Биосфера Земли существует благодаря солнечному излучению, мощность потока которого, падающего на нашу планету, составляет 1017 Вт. Человек — дитя биосферы — живет за счет потреб-
ления этой энергии. Уровень ее потребления, которым довольствовались наши далекие предки — первобытные охотники и собиратели, был невелик: всего 130 Вт в расчете на одного человека. С переходом к земледелию и скотоводству в результате неолитической революции эта величина возросла ненамного — всего до 250 Вт. Положение качественно изменилось лишь на рубеже XVIII-XIX вв., когда произошла промышленная революция.
В настоящее время в развитых странах уровень энергии, производимой в расчете на одного человека, достиг 5-10 кВт. Это не случайная величина: как свидетельствует мировая статистика, при современном состоянии технологии это именно тот уровень энергопотребления, который достаточен для удовлетворения базовых потребностей человека — в пище, одежде, жилье, работе, сохранении здоровья, развлечениях, образовании, воспитании детей и т.д. А потому дальнейший рост производства энергии в этих странах оказался ненужным, и его величина практически стабилизировалась.
Существует закономерность, надежно установленная мировой статистикой: уровень материального благополучия граждан той или иной страны прямо пропорционален количеству энергии, производимой в расчете на одного человека. Существует и еще один важный показатель энергопотребления — эластичность спроса на энергию по валовому внутреннему продукту (ВВП). В течение многих лет в промышленно развитых странах этот показатель был близок к единице: для увеличения ВВП на 1% требовалось увеличить производство энергии тоже на 1%. В 80-е годы благодаря внедрению энергосберегающих технологий коэффициент эластичности удалось снизить примерно в 2 раза. Однако на дальнейшее снижение этого коэффициента рассчитывать вряд ли приходится: стоимость первичных источников энергии неизбежно будет расти.
Возникает вопрос: нельзя ли обеспечить экономию энергии за счет снижения ее потребления по некоторым наиболее важным направлениям? По данным ЮНЕСКО, современная структура энергопотребления выглядит следующим образом:
сфера обслуживания | 42% |
промышленный и аграрный секторы | 31% |
транспорт | 18% |
питание | 9% |
Согласно прогнозу на период до 2020 г. существенных изменений в этой структуре не ожидается.
Для развитых стран существуют некоторые различия в уровне энергопотребления в расчете на душу населения. Как показал В.В. Клименко, эти различия связаны с двумя факторами: среднегодовой температурой, характерной для данной страны, и ее площадью. Величина оптимального энергопотребления обратно пропорциональна среднегодовой температуре и, начиная с критической величины 500 тыс. кв. км, прямо пропорциональна размерам ее территории.
Эти зависимости объясняют, почему для США необходимо производить на душу населения 10 кВт, а для Японии достаточно всего 5 кВт. Что же касается России, которая является самой холодной страной мира, к тому же растянутой по широте на 11 часовых поясов, то для выхода на уровень материального благополучия, близкий к западным стандартам, ей потребуется поднять производство энергии с современных 7 кВт примерно до 16 кВт. Следует, однако, учесть, что эту оценку Клименко выполнил для России в целом. Если учесть реальное распределение плотности населения по различным географическим регионам, то оптимальный уровень производства энергии окажется значительно ниже — вероятно, не более 10 кВт в расчете на одного человека.
В табл. 2.5 приведены данные о территории 10 крупнейших стран мира. Страны расположены в порядке убывания занимаемой ими не полной территории, а эффективной, т.е. пригодной для длительного постоянного проживания. Если исключить малочисленные группы аборигенов полярных и высокогорных областей, то постоянное население практически отсутствует на территориях, где среднегодовая температура составляет менее -2°С или высота превышает 2000 м над уровнем моря. Эффективная территория стран определяется путем вычитания из их полной территории этих не пригодных для жизни областей.
Россия — самая холодная страна в мире (среднегодовая температура -5,5°С). Для Канады, например, это -5,1°С. Правда, для наиболее обжитых районов России эта величина значительно выше — около +2°С.
В табл.2.6 приведены сводные данные о потреблении энергии на душу населения в некоторых странах. В последнем столбце таблицы указаны значения поправочного коэффициента к, учитывающего различие в природных условиях.
Таблица 2.5