Тесла меняет мир. Анализ потребления энергии

04 Мая 2016

Мы начинаем цикл статей в которых расскажем вам о том, почему и как Тесла меняет мир. Первая часть – об энергии. Для того, чтобы понимать важность места в современном мире и парадигму, которую ломает компания Илона Маска, невозможно не осознавать, что собой являет энергия и каким образом ее использует человечество. 

Что же представляет собой энергия, чем она является? Пятиминутный интернет-серфинг, суммируя несколько наиболее авторитетных источников позволил собрать такое определение: «Энергией является свойство материи, благодаря которому возможно преодолеть силу сопротивления либо произвести определенные молекулярные изменения». Слишком сложно, разве не так? Цель нашей статьи – максимально просто описывать процессы и вещества. Поэтому, «упростим», назвав энергию веществом, которое «позволяет чему-то что-то делать». Упрощать и упускать из виду нельзя всего лишь один момент – незыблемый физический закон сохранения энергии. Согласно данному закону мы не можем создать или уничтожить энергию, и единственная доступная манипуляция - это превращение одной формы энергии в иную. Так как каждый живой организм невозможен без энергии, то человек, ввиду невозможности самостоятельного производства энергии должен получать необходимую для жизни энергии извне. И мы получаем ее из пищи, но, согласитесь, ваши современные потребности ограничиваются не только пропитанием.

Откуда берется энергия на нашей планете? Упростим астрофизику и квантовые теории до одного предложения: вся энергия на планете Земля поступила от Солнца. Именно излучение Солнца, его гравитация и движение нашей планеты вокруг звезды являются первопричиной ветра, дождя и питания биосферы.

Определившись с происхождением энергии на Земле, стоит разобраться с тем, чем и как ее измеряют. Здесь все просто и однозначно. Самой распространенной единицей является джоуль. 1 джоуль является тем количеством энергии, которое вам понадобится для приложения силы в 1 ньютон на дистанции в 1 метр. Солнце дает человеку непосредственные джоули в виде света и тепла, но также мы получаем «солнечные» джоули из растений и животных, которых употребляем в пищу. Растения и животные так или иначе потребляют солнечные джоули для собственной жизнедеятельности.

Полезные ископаемые

Закон сохранения энергии бесспорен, но в истории нашей планеты выработался механизм, благодаря которому часть энергии была сохранена в виде полезных ископаемых. На протяжении миллионов лет джоули энергии, которые были заложены в растениях и животных сохранялись в виде угля, нефти и газа. Благодаря преобладанию болотистой местности в определенный период формирования планеты живые организмы не успевали разлагаться, «сохраняя» накопленную в себе солнечную энергию. Под давлением воды и атмосферы с течением времени энергия из этих организмов превращалась в то, что мы сегодня идентифицируем как полезные ископаемые. 

Открытие угля, нефти и газа стало в свое время мощным толчком для технологического прогресса и развития инноваций. Новые технологии, умеющие использовать энергию из топлива, привели к росту спроса. Естественно, что такая динамика стимулировала тех людей, которые занимались добычей ресурсов. Компании, которые стали добывать ресурсы на сегодняшний день являются крупнейшими корпорациями во всем мире.

В разрезе технологического прогресса стоит понимать, что сжигать подземные ископаемые ресурсы для получения необходимых джоулей энергии – это инновация двухсотлетней давности. Тем не менее, до сих пор именно этот способ получения энергии является главным в жизни человечества. Чтобы убедиться, просто взгляните на статистику:

Тесла меняет мир. Анализ энергетического потребления

Климатические изменения

Уже давно доказан факт того, что при сжигании ископаемого топлива в атмосфере планеты увеличивается уровень CO2. Это естественный процесс круговорота углерода в природе. Наша планета содержит в себе постоянное количество углерода, но в разных формах. Одна из форм – это объем, сохраненный в виде полезных ископаемых.

Человечество – это исключительно эгоистичное явление природы, а потому, будучи увлечены только собственными потребностями, мы без оглядки высвобождали углерод, который был запасен миллионы лет назад. Мы, по сути, воспользовались самым простым способом для получения столь необходимой энергии. 

Высвобожденная нами из полезных ископаемых энергия помогла человечеству провести огромный объем работы на планете. Но, в свою очередь, мы восстанавливали углеродный баланс за счет сжигания запасов ископаемых ресурсов. И углерод тоже делал свою работу. Уровень углекислого газа в нашей атмосфере стали измерять, начиная с 1958 года. Измерения продолжаются и по сегодня. И вот их результат: 

Тесла меняет мир. Анализ энергетического потребления

Уровень СО2 в атмосфере нашей планеты постоянно увеличивается. 

Рост количества углекислого газа провоцирует повышение температуры

Даже проплаченные лоббисты нефтедобывающих компаний согласны с тем, что выброс углекислого газа провоцирует рост температуры на планете. При этом, исследования показывают, что 90% выбросов углекислого газа – это следствие жизнедеятельности человека.  
Самым важным является то, что достаточно всего небольшого роста средней температуры на планете, чтобы привести к очень и очень серьезным последствиям. 

Простые цифры: 100 миллионов лет назад на нашей планете средняя температура была всего на 6 градусов выше сегодняшнего показателя. Вся планета при этом была покрыта тропическими лесами, а уровень мирового океана превышал нынешний показатель на 200 метров. Всего каких-то 18 000 лет назад, средняя температура нашей планеты была на 5 градусов ниже, чем средний показатель температуры 20-го века, и этого было достаточно чтобы территория США и Канады, Скандинавского полуострова и половина территории Великобритании была полностью покрыта слоем льда толщиной в 800 метров. 

В данный момент человечество находится в условиях практически идеального баланса углерода на планете, что позволяет существовать в максимально благоприятном температурном режиме для такого биологического вида как человек.

Тесла меняет мир. Анализ энергетического потребления

Если сохранить нынешний уровень сжигания ископаемых природных ресурсов, то климатическая ситуация может измениться уже в ближайшем будущем, принеся для человечества более чем негативные последствия. 

Ископаемые природные ресурсы заканчиваются

Если на заре открытия первых месторождений нефти и газа, казалось, что под землей скрыто огромное количество полезных ископаемых, то уже в начале 20-го века стало понятно, что ресурсы не безграничны. Когда именно закончится газ, нефть или уголь сказать довольно сложно. Тем не менее, большинство источников сходятся во мнении, что, сохраняя нынешнюю скорость добычи, ждать конца не так уж и долго. 

Тесла меняет мир. Анализ энергетического потребления
Приблизительный график оценки запасов полезных ископаемых

Сегодня сложно себе представить, что случится в тот момент, когда у нас закончатся все ископаемые ресурсы, но суммарной экспрессивной оценки слов коллапс, катастрофа и цивилизационный кризис наверняка достаточно для того, чтобы передать суть. Конечно, окончание запасов неминуемо приведет к росту стоимости энергоресурсов, в свою очередь это станет прекрасным стимулом для инвестиций в разработку технологий возобновляемых источников энергии. Но если разработка таких технологий и инноваций начнется слишком поздно, то мирового экономического краха не миновать. 

Будущее человечества

В будущем человечества однозначно, рано или поздно, наступит такой момент, когда отказ от ископаемых энергоресурсов станет безальтернативным. Одна из излюбленных цитат Илона Маска сводится к тому, что: «Человечество потратило слишком много времени и ресурсов для того, чтобы продолжать эру ископаемой энергии. Добыча ископаемых энергоресурсов вносит серьезные изменения в состав мирового океана, почв и атмосферы планеты. Конец эры ископаемого топлива неизбежен, в один день у нас попросту закончится нефть, уголь и газ. Понимая этот факт, понимая то, что рано или поздно настанет такой день, зачем человечество стремится продолжать столь глупый эксперимент. Неужели наша цель - увидеть насколько плохо для нашего вида могут закончиться эксперименты по изменению баланса веществ на нашей планете? Мы знаем, что продолжение эры ископаемых ресурсов – не приведет к хорошим последствиям, и более того, большинство представителей научного мира уверены, что такая деятельность приведет к ОЧЕНЬ плохим последствиям.»

С чего же нужно начинать без преувеличения «спасение» нашей планеты? 

  • 40% мирового потребления энергоресурсов приходится на выработку электричества.
  • 75% электричества производится за счет сжигания угля. 
  • Более 30% энергии в развитых странах потребляет транспорт.
  • Практически 100% транспорта использует в работе нефть. 

Итог очень прост: производство электричества и транспорт потребляют огромное количество энергии на нашей планете, и вся эта энергия – «грязная». При этом, если говорить о транспорте, то автомобили производят больше выбросов CO2 чем самолеты, корабли и поезда вместе взятые. При этом, сохраняя нынешнюю динамику, к 2030 году автомобили будут производить на 50% больше выбросов, чем сегодня. 

Человечеству предстоит долгий путь для собственного спасения. Но, кое-кому удается делать определенные шаги уже сегодня.



Комментарии пользователей

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи


 
Авторизация
Пароль:

Регистрация   

Забыли пароль?