"Экология (базовый уровень)", Мамедов Н.М., Суравегина И.Т.
Природные ресурсы обеспечивают людей водой, сырьём и энергией, но их запасы и способность к восстановлению различаются. Рост населения, производства и потребления усиливает спрос на них, а чрезмерная добыча сокращает доступные запасы и может нарушить восстановление экосистем. Энергетический кризис возникает, когда потребность в энергии трудно обеспечить надёжно, доступно и без чрезмерного ущерба природе. Снизить риски помогают экономное использование ресурсов, повышение энергоэффективности и развитие возобновимых источников энергии.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Исчерпаемые природные ресурсы — ресурсы с ограниченными запасами, которые могут уменьшаться по мере использования. Среди них различают невозобновимые и возобновимые: первые практически не успевают восполниться, а вторые способны восстанавливаться. Это деление помогает оценить, как долго ресурс можно использовать и какие меры нужны для сохранения его запаса.
Возобновимые природные ресурсы — ресурсы, которые восстанавливаются за сравнительно короткий срок, если потребление не превышает скорость восстановления. Примеры — лес и популяции животных, способные воспроизводиться. Это понятие нужно, чтобы сопоставлять темпы использования и естественного прироста, а не считать ресурс автоматически бесконечным.
Невозобновимые природные ресурсы — ресурсы, запасы которых не восполняются или восполняются крайне медленно по сравнению со сроком жизни человека. К ним относятся, например, нефть, природный газ и руды. Понимание этого свойства помогает планировать добычу и искать способы уменьшить зависимость от ограниченных запасов.
Энергетический кризис — несоответствие между растущей потребностью в энергии и возможностью обеспечить её доступное и надёжное производство без чрезмерного ущерба природе. Он может проявляться не только в недостатке топлива, но и в высоких ценах или перебоях снабжения. Такое определение позволяет рассматривать вместе экономические, технические и экологические причины проблемы.
Рост населения увеличивает потребность в жилье, пище, воде, транспорте и товарах, а их производство требует сырья и энергии. Когда одновременно растут производство и потребление на одного человека, общая нагрузка на природные ресурсы становится ещё больше. Из-за этого увеличиваются объёмы добычи, расход топлива и количество отходов. Спрос может расти быстрее, чем появляются новые источники снабжения или развиваются способы экономии.
При интенсивной добыче невозобновимых ресурсов доступные запасы месторождения постепенно уменьшаются. Обычно первыми разрабатывают наиболее богатые и доступные залежи, потому что добыча из них дешевле и проще. Затем приходится осваивать более глубокие, удалённые или бедные месторождения, куда сложнее доставить оборудование и энергию. Поэтому сокращение доступных запасов нередко сопровождается ростом себестоимости, а добыча может сильнее нарушать природные территории.
Возобновимый ресурс не обязательно сохраняет свой запас: восстановление имеет собственный темп и зависит от состояния среды. Если лес вырубают быстрее, чем деревья успевают вырасти, или вылавливают больше рыбы, чем популяция воспроизводит, запас сокращается. Восстановление может замедлиться из-за пожаров, загрязнения, разрушения местообитаний и других воздействий. Значит, для сохранения ресурса нужно учитывать не только его вид, но и реальные условия восстановления.
Зависимость страны или отрасли от небольшого числа источников энергии делает снабжение уязвимым. Если поставки топлива прерываются, цена резко растёт или возникает политический конфликт, предприятия могут сократить работу, а население столкнуться с удорожанием энергии. Быстро заменить один источник другим удаётся не всегда: для этого нужны мощности, сети, оборудование и время. Поэтому надёжность энергоснабжения зависит также от разнообразия источников и возможности экономно расходовать энергию.
Смягчить кризис помогают энергосбережение и повышение эффективности: при меньшем расходе энергии можно сохранить тот же полезный результат. Переход на возобновимые источники снижает зависимость от части ограниченных видов топлива, а рациональное использование сырья уменьшает потребность в добыче. Однако производство оборудования, строительство электростанций и изменение землепользования тоже могут влиять на природу и экономику. Поэтому решения сравнивают по затратам, надёжности и воздействию на экосистемы, а не объявляют один способ универсальным.
| Вид ресурса | Как пополняются запасы | Примеры | Риск при нерациональном использовании | Подход к охране и использованию |
|---|---|---|---|---|
| Невозобновимые ресурсы | Не пополняются в масштабе человеческой жизни или формируются крайне медленно. | Нефть, природный газ, уголь, руды. | Истощение доступных запасов, удорожание добычи, нарушение природных территорий. | Экономить сырьё, повышать эффективность, перерабатывать материалы и сокращать потери. |
| Возобновимые ресурсы | Восстанавливаются естественным путём за сравнительно короткий срок. | Леса, рыба, популяции животных. | Запас снижается, если изъятие превышает восстановление или повреждена среда обитания. | Соблюдать темпы восстановления, охранять местообитания и контролировать объёмы изъятия. |
| Условно возобновимые ресурсы | Могут восстанавливаться при сохранении природных условий; восстановление иногда занимает много времени. | Плодородие почв, пресная вода, отдельные экосистемы. | Загрязнение, эрозия или чрезмерное использование могут надолго нарушить восстановление. | Предотвращать загрязнение и деградацию, восполнять потери и учитывать особенности территории. |
Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите, к какому виду относится ресурс, а затем оцените скорость его пополнения. После этого сопоставьте риск с тем, как именно ресурс используют. Для возобновимых ресурсов особенно важно сравнить изъятие с восстановлением, а для невозобновимых — снижать расход и потери.
Задача 1. Запасы месторождения составляют 240 млн т, ежегодная добыча — 12 млн т. Нужно оценить срок использования запасов при неизменной добыче и объяснить ограниченность такой оценки. Сначала выбираем простое отношение: имеющийся запас делим на объём, который добывают за один год. Единицы измерения сокращаются, и результат получается в годах.
Ответ: по упрощённой оценке запасов хватит на 20 лет. В реальности спрос может вырасти или снизиться, добычу могут ограничить, а часть запасов окажется технически или экономически недоступной. Поэтому число показывает ориентир, а не точную дату окончания добычи.
Задача 2. Лесной участок ежегодно восстанавливает 800 м³ древесины, а за год с него вырубают 1 000 м³. Требуется определить, меняется ли запас и на какую величину. Сравниваем не сами объёмы отдельно, а то, сколько древесины прибавляется и сколько изымается за одинаковый период. Если вырубка больше прироста, разница означает годовое сокращение запаса.
Ответ: запас древесины ежегодно сокращается на 200 м³. Чтобы он не уменьшался, нужно снизить вырубку до уровня прироста или ниже, сохранив условия для восстановления леса. Расчёт предполагает, что значения прироста и вырубки постоянны.
Задача 3. Предприятие потребляет 50 000 МВт·ч энергии в год. После модернизации расход энергии на единицу продукции снизился на 15%, а выпуск остался прежним. Нужно найти годовую экономию и связать её с энергетическим кризисом. Поскольку объём продукции не меняется, снижение расхода на единицу продукции применяем ко всему прежнему потреблению.
Ответ: предприятие экономит 7 500 МВт·ч в год. При прежнем выпуске ему требуется меньше энергии, поэтому снижается спрос на топливо и нагрузка, связанная с производством электричества. Если такой эффект достигается на многих предприятиях, он помогает смягчить дефицит и уменьшить воздействие на окружающую среду.
Ошибка — считать возобновимый ресурс неисчерпаемым. Так думают, потому что лес, вода или популяции животных способны восстанавливаться, но это происходит с определённой скоростью и при подходящих условиях. Если изъятие долго превышает прирост, запас уменьшается. Проверьте себя: сравните количество ресурса, которое использовали за период, с количеством, восстановившимся за тот же период.
Истощение не всегда означает, что ресурс полностью исчез. Часто речь идёт о сокращении доступных запасов: добывать остаток можно, но сложнее и дороже. Эту ошибку допускают, представляя истощение как резкое событие, а не постепенный процесс. Для проверки спросите, уменьшилась ли доступная часть месторождения и выросли ли затраты на её освоение.
Неверно сводить энергетический кризис только к нехватке топлива. Даже при наличии топлива могут возникать перебои поставок, резкий рост цен или недостаток производственных мощностей, а производство энергии может наносить значительный вред природе. Чтобы проверить рассуждение, перечислите отдельно вопросы запасов, доступности, надёжности и экологических последствий. Если учтён только один из них, объяснение неполное.
Ещё одна ошибка — считать любой возобновимый источник энергии полностью безвредным. Его относят к возобновимым из-за способа пополнения источника, а не из-за отсутствия воздействия на природу. Электростанции и необходимая инфраструктура занимают территории, требуют материалов и могут влиять на экосистемы. Перед выводом оцените место размещения, масштаб воздействия и возможные способы его уменьшить.
Для понимания истощения ресурсов нужно знать, что называют природными ресурсами и экосистемой, а также как происходит круговорот веществ. Различение возобновимых и невозобновимых ресурсов помогает оценивать последствия их использования. Тема связана с загрязнением при добыче и сжигании топлива, изменением климата и охраной природы. Позже эти знания пригодятся при изучении устойчивого развития, альтернативной энергетики и экологически ответственного потребления.
Можно ли считать солнечную и ветровую энергию неисчерпаемыми?
Поток солнечного излучения и ветер постоянно возобновляются в масштабах человеческой жизни, поэтому их относят к возобновимым источникам энергии. Но оборудование для их получения требует материалов, а размещение электростанций может влиять на экосистемы. Поэтому неисчерпаемость источника не означает отсутствия ограничений.
Почему возобновимые ресурсы тоже могут истощаться?
Их запас восстанавливается, но не мгновенно и не безгранично. Если вырубать лес быстрее, чем он растёт, или изымать рыбу быстрее, чем популяция воспроизводится, запас будет сокращаться. Для устойчивого использования темп изъятия должен быть не выше темпа восстановления.
Что именно называют энергетическим кризисом?
Это ситуация, когда растущую потребность в энергии сложно обеспечить надёжно и по доступной цене без чрезмерного вреда окружающей среде. Причинами могут быть нехватка топлива, перебои поставок, резкое удорожание энергии или недостаток мощностей. Поэтому кризис не сводится только к физическому отсутствию топлива.
Почему добывать ресурсы становится дороже по мере истощения месторождений?
Сначала обычно используют наиболее доступные и богатые месторождения, где добыча обходится дешевле. По мере их истощения приходится осваивать более глубокие, удалённые или бедные залежи, применять сложную технику и тратить больше энергии. Это повышает затраты и может увеличить экологический риск.
Как энергосбережение помогает уменьшить нагрузку на природные ресурсы?
Если для того же объёма продукции нужно меньше энергии, снижается спрос на топливо и нагрузка на электростанции. Это позволяет сократить добычу сырья и загрязнение, связанное с производством энергии. Эффект особенно заметен, когда экономия достигается без уменьшения полезного результата.
§ 17. Истощение ресурсов и энергетический кризис
