Problema energetică. Asigurarea omenirii cu resurse naturale

Problema energetică. Asigurarea omenirii cu resurse naturale Com petenţe: • construirea unui demers geografic cu utilizarea termenilor specifici; • caracterizarea complexă a problemei energetice; • colectarea şi interpretarea datelor cu privire la problemele umane globale; • manifestarea unei atitudini grijulii faţă de resursele naturale. TERMENI-CHEIE: energetica, problema energetică, criza energetică, resurse energetice clasice, resurse alternative, energie geotermică, energie mareomotrică, gestionarea resurselor. N um iţi factorii ca re a u c o n d u s la criza e n erg e tică m ondială. C u m ar p u t e a fi s o lu ţio n a tă a c e a s tă p r o b le m ă ? Criza resurselor energetice Energetica este ramura industriei care se ocupă de obţinerea, transportul, transformarea şi folosirea raţională a energiei. Ritmurile progresului tehnico-ştiinţific şi creşterea economică sînt într-o dependenţă directă de starea energeticii. În acelaşi timp, energetica are un impact negativ asupra mediului înconjurător, fiind o ramură industrială care consumă cantităţi mari de combustibil şi o sursă apreciabilă de poluanţi ai aerului atmosferic, ai apei, solurilor etc. Secolul al XX-lea s-a caracterizat prin ritmuri înalte ale consumului de energie. De fapt, rezervele de resurse energetice sînt limitate, iar consumul înregistrează în ultimele decenii o creştere de 20% în fiecare an, situaţie care a determinat un dezechilibru natural şi o presiune semnificativă asupra mediului. Prin urmare, criza energetică (situaţie caracterizată printr-un deficit crescînd de combustibili), ce afectează periodic civilizaţia umană, are un caracter economic, social şi politic. În acelaşi timp, de ramura energetică depinde nu doar economia în ansamblu, ci şi securitatea oricărui stat. De aceea, căutarea şi valorificarea surselor alternative (renovabile) de energie este una dintre cele mai actuale sarcini ale ştiinţei. După prognozele specialiştilor, actualele rezerve de combustibili fosili pot asigura consumul pe o perioadă de peste 120-130 de ani. Aceste date sînt relative, deoarece depind de dezvoltarea ştiinţei, a tehnologiilor şi de tendinţele consumului de resurse energetice. Dacă vorbim de anumite tipuri de combustibili, cărbunele poate asigura o producţie la nivelul celei din 2004 pe o perioadă de peste 200 de ani, iar petrolul şi gazele naturale - pe o perioadă de 45-67 de ani. 122 Capitolul IV. Problemele actuale ale mediului şi ale lumii contemporane 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 1990 1995 2000 2005 2010 2012 «g: 1990 1995 2000 2005 2010 2012 Gaze naturale Substanţe radioactive Petrol Cărbune b Solară ■ Eoliană Biomasă si deşeuri Geotermală Hidroenergie Fig. 22.1. a) Evoluţia producţiei de energie electrică din combustibili cu impact asupra mediului la nivel mondial; b) Evoluţia producţiei de energie electrică din surse regenerabile la nivel mondial (Sursa: http://www.tsp-data-portal.org) Exam inaţi fig. 22.1 (a, b). Form ulaţi concluzii. Durata scurtă în care rezervele exploatabile de petrol şi gaze naturale (componente ale mediului natural) se pot epuiza, atrage atenţia omenirii asupra necesităţii de a elabora noi strategii de dezvoltare a energeticii, care să facă posibilă înlocuirea treptată a consumului de hidrocarburi cu alte surse, capabile să asigure o creştere economică viabilă şi de lungă durată. Consumul mondial de gaze naturale este în creştere, iar această tendinţă se va menţine şi în viitorul apropiat datorită avantajelor ecologice şi economice ale acestui combustibil în raport cu petrolul şi cărbunele. În acelaşi timp, consumul cărbunelui la scară mondială a înregistrat, în ultimele decenii ale secolului trecut, variaţii pe regiuni. Astfel, în ţările UE consumul a scăzut în medie cu 20%, iar în ţările în curs de dezvoltare a crescut. Numai în China 76% din energia produsă este generată de centralele termoelectrice (CTE), iar utilizarea cărbunelui ca sursă de energie are un impact negativ puternic asupra mediului şi sănătăţii populaţiei. În această ţară, suprafaţa afectată de ploile acide a crescut, poluarea aerului în oraşe prin arderea cărbunelui a determinat sporirea numărului de iritaţii oculare, afecţiuni respiratorii şi maladii cardiovasculare. Cantitatea cea mai mare de energie electrică este produsă la CTE prin arderea cărbunelui, a păcurii şi a gazelor naturale. Din acest proces tehnologic rezultă şi energia termică utilizată în scopul încălzirii spaţiilor locative, a edificiilor etc. Impactul acestor unităţi economice asupra mediului constă în poluarea aerului Tema 22. Problema energetică 123 atmosferic cu emisii de gaze, vapori şi particule în suspensie, iar bazinele acvatice sînt afectate de poluarea termică. Terenurile aferente CTE sînt poluate cu zgură, cenuşă şi alte deşeuri. Tendinţa înregistrată în ultimele decenii de a înlocui cărbunele cu gaze naturale reduce puţin acest impact, însă perspectiva depinde atît de strategia dezvoltării ramurii respective, cît şi a unor ţări aparte. Energia produsă la centralele hidroelectrice (CHE) nu este dăunătoare mediului înconjurător, dar construirea acestora pe rîuri, în special pe cele de cîmpie, provoacă o serie de probleme majore (inundarea unor suprafeţe mari, care pot fi utilizate în alte scopuri, colmatarea barajelor, creşterea seismicităţii în regiunile amplasării acestora etc.). Cantităţile cele mai mari de energie produsă pe această cale sînt înregistrate în Canada, SUA, Brazilia. Criza energetică mondială este inevitabilă dacă omenirea se va orienta şi în continuare doar spre utilizarea combustibililor fosili (clasici). În prezent, aceşti combustibili pot fi substituiţi cu energia atomică, iar în perspectivă - cu energia termonucleară, ambele avînd rezerve colosale. În calitate de combustibil nuclear pentru activitatea centralelor atomoelectrice (CAE) se utilizează de obicei U235, U233 şi Pt239. Aceste centrale au un impact minim asupra mediului înconjurător, însă în cazul unor accidente sau emisii neprevăzute (Cernobîl - 1986; Fukuchima - 2011) consecinţele pot deveni dezastruoase, afectînd mediul la distanţe foarte mari. Actualmente, numărul de CAE nou-deschise a depăşit numărul celor a căror activitate a fost sistată. Cu reactoare noi au fost dotate CAE din China, Japonia, Coreea de Sud şi Mexic. În acelaşi timp, au fost închise doar cîteva reactoare în Franţa şi Marea Britanie. Resursele naturale alternative sînt reprezentate prin energia solară, energia eoliană, energia geotermică, energia mareomotrică (flux-reflux), energia generată de biomasă etc. Valorificarea energiei solare este determinată de faptul că aceasta este inepuizabilă şi ecologică. Neajunsul constă în variaţia intensităţii solare în timp şi spaţiu. Energia solară poate fi utilizată în scopul obţinerii atît a energiei electrice, cît şi a celei termice. Producţia mondială de energie electrică prin intermediul bateriilor solare are tendinţe de creştere în Israel, Franţa, Italia şi Spania. SUA este cel mai mare producător de instalaţii solare, pe locurile secunde plasîndu-se Germania şi Japonia. De fapt, consumatorii principali sînt ţările în curs de dezvoltare din latitudinile tropicale. Şi în Republica Moldova energia solară este parţial valorificată prin proiecte de încălzire a unor instituţii şcolare sau a unor construcţii individuale. Valorificarea energiei vîntului, a valurilor, a curenţilor maritimi şi a celei geotermice nu dăunează mediului, însă capacitatea acestora de a acoperi necesarul de energie este foarte limitată. Ultimul deceniu al secolului trecut s-a caracterizat prin sporirea capacităţii mondiale de generare a energiei eoliene. Industria eoliană este dominată de Germania, Danemarca, SUA (California), Marea Britanie, Olanda, Canada, Spania şi Argentina. În California există circa 15 mii de generatoare eoliene, care valorifică aproape 80% din potenţialul eolian local. În ţara noastră, cu mai 124 Capitolul IV. Problemele actuale ale mediului şi ale lumii contemporane mult de un secol în urmă, energia vîntului era valorificată prin mori de vînt, iar în prezent tot mai frecvent observăm generatoare eoliene care produc energie electrică. Asigurarea omenirii cu resurse naturale În trecutul nu prea îndepărtat se credea că resursele naturale de pe Terra sînt în cantităţi nelimitate şi că omul le poate consuma cît doreşte. Însă din jumătatea a doua a secolului trecut (cînd s-a înregistrat diminuarea zăcămintelor de aur, cărbune, petrol, minereu de fier, degradarea solurilor şi a biodiversităţii, extinderea deşerturilor, crizele petrolului etc.) situaţia creată a demonstrat omenirii că unele resurse naturale de mare importanţă pentru bunăstarea social-economică pot fi epuizate şi pierdute pentru totdeauna (tab. 22.1, 22.2). Necesităţile sociale ale omului contemporan impun un consum apreciabil de resurse naturale. Astfel, producerea de energie, al cărei consum este în continuă creştere, necesită cantităţi tot mai mari de resurse energetice (cărbune, petrol, gaze naturale, şisturi bituminoase, energia vîntului, a valurilor, mareelor etc.). Tab. 22.1. Resursele de combustibili clasici (2008) Combustibili Rezerve Consum anual Perspectiva epuizării (ani) Cărbune 901 mld. tone 4,5 mld. tone/an 200 Petrol 202 mld. tone 4,5 mld. tone/an 45 Gaze naturale 171 mld. m3 2.500 mld. m3 67 Minereurile feroase (minereul de fier) şi neferoase (din care se obţin cupru, plumb, zinc, aluminiu etc.) au o valoare apreciabilă în economie şi îşi găsesc utilizarea în cele mai moderne tehnologii şi ramuri industriale de vîrf. Tab. 22.2. Resursele de minereuri feroase şi neferoase (2009) Minereuri Rezerve (mld. tone) Consum anual (mil. tone) Prognoza epuizării (ani) Minereu de fier 150-200 850 150-200 Bauxită 20 110,0 180-200 Cupru 300-500 10,0 30-50 Plumb 60-100 6,0 10-15 Zinc 140 8,0 15-20 Magneziu 2,5 0,3 10 Examinaţi tab. 22.1 şi tab. 22.2. Formulaţi concluzii. Aprecierile specialiştilor în domeniu privind resursele naturale au variat de la o etapă de dezvoltare a societăţii umane la alta. S-au indicat şi termene concrete de epuizare a unor sau altor substanţe, scenarii care pînă la urmă nu s-au realizat, iar utilizarea intensivă şi neraţională a resurselor naturale continuă şi în prezent. Resursele naturale sînt corpuri şi forţe ale naturii care pot fi utilizate în calitate de mijloace de producţie sau obiecte de consum, în funcţie de nivelul de Tema 22. Problema energetică 125 dezvoltare a societăţii. De fapt, acestea reprezintă ansamblul componentelor vegetale, animale, minerale, de sol etc. de pe un anumit spaţiu natural. Pe planeta noastră resursele nerenovabile se află în cantităţi limitate, iar exploatarea lor tot mai intensivă conduce la diminuarea accelerată a zăcămintelor. Goana după beneficii mari a determinat exploatarea neraţională a zonelor bogate în zăcăminte minerale, fapt ce a provocat degradarea mediului (gropi, halde, reziduuri, poluanţi). În jumătatea a doua a secolului al XX-lea, cea mai mare parte din resursele naturale a fost consumată de ţările înalt dezvoltate din America de Nord, Europa şi Japonia, precum şi de unele ţări în curs de dezvoltare. Savanţii apreciază că volumul de materie primă consumată a crescut de 14 ori în perioada secolului trecut, pe cînd populaţia lumii s-a triplat. Începînd cu anii ’70 ai secolului al XX-lea, creşterea consumului de materii prime în ţările industrializate a încetinit (datorită eficienţei tehnologice), însă la nivel global a crescut. Epuizarea resurselor naturale este un subiect intens dezbătut, iar un nou studiu publicat de Global Sustainability Institute din Londra susţine că o serie de ţări din Uniunea Europeană se vor confrunta cu un „deficit critic” de resurse naturale. Conform raportului, unele ţări europene mai au resurse proprii de energie pentru mai puţin de un an şi sînt dependente de importurile din ţări precum Rusia, Norvegia sau Qatar. Prin urmare, avînd în vedere creşterea dependenţei Uniunii Europene de ţări precum Rusia, care furnizează aproape o treime din necesarul de energie, cercetătorii consideră că este necesară urgentarea adoptării unor soluţii alternative, cum ar fi energia solară, eoliană sau energia valurilor şi a mareelor. Este cert faptul că, pentru a avea un viitor prosper, omenirea trebuie să fie asigurată cu resursele naturale necesare, de aceea gestionarea şi utilizarea lor raţională la nivel local, regional şi global a devenit o problemă strategică a societăţii umane. • P r o b le m a e n e r g e t ic a este o provocare globală stringentă şi ţine de epuizarea resurselor energetice naturale. Cauze: explozia dem ografică; creşterea co n su m u lu i de energie electrică, de com bustibili; epuizarea rezervelor de com bustibilii clasici; risipa de energie în societate; poluarea m ediului ca rezultat al arderii com bustibililor fosili. Consecinţe: criza energetică; subdezvoltarea; degradarea calităţii m ediului; em isiile de gaze cu efect de seră; schim bările clim atice globale; găurile de ozon; ploile acide etc. Soluţii: m odificarea m odelului energ etic prin utilizarea resurselor energetice regenerabile (energia eoliană, solară, geoterm ică, hidroenergetică, m areom otrică şi cea obţinută din biom asă); inform area largă a populaţiei asupra producţiei de energie şi asupra aplicării unor soluţii energetice inofensive pentru m ediul înconjurător; dezvoltarea unor noi tehnologii de conservare a energiei; valoriv___________________________________________________________________ J 126 Capitolul IV. Problemele actuale ale mediului şi ale lumii contemporane ( ; > ficarea energetică a reziduurilor menajere; reducerea consumurilor specifice de energie şi de materii prime. • P r o b le m a a s ig u r ă r ii o m e n ir ii c u r e s u r s e n a t u r a l e ţine de epuizarea resurselor naturale nerenovabile. Cauze: explozia demografică; valorificarea intensă a resurselor naturale epuizabile. Consecinţe: diminuarea zăcăm intelor minerale; degradarea solului, a aerului, a apei; dispariţia unor specii de plante şi animale; extinderea deşerturilor; criza energetică globală etc. Soluţii: gestionarea şi valorificarea raţională a resurselor naturale; recuperarea resurselor naturale şi reciclarea lor (reutilizarea fierului vechi, a maculaturii etc.); reducerea consumurilor specifice de materii prime; cercetarea geologică şi valorificarea industrială a unor noi rezerve de resurse naturale; m anagementul şi reciclarea deşeurilor; conservarea resurselor epuizabile; monitorizarea com ponentelor de mediu; fondarea ariilor protejate; respectarea legilor care reglementează exploatarea resurselor naturale. v_________________________________________________________________________J E BINE SĂ ŞTIŢI • Biomasa este partea biodegradabilă a deşeurilor şi reziduurilor din agricultură, silvicultură şi industrie. Cu alte cuvinte, din reutilizarea deşeurilor (paie, hîrtie, plastic, gunoi de grajd etc.) putem obţine energie electrică, termică, dar şi combustibili. • Pe teritoriul Republicii Moldova există condiţii prielnice pentru dezvoltarea la scară naţională a energiei pe bază de biomasă, de energie eoliană, solară şi hidraulică. EVALUARE 1. Explicaţi esenţa şi cauzele problemei energetice. 2. Ce reprezintă noua strategie energetică? 3. Numiţi ţările care utilizează energia produsă de centralele nucleare. 4. Ce consecinţe are utilizarea combustibililor fosili asupra mediului? 5. Numiţi ţările care valorifică resurse naturale alternative. Completaţi tabelul: Resurse naturale alternative Ţări care le utilizează Lucraţi în perechi • Specificaţi avantajele şi dezavantajele utilizării energiei eoliene şi nucleare. 6. Redactaţi un text cu subiectul: Gestionarea şi utilizarea resurselor naturale în Republica Moldova. Lucraţi în grup • Precizaţi cinci modalităţi concrete de gestionare a deşeurilor în localitatea natală şi în Republica Moldova care să asigure menţinerea calităţii mediului înconjurător. 7. Propuneţi metode de utilizare raţională a resurselor natura