मानवता की ऊर्जा समस्या और उसके समाधान के उपाय

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

हर साल मानव जाति की ऊर्जा समस्या अधिक से अधिक व्यापक होती जा रही है। यह दुनिया की आबादी में वृद्धि और प्रौद्योगिकी के गहन विकास के कारण है, जिससे ऊर्जा की खपत का स्तर लगातार बढ़ रहा है। परमाणु, वैकल्पिक और जलविद्युत के उपयोग के बावजूद, लोग पृथ्वी के आंतों से सिंह के हिस्से का ईंधन निकालना जारी रखते हैं। तेल, प्राकृतिक गैस और कोयला गैर-नवीकरणीय प्राकृतिक ऊर्जा संसाधन हैं, और अब तक उनके भंडार एक महत्वपूर्ण स्तर तक कम हो गए हैं।

अंत की शुरुआत

मानव जाति की ऊर्जा समस्या का वैश्वीकरण पिछली शताब्दी के 70 के दशक में शुरू हुआ, जब सस्ते तेल का युग समाप्त हो गया। इस प्रकार के ईंधन की कीमत में कमी और तेज वृद्धि ने वैश्विक अर्थव्यवस्था में एक गंभीर संकट को जन्म दिया। और यद्यपि समय के साथ इसकी लागत में कमी आई है, मात्रा में लगातार गिरावट आ रही है, इसलिए ऊर्जा और कच्चे माल की समस्यामानवता तेज होती जा रही है।

उदाहरण के लिए, केवल 60 से 20वीं सदी के 80 के दशक की अवधि में, कोयले के उत्पादन की विश्व मात्रा 40% थी, तेल - 75%, प्राकृतिक गैस - इन संसाधनों की कुल मात्रा का 80% सदी की शुरुआत के बाद से इस्तेमाल किया।

इस तथ्य के बावजूद कि 70 के दशक में ईंधन की कमी शुरू हुई और यह पता चला कि ऊर्जा की समस्या मानव जाति के लिए एक वैश्विक समस्या है, पूर्वानुमानों ने इसकी खपत में वृद्धि के लिए प्रदान नहीं किया। यह योजना बनाई गई थी कि वर्ष 2000 तक खनिजों के निष्कर्षण की मात्रा 3 गुना बढ़ जाएगी। इसके बाद, निश्चित रूप से, इन योजनाओं को कम कर दिया गया था, लेकिन दशकों तक चले संसाधनों के अत्यधिक बेकार दोहन के परिणामस्वरूप, आज वे व्यावहारिक रूप से समाप्त हो गए हैं।

मानव जाति की ऊर्जा समस्या के मुख्य भौगोलिक पहलू

ईंधन की बढ़ती कमी के कारणों में से एक इसकी निकासी के लिए शर्तों का बढ़ना है और परिणामस्वरूप, इस प्रक्रिया की लागत में वृद्धि है। अगर कुछ दशक पहले प्राकृतिक संसाधन सतह पर थे, तो आज हमें खदानों, गैस और तेल के कुओं की गहराई को लगातार बढ़ाना होगा। उत्तरी अमेरिका, पश्चिमी यूरोप, रूस और यूक्रेन के पुराने औद्योगिक क्षेत्रों में ऊर्जा संसाधनों की घटना की खनन और भूवैज्ञानिक स्थिति विशेष रूप से खराब हो गई है।

मानव जाति की ऊर्जा और कच्चे माल की समस्याओं के भौगोलिक पहलुओं को देखते हुए, यह कहा जाना चाहिए कि उनका समाधान संसाधन सीमाओं के विस्तार में निहित है। नया सीखने की जरूरतहल्के खनन और भूवैज्ञानिक स्थितियों वाले क्षेत्र। इस प्रकार, ईंधन उत्पादन की लागत को कम किया जा सकता है। हालांकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि नए स्थानों में ऊर्जा संसाधनों को निकालने की कुल पूंजी तीव्रता आमतौर पर बहुत अधिक होती है।

मानव जाति की ऊर्जा और कच्चे माल की समस्याओं के आर्थिक और भू-राजनीतिक पहलू

प्राकृतिक ईंधन भंडार में कमी ने आर्थिक, राजनीतिक और भू-राजनीतिक क्षेत्रों में भयंकर प्रतिस्पर्धा को जन्म दिया है। विशाल ईंधन निगम इस उद्योग में ईंधन और ऊर्जा संसाधनों के विभाजन और प्रभाव के क्षेत्रों के पुनर्वितरण में लगे हुए हैं, जिससे गैस, कोयला और तेल के लिए विश्व बाजार में निरंतर मूल्य में उतार-चढ़ाव होता है। स्थिति की अस्थिरता मानव जाति की ऊर्जा समस्या को गंभीर रूप से बढ़ा देती है।

वैश्विक ऊर्जा सुरक्षा

यह अवधारणा 21वीं सदी की शुरुआत में प्रयोग में आई। ऐसी सुरक्षा की रणनीति के सिद्धांत एक विश्वसनीय, दीर्घकालिक और पर्यावरणीय रूप से स्वीकार्य ऊर्जा आपूर्ति प्रदान करते हैं, जिसके लिए कीमतें उचित होंगी और ईंधन के निर्यात और आयात दोनों देशों के अनुरूप होंगी।

इस रणनीति का कार्यान्वयन तभी संभव है जब मानव जाति की ऊर्जा समस्या के कारणों को समाप्त कर दिया जाए और व्यावहारिक उपायों का उद्देश्य विश्व अर्थव्यवस्था को पारंपरिक ईंधन और वैकल्पिक स्रोतों से ऊर्जा दोनों प्रदान करना है। इसके अलावा, वैकल्पिक ऊर्जा के विकास पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।

ऊर्जा बचत नीति

सस्ते ईंधन के दौर में दुनिया के कई देशों ने बहुत ही संसाधन-गहन अर्थव्यवस्था विकसित कर ली है। सबसे पहले, यह घटना खनिज संसाधनों से समृद्ध राज्यों में देखी गई थी। इस सूची में सोवियत संघ, अमेरिका, कनाडा, चीन और ऑस्ट्रेलिया शीर्ष पर थे। इसी समय, यूएसएसआर में बराबर ईंधन खपत की मात्रा अमेरिका की तुलना में कई गुना अधिक थी।

इस स्थिति के लिए घरेलू, औद्योगिक, परिवहन और अर्थव्यवस्था के अन्य क्षेत्रों में ऊर्जा बचत नीतियों को तत्काल लागू करने की आवश्यकता है। मानव जाति की ऊर्जा और कच्चे माल की समस्याओं के सभी पहलुओं को ध्यान में रखते हुए, इन देशों के सकल घरेलू उत्पाद की विशिष्ट ऊर्जा तीव्रता को कम करने के उद्देश्य से प्रौद्योगिकियों को विकसित और कार्यान्वित किया जाने लगा, और विश्व अर्थव्यवस्था की संपूर्ण आर्थिक संरचना का पुनर्निर्माण किया जा रहा था।

सफलताएं और असफलता

ऊर्जा संरक्षण के क्षेत्र में सबसे उल्लेखनीय सफलता पश्चिम के आर्थिक रूप से विकसित देशों ने हासिल की है। पहले 15 वर्षों में, वे अपने सकल घरेलू उत्पाद की ऊर्जा तीव्रता को 1/3 तक कम करने में सफल रहे, जिससे विश्व ऊर्जा खपत में उनकी हिस्सेदारी 60 से 48 प्रतिशत तक कम हो गई। आज तक, यह प्रवृत्ति जारी है, पश्चिम में सकल घरेलू उत्पाद की वृद्धि ईंधन की बढ़ती खपत को पीछे छोड़ रही है।

मध्य और पूर्वी यूरोप, चीन और सीआईएस देशों में स्थिति बहुत खराब है। उनकी अर्थव्यवस्था की ऊर्जा तीव्रता बहुत धीरे-धीरे घट रही है। लेकिन आर्थिक विरोधी रेटिंग के नेता विकासशील देश हैं। उदाहरण के लिए, अधिकांश अफ्रीकी और एशियाई देशों मेंसंबंधित ईंधन (प्राकृतिक गैस और तेल) का नुकसान 80 से 100 प्रतिशत तक होता है।

वास्तविकताएं और संभावनाएं

मानवता की ऊर्जा समस्या और उसके समाधान के तरीके आज पूरी दुनिया के लिए चिंता का विषय हैं। मौजूदा स्थिति में सुधार के लिए, विभिन्न तकनीकी और तकनीकी नवाचारों को पेश किया जा रहा है। ऊर्जा बचाने के लिए, औद्योगिक और नगरपालिका उपकरणों में सुधार किया जा रहा है, अधिक ईंधन कुशल कारों का उत्पादन किया जा रहा है, आदि।

प्राथमिक व्यापक आर्थिक उपायों में गैर-पारंपरिक और नवीकरणीय ऊर्जा संसाधनों की हिस्सेदारी बढ़ाने की संभावना के साथ गैस, कोयला और तेल की खपत की संरचना में एक क्रमिक परिवर्तन है।

मानवता की ऊर्जा समस्या को सफलतापूर्वक हल करने के लिए, वैज्ञानिक और तकनीकी क्रांति के वर्तमान चरण में उपलब्ध मौलिक रूप से नई प्रौद्योगिकियों के विकास और कार्यान्वयन पर विशेष ध्यान देना आवश्यक है।

परमाणु ऊर्जा उद्योग

ऊर्जा आपूर्ति के क्षेत्र में सबसे आशाजनक क्षेत्रों में से एक परमाणु ऊर्जा है। कुछ विकसित देशों में, नई पीढ़ी के परमाणु रिएक्टरों को पहले ही परिचालन में लाया जा चुका है। परमाणु वैज्ञानिक एक बार फिर तेजी से न्यूरॉन्स द्वारा संचालित रिएक्टरों के विषय पर सक्रिय रूप से चर्चा कर रहे हैं, जो कि एक बार कल्पना की गई थी, परमाणु ऊर्जा की एक नई और अधिक कुशल लहर बन जाएगी। हालाँकि, उनका विकास बंद कर दिया गया था, लेकिन अब यह मुद्दा फिर से प्रासंगिक हो गया है।

एमएचडी जनरेटर का उपयोग करना

स्टीम बॉयलर और टर्बाइन के बिना ऊष्मा ऊर्जा को बिजली में प्रत्यक्ष रूप से परिवर्तित करने की अनुमति देता हैमैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक जनरेटर का प्रदर्शन करें। इस आशाजनक दिशा का विकास पिछली शताब्दी के शुरुआती 70 के दशक में शुरू हुआ था। 1971 में, मास्को में 25,000 kW की क्षमता वाला पहला औद्योगिक-औद्योगिक MHD पायलट लॉन्च किया गया था।

मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक जनरेटर के मुख्य लाभ हैं:

• उच्च दक्षता;
• पर्यावरण (वायुमंडल में कोई हानिकारक उत्सर्जन नहीं);
• तुरंत शुरुआत।

क्रायोजेनिक टर्बोजेनरेटर

क्रायोजेनिक जनरेटर के संचालन का सिद्धांत यह है कि रोटर को तरल हीलियम द्वारा ठंडा किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप अतिचालकता का प्रभाव होता है। इस इकाई के निर्विवाद लाभों में उच्च दक्षता, कम वजन और आयाम शामिल हैं।

सोवियत काल में क्रायोजेनिक टर्बोजेनरेटर का एक पायलट प्रोटोटाइप बनाया गया था, और अब जापान, अमेरिका और अन्य विकसित देशों में इसी तरह के विकास चल रहे हैं।

हाइड्रोजन

ईंधन के रूप में हाइड्रोजन के उपयोग की काफी संभावनाएं हैं। कई विशेषज्ञों के अनुसार, यह तकनीक मानव जाति की सबसे महत्वपूर्ण वैश्विक समस्याओं - ऊर्जा और कच्चे माल की समस्या को हल करने में मदद करेगी। सबसे पहले, मैकेनिकल इंजीनियरिंग में हाइड्रोजन ईंधन प्राकृतिक ऊर्जा संसाधनों का विकल्प बन जाएगा। पहली हाइड्रोजन कार जापानी कंपनी माज़दा द्वारा 90 के दशक की शुरुआत में बनाई गई थी, इसके लिए एक नया इंजन विकसित किया गया था। प्रयोग काफी सफल निकला, जो इस दिशा के वादे की पुष्टि करता है।

इलेक्ट्रोकेमिकल जेनरेटर

ये ईंधन सेल हैं जो हाइड्रोजन पर भी चलते हैं। ईंधन के माध्यम से पारित किया जाता हैएक विशेष पदार्थ के साथ बहुलक झिल्ली - एक उत्प्रेरक। ऑक्सीजन के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, हाइड्रोजन स्वयं जल में परिवर्तित हो जाता है, दहन के दौरान रासायनिक ऊर्जा मुक्त होती है, जो विद्युत ऊर्जा में बदल जाती है।

ईंधन सेल इंजन उच्चतम दक्षता (70% से अधिक) की विशेषता है, जो पारंपरिक बिजली संयंत्रों से दोगुना है। साथ ही, वे उपयोग करने में आसान हैं, ऑपरेशन के दौरान मौन हैं और मरम्मत के लिए बिना मांगे हैं।

कुछ समय पहले तक, ईंधन कोशिकाओं का दायरा सीमित था, उदाहरण के लिए अंतरिक्ष अनुसंधान में। लेकिन अब अधिकांश आर्थिक रूप से विकसित देशों में इलेक्ट्रोकेमिकल जनरेटर की शुरूआत पर काम किया जा रहा है, जिनमें जापान पहले स्थान पर है। दुनिया में इन इकाइयों की कुल शक्ति लाखों किलोवाट में मापी जाती है। उदाहरण के लिए, न्यूयॉर्क और टोक्यो में पहले से ही ऐसी कोशिकाओं का उपयोग करने वाले बिजली संयंत्र हैं, और जर्मन वाहन निर्माता डेमलर-बेंज इस सिद्धांत पर काम करने वाले इंजन के साथ कार का एक कार्यशील प्रोटोटाइप बनाने वाले पहले व्यक्ति थे।

नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन

कई दशकों से थर्मोन्यूक्लियर एनर्जी के क्षेत्र में शोध होते आ रहे हैं। परमाणु ऊर्जा परमाणु विखंडन की प्रतिक्रिया पर आधारित है, और थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा रिवर्स प्रक्रिया पर आधारित है - हाइड्रोजन आइसोटोप (ड्यूटेरियम, ट्रिटियम) के नाभिक विलीन हो जाते हैं। 1 किलो ड्यूटेरियम के परमाणु दहन की प्रक्रिया में, जारी ऊर्जा की मात्रा कोयले से प्राप्त ऊर्जा की तुलना में 10 मिलियन गुना अधिक है। परिणाम वास्तव में प्रभावशाली है! यही कारण है कि थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा को वैश्विक समस्याओं को हल करने में सबसे आशाजनक क्षेत्रों में से एक माना जाता हैऊर्जा की कमी।

पूर्वानुमान

आज भविष्य में वैश्विक ऊर्जा क्षेत्र में स्थिति के विकास के लिए विभिन्न परिदृश्य हैं। उनमें से कुछ के अनुसार, 2060 तक तेल समकक्ष में वैश्विक ऊर्जा खपत बढ़कर 20 अरब टन हो जाएगी। वहीं, खपत के मामले में विकासशील देश विकसित देशों से आगे निकल जाएंगे।

21वीं सदी के मध्य तक, जीवाश्म ऊर्जा स्रोतों की मात्रा में काफी कमी आनी चाहिए, लेकिन अक्षय ऊर्जा स्रोतों, विशेष रूप से पवन, सौर, भूतापीय और ज्वारीय स्रोतों की हिस्सेदारी बढ़ जाएगी।