Әлемдік энергетикалық жүйеде табиғи шектеулер

Қарастырайық қандай табиғи шектеулер толық энергияны өндіру, Біз талқылап, табиғи ресурстар, ал статистикаға жүгінсек, экологиялық салдары, бұл айқын көрінуі мүмкін әлдеқайда бұрын әзірленетін болады ископаемые энергия ресурстары
Энергетикалық баланс Земли
Әлбетте, бұл барлық өндірілген энергия ертерек немесе кейінірек выделится түрінде жылудың Жер бетінде, ол негізінен әсер етуі мүмкін ахуал
Салыстыру өндірілетін адам энергиясын толық Күн сәулесінің энергиясымен құлайтын, Жерге келтірілген Кестеде 3. Әзірге энергиясы өндірілетін адам аз 10-4 Күн энергиясы, достигающей Жер бетінің құрайды, тек бірнеше пайызы оның мерзімді өзгерістердің, деп санайды, мүмкін жауапты мерзімді климаттық өзгерістер, қалпына келтіру, Жер тарихының. Осылайша, антропогендік энергияны өндіру, добавляющее тек 0 01%
Күн энергиясын, тым аз үшін тікелей ықпал климат.
Аса қауіпті болуы мүмкін өзгерту химиялық құрамы атмосфераның әкелуі мүмкін өзгерту көміртек цикл және, атап айтқанда, өзгерту, жаһандық жылу балансының есебінен парник эффектісінің.

Көрсетілгендей жоғарыда, энергияның үлкен бөлігі (86%) жүргізіледі адамзат есебінен жағу қазба отын, немесе басқаша пайдалану есебінен химиялық реакция (С + О2 = СО2+ 94 ккал/моль. Жанама өнімі болып табылатын көмір қышқыл газы, СО2, және, осылайша, іс жүзінде бүкіл көміртек, сжигаемый энергияны өндіру кезінде атмосфераға лақтырылады нысанында көмірқышқыл газ. Осылайша, адам энергияны өндіру кезінде тікелей араласпайды бір іргелі цикл, онда құрылған өмір — көміртегі циклы. Көмірқышқыл газының шығарындылары деңгейінде заманауи энергетика әкеледі нәтиже беруде табиғи көміртегі циклінде бастап біраз деңгейдегі тудыруы мүмкін қайтымсыз өзгерістер Биосфера. Парниктік әсер көмірқышқыл газ өндірілетін энергияны өндіру кезінде болды предсказан жүзден астам жыл бұрын С. Аррениусом.
Ол уақытта бұл таза теориялық жорамалдар, және анық емес, бүкіл выброшенный көмірқышқыл газын жұтып әлемдік Мұхит. Жүз жыл өткен соң, біз білеміз, көп балансы туралы атмосферада көмірқышқыл газының.
Баланс атмосферада көмірқышқыл газының.
Саны көміртегі ұсталатын атмосферада ретінде көмірқышқыл газын, оның саны, әлемдік Мұхит және ағындарын өндіретін әр түрлі табиғи және антропогендік көздері Суретте көрсетілген 4. Жыл сайын жасыл өсімдіктер жұтып бірі-атмосфераның шамамен 100 Гигатонн (1 Гигатонна=109 тонна) көміртек барысында фотосинтез және өсу [II]. (Бұл сәйкес келеді орташа өнімділігі 20 ц/Га жасыл массасының 10% — Жер бетінің).
Шамамен осындай мөлшерде көміртек лақтырылады жыл сайын кері атмосфераға тұтыну кезінде жасыл өсімдіктердің кейінгі тұтынушылар, олардың химиялық ыдырауы, орман өрттерімен және басқа да табиғи себептері.
Толық саны көміртегі салмағы қоса алғанда, топырақ құрайды бағалауы бойынша, шамамен 2200 Гт сәйкес келетін орташа уақыт өмір сүру биомасса шамамен 20 жыл (жақын уақытқа дейін өмір ағашы). Азық-түлік тізбегі қоғамдастық адам
-шошқа — астық қосады да теңдестірілген көміртегінің барлығы 1 Гт. Планктон және басқа да теңіз өсімдіктер, тұратын тереңдікке дейін жүз метр, қайда енеді күн сәулесі және онда мүмкін реакция фотосинтез алмасады атмосферамен шамамен сол саны көміртегі, 90 Гт, және жер үсті өсімдіктер [12]. Мұхит құрамында үлкен саны көміртегі, 40000 Гт, көмірқышқыл газды, еріген суда үлкен тереңдікте, бірақ арасындағы алмасу беті және терең қабаттары өте баяу. Мұндай алмасу бар тән уақыт 500-1000 жыл [I] және қазіргі атмосферада көмірқышқыл газының шоғырлануының қазіргі заманғы бағалауы соруды қамтамасыз етеді шамамен 2 Гт көміртегі.
[pic]
4-сурет. Көміртегі циклы Биосферадағы [1,12], Ағыны белгіленген көрсеткішпен келтірілген Гигатоннах көміртегі. Шамамен екі Гт-дан 5.5 Гт пайдаланылып лақтырылған жағу кезінде пайдалы қазбаларды поглощается әлемдік Мұхит.
Қосымша сору мөлшерінде 0,2 Гт жүргізіледі жердегі өсімдіктер
(қоса алғанда әсері кесу тропикалық ормандар). 3.3 Гт қосылады жыл сайын атмосфераға.
Геологиялық көздері көмірқышқыл газ үлкен. Мысалы, көзі СО2 желтоқсандағы жанартау белсенділігі және эрозия геологиялық құрылымдардың жеткізеді атмосфераға тек 0.1 Гт көміртегі, әлдеқайда аз биогенді ағындары.
4-сурет әкеледі қызықты және күтпеген қорытындыларға. Біріншіден, көрініп тұрғандай, жасыл өсімдіктер, құрлықтың және теңіздің жағдайы «жеуге» бүкіл көмірқышқыл газ атмосфера шамамен 4 жыл. Бұл атом көміртек нысан молекулалар СО2 ахуалында өмір сүріп орташа есеппен төрт жыл кезге дейін молекуласы болады поглощена жасыл өсімдік кезінде фотосинтезе.
Келесі 20 жыл, көміртек өткізеді құрамында органикалық материяның және оның ыдырауына қайтадан атмосферасына оралады. Осылайша, толық көміртегінің жүреді шамамен 25 жыл. Мысалы, көміртек ағаштан, ол қайтыс болғандар 100 жыл бұрын қолданылған өсімдіктермен және жануарлармен қазірдің өзінде төрт есе өсті. Екіншіден, саны көміртегі атмосферада бірнеше рет саны кем көміртегі жұмысын жүргізуде. Барлық бұл, атмосфералық көмірқышқыл газы күйде осы динамикалық тепе-теңдік тірі табиғатпен әсерін бағалау адам белсенділігін балансына көміртегі тиіс, бұл ескеру керек. Парниктік әсер бұл әсер етуі ықтимал және, бәлкім, бар және басқа да аспектілері, олар туралы біз әлі білмейміз.
Әсері энергетикалық жүйесін көміртегі цикл
Бірі сурет 4 көрініп тұрғандай, саны көміртегі кезінде атмосфераға шығарылатын жағу қазба отын, 5.5 Гт, едәуір асып кетсе, онда береді барлық табиғи геологиялық көздері. Әлбетте, бұл биосфераның ретінде жүйесінің қазіргі миллиардтаған жыл болуы тиіс табиғи басқару жүйесі, демеуші, атап айтқанда, мазмұны мен атмосферада көмірқышқыл газының тұрақты деңгейде. Шын мәнінде, шамамен 2 5.5
«қосымша» табиғи циклі Гигатонн көміртегі поглощается мұхиттармен. Ормандар және басқа да өсімдіктер еді жұту тағы 1.8 Гт, бірақ жүйелі шабу тропикалық ормандардың кері қайтарады 1.6 Гт , сондықтан результирующий әсер жер үсті өсімдіктердің деңгейінде қалып отыр 0.2
Гт. Осылайша, индустриялық көмірқышқыл газының шығарындылары айтарлықтай асып түсетін табиғи қабілетін биосфераның реттеуге мазмұны көмірқышқыл газының атмосферада, оның концентрациясы үздіксіз артуда. Бұл туралы 5-суретте, онда көрсетілген өлшеу нәтижелері көмірқышқыл газының атмосферада соңғы 1000 жыл [1].
Тұрақты өлшеу атмосферада жүргізілуде Гавайских аралында бастап
1958 ж. ерте нүктелері алынды мазмұны бойынша көмірқышқыл газының пузырьках ауа мұздарда, Антарктида. Көрінеді айқын корреляция басталуы арасындағы тұрақты пайдалану, пайдалы қазбаларды 18 ғасырдың басында және құрамында көмірқышқыл газының атмосферада. Биылғы өсуі көмірқышқыл газының атмосферада жақсы келісіледі бағаларымен көздерін және сарқынды суларды, жоғарыда келтірілген. Өлшеу, сондай-ақ көрсеткендей, соңғы 200 жылда көмір қышқыл газының концентрациясы 30% өсті табиғи, прединдустриального.
[pic]
5-сурет. Тәуелділік көмірқышқыл газының шоғырлануының Жер атмосферасында уақыт ішінде соңғы 1000 жыл [1]. Өлшеу бойынша пузырькам ауа мұздарда Антарктики және тікелей өлшеу Гавайских аралдарында. 1 ppm= 10-6 көлемі.
Осылайша, мұхиттар және жер үсті өсімдіктер мүмкін жұту тек 40% көмірқышқыл газ өндірілетін жағу кезінде мұнай, көмір мен табиғи газ-60% шығарындылардың атмосферада жинақталады
Енді көріңіз бағалауға қандай болады, көмірқышқыл газдың атмосферасында 2050-г төлейді деп үміттенген, және қазір, ископаемые энергия ресурстары қалады энергияның негізгі көзі, ал оның өндірісі екі есе салыстырғанда қазіргі деңгейі. Бұл жағдайда әлемдік энергетикалық жүйесі выбросит 2050 жылға қарай атмосфераға 400 Гт көміртегі арттырады, оның мазмұны 750-ден 1000 Гт. Бұл қарапайым бағалау жақсы сәйкес келеді болжамдармен, жасалған негізінде әлдеқайда күрделі үлгілер
[1], олар сондай-ақ деп болжайды шамамен екі есеге арттыру концентрациясы СО2, 2050 ж. салыстырғанда табиғи, прединдустриальным деңгейі деп аталатын жағдайда «барлығы бұрынғыша» [1,12]. Предполагая, қазіргі жылдамдығы сіңіру көмірқышқыл газының мұхиттармен — бұл табиғи басқару жүйесін 30%-дық өсуі және концентрациясы СО2 атмосферасында, онда ең жоғары жылдамдығы сіңіру мүмкін көп емес 6-7 Гт. Бұл салыстыратындай нынешними шығарындыларын СО2 және аз болашақ шығарындылары. Сондықтан, ешқандай негіз жоқ деп есептей табиғи басқару жүйесі қандай да бір түрде тұрақтандырады мазмұны СО2. Біз жасамаймыз тым үлкен реніш. 1957 жылы негізін салушылар зерттеу көміртек цикл, Р. Ревел және Сюс жазды. «Адамзат қазір жүргізеді ғаламдық геофизикалық эксперимент, оған тең болды өткен және ешқашан болады болашақта. Ішінде бірнеше жүзжылдықтар біз қайтарамыз атмосфераға және мұхиттар көміртегі органикалық жинақталған шөгінді жыныстарда жүздеген миллион жыл» [ 12].
Қандай бірдей болуы мүмкін салдары осындай «эксперимент» қоғамдастық үшін адам — шошқа -зерно?
5. Әсері өсу концентрациясы СО2 климат және биосфераға айтарлықтай әсер еткен

Соңғы 5 млн. жыл климаттық тарих характеризовались өсу изменчивостью климат. Бұл көрініп сурет 6, онда көрсетілген уақытша байланысты орта температурасы әр түрлі уақытша шкалаларында.
Бірте-бірте салқындату Жер происходившее соңғы 60 млн лег, шамамен 5 млн жыл бұрын режиміне ауысты, характеризующимся тұрақты мерзімдік ауытқуына температура кезеңі шамамен 120 мың жыл
Амплитудасы осындай «пилообразных» тербелістер 5-10 °С Әрбір цикл басталды салыстырмалы жылдам жылыну және кейіннен жылы кезеңі, длящегося
10-20 мың жыл. Келесі
100 мың жыл температурасы бірте-бірте азайды, километрге жетті, өз минимум және содан кейін қайтадан тез жоғарылайды.
100 тысячелетнее азайту температура барысында осцилляциями аз амплитудасы бар және кезеңі шамамен 20 мың жыл, олар тап — кезеңдік өсуіне және тартыну жөніндегі мұздықтардың солтүстік жарты шарда — ледниковым кезеңдері. Соңғы және ең суық мұз дәуірі » атты 20-
30 мың жыл бұрын. Бұл уақытта шекара мұздығының түссе дейін ендік солтүстік Франция. 6-суретте көрініп арасындағы корреляция мінез-құлқын температура солтүстік және оңтүстік полушариях, неден жасауға болады, бұл 20
-100 мыңжылдық ауытқуы температураға байланысты жаһандық климаттың өзгеруімен.
[pic]
6-сурет.
Палеоклиматические үшін деректер Жер беті температурасы кері уақыт. Жоғарыда: бағалау орташа температураның шкаласы 60 млн. жыл ([3]).
Ортасында: арасындағы айырмашылық салыстырмалы мазмұны оттегі изотопының О18/О16 » СаСОз жауын-шашындағы ив теңіз суында, ол температурасына байланысты [13]. Төменде: температураның өзгеруі, оцененное өзгерту бойынша изотоптық құрамын мұз
Гренландии және Антарктиде және оцененное өзгерту бойынша изотоптық құрамын мұз
Гренландии және Антарктиде және оцененное бойынша органикалық осадкам Солтүстігінде
Атлант мұхиты [1].
Бұл себебі болып табылады, мерзімді өзгерістер температура? Науқты жауап жоқ. Бар тек бірнеше гипотезаларды: мерзімді өзгерту светимости, Күн өту, Күн жүйесі арқылы шаң бұлт, соқтығысу астероидами, және, ақырында, кезеңдік өзгерістер орбитаның
Жер және көлбеу Жер осі. Соңғы теориясы деп аталады, ол тетігі
Миланковича болып саналады неғұрлым анық — эллиптілігі орбитадан Жер және прецессия оның айналу осьтері бар негізгі кезеңдері — 100, 40 және 20 мың жыл — жақсы коррелирующие мерзімдік өзгерістерге температура [9,10].
Көп алаңдаушылық адам-индустриялық тудыруы тиіс неғұрлым жиі температураның ауытқуы кезеңімен тек 1-2 мың жыл, олар көрінетін неғұрлым жіңішке уақытша шкала 6-суретте. Ғажайып қасиеті осы осцилляций болуы күрт майдандарының, напоминающих фазалық ауысу.
Ол «шу» өлшеу, онда кейбір өзгерістер температура амплитудасы бар 10°С орын алып, кемінде бір жүз жыл. 6-суретте табуға болады оқиғалар, орташа температура өлшеу орнында падала арналған
10°С, қалды осы деңгейде шамамен
2000 жыл, содан кейін, сондай-ақ тез возвращалась кері. Бар қосымша деректер [I], көрсететін, бұл соңғы жылыну, ол болды шамамен 11-12 мың жыл бұрын, өте жылдам. Содан кейін, орташа температура орталық Гренландии өсті 7° бірнеше ондаған, ал температураны өзгерту сүйемелденді одан да жылдам өзгеруіне жауын-шашынның бөлу және қайта циркуляциясы, атмосфераның [I]. Мүмкін, бұл ұрпақтар жадында сақтайды естеліктер бұл оқиға туралы қалай туралы дүниежүзілік потопе. Сол сахнаның құрамында көмірқышқыл газының кезінде мерзімді ауытқуы температура және қалай бұл влияло жасыл өсімдіктер? Көрсетіледі, бұл концентрациясы СО2 де қатты өзгеріп, артынан өзгеріс орта температурасының алаңдар мен мұздықтар. 20 мың жыл бұрын, соңғы мұздан жасалған минимум, көмір қышқыл газының концентрациясы екі есе төмен болды, прединдустриального деңгейін, содан кейін сүйене отырып, тез арттыру температура, сондай-ақ тез өсті. Белгілі болғандай, төмен, көмірқышқыл газдың өзі айтарлықтай ықпал етті өсімдік жамылғысы тіпті тропиках, онда күн суытады кезінде мұз дәуірінен жоқ велико, жоғары ендіктерде. Бар көзқарас, бұл ұлғайту көмірқышқыл газының шоғырлануының кейін жылыну өнімділігінің артуына жасыл өсімдіктер мен қуатының арқасында егіншілік және соның салдары ретінде, қазіргі өркениеттер дамыту.
Осылайша, салыстырмалы түрде жақында, өткен Жерінде орын алып, жылдам климаттық өзгерістер, өзіне тән ауқымы уақыт сравнимым уақыт өте келе бір ұрпақтың өмір сүру. Мұндай климаттық өзгерістер ретінде қарастырылуы тиіс жаһандық апат қабілетті көрсетуге серьезнейшие әсер ету инфрақұрылымы бар қазіргі заманғы қоғам. Қарағанда, өткен 120 мың жыл климаттық тарих, біз қазір соңында жылы кезеңі және одан әрі температурасы бастауы тиіс бірте-бірте азаяды.
Қайталанбайды ма, бұл табиғи цикл немесе сол әсері адам қазірдің өзінде тым көп және күтіп күрт жылынуы толық таянием полярлық мұздықтарды және кезекті «дүниежүзілік потопом»? Тіпті егер климаттық әсер шығарындыларын кем болып, біз қазір болжаймыз, арттыру концентрациясы СО2 шақыруға тиіс елеулі өзгерістер биосфера. Қанша уақыт қажет үшін шығарындылары СО2 әкелді елеулі экологиялық зардаптарға, біз әзірше білмейміз, бірақ біз деп болжауға егер «барлығы бұрынғыша», бұл міндетті түрде жүреді.
Қоршаған ортаның ластануы жетті жаһандық ауқымын және шұғыл шаралар қолдануды қажет етеді.
Ең үздік құралы мындасыз құру циклдық, тұйық өндірістерді (үлгі бойынша табиғи процестер), қайда қалдықтар толығымен болған жоқ. Бірақ мұндай қондырғылар талап етеді сол — энергия! Бірақ энергия, ол өз кезегінде қоршаған ортаға залал келтірмейтін. Сондықтан тезірек көшу баламалы энергия көздері, олар экологиялық таза болып табылады. Демек, ол өндіреді энергиясын, сондай-ақ қажет адамға индустриялық, қоршаған ортаға зиян.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.