Главная >  Инвестиции 

 

Энергетический баланс человечест. ( 4,2·106 т)·(0,45·10– = 1,85·10–3 т = 1,85 кг.

 

Радиус Земли R= 6350 км, поэтому с Солнца, на расстоянии 150 млн. км, она видна как копеечная монета с расстояния в сотню метров. Из 4,2 млн. тонн фотонов, излучаемых Солнцем каждую секунду, на нее попадает только 0,45• 10–9 часть, то есть половина миллиардной доли излучаемой энергии Солнца, а именно

 

Е = (1.85 ·103 г)·(3·1010 см/с )2 = 1,7·1024 эрг = 1,7·1017 Дж,

 

В холодной пустыне космоса именно эти два без малого килограмма фотонов в секунду сохраняют оазис нашей планеты теплым и зеленым. Благодаря им текут реки, дуют ветры, шумят леса и жив человек. 2 кг фотонов — это не так уж мало: по формуле Эйнштейна E=mc2? в них заключена энергия

 

Первичная мощность фотосинтеза 1014 Вт, или 1011 тонн сухого органического вещества в год,- это все, на что может рассчитывать человек в своих долгосрочных планах и прогнозах. Эта мощность не может быть существенно увеличена, поскольку для процесса фотосинтеза нужна пресная вода, а уже сейчас 60% ее мировых запасов вовлечено в круговорот органических веществ.

 

то есть мощность солнечного излучения, падающего на Землю, равна 1,7·1017 Вт- почти в 20 тысяч раз больше, чем мощность всей энергетики мира (1013 Вт). Примерно половина этой мощности (0,8·1017 Вт) достигает земной поверхности, площадь которой равна 4ПR2 = 5·1014 м2, то есть средняя интенсивность излучения Солнца на уровне Земли равна 160 Вт/м Подавляющая часть этой мощности (99,9%) поглощается почвой, расходуется на испарение воды, на ветры, грозы и все то, что мы называем погодой. И только 0,1% лучистой энергии Солнца (1014 Вт) накопляется растениями в процессе фотосинтеза органических веществ из углекислого газа и воды. Именно этой долей энергии питается все живое на Земле: от бактерий до животных и человека, поскольку сущность жизни в своей первооснове — это обратный фотосинтезу процесс разложения органических веществ на углекислый газ и воду.

 

(1,26·107 Дж)/(8,6· 104 с) 140 Вт

 

Из всей энергии фотосинтеза около 10%, или 1013 Вт, приходится на пашни, луга и пастбища и примерно половину ее (5·1012 Вт) потребляет на свои нужды человек. Эту мощность можно вычислить и по-другому, вспомнив, что для нормальной жизни человек должен каждые сутки усваивать с пищей около 3000 кКал, то есть примерно 1,26·107Дж энергии. В сутках 8,6·104 с, поэтому средняя мощность жизненных процессов в организме человека равна

 

140 Вт ·(60·10 = 0,8· 1012 Вт.

 

- меньше мощности горящей спички (200 Вт). На Земле сейчас живет 6 млрд. человек и только для питания им всем необходима энергия

 

Это — заметная доля (6 %) от всей продукции фотосинтеза. Еще примерно столько же человек потребляет в виде древесины, т.е. всего 1013 Вт, или 10% первичной продукции. А с учетом того, что луга и пашни в три раза менее продуктивны, чем леса, вырубленные на их месте, доля потребляемой человеком продукции фотосинтеза возрастает до 17%. Еще примерно столько (1013 Вт) человечество черпает из запасов ископаемого топлива, сжигая уголь, нефть и газ. Таким образом, человечество, общая биологическая масса которого не превышает 2·108 тонн (5·10–14 от массы Земли), потребляет в год около 2·1010 тонн органических веществ — в сто раз больше своего веса. Это — очень много и означает, что человек — лишь один из многих миллионов биологических видов — в последнее столетие превратился в решающий фактор дальнейшей эволюции жизни на Земле. «Человек — властелин природы», — сказано давно, но при этом, похоже, забыли, что власть предполагает ответственность. Практически вся продукция фотосинтеза (1011 т сухого органического вещества в год) вновь разлагается живыми организмами на углекислоту и воду. Лишь ничтожная часть (10–4 или 107 тонн/год) остается ими не использованной и запасается впрок. Это означает, что за предыдущие 300 млн. лет — с тех пор, как на Земле появилась обильная растительность, — в ее недрах запасено примерно 1015 т угля, нефти и газа. Доступные запасы много меньше: 1013 т угля, 3·1012 т нефти и столько же газа, причем около 5% этих запасов мы уже сожгли с тех пор, как американец Эдвин Дрейк пробурил в 1859 г. первую нефтяную скважину. За год в топках сжигается 30·108 т угля, 40·108 т нефти и 30·108 т газа, т.е. 1010 тонн органического вещества — примерно 0,1% их разведанных запасов, 10% от годовой продукции растений и в тысячу раз быстрее, чем запасается впрок.

 

С учетом эффективности использования продукции пашни (13%) эта энергия возрастает как раз до 6·1012 Вт.

 

В противном случае, как бы бережно мы ни расходовали природные запасы, рано или поздно мы будем вынуждены возвратиться в доиндустриальную эпоху, сократив при этом численность в 10–20 раз.

 

Каждый день население Земли увеличивается на 200 тыс. человек (2 человека в секунду) и в течение последних 300 лет каждые 35 лет число людей удваивается. Несложный подсчет показывает, что при таком темпе размножения всего через 1500 лет общая масса людей превысит массу самой Земли. Абсурдность этого вывода очевидна, и это означает, что в ближайшие годы должны произойти качественные изменения в образе жизни людей: при любом подсчете ресурсов Земли она не может прокормить более 10–12 млрд. человек- вдвое больше, чем сейчас. Но и в этом случае ископаемого органического топлива хватит еще на 300–500 лет — и не более. Это по самым оптимистическим оценкам, и, похоже, человечество еще не готово сделать из них правильные выводы…

 



 

Экодом для России. Экономические преимущества коген. Нормативно-правова база енергозб. Коммерческие потери электроэнерг. Литература.

 

Главная >  Инвестиции 

0.0134