Ім'я файлу: Реферат Єрмоленко Денис КВ-12мп.docx
Розширення: docx
Розмір: 218кб.
Дата: 17.06.2022
скачати

Міністерство освіти і науки

Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут

імені Ігоря Сікорського”
Факультет прикладної математики

Кафедра системного програмування та спеціалізованих комп’ютерних систем
РЕФЕРАТ

з дисципліни ”Сталий інноваційний розвиток”

на тему: “Світові стратегії енергозабезпечення. Глобальні загрози сталому розвитку суспільства”


Виконав: Єрмоленко Денис Вадимович

Група КВ-12мп

Викладач:

Київ 2022

Зміст



Зміст 2

2

Вступ 3

1.Глобальні проблеми для суспільства, пов’язані з енергоносіями 4

2.Стратегії розвитку глобальної енергосистеми 6

2.1 Подальша електрифікація світу 6

2.2 Поступова відмова від викопного палива 6

2.3 План Гуттеріша 7

2.4 Перехід на відновлювальну енергію 8

2.5 Поняття енергетичний переходу 10

3Надія на термоядерну енергію 12

Анотація 16

Список використаної літератури 17




Вступ



Якщо подивитися на енергію зі сторони фізики, то енергія — загальна кількісна міра руху і взаємодії всіх видів матерії. Енергія не виникає ні з чого й нікуди не зникає, вона може тільки переходити з одного стану в інший. Енергія поєднує всі явища природи. Але якщо подивитися на неї зі сторони людства, то енергія — це те без чого світова економіка не може розвиватись. Без енергії економіка просто перестане існувати.

Людство все своє існування вдосконалює способи накопичення та використання енергії. Сюди належить аграрна, промислова та інші революції, які спричиняли енергетичні переходи. Але кожного разу в людства лише збільшуються енергетичні апетити. Проте, згідно з парадоксом Джевонса: «технологічний процес, який збільшує ефективність використання будь-якого ресурсу, збільшує (а не зменшує) обсяг його споживання»[1] -у людства лише збільшується енергетичний апетит.

Зараз наші апетити вже дійшли того, що виробництво електро-, тепло- та інших важливих для економіки форм енергії мають руйнівний вплив на світову екологію. Також нічим добрим не закінчиться для людства залежність від вуглеводородних енергетичних ресурсів, які можуть досить у найближчому майбутньому стати в дефіциті. Це все становить глобальну загрозу для сталого розвитку суспільства.

Світу необхідні стратегії енергозабезпечення, які будуть враховувати все вищеописане й саме вони будуть описані далі. Також розглянуто, які саме глобальні глобалні загрозу сталому розвитку суспільства несуть світові енергетичні проблеми.

  1. Глобальні проблеми для суспільства, пов’язані з енергоносіями



Однією із важливих проблем, з якими світ стискається у зв’язвку з енергією – це енергетичні кризи.

Формально кажучи, світова енергетична криза – це явище, коли попит на енергоносії значно перевищує їх пропозиції. Воно є будь-яким значним вузьким місцем у постачанні енергоресурсів до економіки.

Наразі ми знаходимось посеред енергетичної кризи 2021-2022 років, причинами якої є [8]:

- пожвавлення світової економіки після ковідного падіння (відновлення економіки після пандемії);

- перехід до стратегії зеленої енергетики ряду країн світу, зокрема ЄС;

- виснаження запасів у газосховищах внаслідок суворих морозів минулого сезону;

- та інші причини;

А взагалі глобальними причинами, які спричинають енергетичну кризу наразі виділяють такі [9]:

- надмірне споживання природних ресурсів, особливо нафти, газу та вугілля;

- збільшення населення планети, що потребує більшої кількості енерргії, їжі тощо

- погана енергетична інфраструктура;

- продовження залежності від невідновлювальних джерел енергії певними країнами й відсутність у них використання відновлюваної енергії’

- затримка введення в експлуатацію нових електростанцій у дяких країнах;

- втрата енергії впусту через нехтування енергоефективністю;

- природні катастрофи, що спричинають руйнування енергетичної інфраструктури;

- війни;

- інші різні фактори: політичні події, кліматичні проблеми тощо;

Енергетичні кризи призводять до [9]:

  • погіршення екології через використання викопного палива;

  • подорожчання цін на товари через підняття цін на паливо, що у свою чергу впливає негативно на економічну ситуацію у світі;

  • політичних криз;

  • зменшення світового туризму через подоржчання цін на паливо;

  • тощо

Також зараз енергетичне питання є дипломатичною та політичною зброєю. Енергетичний сектор дедалі частіше напрямком для атак [10]. Прикладом на 2022 рік цього очевидно є шантаж Росії Європи енергоносіями.

Якщо у майбутньому проблеми з енергією будуть погіршуватись, то світ можуть сколихнути саме війни за енергоресурси.


  1. Стратегії розвитку глобальної енергосистеми




2.1 Подальша електрифікація світу


У зв’язку з тим, що електроенергія перетворюється на домінуючий енергоносій, енергоспоживання у світі має збільшитись вдвічі. Щоб це стало реальністю, провідні експерти світу працюють на політичному та бізнесовому рівнях над створенням повністю електричної екосистеми, яка одночасно зможе зробити життя комфортним, екологічно чистим та безпечним для всіх, де провідну роль відіграватимуть ВДЕ (відновлювальні джерела енергії) [3]. 

    1. Поступова відмова від викопного палива


Згідно інформації від “Our World in Data”, що зображена на рисунку 2.1, світ у 2020 році основним джерелом енергії було саме викопне паливо, що займало 84,3% серед усіх джерел.


Рисунок 2.1 – споживання енергїі у світі за певним ресурсом [6]
Однак викопне паливо є невідновлюваним джерелом енергії. Воно формується сотні мільйонів років і виснажується набагато швидше, ніж можна отримати нові його запаси. Підраховано, що для виробництва 1 літра бензину необхідно 23,5 тонни скам’янілої органічної речовини, що осідає на дні океану. У 1997 році загальна кількість використаного викопного палива була еквівалентна рослинній речовині, яка росла на всій поверхні землі та океану протягом 422 років [2].

Ще одним недоліком нашої сильної залежності від викопного палива є кількість вуглекислого газу, що утворюється під час спалювання, яка оцінюється в 21,3 мільярда тонн на рік. Однак природні процеси здатні поглинати лише близько половини загальної кількості викидів вуглекислого газу, що викидається в атмосферу, що означає щороку кількість вуглекислого газу в атмосфері збільшується на 10,65 мільярда тонн, що, за теорією, є основним фактором глобального потепління, яке потенційно може мати дуже несприятливий вплив на екосистему [2].

На основі цих фактів йде наразі процес відмови від викопного палива й перехід на відновлювальну енергію.

    1. План Гуттеріша


Генеральний секретар ООН Антоніу Гутерріш представив план переходу світової спільноти на відновлювані джерела енергії. Війна в Україні стала одним з поштовхів до цього рішення [12].

Гутерріш назвав отримані дані про стан клімату "гнітючим переліком невдач людства в боротьбі з кліматичними порушеннями" [12].

"Глобальна енергетична система зруйнована і все ближче підводить нас до кліматичної катастрофи. Викопне паливо — це глухий кут — екологічний і економічний", — заявив Гуттеріш [12].

Генсек назвав війну в Україні і зростання цін на енергетичну продукцію на її тлі ще одним тривожним сигналом. Єдиний вихід, на думку генерального секретаря — покласти край забрудненню планети викопним паливом і прискорити перехід на поновлювані джерела енергії. Гутерріш додав, що "час закінчується" [12].

План Гуттеріша складається з наступних пунктів [12]:

  • Технології відновлюваних джерел енергії, такі як акумуляторні батареї, повинні розглядатися в якості "найважливіших і вільно доступних глобальних суспільних благ". Генсек закликав до створення глобальної коаліції по акумуляторним батареям для прискорення і впровадження інновацій. Вона повинна просуватися урядами і об'єднати технологічні компанії, виробників і фінансистів;

  • Забезпечити, розширити і диверсифікувати поставки найважливіших компонентів і сировини для технологій відновлюваної енергетики; 

  • Уряди повинні створити рамки і реформувати бюрократію, щоб зрівняти умови для відновлюваних джерел енергії;

  • Уряди повинні перенести субсидії з викопних видів палива на захист бідних і найбільш вразливих людей і спільнот;

  • Приватні та державні інвестиції в відновлювані джерела енергії повинні потроїтися і скласти не менше 4 трильйонів доларів на рік;



2.4 Перехід на відновлювальну енергію


Відновлювана енергетика стала міжнародним трендом, який об’єднує країни в намірах зменшення викидів парникових газів [3].

Відновлювана енергія стала єдиною категорією, яка стримувала світову тенденцію зниження споживання енергії в 2020 році. Незважаючи на зниження споживання первинної енергії в світі на 4,5% – найбільше з часів Другої світової війни – у 2020 році глобальне споживання відновлюваної енергії зросло на 9,7%, повідомляє [3]

Головна причина - протидія кліматичним загрозам. За прогнозами експертів всесвітнього руху Amnesty International, існуєвисока ймовірністьтого, що хвилі аномальної спеки будуть траплятись все частіше та триватимуть довше, аномальні опади у світі ставатимуть більш інтенсивними та траплятимуться частіше. Температура та кислотність океанів зростатимуть, а рівень морів – підвищуватиметься. Все це вже має руйнівний вплив на людське життя через високий рівень СО2.  Саме тому в 2015 році 196 держав світу підписали Паризьку кліматичну угоди, беручі зобов’язання регулювати заходи зі зменшення викидів діоксиду вуглецю з 2020 р. Враховуючи, що світу (за даними Міжурядової групи експертів зі зміни клімату) залишилося лише близько 10 років, щоб обмежити глобальне потепління до 1,5 ° C, світове співтовариство налаштовано рішуче та відповідально.  Тому можна стверджувати, що перехід на ВДЕ є неминучим [3].  

По факту, альтернативна енергетика забезпечує понад чверть (26%) світового виробництва електроенергії [3].

І судячи із цифр, це виробництво стрімко зростатиме. Зокрема, за прогнозами Міжнародної енергетичної агенції (від 21 жовтня 2019 р.), загальнапотужність у світі відновлюваної енергії зросте на 50 % між 2019 та 2024 роками. Більшу частину – 60% приросту – надаватиме «сонце». В цілому ж частка відновлюваних джерел енергії у світовій енергетиці повинна збільшитись удвічі до 2030 року, щоб сприяти глобальній трансформації енергії, досягти цілей сталого розвитку та шляху до безпеки клімату. Поновлювана електроенергія повинна забезпечити 57 відсотків світової енергії до кінця десятиліття, порівняно з 26 відсотками сьогодні [3].

За даними останньої Глобальної доповіді REN21 про статус відновлюваної енергетики (2019 р.), у 2018 році на частку відновлюваної енергетики припадало близько двох третин світових інвестицій в електроенергетику. За даними січневого звіту 2020 р. від IRENА, ці суми мають зрости удвічі до 2030 р.  для забезпечення стійкого майбутнього планети. При цьому глобальні субсидії для підтримки відновлюваної енергетики є вдвічі нижчими від глобальних субсидій для споживання викопного палива, які були оцінені в 2017 р в $ 300 млрд.  Поновлювані джерела енергії довели, що вони можуть надавати конкурентоспроможні рішення, забезпечуючи при цьому безліч переваг [3].

Зростаючий досвід використання ВДЕ в усьому світі зруйнував міфи про їхню нездатність задовольнити глобальні потреби в енергії. За даними енергетичних експертів REN21, технології використання ВДЕ довели свою надійність і в даний час забезпечують дешевші варіанти виробництва електроенергії. Це пов’язано з тим, що починаючи з 2009 року ціни на сонячні фотомодулі знизились, за різними підрахунками, в 6-8 разів, а їхня ефективність зазнала значних покращень [3]. 

У контексті реальних цифр, прогнозів та світових тенденцій  це означає, що Україна, як частина світового співтовариства, вже неминуче інтегрована в ці процеси. Хочу підкреслити, що у цих процесів немає зворотнього ходу. Бо це глобальний напрям «переформатування» світової енергетики перед обличчям надзвичайної  планетарної кліматичної ситуації та побудови сталого енергетичного  майбутнього [3]. 

Згідно із затвердженою Енергетичною стратегією України на період до 2035 року, загальна частка ВДЕ в енергобалансі України має скласти 25 % при необхідних інвестиціях в 20 млрд євро. [3]

2.5 Поняття енергетичний переходу


Енергетичний перехід – це перехід декількох країн до сталих економік шляхом відновлюваної енергетики, енергоефективності та сталого розвитку [4].

Кінцевою метою енергетичного переходу є відмова від використання вугілля та інших невідновлюваних енергоресурсів [4].

Цілі ЄС вимагають зростання частки відновлюваної енергії у загальному споживанні до 35% до 2020 року [4].

Відновлювані джерела енергії включають вітер, біомасу, біогаз (наприклад, звалищний газ та газ стічних вод), гідроенергетику, сонячну енергетику (теплову та фотоелектричну), геотермальну енергетику, енергію морських хвиль та океану. Ці відновлювані джерела покликані слугувати альтернативою до викопного палива (нафта, вугілля, природний газ) та ядерного палива (урану) [4].

Розрізнені заходи часто мають лише обмежений потенціал, тому для своєчасної реалізації енергетичного переходу потрібно кілька підходів паралельно. Енергоконсервація (або енергозбереження — вужчий, але широковживаний в Україні термін) (англ. energy conservation) та поліпшення енергоефективності відіграють у цьому важливу роль. Прикладом ефективної енергоконсервації є покращення ізоляції будівель (термосанація); прикладом покращення енергоефективності є когенерація тепла та електроенергії. Розумний лічильник електроенергії може планувати споживання електроенергії на час, коли вона дешевша [4].

По завершенню перехідного періоду, при подальшому зростанні виробництва відновлюваної енергії, очікується, що через 50 років вона повністю (або майже повністю) замінить традиційну (відповідно до прогнозу 2011 року Міжнародного Енергетичного Агентства (МЕА), значно знизивши викиди парникових газів [4].

  1. Надія на термоядерну енергію



Термоядерна енергія -це енергія, джерелом якої є реакція термоядерного синтезу. Ця енергія не є винаходом людини. По-суті практично вся наша енергія є аккумулюваною енергією, що отримана з термоядерної енергії, яку генерує Сонце, яке є природним термоядерним реактором. Наш Всесвіт переповнений природніми термоядерними реакторами. Однак у вузькому значенні термоядерна енергія використовується стосовно енергії, що продукується під час штучно підтримуваної реакції термоядерного синтезу.

Термоядерний синтез дозволить отримати так звану вільну енергію буквально з води, при цьому відходами виробництва будуть абсолютно безпечні водень та гелій [11].

Все це є чудовим, якби не одна проблема – вченим досі не вдалося створити такий реактор термоядерного синтезу, щоб кількість енергії, що виділялася в результаті реакції, була більшою за ту кількість, яка потрібна, власне, для здійснення самої реакції. [11]

Хоча прогрес на шляху до цього виду енергії відбувається. У лютні 2022 року європейські вчені оголосили про великий прорив у прагненні розробити практичний ядерний синтез. Британська лабараторія JET побила власний світовий рекорд щодо кількості енергії, яку вдалося отримати, стискаючи разом дві форми водню. Експерименти дали 59 мегаджоулів енергії за п'ять секунд (11 мегаватів потужності). Це не надто велика кількість енергії, але важливість цього досягнення полягає в тому, що воно підтвердило правильність проєкту, розробленого для більшого термоядерного реактора, який зараз будують у Франції. Як сказав д-р Джо Мілнс, керівник реакторної лабораторії: "Експерименти JET на крок наблизили нас до термоядерної енергії. Ми продемонстрували, що можемо створити мінізірку всередині нашої машини та утримувати її там протягом п'яти секунд і отримати високу продуктивність, що дійсно виводить нас на новий щабель". Також цю подію прокоментував доктор Артур Террелл, автор книги "Будівники зірок: ядерний синтез і енергетичні перегони планети”: "Це знаковий момент, адже вони продемонстрували стабільність плазми протягом п'яти секунд. Це звучить не дуже довго, але в ядерному масштабі це дійсно дуже, дуже довгий час. І тоді дуже легко перейти від п'яти секунд до п'яти хвилин, чи п'яти годин, чи навіть довшого часу" [7].

Об'єкт ITER, розташований на півдні Франції, підтримує консорціум світових урядів, зокрема країн-членів ЄС, США, Китаю. Очікують, що це стане останнім кроком у підтвердженні того факту, що ядерний синтез може стати надійним джерелом енергії у другій половині цього століття.

Експлуатація електростанцій майбутнього, заснованих на термоядерному синтезі, не призводитиме до викидів парникових газів і створюватиме лише дуже малу кількість короткоживучих радіоактивних відходів.

Реактор Joint European Torus (JET), розташований в Калхемі в Оксфордширі, став піонером у розробці цього підходу до синтезу, якою займається вже майже 40 років. І протягом останніх 10 років його налаштували таким чином, щоб відтворити майбутній вигляд об'єкту ITER [7].

.

Зображення 3.1 – Всередині реактора JET

Висновок
Світ має продовжувати шлях до заміни використання викопних ресурсів, бо мати велику відсоткову залежність від ресурсу, який рано чи пізно вичерпається – це безглуздя та може колись нанести надважкого удару по всій світовій економіці. Ми маємо збільшувати частку використання саме відновлюваних ресурсів.

Людство також має не забувати про енергоекономію Країни мають вирішувати проблеми з енергоносіями разом, але також не забувати й про підтримку власної енергонезалежності та посилювати захист власної енергетичної інфраструктури від різноманітних проблем. Також світу треба вкладатись у розробку термоядерних реакторів, які в теорії можуть забезпечити світове суспільство енергією на досить великий час.

Анотація



Доповідь присвячена розгляду світових стратегій енергозабезпечення та глобальних загроз сталому розвитку пов’язаних із цим. Ми наразі живемо в ситуації, де необхідно зробити правильний вибір у планах щодо енегргозабезпечення. Енергетичні кризи завдають тяжкого удару по світовій економіці й це наразі можливо побачити, бо зараз світ знаходиться в енергетичній кризі 2021-2022, основною причиною якого були наслідки коронавірусної епідемії. Ми маємо позбуватися залежності від викопного палива, яке рано чі піздно закінчиться, та переходити на відновлювальні джерела енергії. Про це повідомляє план Гуттеріша. Також розглянуто питання термоядерної енергії: майбутньої енергії, працювати з якою ми ще поки не зовсім вміємо, але наразі прогрес у практичних випробуваннях простежується й це надає надії на те, що термоядерна енергія може стати колись основним джерелом енергії.
Ключові слова: енергетика, відновлювальні джерела енергії, план Гуттеріша, викопне паливо, термоядерна енергія

Список використаної літератури





  1. Парадокс Джевонса – [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://uk.wikipedia.org/wiki/Парадокс_Джевонса

  2. The future of power – [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://www.generatorsource.com/The_Future_of_Power.aspx

  3. Тренди розвитку глобальної енергосистеми – [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://getmarket.com.ua/ua/post/trendi-rozvitku-global-noyi-energosistemi

  4. Енергетичний перехід – [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://uk.wikipedia.org/wiki/Енергетичний_перехід

  5. Споживання відновлювальної енергії збільшилося втричі за останні 10 років – [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://ecoindustry.pro/novyny/spozhyvannya-vidnovlyuvalnoyi-energiyi-zbilshylosya-vtrychi-za-ostanni-10-rokiv

  6. Energy mix – [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://ourworldindata.org/energy-mix

  7. Прорив у ядерному синтезі: що це означає для майбутнього енергетики mix – [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://www.bbc.com/ukrainian/features-60318751

  8. 2021-2022 global energy crisis – [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://en.wikipedia.org/wiki/2021%E2%80%932022_global_energy_crisis

  9. What is the Global Energy Crisis? – [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://www.conserve-energy-future.com/causes-and-solutions-to-the-global-energy-crisis.php

  10. Енергетична безпека в добу гібридних воєн – [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://www.nato.int/docu/review/uk/articles/2021/01/13/energetichna-bezpeka-v-dobu-gbridnih-von/index.html

  11. Термоядерна енергія – вільна енергія майбутнього – [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://www.uatom.org/termoyaderna-energiya-vilna-energiya-majbutnogo

  12. Генсек ООН представив план прискореного переходу світу на відновлювані джерела енергії - [Електронний ресурс]. -Режим доступу: https://www.unian.ua/economics/energetics/gensek-oon-predstaviv-plan-priskorenogo-perehodu-svitu-na-vidnovlyuvani-dzherela-energiji-novini-sogodni-11831484.html

скачати

© Усі права захищені
написати до нас