Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
3. Не возобновляемые ресурсы
К неисчерпаемым природным ресурсам относятся водные, связанные единым круговоротом, ресурсы атмосферного воздуха и космические ресурсы [3.1].
Исчерпывающие природные ресурсы - это ресурсы, сокращающиеся по мере их использования. Исчерпывающие природные ресурсы разделяют следующим образом:
- не возобновляемые (минеральные, земельные ресурсы);
- восстановительные (ресурсы растительного и животного мира);
- частично не возобновляемые - это те, скорость восстановления которых ниже уровня хозяйственного потребления (пахотные почвы, леса, региональные водные ресурсы).
Часто очень трудно провести четкую границу между восстановительными и невосполнимыми ресурсами. Так, например, растения и животные, если их использовать расточительно, не заботясь о последствиях, могут полностью исчезнуть с лица Земли. Следовательно, их можно отнести к не возобновимым ресурсам. С другой стороны, растительный и животный мир обладает способностью к самовосстановлению и, в условиях разумного использования, может быть сохранен.
Пополнение этих ресурсов на Земле практически невозможно из-за отсутствия условий, в которых они возникли многие милллионы лет назад, или оно происходит чрезвычайно медленно. К таким ресурсам относятся прежде богатства недр. К восстановительным природным ресурсам относятся: земельные (плодородие почвы), биологические (лес, природные пищевые угодья, фауна суши и водной среды) и отдельные компоненты атмосферы (кислород, азот и т.п.). То же можно утверждать и про ресурсы растительного и животного мира - их хищническое использование нарушает способность биологических систем к самовоспроизведению, и тогда эти ресурсы становятся практически невосполнимыми.
Ярким примером являются водные ресурсы: вода дефицитна не потому, что ее мало (огромные запасы воды содержит Мировой океан), а потому, что не вся она может быть пока использована в производстве (соленые воды морей и океанов). Потенциальные ресурсы могут переходить в реальные - морская вода там , где есть опреснители, уже стала реальным ресурсом. Леса - это реальные ресурсы,
В итоге можно все реальные и потенциальные природные ресурсы по характеру исчерпаемости разделить на следующие группы:
- те, которые не восстанавливаются длительное время или восстанавливаются со скоростью, значительно меньшей скорости их прямого использования; эти ресурсы могут быть полностью исчерпаны (каменный уголь, нефть и газ, плодородие грунта и т.п.);
- те, которые воспроизводятся с высокой интенсивностью (это все живые организмы, кислород); могут быть практически неисчерпаемыми при правильном соотношении интенсивности использования и скорости их воспроизведения;
- те, которые непрерывно поступают к Земле (солнечная и приточно-отливная энергия, радиоволны космических тел) и могут стать полными в случае полного использования той их части, которая необходима для нормального развития планетарной природы.
В том же смысле реальные и потенциальные природные ресурсы за способностью к воспроизводству можно разделить на следующие группы:
- принципиально невоспроизводимые - ресурсы, которые поступают к Земле из Космоса (солнечная радиация), и те полезные ископаемые, которые были образованы в предыдущие геологические эпохи;
- реально невоспроизводимые - ресурсы, скорость воспроизведения которых во много раз ниже скорости их использования (полезные ископаемые, образовавшиеся в наше время, качество воды и воздуха, почвы, популяции организмов, доведены до критической численности);
- воспроизводимые - те ресурсы биосферы, которые рационально используются и имеют способность к быстрому самовоспроизведению (местные запасы воды при сохранении природных условий, которые их определяют, запасы солей в некоторых заливах и т.д.).
Есть еще много вариантов классификаций природных ресурсов; рассмотрим те из них, которые учитывают взгляд экологии. Одной из таких является генетическая классификация, согласно которой природные ресурсы делятся на такие группы:
- Минеральные ресурсы - природные вещества минерального происхождения, используемые в хозяйстве как различные виды сырья или источников энергии;
- Земельные ресурсы - земли, которые используются или могут быть использованы в различных отраслях хозяйства;
-Водные ресурсы - в это понятие в широком смысле входят воды рек, озер, водохранилищ, каналов, морей и океанов, подземные и грунтовые воды, вода горных и полярных ледников, атмосферные воды, а также сами водные объекты (реки, озера, моря и т.п);
- Ресурсы атмосферы - ресурсы, связанные с газовым составом атмосферы как результатом исторического развития земного шара;
- Вторичные ресурсы - отходы в случае их использования в качестве вторичного сырья.
Природные ресурсы можно классифицировать не только по генетическому признаку, но и по функциональному. Все природные ресурсы, учитывая функции природно-ресурсного потенциала, типичные для каждой конкретной территории, по функциональной классификации природных ресурсов, можно разделить на следующие группы:
- Сырьевые ресурсы изымаются из природной среды и потребляются человеком как сырье для материального производства и конечных продуктов потребления (полезные ископаемые, лес и др.);
- Энергетические ресурсы потребляются с изъятием и без изъятия для выработки тепловой и электрической энергии (топливные, энергия ветра и т.д.).
Всем живым организмам на планете, для нормального существования и функционирования, необходимы определенные природные ресурсы, включающие в себя: воду (морскую и пресную), территорию, почву, горы, леса (растительность), животных (в том числе рыб), ископаемое топливо и минералы. Все вышеупомянутые ресурсы являются естественными, и они существуют в природе. Ни один человек не создал их, однако человечество пользуется ими для своих благ. Необходимо учитывать, что все природные ресурсы мира связаны между собой, например, если вода исчезнет на определенной территории, то это негативно скажется на местной флоре, фауне, почве и даже климате[3.2].
Природные ресурсы Земли могут использоваться непосредственно или косвенно. Например, люди напрямую зависят от лесов, которые дают пищу и биомассу, улучшают здоровье, позволяют отдыхать, повышают уровень жизни и комфорта. Косвенно, леса действуют как климат-контроль, защищают от наводнений и штормов, а также обеспечивают круговорот питательных веществ.
Классификация природных ресурсов по исчепаемости представлена в таблице 3.1.
Таблица 3.1. Классификация природных ресурсов по исчерпаемости
Минеральные ресурсы образуют в мировой экономике базу для производства промышленной продукции. Изменения в добыче и потреблении сырья в международной торговле влияют не только на экономическую ситуацию в отдельных странах и регионах, но имеют глобальный характер. За последние 25-30 лет сырьевой сектор значительно изменился вследствие политики развитых стран, пытавшихся преодолеть зависимость от поставок сырья из развивающихся стран и сократить производственные затраты [3.3].
В мире выделяется семь стран по разнообразию и объему запасов минеральных ресурсов, обладающих ими:
- Россия (газ, нефть, уголь, железная руда, алмазы, никель, платина, медь);
- США (нефть, медь, железная руда, уголь, фосфориты, уран, золото);
- Китай (уголь, железная руда, вольфрам, нефть, золото);
- ЮАР (платина, ванадий, хром, марганец, алмазы, золото, уголь, железная руда);
- Канада (никель, асбест, уран, нефть, уголь, полиметаллы, золото);
- Австралия (железная руда, нефть, уран, титан, марганец, полиметаллы, бокситы, алмазы, золото);
- Бразилия (железная руда, цветные металлы).
На промышленно развитые страны приходится около 36% нетопливных минеральных ресурсов мира и 5% нефти. На территории развивающихся стран находится до 50% нетопливных минеральных ресурсов, почти 65% запасов нефти и 50% природного газа, 90% запасов фосфатов, 86-88% олова и кобальта, более 50% медной руды и никеля. Существенна дифференциация в обеспеченности и размещении полезных ископаемых: подавляющая их часть сосредоточена примерно в 30 развивающихся странах.
Среди них выделяются: страны Персидского залива (около 60% запасов нефти), Бразилия (железные и марганцевые руды, бокситы, олово, титан, золото, нефть, редкие металлы), Мексика (нефть, медь, серебро), Чили (медь, молибден), Заир (кобальт, медь, алмазы), Замбия (медь, кобальт), Индонезия (нефть, газ), Алжир (нефть, газ, железная руда), страны Средней Азии (нефть, газ, золото, бокситы).
Из стран с экономикой переходного периода запасами минерального сырья, имеющими мировое значение, обладает Россия, где сосредоточено около 8% мировых запасов нефти, 33% природного газа, 40% угля, 30% — железной руды, 10% — алмазов и платины.
Топливные минеральные ресурсы. Топливное минеральное сырье имеет осадочное происхождение, поэтому размещено неравномерно и приурочено к осадочным чехлам платформенных структур. К топливным ресурсам прежде всего относится "большая тройка" - нефть, природный газ и уголь, продуцирующие более 80% производимой в мире энергии (см. табл.3.2).
Мировые геологические запасы минерального топлива оцениваются примерно в 13 трлн.т., т.е. обеспеченность человечества минеральным топливом составляет порядка 1000 лет. Причем на уголь приходится 60% запасов (по теплотворной способности), а на углеводородное топливо - 27% [3.4].
В то же время структура мирового потребления первичных источников энергии складывается иная: в 2012 г. на уголь приходится около 30%, нефть- примерно 33%, газ- около 24%. Первое место в мире по разведанным запасам угля занимают США, по запасам нефти - Венесуэла и по запасам природного газа - Иран, который недавно несколько обошел Россию.
Таблица 3.2. Основные страны, обладающие природными топливными минеральными ресурсами
Анализ мирового состояния влияния на энергетику не возобновляемых и возобновляемых источников, проведенный в [3.5], пытается устранить неопределённость , присущую энергетическим прогнозам, путем разработки побочных факторов , отражающих различные темпы экономического роста и мировые цены на нефть.
Например, влияние экономического роста. Учтено, что мировой валовой внутренний продукт (ВВП) увеличивается на 3,3% / год с 2015 года до 2040 в случае высокого экономического роста и на 2,7%/год в случае низкого экономического роста по сравнению с 3,0% / год в исходном случае.
Аналогично, учтены случаи высоких и низких цен на нефть, касающиеся неопределенности, связанной с изменением траектории мировой энергетики в области цен. В случае низкой цены на нефть цена на нефть марки Brent в Северном море в долларах 2016 года достигнет $ 43 / баррель к
2040 году, по сравнению с 109 $/баррель в базовом случае и 226 $/баррель в максимальном варианте.
На рис.3.1 показано, что мировое потребление энергии в период между 2015 и 2040 годами может увеличиться на 28%.
Отдельно отмечены страны, входящие и не входящие в ОЭСР (перечень стран будет указан ниже).
Рис.pДинамика потребления энергии по годам 1990-2040.
Прогноз будущих цен на нефть(см.рис.3.2)является ещё одним дополнительным фактором общего прогноза.
Рис.3.2. Графики и диаграммы прогнозов цен на нефть до 2040 года.
На рис.3.3 представлен прогноз потребления энергии по континентам. Видно, что основная доля приходится на страны Азии Ближнего Востока.
Рис.3.3. Прогноз потребления энергии по континентам.
На рис.3.4 представлена динамика роста потребления энергии по отдельным видам. Все виды источников будут возрастать, кроме угля.
Рис.3.4. Динамика роста потребления энергии по видам источников.
На рис.3.5 представлен вариант роста энергии в % для стран, входящих и не входящих в ОЭСР. Из диаграмм видно, что рост сильно варьируется в разных регионах.
Рис.3. 5. Рост потребления в % для стран, входящих в разные блоки.
На рис.3.6. показано, что добыча нефти в странах ОПЕК увеличивается между 2015 и 2040- значительно.
Рис.3.6. Рост добычи нефти на различных континентах.
Рис.3.7. Прогноз потребления природного газа до 2040 года.
Из прогнозного анализа (см. рис.3.7) видно, как будет увеличиваться потребление газа в период до 2040 года. Предполагается увеличение потребления на 43%. Мировое потребление угля в прогнозный период будет оставаться практически постоянным.
Рис.3.8 Прогноз потребления угля до 2040 года.
По странам и континентам прогнозное потребление будет распределяться, как показано на рис.3.9.
Рис.3.9. Прогноз потребления угля по странам и континентам.
Как происходит анализ и прогнозирование производства и потребления энергии от различных видов источников можно проследить на примере США.
Ежегодные энергетические прогнозы [3.6] не являются предсказаниями того, что произойдет, это скорее смоделированные прогнозы того, что может произойти при определенных допущениях и методологиях.
Разработка производится с использованием национальной системы энергетического моделирования (NEMS)и интегрированной модели, которая стремится охватить различные взаимосвязи экономических изменений и предложения энергии, спроса и цен.
Прогнозы энергетического рынка подвержены значительной неопределенности, так как многие из событий, которые формируют энергетику рынки и будущие разработки в области технологий, демографии и ресурсов, невозможно предвидеть с достаточной уверенностью.
В ежегодных отчётах администрации по управлению энергетической информации EIA приводятся подробные сведения о состоянии не возобновляемых источников энергии, их динамике и прогноза изменения до 2040 года.
На рис.3.10 представлены общие сведения по потреблению энергии по всем её видам в квадриллионах британских тепловых единиц по годам, включая прогнозы до 2040 года.
Рис.3.10. Общее потребление энергии от не возобновляемых источников.
Принятые обозначения в цветовой гамме: высшее экономическое значение, низкая и высокая цена на нефть, высокий и низкий уровень цены на нефть и газ с учётом технологический ресурсов, нижнее значение экономического уровня.
На рис.3.11 представлены сведения по потреблению энергии от различных не возобновляемых и возобновляемых источников за период с 1980 года с прогнозом до 2040 года. Из приведенных графиков видно, что потребление носит достаточно плоский характер.
Рис.3.11. Потребление энергии по каждому из типов и видов источников.
Принятые обозначения в цветовой гамме: нефть и её виды, натуральный газ, другие возобновляемые источники энергии, каменный уголь, атомная энергетика, гидроэнергетика, жидкое биотопливо.
Прогнозный рост потребления энергии от различных источников может широко варьироваться.Предполагается, что общий объем производства энергии увеличивается более чем на 20% с 2016 по 2040 гг. за счет увеличения производства возобновляемых источников энергии, природного газа и сырой нефти. В частности, рост производства зависит от технологий, ресурсов и рыночных условий.
Прирост может дать трудноизвлекаемая нефть и сланцевый газ. При этом необходимо учитывать, что низкий уровень нефтегазовых ресурсов и технологий предполагает обратное,увеличиваются затраты на разведку и разработку. Может резко колебаться цена на нефть.
На рис.3.12. представлены сведения одного из прогнозных вариантов развития событий.
Рис.3.12. Вариант развития использования источников энергии.
В целом, следует отметить, что любой прогноз носит относительный характер и его необходимо минимум ежегодно(или дважды в году) постоянно уточнять и, в определённых случаях, изменять.