Parlons un peu d'énergie. Je vous assure que ce sera intéressant - surtout si vous voulez comprendre d'où viennent tous les bienfaits de notre civilisation.
Commençons donc:
SUN RADIATION est la principale source d'énergie sur Terre. Sa puissance est caractérisée par une constante solaire - la quantité d'énergie traversant une zone unitaire perpendiculaire aux rayons du soleil. À une distance d’une unité astronomique (c’est-à-dire sur l’orbite de la Terre), cette constante est d’environ 1,37 kW / m². En traversant l'atmosphère terrestre, le rayonnement solaire perd environ 370 W / m² en énergie et seulement 1000 W / m² atteignent la surface de la Terre. C'est encore une énorme quantité d'énergie!
Mais ne parlons pas de l'équateur, voyons ce qui se passe à Moscou.
● Ainsi, l'énergie solaire moyenne pour Moscou (insolation) par an est de 297 MJ par m². Le maximum en juin est 615, le minimum en décembre est 31 (20 fois moins!)
● Vitesse moyenne du vent carré à la racine - 2,5 m / s (données météorologiques)
● La vitesse quadratique moyenne des eaux fluviales est de 1 m / s (données sur les ressources en eau)
Maintenant, en utilisant des formules bien connues, nous allons traduire ces valeurs en électricité.
où
- l'énergie moyenne de la source (soleil, eau, vent),
- Efficacité de l'installation (panneau solaire, éolienne moyenne et centrale hydroélectrique sans barrage, respectivement).
On obtient alors:
● SOLEIL - 44,55 MJ / m. sq / an (efficacité de conversion directe 15% *)
● VENT - 0,07 MJ / m2 / an (efficacité de conversion de l'ordre de 35% *)
● EAU - 2,65 MJ / m2 / an (efficacité de conversion de l'ordre de 40% *)
* Les données d'efficacité ont été tirées de différentes sources selon les caractéristiques des équipements sur le marché.Les valeurs semblent assez dignes, mais néanmoins difficiles à évaluer. Essayons différemment.
La consommation moyenne d'électricité par adulte pour lui fournir de la nourriture, du travail, un logement, du confort et tout ce qui y est inclus est d'environ 1940 kWh d'électricité par an (données des statistiques sur la consommation mondiale d'énergie). Il n'est pas difficile de calculer que pour bien vivre, nous avons besoin de:
● 13,9 mètres carrés PANNEAUX SUNNY (efficacité - 15%, 2kW - 160000r uniquement sur le panneau), mais si vous vous souvenez qu'en hiver l'insolation est bien moindre, alors à Moscou nous aurons besoin de 26,6 m². panneaux solaires. Et il ne faut pas oublier le problème du stockage d'énergie, qui est également très aigu.
● Si nous parlons d'EAU, cette valeur sera similaire à 2800 m². coupes de rivière (sans barrages)
● Je ne veux pas parler de WIND - 11,29 hectares de moulin à vent!
Ce calcul est approximatif, bien sûr, il existe des solutions légèrement plus efficaces et un peu moins, mais en moyenne, la lutte des fabricants d'installations va pour les pourcentages d'efficacité.
Il n'est pas difficile d'imaginer à quel point il est difficile dans le centre de la Russie de passer à l'utilisation de sources d'énergie alternatives uniquement. En regardant ces chiffres, vous commencez à vous demander si une énergie alternative est nécessaire.
Certainement nécessaire! Mais quoi? Pour ce faire, vous devez comprendre en détail comment l'énergie est distribuée à la surface de la terre, comment nous l'utilisons et comment elle s'accumule.
Alors, regardons maintenant l'énergie du soleil sous un angle légèrement différent.
Une quantité colossale d'énergie tombe sur Terre. Il est distribué comme suit:
1. Réflexion de l'atmosphère et des nuages
2. Chauffage de la terre
2.1. Sushi de chauffage
2.2. Chauffage eau
3. Dissipation d'énergie dans la haute atmosphère.
Que pouvons-nous utiliser:
ÉNERGIE SOLAIRE DE PREMIER ORDRE - conversion directe de la lumière en électricité. Le principal inconvénient évident est l'énorme zone de panneaux solaires. Mais passons aux chiffres:
● Un réacteur nucléaire moyen génère environ 1 GW d'électricité. De combien de panneaux solaires avez-vous besoin pour générer la même quantité d'énergie? Nous traduisons le pouvoir en énergie, pour que ce soit clair. 1 GW correspond à 86400 GJ d'énergie par jour ou 31536000 GJ par an.
● Nous installerons des panneaux sous le soleil de Chita (la ville la plus ensoleillée de Russie), l'insolation totale à Chita pour l'année est de -4363 MJ. Il s'avère que vous devez installer (avec une efficacité de 20%) 36 kilomètres carrés de panneaux.
● Pour que la Russie abandonne l'énergie nucléaire, il faudra environ 1152 km2. Panneaux solaires ou environ 11 billions de roubles (uniquement sur le panneau). D'accord, trop. Il y a un autre point - qu'adviendra-t-il de ces 1 152 kilomètres carrés de superficie? Quelle est l'empreinte écologique d'un nombre similaire de panneaux. Et n'oubliez pas qu'en 15 ans, ils perdront 30% de leur capacité.
ÉNERGIE SOLAIRE D'OCCASION - elle est utilisée partout - c'est une centrale hydroélectrique. C'est-à-dire le soleil évapore l'eau - plus loin le fleuve - plus loin la centrale hydroélectrique. Tout est clair ici: pour concentrer l'énergie au maximum, de hauts barrages sont construits qui bouleversent le bilan hydrique, inondent les territoires, bouleversent les écosystèmes.
ÉNERGIE SOLAIRE DU TROISIÈME ORDRE - le soleil chauffe la surface de la planète - la surface transfère la chaleur à l'air - l'air aux centrales éoliennes (éoliennes). Il n'est pas difficile de deviner qu'un tel nombre d'intermédiaires diffuse encore plus l'énergie du soleil. Et pas dans de nombreux endroits sur Terre, il est suffisamment concentré pour être capturé. Et les conséquences de l'utilisation des éoliennes sont toujours les mêmes - violation des écosystèmes, infrasons, etc.
C'est-à-dire il s'avère que l'énergie dans la nature est très dispersée. Il semble y en avoir beaucoup (comme l'aluminium), mais ce n'est pas facile à obtenir. Et dès qu'une personne essaie de concentrer son énergie, elle viole l'état naturel de la nature, ce qui conduit à des éco-catastrophes.
Ainsi, même l'utilisation de sources d'énergie alternatives entraînera une perturbation des écosystèmes locaux et, par conséquent, une perturbation des écosystèmes mondiaux. Même l'énergie alternative n'est pas naturelle à la nature, car elle fait la même chose que les autres types d'énergie, crée une concentration locale, et donc une charge accrue sur l'écosystème. Alors que faire? Pour en revenir à l'âge de pierre?
Essayons de comprendre pourquoi nous avons besoin d'énergie.
Les besoins de toutes les personnes sont différents. Certains se contentent de peu, d'autres ont soif de luxe. Mais l'homme, en tant qu'espèce biologique, est généralement soumis à toutes les lois de l'écologie. La seule différence est que notre barre de survie a une énorme propagation. Cette dispersion est due au fait que nous sommes capables de produire et d'exploiter de l'énergie. Comment l'énergie définit-elle notre vie?
Supposons que le niveau de nos besoins énergétiques soit facilement mesurable. Et comme guide, nous prenons le panier de consommation russe et traduisons tout ce qui y est inclus (chaleur, électricité, nourriture, transport) en énergie. Désignons-le N. Donc, si nous commençons soudain à manger exclusivement des aliments végétaux que nous avons cultivés nous-mêmes, n'allons nulle part, n'utilisons pas la technologie moderne et vivons généralement la vie d'un village russe du XVIe siècle, nous dépenserons environ 0,05 N. Et si nous décidons de manger des homards, de voler dans un avion, de vivre dans une maison chic - cela nous coûtera 10-100N.
Tout ce qui nous entoure, tous les divertissements et une journée de travail de 8 heures - tout cela n'est devenu possible que grâce à l'abondance d'énergie. Dans la nature, il existe une loi universelle: "si de l'énergie est fournie à un système fermé, la structure du système devient plus compliquée et le degré de chaos (entropie) diminue." Toute civilisation humaine en est la preuve.
Certes, nous avons quelque peu perverti la loi en créant l'équivalent de l'énergie - l'argent. Et celui qui dit que les billets ne sont pas confirmés, en fait ils le sont par l'énergie. Autrement dit, la pierre angulaire du niveau de vie (sécurité) de l'humanité est l'extraction et la distribution d'énergie. La régulation des flux énergétiques se fait aux dépens du marché - l'équivalent du système énergétique de la civilisation.
C'est pourquoi les sources d'énergie individuelles sont extrêmement désavantageuses d'un point de vue politique. Mais il y en a un besoin. Alors, comment obtenir de l'énergie pour vous-même?
Ainsi, sur la base des lois des écologistes et de la répartition de l'énergie dans les écosystèmes, les conclusions suivantes peuvent être tirées:
1. La diversité des espèces et le développement de l'écosystème dépendent directement de l'apport énergétique, mais selon la loi du minimum, il peut ne pas être un facteur limitant dans le développement des écosystèmes. C'est-à-dire un écosystème peut absorber autant d'énergie que d'autres conditions le lui permettent. Un bon exemple est un champ - pour un champ, la limitation est la présence d'oligo-éléments dans le sol, donc les engrais ou la bonne composition des espèces augmentent considérablement la biomasse.
2. Une personne peut extraire une partie de l'énergie de l'écosystème sans lui nuire.
3. Le plus préjudiciable à l'écosystème est une diminution de la composition des espèces, car cela entraîne une perte de stabilité.
Ainsi, la tâche de l'homme est une - ne pas nuire. C'est-à-dire vous ne pouvez utiliser que ce qui ne viole pas l'équilibre énergétique, informationnel et matériel des écosystèmes. Ce sont des conclusions très générales. Revenons maintenant à l'énergie.
Les Russes consomment environ 5 000 kg d'équivalent pétrole d'énergie. Si vous comptez sur la biomasse (valeur moyenne de 10MJ contre 41MJ pour le pétrole), vous obtenez 20500kg. Est-ce beaucoup ou peu? Selon les statistiques, dans la voie du milieu, ils collectent (s'ils sont spécialement cultivés, par exemple des arbustes), environ 5000 à 7000 kg / ha de biomasse. Ainsi, une personne aura besoin de 3-4 hectares de superficie. Ou (étant donné que nous sommes 143 millions.) Nous avons besoin de 572 millions d'hectares, soit 5720000 km². Soit 33% pour cent du territoire. Il est absolument clair que ce n'est pas une option. Cependant, si vous réfléchissez un peu, tout n'est pas si triste:
1. Les pertes d'énergie représentent 11,5%
2,19% de l'énergie provient de l'hydroélectricité
3. 15% de l'énergie produite par les centrales nucléaires
4. 20% de l'énergie est dépensée de manière inefficace (pour chauffer des bâtiments avec une mauvaise protection thermique, un éclairage, etc.)
C'est-à-dire c'est déjà 15% de la superficie. Mais, néanmoins, nous n'irons pas aux extrêmes et ne laisserons que ce qu'une personne dépense (transport, nourriture, logement) - et cela ne représente que 20-25% de la consommation totale d'énergie. C'est-à-dire 10% du territoire nous suffit pour stocker l'énergie du soleil dans la masse verte. En même temps, il est absolument clair qu'il est stupide de construire une centrale électrique au bois. Mais que se passe-t-il si vous faites une mini-installation qui fonctionne au bois et donne de la chaleur et de la lumière?
Pourquoi tout ça? Pour vivre en harmonie avec la planète, nous avons besoin de:
1. Utilisez uniquement l'énergie qui est stockée chaque année dans la biomasse, et ne pas utiliser l'énergie qui a été stockée pendant des millions d'années (pétrole, gaz, charbon).
2. N'utiliser que la biomasse qui peut être mise en œuvre dans le cadre d'une augmentation de la productivité de l'écosystème (irrigation goutte à goutte dans le désert, utilisation d'engrais à base de cendres volantes - maintien de l'équilibre des oligo-éléments, etc.).
3. Promouvoir le développement des écosystèmes pour augmenter leur productivité.
4. Utilisez des sources d'énergie alternatives là où elles sont les plus efficaces, mais ne nuisent pas aux écosystèmes.
5. Attendez que le problème de la fusion thermonucléaire soit résolu.
Et si c'est tout à fait pratique: la productivité moyenne du blé dans la biomasse aérienne: 13000kg, soit deux hectares nous suffisent pour nous approvisionner en chaleur et en électricité, il suffit de travailler dur pour récupérer ce bien, puis de penser à restituer les cendres à la nature.
Bien sûr, ce n'est pas une solution aux problèmes de l'ensemble du secteur de l'énergie dans son ensemble, mais l'attitude correcte à l'égard de la matière biologique, en tant que batterie universelle et source d'énergie, permet à une personne non seulement de dépenser ce qui a été stocké pendant des années, mais aussi de cultiver et de renforcer ce qui est donné maintenant.