Роль энергетики в развитии человеческого общества

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет прикладной математики и информатики

 

 

Кафедра дискретной математики и алгоритмики

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по дисциплине «Основы экологии и энергосбережения»

на тему:

 

«Роль энергетики в развитии человеческого общества»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

Введение

 

В нашем мире, где ресурсы ограничены, а потребности человека возрастают, большое значение имеют способы обеспечения человека тем, что ему необходимо. И здесь ключевую роль играет энергетика, которая является базисом практически любой деятельности современного общества. До недавнего времени проблемой являлись только ограниченные запасы топлива для производства энергии. Однако сейчас возникает еще одна глобальная проблема – изменение климата из-за деятельности человека, которое грозит всем негативными непредсказуемыми последствиями. Поэтому возрастает необходимость в переходе к ресурсам, которые будут неисчерпаемы и благоприятны для окружающей среды – альтернативные источники энергии. Сейчас возобновляемая энергетика непосредственно связана с инновационным развитием. Новые технологии и их внедрение открывают возможности для инвестиций и создания рабочих мест, что способствует экономическому развитию страны.

На современном этапе тенденции развития энергетики как составной части человеческого развития определяются целым комплексом различных факторов, а именно: экономическими, демографическими, экологическими, технологическими, ресурсно-сырьевыми, политическими.

Энергетическое хозяйство является одной из базовых отраслей экономики, и ее бесперебойное функционирование в немалой степени влияет на всю систему человеческого развития. От развития энергетики во многом зависит экономическая и социальная стабильность в стране и в мире, благополучие человечества, состояние экологии. Энергетический сектор обеспечивает жизнедеятельность всех отраслей народного хозяйства. Природные топливно-энергетические ресурсы, производственный, научно-технический и кадровый потенциал энергетического сектора экономики являются достоянием страны.

Эффективное их использование создает необходимые предпосылки для устойчивого развития, обеспечивающего рост благосостояния и повышение уровня жизни населения.

При рассмотрении энергетики в контексте человеческого развития обязательно наличие социального и экономико-социального ракурса: особое значение в этом отношении имеет обеспечение беспрепятственного доступа населения к энергоносителям и приемлемых цен на них для поддержки местных производителей и жизненного уровня населения.

 

Роль энергетики в развитии человеческого общества.

 

История цивилизации — история изобретения все новых и новых методов преобразования энергии, освоения ее новых источников и в конечном итоге увеличения энергопотребления.

На протяжении всего своего существования человечество использовало энергию, накопленную природой в течение миллиардов лет. При этом способы ее использования постоянно совершенствовались с целью получения максимальной эффективности. Энергия всегда играла особую роль в жизни человечества. Все виды его деятельности связаны с затратами энергии. Так, в самом начале своего эволюционного развития человеку была доступна только энергия мышц его тела. Позднее человек научился получать и использовать энергию огня.

Очередной виток эволюционного развития человеческого общества принес возможность использовать энергию воды и ветра – появились первые водяные и ветряные мельницы, водяные колеса, парусные суда, использующие силу ветра для своего перемещения.

В XVIII веке была изобретена паровая машина, в которой тепловая энергия, полученная в результате сжигания угля или древесины, превращалась в энергию механического движения.

В XIX веке была открыта вольтова дуга, электрическое освещение, изобретен электродвигатель, а затем и электрогенератор,  что и явилось началом века электричества.

XX век принес подлинную революцию  в освоении человечеством способов  получения и использования энергии: строятся тепловые, гидравлические, атомные электростанции огромной мощности, сооружаются линии передачи электрической энергии высокого, сверх- и ультравысокого напряжения, разрабатываются новые способы производства, преобразования и передачи электроэнергии (управляемая термоядерная реакция, магнитогидродинамический генератор, сверхпроводниковые турбогенераторы и т.д.), создаются мощные энергосистемы. В это же время появляются мощные системы нефте- и газоснабжения.

Энерге́тика — область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию.

Энергетика имеет большое значение в жизни человечества. Уровень ее развития отражает уровень развития производительных сил общества, возможности научно-технического прогресса и уровень жизни населения и экономики государства.

Энергетика составляет основу основ современной цивилизации. Её история насчитывает тысячелетия, ведь человек начал потреблять энергоресурсы уже с тех пор как научился использовать в своих целях огонь. На каждом этапе исторического развития усложнение хозяйственной деятельности и желание повысить уровень жизни неизбежно приводило к нехватке энергии, к противоречию между желаемым и возможным. Для преодоления противоречия необходимо было находить новые источники сил и энергии, появление которых, в свою очередь, ускоряло рост производства, науки, численности и благосостояния населения, вследствие чего вновь возникали проблемы энергообеспечения.

Проблема энергии и энергоресурсов была и остается одной из важнейших глобальных проблем, в решении которой заинтересованы все народы, все страны мира.

Процесс потребления человечеством энергии исторически протекал крайне неравномерно. Симбатность протекания процессов потребления энергии и накопления информации свидетельствует о жесткой взаимосвязи между развитием энергетики и общественным прогрессом.

В двадцатом веке мировое потребление коммерческих энергоресурсов возросло более чем в 20 раз. Причем за последние пятьдесят лет человечество израсходовало больше энергии, чем за всю предыдущую историю своего существования. Этот же период характеризуется резким ускорением мирового научно-технического и социального прогресса, существенным ростом численности населения планеты.

Доступность энергии и внедрение новых машин, оборудования, автоматических систем управления позволили многократно повысить производительность труда и минимизировать объем физической работы. Развитие транспорта обеспечило свободу перемещения, средств связи – свободу общения и доступа к информации, жилищно-бытовых систем и коммуникаций – высокий уровень бытового комфорта. Рост потребления энергии чрезвычайно высок, но именно поэтому достигнуты высокая продолжительность и уровень жизни, и человек значительную часть своего времени может посвятить досугу, образованию, спорту, созидательной деятельности. Представление о том, сколько сейчас человеческое сообщество потребляет энергии, может дать следующее сравнение. Если все работоспособное население Земли будет трудиться с полным напряжением своих физических сил по 8 часов в сутки, то за год это составит не более 1% энергии, получаемой в настоящее время за счет использования органического и ядерного топлива и энергии рек.

 Возрастающая с каждым годом выработка и потребление энергии в мире создают необходимые условия для ускорения научно-технического процесса, который позволяет улучшать благосостояние людей планеты. Но вместе с тем возрастающие объёмы потребления энергии требуют всё больших и больших объёмов углеводородного сырья, запасы которого не безграничны. Мировой энергетический кризис 1973-1974 гг. заставил многие страны пересмотреть своё отношение к потреблению топливно-энергетических ресурсов и принять необходимые меры к снижению энергоёмкости ВВП и увеличению обеспеченности топливно-энергетическими ресурсами за счёт своих внутренних резервов и возобновляемых источников энергии. Особенно актуальны эти вопросы для РБ, обеспеченной собственными ресурсами лишь на 16%.

К сожалению, большинство энергии, потребляемой человеком, превращается в бесполезное тепло из-за низкой эффективности использования имеющихся энергетических ресурсов. Например, лампа накаливания имеет КПД не выше 5\%, камерная газовая нагревательная печь – 12-15\%, электропривод кривошипного пресса – не более 10\%.

Энергия сыграла решающую роль в развитии цивилизации. Потребление энергии и накопление информации имеет примерно одинаковый характер изменения во времени, тесна связь между расходом энергии и объемом выпускаемой продукции. Рост потребления энергии поразительно высок. Но именно благодаря этому человек значительную часть своей жизни может посвятить досугу, образованию, созидательной деятельности, достиг высокой продолжительности жизни. Энергия необходима для:

• обогрева помещений, нагрева сырья и материалов при реализации технологических процессов;
• обеспечения передвижения;
• реализации информационных процессов и работы ЭВМ;
• выпуска необходимых нам товаров;
• управления и поддержания работоспособности различных машин, механизмов, приборов;
• приготовления пищи, освещения, поддержания жизнедеятельности человека и т.д.

Эти примеры применения энергии можно разделить на три большие группы:

а) энергия питания. Она дороже других видов энергии: пшеница в перерасчете на Джоули гораздо дороже, чем уголь. Питание дает тепло для поддержания температуры тела, энергию для его движения, для осуществления умственного и физического труда;

б) энергия в виде тепла для обогрева домов и приготовления пищи. Она дает возможность жить в различных климатических условиях и разнообразить пищевой рацион человека;

в) энергия для обеспечения функционирования вычислительной техники и  общественного производства. Это энергия для производства товаров и услуг, физического перемещения людей и грузов в пространстве, для поддержания работоспособности всех систем коммуникаций. Затраты этой энергии на душу населения значительно выше, чем затраты энергии на питание.

Учитывая, что энергия является важнейшим элементом устойчивого развития любого государства, каждое из них стремится разработать такие способы энергоснабжения, которые наилучшим образом обеспечивали бы развитие и повышение качества жизни людей, особенно в развивающихся странах, при одновременном сведении к минимуму воздействия человеческой деятельности на здоровье людей и окружающую среду. В последние 25 лет все развитые страны мира перестали наращивать потребление первичной энергии на душу населения, обеспечив достаточно высокий уровень жизни своих граждан.

 

Роль электроэнергетики

 

В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережали темпы развития других отраслей.

Электроэнергетика является важнейшей отраслью любой страны, поскольку её продукция (электроэнергия) относится к универсальному виду энергии. Её легко можно передавать на значительные расстояния, делить на большое количество потребителей.

Специфической особенностью электроэнергетики является то, что ее продукция не может накапливаться для последующего и пользования, поэтому потребление соответствует производству электроэнергии и по размерам (разумеется, с учетом потерь) и во времени.

Представить себе жизнь без электрической энергии уже невозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос, наш быт. Столь широкое распространение объясняется ее специфическими свойствами: возможностью превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и т.п.); способностью относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах; огромными скоростями протекания электромагнитных процессе способностью к дроблению энергии и образованию ее параметр (изменение напряжения, частоты).

В промышленности электрическая энергия применяется как для приведения в действие различных механизмов, так и непосредственно в технологических процессах. Работа современных средств связи (телеграфа, телефона, радио, телевидения) основана на применении электроэнергии. Без нее невозможно было бы развитие кибернетики, вычислительной техники, космической техники.

Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышленности. Электротранспорт не загрязняет окружающую cpeду. Большое количество электроэнергии потребляет электрифицированный железнодорожный транспорт, что позволяет повышать пропускную способность дорог за счет увеличения скорости движения поездов, снижать себестоимость перевозок, повышать экономию топлива. Электроэнергия в быту является основной частью обеспечения комфортабельной жизни людей. Электроэнергетика — важная часть жизнедеятельности человека. Уровень ее развития отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-технического прогресс.

На долю электроэнергетики в РБ, приходится примерно 15,8% валовой продукции промышленности страны. Хотя электроэнергия широко используется во всех отраслях народного хозяйства, основное её количество (примерно 60%) в республике потребляется в промышленности. Особенностью электроэнергетики в РБ является то, что практически 100% всей производимой энергии дают тепловые электростанции, которые работают на привозном топливе. Более 50% энергии вырабатывается в Минской и Гомельской областях. Но самой мощной электростанцией в РБ является Лукомльская ГРЭС мощностью 2,4 млн кВт, расположенная в Витебской области. Около 1ГВт имеет мощность Берёзовская ГРЭС. Часть электроэнергии вырабатывается на ТЭЦ, которые размещены в крупных городах, а также на ТЭЦ при некоторых предприятиях: сахарных заводах, объединении «Беларусь калий», Добрушской бумажной фабрике.