Новые методы добычи сырья и новые виды энергии

Новые методы добычи сырья благодаря техническому прогрессу должны сокращать количество сырья и материалов для производства единицы про­дукции, совершенствовать технологические процессы производства, когда одни виды сырья заменяются другими и в целом влияют на сокращение потребности в сырье для производства единицы продукции.

В настоящее время роль технического прогресса ярко проявляется в механизации и автоматизации процессов добычи сырья, позволяющих переходить к более массовым способам его получения. Например, в на­шей стране:

- рост добычи угля осуществляется более эффективным открытым спосо­бом, который в 2—3 раза дешевле подземного, с использованием мощных экскаваторов и автомобилей-самосвалов большой грузоподъемности. В промышленно развитых странах в подземно-шахтной добыче угля руч­ной труд уже не применяется и при проходке, и при добыче. Появились мощные комбайны, с помощью которых осуществляются проходка, крепление, выемка угля, откатка и навалка, а затем и погрузка;

- увеличение добычи нефти также связано с ускорением научно- технического прогресса, ростом механизации и автоматизации всех работ. Механизируется и автоматизируется добыча природного газа. Применение современных методов разведки дает возможность уско­рить открытие и изучение его новых месторождений;

широкое применение механизации, мелиорации земель и химизации в сельском хозяйстве позволило более чем удвоить получение зернобо­бовых на единицу площади, удвоить численность крупного рогатого скота, утроить количество свиней в 90-х годах прошлого века по сравне­нию с его началом, увеличить сборы технических культур, фруктов и ягод. Общая площадь сельскохозяйственных угодий при этом долгие годы оставалась без изменения. Научно-технический прогресс сыграл важную роль в изменении энер­гетической базы общества в течение XIX и XX вв., что отразилось на ис­пользовании природных ресурсов и характере загрязнения окружающей среды. XIX век был веком угля и паровой машины. Углю принадлежала подавляющая доля в топливном балансе наиболее развитых стран. Сжи­гание угля росло по мере развития промышленности. Выбросы дыма, сажи, копоти и золы стали обычным явлением для основных индустри­альных районов промышленно развитых стран. Отсюда и характерное на­звание "черная страна" для промышленного района Центральной Англии. Не менее "черными" из-за сжигания угля были Рурская область в Германии, северо-восток Франции в районе Лилля, район Шарлеруа в Бельгии, районы черной металлургии США - Питтсбург в Пенсильвании, Бирмингем в Ала­баме и др. Закопченными были и крупные города с их промышленными предприятиями, железными дорогами, многочисленными котельными, каминами и печами для отопления домов.

Атомная энергетика — открытие прошлого века, за ней в перспективе большое будущее как экологически чистого производства электроэнер­гии. Чернобыльская катастрофа не должна стать причиной свертывания атомной энергетики. Вопрос заключается в совершенствовании техниче­ского прогресса управлением АЭС и обеспечением безопасности населе­ния. Атомная энергетика имеет долговременные ресурсы.

Учитывая недостаточную надежность работы АЭС и большую загряз­ненность окружающей среды от применения угля, современное общество изыскивает возможности применения в перспективе так называемых "мягких" источников энергии, не приводящих к загрязнению окружающей среды: геотермальной и гелиотермальной энергии, использования энер­гии приливов и ветра, которые можно эффективно применять благодаря современным достижениям техники.

Целесообразность применения энергии ветра для производства элек­троэнергии в больших масштабах находится на стадии изучения. Ветроэлектростанции могли быть использованы для работы в энергетических системах. Они должны обладать аккумулирующими установками, что приведет, однако, к повышению стоимости электроэнергии. Экономиче­ская эффективность применения в нашей стране ветроэлектростанций изучена еще недостаточно.

В России разработано несколько типов ветродвигателей с диа­метром колес до 36 м. В Дании и США в опытной эксплуатации находятся ветродвигатели с колесами диаметром до 60 м. В Рос­сии намечается строительство ветроэлектростанций максималь­ной мощностью 1 МВт, небольшая часть их будет иметь меньшую мощность. Значительная часть ветроэнергетических установок может уже сейчас найти применение в сельском хозяйстве для подачи воды, мелиорации земель, аэрации воды, катодной защиты трубопроводов от коррозии, для питания аккумуляторов и других целей в тех случаях, когда допускаются перерывы в снабжении электроэнергией.

Говоря об экологически чистых источниках энергии, следует указать на строительство гидроэлектростанций на реках. Их, конечно, нельзя от­нести к новейшим технологическим достижениям, но в условиях, когда все большее значение приобретает охрана воздушного бассейна от всякого рода загрязнений вредными веществами и теплового загрязнения, гидро­электростанции можно оценить по-новому. Разумеется, нужно учитывать условия их сооружения, не допуская затопления пойменных земель.

Вероятна перспектива использования водорода в качестве топлива. Уже имеются попытки его применения в этом качестве. Замена водородом бензина позволила бы снять проблему загрязнения атмосферы отрабо­танными газами автомобильных двигателей. Отработанным веществом двигателя, работающего на водороде, является вода. Водород можно приме­нять и для авиационных двигателей. Но на пути его использования в качестве топлива еще много препятствий. Применение жидкого водорода затрудняет­ся необходимостью сооружения контейнера в виде сосуда Догоара для обес­печения сверхнизких температур и предохранения от быстрого испарения. Высока и цена водорода (он намного дороже бензина). Его производство методом электролиза воды возможно при наличии дешевых источников энергии. Большой расход электроэнергии на цели электролиза делает применение водорода невыгодным. Вместе с тем при дальнейшем сни­жении стоимости водорода при массовом производстве водород в качест­ве топлива может стать относительно эффективным.

Близка перспектива производства электромобилей. По данным компании "Дженерал моторе", лучшие электромобили при скорости 80 км/ч могут пройти около 400 км. Никель- цинковые батареи, вдвое более мощные, чем обычные свинцовые, iмогут быть заряжены в течение ночи через 110-вольтную сеть без ухудшения или потери мощности.

Общий КПД электротранспорта, получающего электроэнергию через контактную сеть, составляет 6—7%, автотранспорта — 4,2, а электромоби­ля — всего 2%. Безусловно, электромобиль пока еще не в состоянии кон­курировать с обычным автомобилем с двигателем внутреннего сгорания.