让我们谈谈能量。 我向您保证，这将很有趣-尤其是如果您想了解我们文明的所有利益来自何处。
因此，让我们开始：
太阳辐射是地球上的主要能源。 它的功率以太阳常数为特征-穿过垂直于太阳光线的单位面积的能量。 在一个天文单位的距离（即在地球轨道上），该常数约为1.37 kW /m²。 穿过地球的大气层，太阳辐射的能量损失约为370 W /m²，只有1000 W /m²到达地球表面。 这仍然是巨大的能量！
但是，我们不要谈论赤道，而是要看看莫斯科发生了什么。
●因此，莫斯科（日照）的平均每年太阳能为297 MJ /平方米。 6月的最大值是615，12月的最小值是31（少20倍！）
●均方根风速-2.5 m / s（天气数据）
●河流水的平均二次速度为1 m / s（水资源数据）
现在，我们将使用众所周知的公式将这些值转换为电。
E=E0⋅η 在哪里
E0 -能源的平均能量（太阳，水，风），
η -安装效率（分别为太阳能板，普通风力发电机和无坝水力发电站）。
然后我们得到：
●太阳-44.55 MJ /米。 平方米/年（直接转换效率15％*）
●风-0.07 MJ / m2 /年（转换效率约为35％*）
●水-2.65 MJ / m2 /年（转换效率约为40％*）
*效率数据是根据市场上设备的特性从不同来源获取的。这些值似乎很值得，但是仍然难以评估。 让我们尝试不同的方法。
每个成年人为他提供食物，工作，住房，舒适以及其中所含一切的平均电力消耗约为每年1940千瓦时（来自世界能源消耗统计数据）。 不难计算，为了使我们生活得好，我们需要：
●13.9平方米 太阳能面板（效率：15％，2kW-160000r仅在面板上），但是如果您还记得冬天的日照量要少得多，那么在莫斯科，我们将需要26.6平方米。 太阳能电池板。 我们一定不要忘记储能的问题，这一问题也非常严重。
●如果我们谈论水，那么这个值将类似于2800平方米。 河道断面（无水坝）
●我不想谈论风-11.29公顷的风车面积！
这种计算是近似的，当然，有效的解决方案略多一些，而有效的解决方案略少一些，但是平均而言，工厂制造商为提高效率百分比而进行的努力。
不难想象，在俄罗斯中部转向仅使用替代能源有多么困难。 查看这些数字，您开始怀疑是否根本需要替代能源。
绝对需要！ 但是到底是什么？ 为此，您需要详细了解能量如何分布在地球表面，我们如何使用它以及如何积累。
因此，现在让我们从稍微不同的角度来看太阳的能量。
巨大的能量正在降落在地球上。 分布如下：
1.大气层和云层的反射
2.地球加热
2.1。 加热寿司
2.2。 水加热
3.高层大气中的能量消散。
我们可以使用什么：
一阶太阳能-将光直接转换为电。 主要的和明显的缺点是太阳能电池板的面积很大。 但是，让我们来看看数字：
●一个普通的核反应堆发电约1吉瓦。 您需要多少个太阳能电池板才能产生相同量的能量？ 我们将力量转化为能源，这一点很明显。 1 GW为每日能量86400 GJ或每年31536000 GJ。
●我们将在阳光明媚的Chita（俄罗斯最阳光的城市）安装面板，一年内Chita的总日照量为-4363 MJ。 事实证明，您需要安装（效率为20％）36平方公里的面板。
●俄罗斯放弃核能大约需要1152平方公里。 太阳能电池板或约11万亿卢布（仅在面板上）。 同意，太多。 还有一点-这1,152平方公里的面积会发生什么？ 相似数量的面板的生态足迹是多少？ 并且不要忘记，在15年内，他们将失去30％的能力。
二手太阳能-到处都使用-它是水力发电站。 即 太阳蒸发水-越过河-越过水力发电站。 这里的一切都很清楚：为了将能量集中到有效的最高水平，修建了大坝，破坏了水的平衡，淹没了领土，破坏了生态系统。
三阶太阳能-太阳加热行星的表面-表面将热量传递给空气-空气传递给风力发电厂（风力涡轮机）。 不难猜测，如此众多的中介机构会更多地传播太阳的能量。 而且在地球上的很多地方，它的浓度足以被捕获。 而且使用风力涡轮机的后果仍然是相同的-破坏了生态系统，次声等。
即 事实证明，自然界中的能量非常分散。 它似乎很多（例如铝），但要获得它并不容易。 一个人一旦试图集中精力，就会违反自然的自然状态，从而导致生态灾难。
因此，即使使用替代能源也将导致当地生态系统的破坏，并因此导致全球生态系统的破坏。 甚至替代能源对自然界来说也是不自然的，因为它与其他类型的能源处理相同的事物，产生局部集中，因此增加了生态系统的负荷。 那该怎么办呢？ 回到石器时代？
让我们尝试弄清楚为什么我们需要能源。
所有人的需求是不同的。 有些人满足于一点点，而另一些则渴望奢侈。 但是，人类作为一种生物物种，通常要服从所有生态定律。 唯一的区别是，我们的生存标准范围广。 这种分散是由于我们能够生产和利用能源。 能量如何定义我们的生活？
假设我们的能源需求水平很容易衡量。 作为指导，我们将俄罗斯的消费者篮子带进去，并将其中包括的一切（热，电，食物，运输）转化为能源。 让我们将其指定为N。因此，如果我们突然开始只吃自己种植的植物性食物，不去任何地方，不使用现代技术，并且普遍生活在16世纪的俄罗斯村庄，那么我们将花费0.05N。 如果我们决定吃龙虾，乘飞机飞行，住在别致的房屋中-这将花费我们10至100牛顿。
围绕我们的所有新事物，所有娱乐活动和8小时工作日-所有这些都是因为精力充沛才成为可能。 在自然界中，存在一个普遍定律：“如果将能量提供给一个封闭的系统，则系统的结构将变得更加复杂，并且混乱程度（熵）会降低。” 所有人类文明都证明了这一点。
没错，我们通过创造相当于能量的钱在某种程度上改变了法律。 无论谁说钞票没有被确认，实际上都是通过能量确认的。 也就是说，人类生活水平（安全）的基石是能量的提取和分配。 能量流的调节是以市场为代价的-相当于文明的能源系统。
这就是为什么从政治角度来看个别能源极其不利的原因。 但是有他们的需要。 那么如何为自己获取能量呢？
因此，根据生态学家的定律和生态系统中的能量分布，可以得出以下结论：
1.物种的多样性和生态系统的发展直接取决于能量的输入，但是根据最小定律，它可能不是生态系统发展的限制因素。 即 一个生态系统能够吸收其他条件所允许的能量。 一个很好的例子是一块田地-对于一块田地，限制是土壤中存在微量元素，因此肥料或正确的物种组成会显着增加生物量。
2.一个人可以从生态系统中提取部分能量而不会对其造成损害。
3.对生态系统最有害的是物种组成的减少，因为这会导致稳定性的丧失。
因此，人的任务是一个-不伤害。 即 您只能使用不破坏生态系统的能量，信息和物质平衡的物质。 这些是非常笼统的结论。 现在回到能量。
俄罗斯人消耗约5,000千克石油当量的能源。 如果您依靠生物量（油的平均值为10MJ相对于41MJ），您将获得20500kg。 是很多还是一点？ 据统计，它们在中间巷道收集（如果专门种植，例如灌木）约5000-7000公斤/公顷的生物量。 因此，一个人将需要3-4公顷的面积。 或者（假设我们有1.43亿。）我们需要5.72亿公顷，即572万平方公里。 或占领土的33％。 绝对清楚这不是一个选择。 但是，如果您想一想，那么并不是所有事情都那么令人难过：
1.能源损失占11.5％
2.19％的能源来自水力发电站
3.核电厂生产的能源的15％
4. 20％的能量被低效率地消耗（用于加热热防护效果差，照明等的建筑物）
即 这已经是该区域的15％。 但是，尽管如此，我们不会走极端，只留下一个人的消费（交通，食品，住房）-这仅占总能源消耗的20-25％。 即 10％的领土足以让我们在绿色物质中存储太阳的能量。 同时，绝对很显然，建造燃木电厂是愚蠢的。 但是，如果您制作的微型装置可以在木头上运行并提供热量和光线，该怎么办？
为什么要这样？ 为了与地球和谐相处，我们需要：
1.仅使用每年存储在生物质中的能量，而不使用已经存储了数百万年的能量（石油，天然气，煤炭）。
2.仅使用可以作为提高生态系统生产力的一部分使用的生物量（沙漠中的滴灌，粉煤灰肥料的使用-保持微量元素的平衡等）。
3.促进生态系统的发展以提高其生产力。
4.在最有效但不损害生态系统的地方使用替代能源。
5.等待直到热核聚变问题解决。
如果这是完全可行的：地上生物量中小麦的平均生产力：13000千克，即 两公顷的土地足以为我们提供热量和电力，我们只需要努力收集这些物品，然后记住将灰归还给自然。
当然，这并不是解决整个能源行业问题的解决方案，而是对生物物质的正确态度，作为一种通用的电池和能源，它使人们不仅可以花费已存储多年的东西，还可以培育和加强现在的东西。