Определение биосферы. Структура биосферы и ее границы. Классификация веществ биосферы, страница 25

Возобновимые ресурсы – это источники энергии, включающие гидроэнергию, солнечную, геотермальную, ветровую энергию, энергию океана, морских волн, приливов и отливов, энергию биомассы древесины, торфа, битуминиозных песчаников и др. Их колоссальная энергия непостоянна, распределена на больших пространствах и плохо поддается контролю.

Геофизические ресурсы энергии очень велики. Только близкие к поверхности суши и океана перемещения воздушных и водных масс имеют мощность порядка 25 ПВт (Пэта – П = 10¹⁵), что в 2 000 раз больше топливной мощности техносферы. Их использование не сопровождается загрязнением окружающей среды.

     Гидроэнергия стоит на первом месте среди возобновимых ресурсов техносферы.  Теоретический потенциал материкового стока близок к 6 ТВт (Тера – Т = 10¹²), а реальный потенциал оценивается в 2,9 ТВт.  Фактически в настоящее время для выработки электроэнергии используется ¼ часть этого потенциала. В мире работают десятки тысяч ГЭС с общей электрической мощностью 660 ГВт, а для их работы на реках созданы каскады водохранилищ.

     Ветроэнергетика. Суммарная энергетика мощности устойчивых ветров в нижних слоях атмосферы составляет 5 ТВт. Технически возможный объем теплоэнергетики мал по сравнению с этой величиной – 288 ГВт. Он составляет только 2% всей энергетики техносферы. В некоторых странах эта доля может быть больше. Так, в Дании ветроэнергетические установки обеспечивают более 3,7% выработки электроэнергии. Общая мощность ветроэнергетических установок в мире сейчас достигла 11 ГВт.

Геотермальная энергия Земли обусловлена гравитационной динамикой и радиоактивным распадом элементов в недрах. Она имеет общую мощность 32 ТВт. Геотермальные ресурсы мира, доступные для использования, составляют 140 ГВт. Эти ресурсы освоены пока еще мало. Общая мощность ГеоГЭС в мире не превышает 1,5 ГВт.

Солнечная энергия по сравнению с другими видами энергии обладает исключительными свойствами: она практически неисчерпаема, экологически чиста, управляема, а по величине в тысячи раз превосходит всю энергию других источников, которые может использовать человечество. Потенциал эксплуатационного ресурса солнечной энергии оценивается в 100-500 ТВт. Из-за малой плотности этой энергии техносфера потребляет ее ничтожную часть. Технический потенциал использования солнечной энергии оценивается в 500 ГВт. Общая мощность систем прямого преобразования энергии Солнца в мире достигла 4 ГВт, в том числе наземных фотоэлектрических преобразователей – 100 МВт.

Относительный вклад различных энергоносителей в общее использование энергии: уголь – 27%, нефть – 34%, газ – 17%, гидроэнергия – 6%, ядерная энергия – 8,5%, прочие источники – 7,5%. Электроэнергетика занимает в настоящее время более 25% энергобаланса техносферы. Доля электроэнергии в конечном потреблении составляет 9,7%. Хотя объем добычи ископаемого топлива уменьшается, оно продолжает играть решающую роль в производстве электрической и тепловой энергетики.

Минеральные ресурсы биосферы. Кислород, кремний и еще 7 химических элементов составляют 99% массы земной коры. Средняя концентрация других элементов очень мала, но некоторые из них образуют скопления в виде рудных месторождений.

К распространенным металлам, необходимым для металлургии. Относятся алюминий, железо, магний, титан и марганец. Остальные металлы считаются геохимически редкими.

Важнейшим для экономики минеральным ресуросом является железная руда. Всего в мире добывается 1 млрд т железной руды. По добыче железной руды Россия занимает четвертое место после Китая, Бразилии и Австралии. Мировые разведанные запасы железной руды оцениваются в 200 млрд т, которых хватит примерно на 200 лет. Рудное сырье добывается открытым и подземным способами. Предприятия металлургии выплавляют около 1 млрд т в год различных металлов. Этой массе соответствует почти 7-кратное количество необогащенных руд, для добычи которых приходится извлекать еще на порядок большую массу горных пород и грунтов. Во всем мире ежегодно добывается 800 млн т стали. Россия производит 7,5% этого объема.