Экологические проблемы, связанные с энергетикой.

Современное энергопотребление человечества составляет около 10¹³ Вт/год и основано на невозобновимых запасах ископаемого топлива – каменного угля, нефти, газа. Оно примерно на порядок превышает доступную для использования человеком мощность возобновимых источников энергии – солнечную, геотермальную, ветровую, приливную, гидромощность рек, и др.

Надвигающийся энергетический кризис связан не столько с тем фактом, что исчерпаемые источники энергии рано или поздно закончатся, а тем, что растущий антропогенный вклад в энергетику биосферы грозит ее устойчивости.

В естественных экосистемах, которые характеризуются состоянием стойкого гомеостаза, первичная продукция в основном перерабатывается гетеротрофными организмами, что обеспечивает замыкание биотического круговорота – необходимое условие устойчивого функционирования биосферы. В экосистемах суши около 90% продукции растительности потребляется потребляются редуцентами – бактериями и грибами-сапрофагами; около 10%продукции растительности потребляется червями, моллюсками и членистоногими. Все позвоночные, включая человека, потребляют не более 1 % продукции растительности, при таком соотношении экосистемы устойчивы.

В современной биосфере в антропогенный канал, образуемый людьми и домашними животными, по некоторым расчетам поступает около 25%всей первичной продукции растений. Естественно, что 25-кратное увеличение потребляемой продукции происходит уже не благодаря энергии Солнца, но в основном за счет дополнительных источников энергии.

Чтобы обеспечить замкнутость биотического круговорота в природно-хозяйственных системах, для поддержания современного антропогенного потребления людям необходимо сконструировать аналог естественных экосистем с мощностью порядка 10¹⁵ Вт. Дополнительное энергопотребление в таких масштабах даже при наличии неограниченных запасов источников энергии может разрушить стабильность климата Земли.

Но, кроме того энергетический кризис тесно связан и с проблемой истощения кислородного запаса атмосферы. Ряд возрастания агрессивности топлива в отношении кислорода выглядит следующим образом:

Уголь нефть газ Водород

При сгорании 1 части природного газа уничтожается 4 часть кислорода (для нефти – 3,4, для угля – 2,7). Правда после этого кислород может частично возвращаться через углекислоту и фотосинтез. При водородном источнике энергии – исчезает 8 кг О на 1 кг Н, причем безвозвратно, так как образуется вода. Кроме того утечки водорода ведут к уничтожению озонового слоя.

Поэтому перспективны в этом отношении возобновляемые источники энергии и топливо, не связывающие кислород в воду.