknya - inti isotop hidrogen (deuterium, tritium) bergabung. Dalam proses pembakaran nuklir 1 kg deuterium, jumlah energi yang dilepaskan 10 juta kali lebih besar daripada yang diperoleh dari batu bara. Hasilnya benar-benar mengesankan! Itulah sebabnya energi termonuklir dianggap sebagai salah satu bidang yang paling menjanjikan dalam memecahkan masalah globaldefisit energi.

Prakiraan

Hari ini ada berbagai skenario perkembangan situasi di sektor energi global ke depan. Menurut beberapa dari mereka, pada tahun 2060 konsumsi energi global setara minyak akan meningkat menjadi 20 miliar ton. Pada saat yang sama, dalam hal konsumsi, negara-negara berkembang akan menyusul negara-negara maju.

Pada pertengahan abad ke-21, jumlah sumber energi fosil akan berkurang secara signifikan, tetapi pangsa sumber energi terbarukan, khususnya sumber angin, matahari, panas bumi, dan pasang surut, akan meningkat.